專利名稱：液控模塊、液壓發(fā)電系統(tǒng)和具有液壓發(fā)電系統(tǒng)的工程設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種液控模塊以及包括該液控模塊的液壓發(fā)電系統(tǒng)。此外，本實 用新型還涉及一種包括所述液壓發(fā)電系統(tǒng)的工程設備。
背景技術：
一些工程設備，例如工程車輛、液壓起重機等具有液壓系統(tǒng)。這些工程設備的液壓 系統(tǒng)具有不同的用途，例如工程車輛上的液壓系統(tǒng)可以用于液壓驅動式離合器，液壓起重 機上的液壓系統(tǒng)可以用于驅動液壓馬達以起升重物。在這些工程設備的液壓系統(tǒng)中，需要 通過液壓泵對工作液體進行增壓，液壓泵一般由內(nèi)燃機或電動機等發(fā)動機驅動，例如，工程 車輛的液壓系統(tǒng)的液壓泵一般由車輛發(fā)動機的輔助驅動軸驅動、液壓起重機的液壓系統(tǒng)的 液壓泵可以通過電動機驅動。但是，這些工程設備的液壓系統(tǒng)并不總是處于有效運轉狀態(tài)(下稱“空轉狀態(tài)”)， 例如在工程車輛處于怠速狀態(tài)下，此時車輛的發(fā)動機空轉，而液壓驅動式離合器則處于分 離狀態(tài)，也就是說，在該怠速狀態(tài)下，工程車輛的液壓系統(tǒng)并不用于驅動液壓驅動式離合器 接合，此時雖然空轉的發(fā)動機仍然帶動液壓系統(tǒng)的液壓泵對工作液體增壓，但是增壓液體 會通過相應的閥門直接流回液箱(例如油箱)，而不會驅動液壓驅動式離合器接合。再如， 在液壓起重機的情形下，當液壓起重機在起升重物的過程中需要使得起升作業(yè)暫時停止 時，此時驅動液壓泵的發(fā)動機(例如電動機)并不停止工作，而是會繼續(xù)驅動液壓泵對工作 流體增壓，但是工作液體會經(jīng)由適當?shù)拈y門直接流回液箱。在這些情形下，如果任由經(jīng)過增 壓的工作液體經(jīng)由回液管路直接流回液箱，則會造成能量的巨大浪費，尤其是在液壓系統(tǒng) 為定量液壓系統(tǒng)的情形下，由于定量液壓系統(tǒng)的液壓泵的工作排量并不能相應地調(diào)小，因 此浪費能量的問題會更嚴重。針對該問題，本領域的技術人員一直試圖收集并利用這些浪 費的能量，例如，利用這些能量進行發(fā)電。此外，目前在上述類型的工程設備(例如工程車輛)上采用的發(fā)電系統(tǒng)雖然種類 繁多，安裝方式多樣，但這些發(fā)電系統(tǒng)均具有自身明顯的缺點。例如，就普通的獨立燃油發(fā) 電機而言，其體積大、重量大、噪音大、排煙散熱要求較高、日常維護比較麻煩、保養(yǎng)費用較 高；就硅整流發(fā)電機而言，由于受其體積和重量的限制，一般難以形成大功率的發(fā)電機，另 外該發(fā)電機采用的逆變器價格昂貴，因此成本較高。也就是說，這些發(fā)電系統(tǒng)并不完全適用 于上述工程設備，并且就這些發(fā)電系統(tǒng)的結構而言，其也不能用于收集所述工程設備的上 述浪費的能量以進行發(fā)電。因此，需要一種新型的液壓發(fā)電系統(tǒng)，該液壓發(fā)電系統(tǒng)能夠有效收集所述工程設 備多余能量來進行發(fā)電。這種新型的液壓發(fā)電系統(tǒng)可以代替所述工程設備上的傳統(tǒng)發(fā)電系 統(tǒng)，而不會具有上述傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)的缺點。當然，上述類型的具有液壓系統(tǒng)的工程設備(例 如液壓起重機)并不一定均安裝有發(fā)電系統(tǒng)，但是即便如此，該新型的液壓發(fā)電系統(tǒng)仍然 能夠應用于這些工程設備，以收集這些工程設備的多余能量進行發(fā)電，并將產(chǎn)生的電力存 儲到相應的存儲裝置(例如蓄電池)中或供應到用電負載上。