Энергосберегающее устройство

Изобретение относится к стреловым машинам, а именно к экскаваторам, фронтальным погрузчикам. Технический результат заключается в получении энергосбережения при выполнении рабочего процесса машины за счет исключения бесполезной энергии, затрачиваемой на подъем сил тяжести всех элементов рабочего оборудования (стрелы, ковша, гидроцилиндров) и использовании этой энергии на повышение производительности машины. Энергосберегающее устройство содержит стрелу, основные гидроцилиндры стрелы, уравновешивающий цилиндр, газовый баллон, гидромагистрали, гидробак, насос, в котором согласно изобретению уравновешивающий цилиндр и газовый баллон выполнены в одном агрегате; уравновешивающий цилиндр расположен внутри газового баллона, заряженного сжатым воздухом давлением более 10 МПа, штоковая гидравлическая полость уравновешивающего цилиндра соединена гидролинией со сливной гидролинией гидрораспределителя; объем газовой полости устройства образован цилиндрическим кольцевым объемом V1 газового баллона и объемом V2 пустотелого штока и поршня; при этом объем газовой полости (V1+V2) составляет более двух объемов рабочего хода уравновешивающего цилиндра V1+V2>2Vp. 5 ил.

 

Изобретение относится к стреловым землеройным машинам, а именно к экскаваторам, погрузчикам.

Целью изобретения является снижение энергозатрат при подъеме рабочего оборудования в каждом технологическом цикле землеройной машины и увеличение производительности машины за счет использования освобождаемой мощности двигателя на процесс наполнения ковша грунтом.

Известно устройство, снижающее энергозатраты при подъеме рабочего оборудования (см. например, а.с. №1779717 кл. E02F 9/22, опубл. 07.12.92. Бюл. №45) [1], содержащее основные гидроцилиндры управления стрелой, распределители, насосы, гидробак, дополнительный гидроцилиндр управления стрелой, подключенный к пневмогидроаккумулятору посредством дополнительного распределителя и гидромагистралей.

Известное устройство обладает недостатками, из которых главным является сложность конструкции, обусловленная использованием дополнительных распределителей и дополнительных протяженных гидролиний. Сопутствующими недостатками известного устройства [1] являются использование сложной конструкции пневмогидроаккумулятора, являющегося дорогостоящим устройством, который увеличивает объем рабочей жидкости гидросистемы за счет объема рабочей жидкости в дополнительном уравновешивающем гидроцилиндре и пневмогидроаккумуляторе.

Наиболее близким из известных технических решений к предлагаемому устройству является энергосберегающее устройство уравновешивания сил тяжести рабочего оборудования стреловой машины (см. например, патент РФ №2258115, опубл. 10.08.2005, Бюл. №22) [2], содержащее рабочее оборудование, основные гидроцилиндры стрелы, распределители, уравновешивающий гидроцилиндр, газовый баллон, пневмогидроаккумулятор, дополнительный гидрораспределитель, гидромагистрали, соединяющие указанные элементы.

Недостатком известного устройства [2] является сложность конструкции, обусловленная использованием пневмогидроаккумулятора, дополнительных гидрораспределителей и протяженных силовых гидромагистралей, соединяющих названные агрегаты.

Задачей изобретения является упрощение конструкции устройства, обеспечивающего снижение энергозатрат при подъеме рабочего оборудования в каждом технологическом цикле машины и увеличение производительности машины за счет использования освобождаемой мощности двигателя на процесс наполнения ковша.

Поставленная задача решена за счет того, что в известном устройстве, включающем стрелу, ковш, основные гидроцилиндры стрелы, уравновешивающий цилиндр, газовый баллон, гидромагистрали, гидробак, насос, согласно изобретению уравновешивающий цилиндр и газовый баллон выполнены в одном агрегате, при этом уравновешивающий цилиндр расположен внутри газового баллона, заряженного сжатым воздухом под давлением более 10 МПа, штоковая гидравлическая полость уравновешивающего цилиндра соединена гидролинией со сливной гидролинией гидрораспределителя, газовая полость устройства образована цилиндрическим кольцевым объемом V1 газового баллона и объемом V2 пустотелого штока и поршня; объем газовой полости составляет более двух объемов рабочего хода уравновешивающего цилиндра V1+V2>2Vp.

