專利名稱：高速重載直線往復運動體運行儲能裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及液壓設備技術領域，特別涉及高速重載直線往復運動體運行儲能裝置。
背景技術：
在一些重型機械中經常需要利用液壓系統實現驅動工作運動體，液壓系統是一種 以液體為工作介質，用來傳遞能量以實現各種工作的系統。眾所周知，液壓系統所用的液壓 缸特點是作用力大，但動作速度慢，如果要加快其速度，則必須使用大容量的油泵，或采用 多組油泵并聯的方式以提高對液壓系統的液壓缸的供油流量，但這樣往往造成電能用量過 大，及產生高油溫，破損油的質量，成本大幅提高。
發明內容
本發明的目的在于針對現有技術的不足而提供一種提高工作運行速度、節約電能 的高速重載直線往復運動體運行儲能裝置，能夠應用于機床的供油系統或其它機械設備的 液壓系統中。為實現上述目的，本發明采用如下技術方案高速重載直線往復運動體運行儲能裝置，它包括有密閉的罐體和儲氣罐，罐體內 設有氣壓活塞，氣壓活塞將罐體內腔分隔成氣壓室和儲液室，儲氣罐通過管道與氣壓室連 通，儲液室設有向工作運動體液壓腔輸出高壓液體的液體排出口、回收工作運動體液壓腔 中的液體的液體回流口，罐體上設有高壓液壓缸，高壓液壓缸的一端連接在罐體上與儲液 室對應的位置處，另一端設有用于通入低流量高壓液體的液體進口，罐體內腔中設有活塞 桿，高壓液壓缸內腔中設有液壓活塞，活塞桿的一端與氣壓活塞連接，另一端穿過罐體進入 高壓液壓缸內腔中并與液壓活塞連接，氣壓活塞的面積大于液壓活塞的面積，使得氣壓活 塞的壓力面積大，推動液體速度快，儲氣罐儲存的能量可以快速釋放，工作效率高。本發明 利用低功率小流量泵就能推動工作運動體高速運動，使工作運動體的液壓缸壓強和流量增 大，提高工作運行速度，節約電能。所述氣壓活塞與液壓活塞之間平行設置。所述罐體豎直設置，氣壓室位于儲液室上方，高壓液壓缸位于罐體底部。所述高壓液壓缸靠近罐體的一端開設有排/進氣口。所述罐體為2個，各個罐體的氣壓室分別與儲氣罐連通。所述液壓活塞的面積與氣壓活塞的面積比例為1/16 4/9。作為優選，所述液壓活塞的面積與氣壓活塞的面積比例為1/16 1/4。更優選的，所述液壓活塞的面積與氣壓活塞的面積比例為1/9。所述液壓活塞的直徑為40 500mm，氣壓活塞的直徑為100 1000mm。作為優選，所述液壓活塞的直徑為100mm，氣壓活塞的直徑為300mm。本發明有益效果為本發明包括有密閉的罐體和儲氣罐，罐體內設有氣壓活塞，氣壓活塞將罐體內腔分隔成氣壓室和儲液室，儲氣罐通過管道與氣壓室連通，儲液室設有液 體排出口、液體回流口，罐體上設有高壓液壓缸，高壓液壓缸的一端連接在罐體上與儲液室 對應的位置處，另一端設有液體進口，罐體內腔中設有活塞桿，高壓液壓缸內腔中設有液壓 活塞，活塞桿的一端與氣壓活塞連接，另一端穿過罐體進入高壓液壓缸內腔中并與液壓活 塞連接，氣壓活塞的面積大于液壓活塞的面積，向液體進口通入低流量高壓液體，就能通過 液壓活塞推動氣壓活塞運動，使氣壓室的氣體向儲氣罐壓縮形成高壓氣體而將能量儲存起 來，當液體進口停止通入液體并釋放時，儲氣罐的高壓氣體將快速推動氣壓活塞運動，使儲 液室的液體由液體排出口排出形成大流量大壓力液體，并快速進入至工作運動體的液壓腔 中，從而推動工作運動體運動，提高工作運行速度，推動儲液室液體速度快，儲存的能量可 以與高壓液壓缸同時快速釋放，工作效率高；本發明是在液壓系統的非動作時間儲能，而在 工作運動體動作時釋放能量，從而采用小容量液壓泵仍能正常連續工作，提高了液壓缸的 工作效率，節約電能，降低了成本。
圖1是本發明儲能過程的結構示意圖。圖2是本發明釋放能量過程的結構示意圖。圖3是本發明另一實施方式的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步的說明，見圖1、2，高速重載直線往復運動體運行 儲能裝置，它包括有密閉的罐體1和儲氣罐2，罐體1內設有氣壓活塞3，氣壓活塞3將罐體 1內腔分隔成氣壓室11和儲液室12，儲氣罐2通過管道與氣壓室11連通，儲液室12設有 向工作運動體兩個液壓腔輸出高壓液體的液體排出口 13、回收工作運動體液壓腔中的液體 的液體回流口 14，罐體1上設有高壓液壓缸4，高壓液壓缸4的一端連接在罐體1上與儲液 室12對應的位置處，另一端設有用于通入低流量高壓液體的液體進口 41，可以是液體進口 41連接液壓泵。