但是，問題在于，由于工程設備上的液壓系統(tǒng)具有各自的用途，其采用液壓泵輸送的壓力液體的壓力、流量、穩(wěn)定性等并 不完全適用于常規(guī)液壓發(fā)電系統(tǒng)的液壓馬達的工作要求，因此，采用常規(guī)的液壓發(fā)電系統(tǒng) 并不能滿足收集工程設備的多余能量以進行發(fā)電的要求。為此，首先需要提供一種能夠適 應不同液壓泵的工作性能，以將壓力、流量基本穩(wěn)定的壓力液體供應到液壓馬達，從而保證 液壓馬達平穩(wěn)工作并驅動發(fā)電機進行發(fā)電的液壓發(fā)電系統(tǒng)。相應地，該液壓發(fā)電系統(tǒng)中應 具有能夠適應性調(diào)整壓力液體的壓力和流量的液控模塊。

實用新型內(nèi)容本本實用新型所要解決的一個技術問題是提供一種液控模塊，該液控模塊能夠應 用于液壓發(fā)電系統(tǒng)或其它液壓系統(tǒng)，以調(diào)節(jié)壓力液體的壓力、流量，從而保證將壓力、流量 基本穩(wěn)定的壓力液體供應到相應的液壓設備上。本實用新型所要解決的另一個技術問題是提供一種液壓發(fā)電系統(tǒng)，該液壓發(fā)電系 統(tǒng)能夠適應不同液壓泵的工作性能，以將壓力、流量基本穩(wěn)定的壓力液體供應到液壓馬達， 從而保證液壓馬達平穩(wěn)工作并驅動發(fā)電機進行發(fā)電本實用新型所要解決的又一個技術問題是提供一種包括所述液壓發(fā)電系統(tǒng)的工 程設備，所述液壓發(fā)電系統(tǒng)在所述工程設備的液壓系統(tǒng)處于空轉狀態(tài)時，能夠有效地收集 該工程設備的多余能量并利用該多余能量進行發(fā)電。為解決上述第一個技術問題，本實用新型提供一種液控模塊，其中，該液控模塊具 有取液口、出口以及工作液接口，并包括流量調(diào)節(jié)閥、單向閥以及常閉式液控二位二通閥， 其中所述工作液接口與所述流量調(diào)節(jié)閥的出口連通，所述流量調(diào)節(jié)閥的進口通過取液管道 與所述取液口連通，所述單向閥的出口與所述流量調(diào)節(jié)閥的出口連通，并且該單向閥的進 口與所述常閉式液控二位二通閥的一個工作液接口以及所述出口連通，所述常閉式液控二 位二通閥的另一個工作液接口與所述取液管道連通，并且該常閉式液控二位二通閥的液控 接口通過液控管道與所述取液管道連通。為解決上述第二個技術問題，本實用新型提供一種液壓發(fā)電系統(tǒng)，該液壓發(fā)電系 統(tǒng)包括發(fā)電機和液壓馬達，所述發(fā)電機的輸入軸與所述液壓馬達的輸出軸連接，其中，所述 液壓發(fā)電系統(tǒng)還包括液控模塊，該液控模塊包括流量調(diào)節(jié)閥、單向閥以及常閉式液控二位 二通閥，其中所述液壓馬達的進液口與所述流量調(diào)節(jié)閥的出口連通，所述流量調(diào)節(jié)閥的進 口通過取液管道連接于壓力液體源，所述單向閥的出口與所述流量調(diào)節(jié)閥的出口連通，并 且該單向閥的進口與所述常閉式液控二位二通閥的一個工作液接口以及液箱連通，所述常 閉式液控二位二通閥的另一個工作液接口與所述取液管道連通，并且該常閉式液控二位二 通閥的液控接口通過液控管道與所述取液管道連通。為進一步解決上述第三個技術問題，本實用新型提供一種工程設備，工程設備包 括液壓系統(tǒng)和所述液壓發(fā)電系統(tǒng)，相應地，所述液箱可以為所述液壓系統(tǒng)的液箱，所述壓力 液體源為所述液壓系統(tǒng)的液壓泵或該液壓泵的輸出管道，所述取液管道經(jīng)由開關閥連接于 該壓力液體源。