Технический результат изобретения достигается за счет упрощения конструкции и обеспечения энергосбережения, за счет уравновешивания сил тяжести элементов рабочего оборудования постоянным давлением сжатого воздуха в газовом баллоне.

Благодаря уравновешиванию сил тяжести рабочего оборудования сжатым воздухом обеспечивается снижение нагрузки на валу двигателя и уменьшение затраченной мощности двигателя в режимах копания грунта или черпания материала и в режиме подъема стрелы на разгрузку, а также в транспортно-грузовом режиме погрузчика.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан экскаватор с энергосберегающим устройством; на фиг. 2 - погрузчик с энергосберегающим устройством; на фиг. 3 показана конструкция энергосберегающего устройства в нижнем положении стрелы; на фиг. 4 - конструкция энергосберегающего устройства в верхнем положении стрелы; на фиг. 5 - схема подключения энергосберегающего устройства в гидросистему стреловой машины.

Энергосберегающее устройство содержит стрелу 1; ковш 2; основные гидроцилиндры 3 стрелы; энергосберегающее устройство 4; гидромагистраль 5 (фиг. 5); корпус газового баллона 6; корпус уравновешивающего цилиндра 7; шток с поршнем 8; верхнюю крышку 9; нижнюю крышку 10; проушину корпуса 11; штуцер 12; проушину штока 13; гайку 14; буксу 15; уплотнение 16; зарядное устройство 17; отверстия 18; гидрозолотник 19; гидронасос 20. Дополнительно на фиг. 3, фиг. 4 показаны: V1 - объем кольцевой газовой полости; V2 - объем пустотелого штока и поршня; V3 - объем гидравлической штоковой полости уравновешивающего цилиндра; Н - ход поршня уравновешивающего цилиндра.

Сущность работы энергосберегающего устройства состоит в следующем. Операция подъема рабочего оборудования стреловой машины связана с необходимостью преодоления сил тяжести стрелы ковша, гидроцилиндров. Энергия, затраченная на подъем рабочего оборудования современных машин, является бесполезной, потерянной энергией, на которую затрачивается топливо двигателя и мощность силовой установки. Энергосберегающее устройство позволяет исключить потерю этой энергии и использовать ее для интенсификации процесса копания и повышения производительности машин.

Для подъема стрелы гидрозолотник 19 гидрораспределителя перемещается вниз (фиг. 5). Гидронасос 20 подает рабочую жидкость в поршневые полости гидроцилиндров 3, осуществляя подъем рабочего оборудования. В это время уравновешивающий цилиндр 4 воспринимает приведенную нагрузку от веса стрелы, ковша, снижает нагруженность основных гидроцилиндров и обеспечивает снижение потребляемой мощности двигателя. Для прекращения подъема стрелы гидрозолотник 19 устанавливают в запертое положение.

При опускании стрелы гидрозолотник 19 перемещают вверх, гидронасос 20 подает рабочую жидкость в штоковые полости основных гидроцилиндров, осуществляя опускание рабочего оборудования. Поскольку силы тяжести рабочего оборудования уравновешены энергосберегающим цилиндром 4, двигатель при опускании стрелы работает на холостом режиме.

Объем V газовой полости энергосберегающего устройства складывается из объема кольцевой полости V1 и объема V2 - пустотелого штока и поршня

V=V1+V2.

Рабочий объем энергосберегающего устройства Vр зависит от диаметра D уравновешивающего цилиндра и хода поршня Н

Эффективная работа энергосберегающего устройства обеспечивается тем, что объем газовой полости V при подъеме, опускании стрелы изменяется незначительно и обеспечивает постоянное давление p сжатого воздуха в газовом баллоне. Именно этот признак изобретения является главным, который позволил отказаться от пневмогидроаккумуляторов, у которых давление при подъеме-опускании изменяется значительно.