工作運動體可以是工作臺，其設有液壓缸，液壓缸有兩個液壓腔，分別向其 中一個液壓腔通入液體就能推動工作運動體運動，液體排出口 13、液體回流口 14、液體進 口 41和工作運動體的液壓缸兩個液壓腔之間可以通過換向閥連接。罐體1內腔中設有活 塞桿6，高壓液壓缸4內腔中設有液壓活塞5，活塞桿6的一端與氣壓活塞3連接，另一端穿 過罐體1進入高壓液壓缸4內腔中并與液壓活塞5連接。氣壓活塞3與液壓活塞5之間平 行設置，使得氣壓活塞3和液壓活塞5運行平穩。高壓液壓缸4靠近罐體1的一端開設有 排/進氣口 42，高壓液壓缸4通過排/進氣口 42吸氣或排氣。氣壓活塞3的面積大于液壓活塞5的面積。液壓活塞5的面積與氣壓活塞3的面 積比例為1/16 4/9，如可以為1/16、1/9、4/25、1/4、4/9等，在這個數值范圍內可以使得 氣壓活塞3的壓力面積足夠大，推動儲液室12液體速度快，儲氣罐2儲存的能量可以與高 壓液壓缸4同時快速釋放，工作效率高，同時又只需要配備低功率小流量液壓泵就能推動 工作運動體高速運動，使工作運動體的液壓缸壓強和流量增大，提高工作運行速度，節約電 能。液壓活塞5的面積與氣壓活塞3的面積比例為1/16 1/4時效果更佳，液壓活塞5的 面積與氣壓活塞3的面積比例為1/9時效果最佳。
當然，液壓活塞5與氣壓活塞3之間的尺寸關系也可以是液壓活塞5的直徑為 40 500mm、氣壓活塞3的直徑為100 1000mm，如可以是液壓活塞5的直徑=40mm、氣壓 活塞3的直徑=100mm，或液壓活塞5的直徑=60mm、氣壓活塞3的直徑=240mm，或液壓 活塞5的直徑=100mm、氣壓活塞3的直徑=300mm，或液壓活塞5的直徑=300mm、氣壓活 塞3的直徑=450mm，或液壓活塞5的直徑=400mm、氣壓活塞3的直徑=700mm，或液壓活 塞5的直徑=500mm、氣壓活塞3的直徑=1000mm，在這個數值范圍內可以使得氣壓活塞 3的壓力面積足夠大，推動液體速度快，儲氣罐2儲存的能量可以快速釋放，工作效率高，同 時又只需要配備低功率小流量液壓泵就能推動工作運動體高速運動，使工作運動體的液壓 缸壓強和流量增大，提高工作運行速度，節約電能。液壓活塞5的直徑為100mm、氣壓活塞3 的直徑為300mm時效果最佳。在本實施方式中，液壓活塞5的直徑為100mm，氣壓活塞3的直徑為300mm，即液壓 活塞5的面積與氣壓活塞3的面積比例為1/9，在傳統液壓系統中需要15kw的液壓泵才能 驅動運行，而利用本實施方式的儲能裝置僅需要5 7. 5kw的小流量液壓泵就能驅動運行， 節約電能50%以上，工作運行速度快。罐體1豎直設置，氣壓室11位于儲液室12上方，高壓液壓缸4位于罐體1底部， 這種放置方式使得系統運動更平穩，當然罐體1也可以臥式放置，只是豎直設置效果更佳。 本發明的罐體1是在液壓系統的非動作時間儲能，而在工作運動體動作時釋放能量，從而 采用小容量液壓泵仍能正常工作，提高了液壓缸的工作效率，節約電能，降低了成本。本發明的工作原理為1、儲能過程向高壓液壓缸4的液體進口 41通入低流量高壓液體，推動液壓活塞 5帶動活塞桿6與氣壓活塞3向上運動，使氣壓室11的氣體向儲氣罐2壓縮形成高壓氣體 而將能量儲存起來，此時儲氣罐2處于氣體高壓狀態；2、釋放能量過程當高壓液壓缸4的 液體進口 41停止通入液體并釋放時，儲氣罐2的高壓氣體將快速將氣壓活塞3向下推壓， 使儲液室12的液體由液體排出口 13排出形成大流量大壓力液體，并快速進入至工作運動 體的液壓腔中，從而推動工作運動體運動。當能量釋放完畢后，又繼續向高壓液壓缸4的液 體進口 41通入低流量高壓液體重復儲能過程，儲能過程中儲液室12產生吸力將由液體排 出口 13排出到工作運動體中的液體吸回到儲液室12中，如此循環。見圖3所示，作為本實用新型的另一實施方式，與上一實施方式不同的是，罐體1 為2個，2個罐體1組合互用，各個罐體1的氣壓室11分別與儲氣罐2連通，各個罐體1的 儲液室12通過液體排出口 13和液體回流口 14并聯在液壓系統中，通過換向閥和單向閥控 制使得其中一個罐體1的液體排出口 13輸出液體時，另一罐體1的液體回流口 14回收液 體，這樣2個罐體1交替輸出和回收液體形成循環，通過2個罐體1的交替工作可以使得液 壓系統正常連續工作，系統運行更順暢。