通過本實用新型的上述技術方案，由于本實用新型的液控模塊，其通過上述閥門 的連接關系，具有調(diào)節(jié)流量、自動調(diào)節(jié)液體壓力、對輸出的工作液體進行流量補償?shù)裙δ埽?因此能夠適應不同液壓泵的工作性能。在將所述液控模塊應用于本實用新型的液壓發(fā)電系統(tǒng)時，其能夠保證將壓力和流量基本穩(wěn)定的壓力液體供應到液壓馬達，從而滿足液壓馬達 的工作要求，使液壓馬達能夠平穩(wěn)連續(xù)地驅動發(fā)電機進行發(fā)電。此外，本實用新型的提供的工程設備包括和液壓系統(tǒng)和所述液壓發(fā)電系統(tǒng)，即將 本實用新型的液壓發(fā)電系統(tǒng)應用于具有液壓系統(tǒng)的工程設備，當所述工程設備的液壓系統(tǒng) 處于空轉運轉狀態(tài)時，通過操作所述開關閥以使得本實用新型的液壓發(fā)電系統(tǒng)與工程設備 液壓系統(tǒng)的壓力液體源接通，從而使得增壓的壓力液體(例如液壓油)不直接流回液箱，而 是流入本實用新型的液壓發(fā)電系統(tǒng)，并通過液壓馬達驅動所述發(fā)電機進行發(fā)電。這樣，通 過本實用新型的上述液壓發(fā)電系統(tǒng)，能夠有效地收集所述工程設備處于空轉狀態(tài)是多余能 量，并利用該多余能量進行發(fā)電，從而避免了能量的巨大浪費，提高了工程設備的能源利用 效率。并且在此情形下，本實用新型的液壓發(fā)電系統(tǒng)充分利用了工程設備液壓系統(tǒng)本身的 壓力液體、液壓泵、液箱等部件，因此能夠有效地提高設備利用率，提高成本經(jīng)濟效率。
以下結合附圖詳細描述本實用新型的具體實施方式
，在附圖中

圖1是本實用新型具體實施方式
的液壓發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電機與液壓馬達的連接關 系示意圖；圖2是本實用新型具體實施方式
的液壓發(fā)電系統(tǒng)安裝在汽車車架上的示意圖；圖3是本實用新型具體實施方式
的液壓發(fā)電系統(tǒng)的原理示意圖，其中虛線方框中 表示液控模塊的基本結構；圖4是本實用新型進一步優(yōu)選實施方式的液壓發(fā)電系統(tǒng)的原理示意圖，其中虛線 方框中表示液控模塊的優(yōu)選結構；以及圖5是圖4中的液壓發(fā)電系統(tǒng)所采用的優(yōu)選方式的液控模塊的原理示意圖；圖6是圖3的液壓發(fā)電系統(tǒng)應用在具有液壓系統(tǒng)的工程設備上的原理示意圖，其 中虛線方框中表示液控模塊的基本結構；圖7是是圖4的液壓發(fā)電系統(tǒng)應用在具有液壓系統(tǒng)的工程設備上的原理示意圖， 其中虛線方框中表示液控模塊的優(yōu)選結構；附圖標記說明1發(fā)電機2聯(lián)軸器 3連接套筒4液壓馬達5汽車車架6連接螺栓 7電線端子8液控模塊 9壓力液體源10液箱或油箱 11開關閥12流量調(diào)節(jié)閥 13阻尼閥14常閉式液控二位二通閥 I5單向閥16，17液控二位二通閥的工作接口18液控接口19單向閥的出口 20單向閥的進口21取液管道 22液控管道23第二泄液管道24第一泄液管道25先導液路接口[0035]26復位彈簧P入口或取液口T出口Cl工作液接口
具體實施方式
以下結合附圖描述本實用新型的優(yōu)選實施方式。在此需要說明的是，在附圖中顯示的具體管道連接結構僅是為理解本實用新型的 技術方案所列舉的示例性連接結構，其不構成對本實用新型保護范圍的限制，事實上，管道 的連接結構可以進行各種變化，而不一定局限于附圖中顯示的相對規(guī)則的管道連接結構。 同時，液壓系統(tǒng)一般采用液壓油，因此在下文的詳細說明中主要以液壓油為例進行描述，但 是需要注意的是，本實用新型的液壓發(fā)電系統(tǒng)并不僅僅適用于以液壓油作為液壓工作介質 的液壓系統(tǒng)，而是可以適用于各種液壓工作介質(例如合成液、油包水乳化液、水等)。