Для соблюдения этого условия объем газовой полости должен превышать рабочий объем Vp уравновешивающего цилиндра, более чем в два раза (V1+V2)>2Vp. Предложенное устройство обеспечивает повышение эффективности и производительности стреловой машины.

Энергосберегающее устройство, включающее стрелу, основные гидроцилиндры стрелы, уравновешивающий цилиндр, газовый баллон, гидромагистрали, гидробак, насос, отличающееся тем, что уравновешивающий цилиндр и газовый баллон выполнены в одном агрегате, при этом уравновешивающий цилиндр расположен внутри газового баллона, заряженного сжатым воздухом под давлением 10 МПа, штоковая гидравлическая полость уравновешивающего цилиндра соединена гидролинией со сливной гидролинией гидрораспределителя, объем газовой полости устройства образован цилиндрическим кольцевым объемом V1 газового баллона и объемом V2 пустотелого штока и поршня; объем газовой полости (V1+V2) составляет более двух объемов рабочего хода уравновешивающего цилиндра V1+V2>2Vp.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к стреловым машинам, а именно к одноковшовым экскаваторам и фронтальным погрузчикам циклического действия. Техническим результатом является упрощение конструкции, исключение потери энергии при подъеме сил тяжести рабочего оборудования, снижение расхода энергии и топлива двигателем внутреннего сгорания.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам уравновешивания сил тяжести рабочего оборудования стреловых машин типа экскаваторов и погрузчиков.

Изобретение относится к средствам гидравлического управления сельскохозяйственной или строительной техникой. Техническим результатом является снижение внутренних потерь давления и соответственно повышение кпд работы потребителя.

Предложенная группа изобретений относится к гидравлической системе управления рабочих машин. Техническим результатом является обеспечение опережающего регулирования для изменения подачи жидкости прежде, чем в этом возникнет необходимость.

Изобретение относится к способу эксплуатации гидравлической системы рабочей машины. Техническим результатом является обеспечение возможности модификации взаимосвязи скорости гидравлического привода на основе разной категории конфигураций рабочего оборудования.

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике, в частности к гидроприводам мобильных машин и гидравлических установок циклического действия с несколькими исполнительными механизмами.

Изобретение относится к разработке грунтов с помощью землеройных машин и может быть использовано в горном и строительном деле при прокладке каналов и линий связей в прочных и мерзлых грунтах и породах.

Изобретение может быть использовано для управления мощностью двигателя. Устройство содержит средства управления (СУ) и средства детектирования (СД).

Изобретение относится к гидравлическим приводам рабочего оборудования одноковшовых фронтальных погрузчиков. Техническим результатом является исключение ударов поршня в крышку гидроцилиндра при установке стрелы погрузчика в положение начала черпания на уровне опорной поверхности.

Изобретение относится к объемным пневмо-гидроприводам мобильных строительных и дорожных машин. Предложен коллектор бульдозерного оборудования землеройной машины, содержащий корпус с радиальными отверстиями для подвода-отвода рабочей жидкости, соединенный с возможностью поворота и осевого перемещения с рамой отвала.