利用低功率小流量泵推動高壓液壓缸4互換使2 個儲液室12交替往復吸入工作運動體油缸排出的液體，能推動工作運動體高速運動，使工 作運動體的液壓缸壓強和流量增大，提高工作運行速度，節約電能。當然，罐體1也可以為 3個或3個以上，系統運行更平穩。本發明的罐體1是在液壓系統的非動作時間儲能，而在 工作運動體動作時釋放能量，從而采用小容量液壓泵仍能正常工作，提高了液壓缸的工作 效率，節約電能，降低了成本。以上所述僅是本發明的較佳實施例，故凡依本發明專利申請范圍所述的構造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本發明專利申請范圍內。
權利要求
1.高速重載直線往復運動體運行儲能裝置，它包括有密閉的罐體(1)和儲氣罐0)， 罐體(1)內設有氣壓活塞(3)，氣壓活塞C3)將罐體(1)內腔分隔成氣壓室(11)和儲液室 (12)，儲氣罐( 通過管道與氣壓室(11)連通，其特征在于所述儲液室(1 設有向工作 運動體液壓腔輸出高壓液體的液體排出口(13)、回收工作運動體液壓腔中的液體的液體回 流口(14)，罐體(1)上設有高壓液壓缸0)，高壓液壓缸(4)的一端連接在罐體(1)上與儲 液室(1 對應的位置處，另一端設有用于通入低流量高壓液體的液體進口(41)，罐體(1) 內腔中設有活塞桿(6)，高壓液壓缸內腔中設有液壓活塞(5)，活塞桿(6)的一端與氣 壓活塞C3)連接，另一端穿過罐體(1)進入高壓液壓缸內腔中并與液壓活塞( 連接， 氣壓活塞(3)的面積大于液壓活塞(5)的面積。
2.根據權利要求1所述的高速重載直線往復運動體運行儲能裝置，其特征在于所述 氣壓活塞( 與液壓活塞( 之間平行設置。
3.根據權利要求1所述的高速重載直線往復運動體運行儲能裝置，其特征在于所述 罐體(1)豎直設置，氣壓室(11)位于儲液室(1 上方，高壓液壓缸(4)位于罐體(1)底部。
4.根據權利要求1所述的高速重載直線往復運動體運行儲能裝置，其特征在于所述 高壓液壓缸(4)靠近罐體(1)的一端開設有排/進氣口 02)。
5.根據權利要求1所述的高速重載直線往復運動體運行儲能裝置，其特征在于所述 罐體(1)為2個，各個罐體(1)的氣壓室(11)分別與儲氣罐( 連通。
6.根據權利要求1-5任意一項所述的高速重載直線往復運動體運行儲能裝置，其特征 在于所述液壓活塞(5)的面積與氣壓活塞(3)的面積比例為1/16 4/9。
7.根據權利要求6所述的高速重載直線往復運動體運行儲能裝置，其特征在于所述 液壓活塞(5)的面積與氣壓活塞(3)的面積比例為1/16 1/4。
8.根據權利要求7所述的高速重載直線往復運動體運行儲能裝置，其特征在于所述 液壓活塞(5)的面積與氣壓活塞(3)的面積比例為1/9。
9.根據權利要求1-5任意一項所述的高速重載直線往復運動體運行儲能裝置，其特征 在于所述液壓活塞(5)的直徑為40 500mm，氣壓活塞(3)的直徑為100 1000mm。
10.根據權利要求9所述的高速重載直線往復運動體運行儲能裝置，其特征在于所述 液壓活塞(5)的直徑為100mm，氣壓活塞(3)的直徑為300mm。
全文摘要
本發明涉及液壓設備技術領域，特別涉及高速重載直線往復運動體運行儲能裝置，其包括有罐體、儲氣罐、高壓液壓缸，罐體內腔通過氣壓活塞分隔成氣壓室和儲液室，儲氣罐通過管道與氣壓室連通，儲液室設有液體排出口、液體回流口，高壓液壓缸設有液體進口、液壓活塞，氣壓活塞與液壓活塞之間通過活塞桿連接，由于氣壓活塞的面積大于液壓活塞的面積，氣壓活塞的壓力面積大，推動儲液室液體速度快，儲存的能量可以與高壓液壓缸同時快速釋放，工作效率高，利用低功率小流量泵推動高壓液壓缸互換使2個儲液室交替往復吸入工作運動體油缸排出的液體，能推動工作運動體高速運動，使工作運動體的液壓缸壓強和流量增大，提高工作運行速度，節約電能。
文檔編號F15B1/04GK102102688SQ201110063020
公開日2011年6月22日 申請日期2011年3月16日 優先權日2011年3月16日
發明者黃歐 申請人:東莞市尚正機電科技有限公司