此 外，本實用新型的液壓發(fā)電系統(tǒng)原則上可以用在任何具有液壓系統(tǒng)的工程設備上，例如工 程車輛、液壓起重機等工程設備上，但是，這并不表示本實用新型的液壓發(fā)電系統(tǒng)不能夠獨 立地進行應用，實際上，本實用新型的液壓發(fā)電系統(tǒng)已經(jīng)構成了一個完整的發(fā)電系統(tǒng)，其完 全可以進行獨立地進行發(fā)電。下面首先簡略說明本實用新型的液控模塊8和包括該液控模塊8的液壓發(fā)電系統(tǒng) 的具體實施方式
。參照圖1、圖2和圖3，本實用新型基本實施方式的液壓發(fā)電系統(tǒng)包括發(fā)電機1和 液壓馬達4，發(fā)電機1的輸入軸與所述液壓馬達4的輸出軸連接，其中，所述液壓發(fā)電系統(tǒng)還 包括液控模塊8，該液控模塊8包括流量調(diào)節(jié)閥12、單向閥15以及常閉式液控二位二通閥 14，其中液壓馬達4的進液口與流量調(diào)節(jié)閥12的出口連通，流量調(diào)節(jié)閥12的進口通過取液 管道21連接于壓力液體源9，單向閥15的出口 19與所述流量調(diào)節(jié)閥12的出口連通，并且 該單向閥15的進口與所述常閉式液控二位二通閥14的一個工作液接口以及液箱10連通， 所述常閉式液控二位二通閥14的另一個工作液接口與所述取液管道21連通，并且該常閉 式液控二位二通閥14的液控接口 18通過液控管道22與所述取液管道21連通。參照圖4和圖5，在本實用新型的上述技術方案的基礎上，所述液壓發(fā)電系統(tǒng)還可 以具有進一步優(yōu)選的實施方式，在該進一步優(yōu)選的實施方式中，常閉式液控二位二通閥14 采用包括先導控制油路的控制模式，其中，液控模塊8還包括阻尼閥13，該阻尼閥13可以是 形成在管道上的阻尼孔，當然也可以形成為單獨的閥門，所述常閉式液控二位二通閥14具 有與該液控二位二通閥14的復位彈簧腔連通的先導液路接口 25，所述阻尼閥13的進口與 所述先導液路接口 25連通，并且該阻尼閥13的出口與所述流量調(diào)節(jié)閥12的出口連通。該 優(yōu)選實施方式主要用于改善常閉式液控二位二通閥的控制質量和靈敏度，保證液控二位二 通閥工作的可靠性(控制原理詳見下述)。相應地，如圖3至圖5所示(圖3和圖4中虛線方框中所示)，本實用新型的液控 模塊8可以形成獨立的產(chǎn)品，其可以應用上述液壓發(fā)電系統(tǒng)，當然也可以應用于其它液壓 系統(tǒng)，以調(diào)節(jié)壓力液體的壓力、流量，從而保證將壓力、流量基本穩(wěn)定的壓力液體供應到相 應的液壓設備上。因此，如果將液控模塊8形成獨立的產(chǎn)品，該液控模塊8具有取液口 P、出口 T以及 工作液接口 Cl，并包括流量調(diào)節(jié)閥12、單向閥15以及常閉式液控二位二通閥14，其中工作液接口 Cl與流量調(diào)節(jié)閥12的出口連通，流量調(diào)節(jié)閥12的進口通過取液管道21與取液口 P連通，單向閥15的出口 19與流量調(diào)節(jié)閥12的出口連通，并且該單向閥15的進口 20與 常閉式液控二位二通閥14的一個工作液接口 16以及出口 T連通，常閉式液控二位二通閥 (14)的另一個工作液接口 17與所述取液管道21連通，并且該常閉式液控二位二通閥14的 液控接口 18通過液控管道22與所述取液管道21連通。在圖5所示的液控模塊8的優(yōu)選 方式參見上文所述。