Устройство предназначено для подъема стрелы эксплуатируемой машины. Устройство содержит цилиндр (4) и аккумулятор (7), причем цилиндр (4) содержит верхнюю камеру (4a) и нижнюю камеру (4b), а также шток (2) поршня цилиндра, соединенный со стрелой (1), причем верхняя часть аккумулятора (7) заполнена газом, а нижняя часть аккумулятора (7) заполнена гидравлической жидкостью (19) и сообщена с нижней камерой (4b) цилиндра; регулировочный цилиндр (12), содержащий верхнюю камеру (12a) и нижнюю камеру (12b), а также шток (23) поршня, соединенный со стрелой (1); гидравлический насос (9), с помощью которого, при подаче гидравлической жидкости в верхнюю камеру (12a) регулировочного цилиндра, стрела (1) опускается таким образом, что вес стрелы давит на шток (2) поршня цилиндра для выдавливания гидравлической жидкости из нижней камеры (4b) цилиндра в нижнюю часть аккумулятора, для сжимания газа, находящегося в верхней части аккумулятора для регенерирования потенциальной энергии, а при подаче гидравлическим насосом гидравлической жидкости в нижнюю камеру (12b) регулировочного цилиндра стрела (1) поднимается, и при этом поднимается шток (2) поршня цилиндра таким образом, что сжатый газ из верхней части аккумулятора выдавливает гидравлическую жидкость (19) из нижней части аккумулятора в нижнюю камеру (4b) цилиндра, для высвобождения регенерированной потенциальной энергии, таким образом, выталкивая шток (2) поршня цилиндра для подъема стрелы. С помощью устройства обеспечиваются эффективная регенерация и повторное использование потенциальной энергии опускания стрелы, благодаря чему экономится энергия и повышается работоспособность стрелы. В настоящем изобретении также раскрыты эксплуатируемая машина с упомянутым выше подъемным устройством и способ подъема стрелы посредством использования упомянутого выше подъемного устройства. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к землеройно-транспортному машиностроению, а именно к гидроприводам рабочих органов скреперов. Техническим результатом является обеспечение последовательного управления тремя группами гидроцилиндров от одной секции гидрораспределителя. Предложенная гидравлическая система скрепера содержит трехсекционный гидрораспределитель, трубопроводы, три исполнительных гидроцилиндра и дополнительный двухсекционный гидрораспределитель, одна из секций которого управляет одним гидроцилиндром, а другая - несколькими. При этом к одной из секций дополнительного двухсекционного гидрораспределителя параллельно подключены две группы гидроцилиндров. Причем одна из них подключена бесштоковой полостью, а другая, включающая две группы гидроцилиндров, - штоковыми полостями. При этом одна из групп гидроцилиндров подключена через напорный клапан, после которого параллельно штоковым полостям этой группы гидроцилиндров установлен обратный клапан, открывающийся со стороны напорного клапана. 1 ил.

Изобретение относится к системам управления строительно-дорожной машины, в частности к гидравлическим приводам. Техническим результатом является повышение эффективности работы гидросистемы управления строительно-дорожной машины при выполнении рабочего цикла. Предложена гидросистема управления строительно-дорожной машины, содержащей регулируемый насос, гидрораспределитель, связанный гидролиниями с гидроцилиндрами потребителей (исполнительных рабочих органов), и регулятор для управления насосом, соединенный с гидрораспределителем с возможностью получения сигнала управления от потребителей. При этом регулятор для управления насосом, установленный в гидролинии управления регулируемого насоса, выполнен с возможностью гидравлического управления от джойстика одновременно с гидрораспределителем, а также с возможностью корректировки сигнала управления, поступающего от джойстика на управление регулируемым насосом. Причем указанный регулятор содержит золотник, размещенный в корпусе, выполненном с входным и выходным каналами, соединенными соответственно с блоком управления джойстиком и с управляющей системой регулируемого насоса, и сливным каналом, соединенным с гидробаком. При этом золотник выполнен с возможностью соединения выходного канала со сливным каналом и перекрытия входного канала при достижении определенного давления в напорной гидролинии насоса и поступлении управляющего сигнала в соответствующую полость управления регулятора. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к рабочему устройству, в частности экскаватору или машине для погрузки, разгрузки и транспортировки материалов, с элементом, выполненным подвижным с помощью по меньшей мере одного рабочего привода. Предусмотрен по меньшей мере один цилиндр для рекуперации энергии движения подвижного элемента, содержащий наполненную газом камеру. Предусмотрено уплотнительное устройство для герметизации наполненной газом камеры, включающее в себя наполненное маслом кольцевое пространство, имеющее с одной стороны вентиляционную точку. Вентиляционная точка предпочтительно расположена в наиболее высоком месте кольцевого пространства. Технический результат - усовершенствование уплотнительной системы заполненной газом камеры. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к средствам привода для рабочего оборудования экскаватора или машины для погрузки. Техническим результатом является улучшение функционирования оборудования с цилиндром для рекуперации энергии. Предложено оборудование, в частности экскаватор или машина для погрузки, разгрузки и транспортировки материалов, с элементом, выполненным подвижным посредством по меньшей мере одного рабочего привода. При этом предусмотрен по меньшей мере один цилиндр для рекуперации энергии, который предназначен для рекуперации энергии движения подвижного элемента и который включает в себя камеру, заполненную газом, а также устройство для регулирования температуры цилиндра для рекуперации энергии. Причем устройство для регулирования температуры цилиндра для рекуперации энергии приводится в действие в зависимости по меньшей мере от одного рабочего параметра оборудования. Предложен также способ работы указанного оборудования. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 20 ил.