以上參照圖1至圖5簡略地描述了液控模塊8和包括該液控模塊8的液壓發(fā)電 系統(tǒng)的基本實施方式和優(yōu)選實施方式，由于本實用新型的液壓發(fā)電系統(tǒng)應用在具有液壓系 統(tǒng)的工程設備(如工程車輛、液壓起重機等)時，基本的變化只是通過開關閥11 (參見圖6 和圖7)將取液管道21連接到工程設備的液壓系統(tǒng)的壓力液體源9 (如液壓泵)上以收集 工程設備空轉時的能量，也就是說，此時本實用新型的液壓發(fā)電系統(tǒng)不需要專門設置自身 的壓力液體源9和液箱10，而是可以充分利用工程設備的液壓系統(tǒng)的壓力液體源9和液箱 10，因此能夠提高設備的利用率，節(jié)省成本。相應地，本實用新型也就提供了一種新的工程 設備，該工程設備具有液壓系統(tǒng)和上述液壓發(fā)電系統(tǒng)，其不僅能夠保持原來的設備的功能， 而且能夠通過所述液壓發(fā)電系統(tǒng)有效地收集工程設備液壓系統(tǒng)空轉狀態(tài)時的多余能量以 進行發(fā)電。為了簡略起見，并更加突出本實用新型的優(yōu)點，下面將參照附圖重點說明本實用 新型的液壓發(fā)電系統(tǒng)應用在具有液壓系統(tǒng)的工程設備上的具體實施方式
，在此過程中將附 帶性地詳細描述液壓發(fā)電系統(tǒng)的各個部件。參照圖1和圖2所示，發(fā)電機1由液壓馬達4驅動，其中發(fā)電機1的輸入軸與液壓 馬達4的輸出軸(驅動軸)連接，其連接方式可以采用各種公知的軸連接方式，例如通過法 蘭盤連接、齒輪連接等。在圖1所示的示意圖中，發(fā)電機1的輸入軸與液壓馬達4的輸出軸 通過聯(lián)軸器2和連接套筒3 (以及相應的連接螺栓6)相互連接。這種連接方式可以通過連 接套筒3封閉發(fā)電機1的輸入軸與液壓馬達4的輸出軸的連接部位，從而起到一定的保護 作用，并能夠防止灰塵、污物等積聚到該連接部位上。所述發(fā)電機1的類型可以根據(jù)應用要求進行選擇，例如可以為交流發(fā)電機或直流 發(fā)電機，一般在工程設備(例如工程車輛)上，由于直流發(fā)電機結構相對簡單、重量較輕， 因此具有更好的適用性。在采用直流發(fā)電機的情形下，所述液壓發(fā)電系統(tǒng)可以包括蓄電池 (圖中未顯示)，并且將蓄電池通過電線連接到發(fā)電機1的電線端子7 (參見圖2)上。這樣， 通過液壓發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的直流電可以存儲到蓄電池中，以在需要時使用。另外，液壓馬達4 可以根據(jù)具體情形進行選用，一般可以采用齒輪式液壓馬達或葉片式液壓馬達。發(fā)電機1和液壓馬達4可以安裝在所述工程設備上或者靠近所述工程設備的位 置，一般以有利于液壓馬達4連接到工程設備的壓力液體源9 (例如壓力油源)為選擇安裝 位置的標準。例如，在圖2中，當本實用新型的液壓發(fā)電系統(tǒng)安裝在工程車輛上時，由于工 程車輛是移動的，因此發(fā)電機1和液壓馬達4可以通過相應的安裝支架固定到車輛的車架 5上。參照圖3和圖6，圖3顯示液壓馬達4經(jīng)由液控模塊8直接連接于壓力液體源9的 實施方式，也就是說，本實用新型的液壓發(fā)電系統(tǒng)可以設置自身的流體壓力源9，此時液壓 發(fā)電系統(tǒng)可以獨立地進行發(fā)電，而無需與其它帶有液壓系統(tǒng)的工程設備一起使用。但是，更優(yōu)選地，可以將本實用新型的液壓發(fā)電系統(tǒng)與帶有液壓系統(tǒng)的工程設備配套使用，以有效 地收集工程設備空轉時的多余能量，提高設備利用效率，參見圖6所示，液壓馬達4經(jīng)由液 控模塊8與工程設備的壓力液體源9連接。在圖6中，液壓馬達4的左側的虛線管路為液 壓馬達4的瀉油管路(圖3、圖4、圖7亦顯示)，這主要是因為液壓馬達4在運轉過程中不 可避免地會存在滲漏，為防止?jié)B漏油憋壞密封件需要通過該瀉油管路瀉出滲漏油。液壓馬 達4的出液口(即出油口)連接到液箱10，以使得驅動液壓馬達的液壓油重新循環(huán)回液箱 10。