Изобретение относится к способу отклонения потока из насоса в многонасосной системе. Рабочее транспортное средство содержит резервуар для текучей среды; первый и второй насос с постоянным расходом, причем потоки обоих насосов параллельны друг другу; исполнительный механизм; распределительный клапан с открытым центром, расположенный по текучей среде между группой насосов и исполнительным механизмом; электрогидравлический отклонитель, соединенный по текучей среде с точкой между вторым насосом и распределительным клапаном и с резервуаром для текучей среды; датчик скорости рабочего транспортного средства. Устройство ввода оператора обеспечивает ручной выбор настройки отклонения вне зависимости от положения сиденья транспортного средства. Контроллер принимает сигнал скорости или настройки отклонения. Определяет, удовлетворяет ли параметр скорости заданному критерию или определяет состояние выбранной настройки отклонения. Затем выдает команды отклонителю на открытие, если параметр скорости удовлетворяет заданному критерию или если выбранная настройка отклонения находится в состоянии отклонения потока. Повышается эффективность работы. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к пневматическим системам управления экскаваторами и кранами, работающими в условиях отрицательных температур. Техническим результатом является поддержания эффективной работы при длительной эксплуатации устройства подъемно-копающими механизмами за счет обеспечения заданного количества сжатого воздуха при обеспечении нормированной объемной массы адсорбента вследствие устранения «витания» разрушающихся зерен путем постоянного уплотнения адсорбента, перемещающихся под воздействием предварительно сжатой пружины. Предложено устройство управления подъемно-копающими механизмами, содержащее компрессор, масловлагоотделитель и ресивер, пневматически последовательно соединенные между собой. При этом выход ресивера пневматически подсоединен ко входам адсорбентов с равномерно распределенными подогревателями, а выводы адсорбентов пневматически подключены к потребителю. Компрессор снабжен всасывающим фильтром, содержащим корпус с коническим днищем и отверстием в его нижней части, штуцер вывода очищенного воздуха, конденсатоотводчик, расположенный в отверстии днища, отражательную перегородку, штуцер ввода очищаемого воздуха. Корпус фильтра выполнен в виде двухслойной рубашки с воздушной полостью, соединенной штуцером ввода обогревающего отрегенерируемого воздуха посредством трубопровода и регулирующего клапана с адсорбентами и штуцером вывода в атмосферу обогревающего отрегенерированного воздуха. Равномерно распределенные подогреватели в адсорбентах от зерен адсорбента отделены перегородками. При этом каждая из перегородок выполнена из биметалла. Материал биметалла со стороны подогревателя имеет коэффициент теплопроводности в 2,0 - 2,5 раза выше, чем материал со стороны зерен адсорбента. Кроме того, перегородки для отделения подогревателей в адсорбентах от зерен адсорбента выполнены с возможностью вертикального перемещения в направлении адсорбента со стороны подогревателей и соединены пружинами, которые находятся в состоянии сжатия. 4 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкции рабочего оборудования экскаватора или машины для погрузки/разгрузки и транспортировки материалов. Техническим результатом является обеспечение постоянной характеристической кривой функционирования рабочего оборудования за счет регулирования температуры цилиндра для рекуперации энергии. Предложено оборудование, в частности экскаватор или машина для погрузки, разгрузки и транспортировки материалов, с элементом, выполненным подвижным посредством по меньшей мере одного рабочего привода, при этом предусмотрен по меньшей мере один цилиндр для рекуперации энергии, который предназначен для рекуперации энергии движения подвижного элемента и который включает в себя камеру, заполненную газом. При этом цилиндр для рекуперации энергии включает в себя теплообменник, содержащий охлаждающие ребра, выполненные с возможностью обтекания наружным воздухом, и проточное пространство, через которое проходит охлаждающая текучая среда. 6 з.п. ф-лы, 20 ил.

Изобретение относится к землеройно-транспортному машиностроению, а именно к гидроприводам рабочих органов скреперов. Техническим результатом является обеспечение управления четырьмя группами гидроцилиндров от одного штатного трехсекционного гидрораспределителя с возможностью независимого управления двумя гидроцилиндрами от одной секции штатного гидрораспределителя. Предложена гидравлическая система скрепера, включающая гидронасос, гидроцилиндры управления ковшом, гидроцилиндр привода задней стенки, гидроцилиндр передней заслонки, гидроцилиндр дополнительной передней заслонки, дополнительный обратный управляемый клапан, штатный обратный управляемый клапан, фильтр, гидробак, штатный трехсекционный гидрораспределитель, две секции которого соединены линиями с одним из исполнительных гидроцилиндров привода ковша и задней стенки, третья - линией с двумя гидроцилиндрами передней основной и дополнительной заслонками, и трубопроводы. При этом гидроцилиндры дополнительной передней заслонки и передней заслонки соединены параллельно противоположными полостями. Причем между штоковой полостью гидроцилиндра дополнительной передней заслонки и бесштоковой полостью передней заслонки установлен дополнительный обратный управляемый клапан, камера управления которого соединена со штоковой полостью гидроцилиндра привода задней стенки. Кроме того, бесштоковая полость гидроцилиндра дополнительной передней заслонки соединена с линией от гидрораспределителя до обратного управляемого клапана гидроцилиндра ковша. 2 ил.

Интерфейсная система предназначена для управления рабочей машиной. Рабочая машина содержит двигатель и насосный блок. Система содержит переключатель режимов мощности, сконфигурированный с возможностью ручного выбора режима, по меньшей мере, из режима повышенной мощности и режима пониженной мощности, переключатель скоростей двигателя, сконфигурированный с возможностью ручного выбора состояния дроссельной заслонки из множества состояний дроссельной заслонки, согласованных соответственно с множеством установок скорости двигателя, доступных в режиме повышенной мощности, и с множеством установок скорости двигателя, доступных в режиме пониженной мощности, и блок контроллеров. Блок контроллеров сконфигурирован с возможностью приема выбранного режима мощности и выбранного состояния дроссельной заслонки и определения предела мощности двигателя для работы насосного блока в зависимости от выбранного режима мощности и выбранного состояния дроссельной заслонки. Технический результат - упрощение системы управления рабочей машины. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к стреловым машинам, а именно к экскаваторам, фронтальным погрузчикам. Технический результат заключается в получении энергосбережения при выполнении рабочего процесса машины за счет исключения бесполезной энергии, затрачиваемой на подъем сил тяжести всех элементов рабочего оборудования и использовании этой энергии на повышение производительности машины. Энергосберегающее устройство содержит стрелу, основные гидроцилиндры стрелы, уравновешивающий цилиндр, газовый баллон, гидромагистрали, гидробак, насос, в котором согласно изобретению уравновешивающий цилиндр и газовый баллон выполнены в одном агрегате; уравновешивающий цилиндр расположен внутри газового баллона, заряженного сжатым воздухом давлением более 10 МПа, штоковая гидравлическая полость уравновешивающего цилиндра соединена гидролинией со сливной гидролинией гидрораспределителя; объем газовой полости устройства образован цилиндрическим кольцевым объемом V1 газового баллона и объемом V2 пустотелого штока и поршня; при этом объем газовой полости составляет более двух объемов рабочего хода уравновешивающего цилиндра V1+V2>2Vp. 5 ил.

Наверх