在液壓馬達4的進液口一側，液壓馬達4的進液口通過管道與流量調(diào)節(jié)閥12的出口連 通，在液壓馬達4的進液口與流量調(diào)節(jié)閥12的出口之間的管道上連接有一個分支管道，該 分支管道連接到單向閥13的出口，從而單向閥13的出口與液壓馬達4的進液口也是連通 的，流量調(diào)節(jié)閥12的進口通過取液管道21和開關閥11連接于所述工程設備的液壓系統(tǒng)的 壓力液體源9，在取液管道21上連接有第一瀉液管道24，第一瀉液管道24連接到常閉式液 控二位二通閥14的一個工作液接口 16，液控二位二通閥14的另一個工作液接口 17通過 第二瀉液管道23連接到液箱10上，而單向閥15的出口 19則通過管道連接到第二瀉液管 道23上。此外，常閉式液控二位二通閥14的液控接口 18通過液控管道22連接到第一瀉 液管道24上。當然，圖3和圖6中顯示的上述具體的管道連接結構僅是例示的一種實施例，實際 上這些管道連接結構進行可以進行多種變型，只需保證相應接口之間的連通關系即可(參 見上文所述)。例如，上述液控二位二通閥14的液控管道22也可以不連接第一瀉液管道 24上，而是直接連接到取液管道21上，從而也能保證液控接口 18與取液管道21連通。此 夕卜，在圖3 (以及圖4和圖5)中，標記P表示液控模塊8的進口(即取液口)，T表示液控 模塊8的瀉壓油出口，Cl表示液控模塊8的工作液接口，這些進、出口并不一定表示實體結 構，而只是標示在原理圖上以便于識圖的常用標記，例如，在液壓馬達4的進液口通過管道 直接連接到流量調(diào)節(jié)閥12的出口的情形下，工作液接口 Cl并不表示實體結構，當然，如上 所述，當液控模塊8形成為獨立的產(chǎn)品時，這些進口 P、出口 T以及工作液接口 Cl則形成為 相應的實體接口。。如上所述，液控模塊8包括流量調(diào)節(jié)閥12、單向閥15以及常閉式液控二位二通閥 14，這些閥本身在液控領域均是比較常用的閥門，其關鍵在于該液控模塊8內(nèi)部的上述連 接關系。例如，流量調(diào)節(jié)閥12可以采用可調(diào)式節(jié)流閥等，單向閥15即通常采用的普通單向 閥。此外，常閉式液控二位二通閥14公知地包括兩個工作液接口 16，17和一個液控接口 18，液控接口 18與閥芯驅動腔連通，從而能夠通過該液控接口 18引入壓力液體以驅動閥芯 移動。閥芯的另一端(即與閥芯驅動腔相對的一端)具有復位彈簧26 (位于彈簧腔內(nèi))， 復位彈簧26具有一定的預壓緊度，以在該復位彈簧26的作用下，使得液控二位二通閥14 的閥芯處于關閉位置，當該液控接口 18引入壓力液體能夠克服復位彈簧26的彈力時，閥芯 便會移動到使得兩個工作液接口 16，17接通的位置。在圖3和圖6中，常閉式液控二位二 通閥14用于在取液管道21中的壓力過高時將一部分壓力液體瀉到液箱10中，一旦取液管 道21中的液體壓力減小到預定程度，閥芯驅動腔中的液體壓力不足以克服復位彈簧26的 彈力時，閥芯在復位彈簧26的作用又會移動到初始的關閉位置。通過適當?shù)剡x用相應強度 的復位彈簧26，即可保證取液管道21中的壓力維持在基本恒定的水平。需要說明的是，雖 然這種控制模式的液控二位二通閥14能夠基本實現(xiàn)本實用新型的目的，但是，由于取液管道21中的壓力在正常工作狀態(tài)下是比較高的，因此復位彈簧26的彈力需要與這種壓力配 套，也就是說需要采用比較粗大的復位彈簧26，這常常使得液控二位二通閥14工作靈敏度 和工作可靠性偏低。如圖4、圖5和圖7所示，其中圖7是圖4優(yōu)選實施方式液壓發(fā)電系統(tǒng)應用在具有 液壓發(fā)電系統(tǒng)的工程設備的原理圖。在這些附圖顯示的進一步優(yōu)選的實施方式中，為了提 高液控二位二通閥14的工作可靠性，常閉式液控二位二通閥14采用具有先導控制油路的 控制模式，也就是說，液控模塊8包括阻尼閥13，其中常閉式液控二位二通閥14具有先導 液路接口 25 (該先導液路接口 25與復位彈簧腔連通，阻尼閥13的進口通過管道與所述先 導液路接口 25連通，并且阻尼閥13的出口通過管道與流量調(diào)節(jié)閥12的出口連通。阻尼閥 13—般就是液控領域中常說的阻尼孔，其可以直接形成在管道上，當然可以制造成單獨的 閥門，即阻尼閥。通過這樣的優(yōu)選設置結構，由于液控二位二通閥14閥芯兩端的復位彈簧 腔和閥芯驅動腔均與取液通道21連通(其中復位彈簧腔經(jīng)由阻尼閥13和流量調(diào)節(jié)閥12 與取液管道21連通)，因此閥芯兩端的彈簧腔和閥芯驅動腔中的壓力在正常狀態(tài)下基本相 等，也就是說，閥芯兩端的受到的液體壓力是基本平衡的。相應地，復位彈簧26可以選擇反 應靈敏、工作可靠性更高的彈力較小的彈簧。也就是說，在正常狀態(tài)下，復位彈簧26的彈力 加上彈簧腔中的液體壓力可以保證閥芯處在關閉狀態(tài)下。一旦取液管道21中壓力過高時， 由于閥芯驅動腔通過液控管道22與取液管道21直接連通，因此閥芯驅動腔中的壓力會瞬 間增大，而復位彈簧腔由于通過阻尼閥13和流量調(diào)節(jié)閥12與取液管道21連通，取液管道 21中的壓力液體在流向復位彈簧腔時受到阻尼閥13阻滯，因此取液管道21中增大的液體 壓力在短時間內(nèi)不會傳遞到復位彈簧腔，從而液控二位二通閥14的閥芯兩端的壓力失去 平衡，在閥芯驅動腔內(nèi)的液體壓力的驅動下，閥芯移動到使得兩個工作液接口 16，17導通 的位置，從而將取液管道21中的一部分壓力液體瀉到液箱8中，一旦取液管道21中的壓力 恢復到預定水平，在復位彈簧腔中的液體壓力以及復位彈簧26的共同作用下，閥芯移動到 使得兩個工作液接口 16，17斷開的關閉位置。在這種優(yōu)選實施方式中，由于通過包括阻尼 閥的先導液路參與液控二位二通閥14的控制，因此復位彈簧26可以選用彈簧系數(shù)較小的 彈簧，這樣系統(tǒng)的可靠性會更高，并且液壓平衡方式下液控二位二通閥14的工作反應更靈 敏，同時也能防止彈簧26彈力過大容易造成液控二位二通閥14損壞的問題。在圖6和圖7的應用實施方式中，取液管道21經(jīng)由開關閥11與工程設備液壓系 統(tǒng)的壓力液體源連通，其中，開關閥11可以是普通的手控開關閥，但更優(yōu)選地，為了能夠實 現(xiàn)遠程控制，可以采用電控開關閥、電磁二位二通閥、液控二位二通閥等。此外，工程設備液 壓系統(tǒng)的壓力液體源9 一般為液壓系統(tǒng)的液壓泵，該液壓泵連接于工程設備的正常作業(yè)驅 動回路(圖中未顯示)，本實用新型的液壓發(fā)電系統(tǒng)并不局限于連接到該液壓泵上，例如， 其還可以連接到液壓泵的輸出管道上。由于本實用新型的液壓發(fā)電系統(tǒng)主要是在工程設備 的液壓系統(tǒng)處于空轉狀態(tài)時，利用經(jīng)過液壓泵增壓的壓力液體驅動液壓馬達4，因此壓力液 體源9只要能夠保證將壓力液體輸送到所述液壓發(fā)電系統(tǒng)即可。以下簡單描述本實用新型的液壓發(fā)電系統(tǒng)應用在具有液壓系統(tǒng)的工程設備上的 操作過程。當本實用新型的工程設備的液壓系統(tǒng)處于空轉狀態(tài)時(例如工程車輛處于怠 速)，通過開關閥11使得本實用新型的液壓發(fā)電系統(tǒng)與所述液壓系統(tǒng)的壓力液體源9導通，壓力液體經(jīng)由流量調(diào)節(jié)閥12驅動液壓馬達4運轉(通過該流量調(diào)節(jié)閥12可以有效地調(diào)節(jié) 流動到液壓馬達4的壓力液體的流量，從而有效地適應液壓馬達4的工作要求。液壓馬達4 驅動發(fā)電機1運轉，相應地，發(fā)電機1進行發(fā)電并將電力輸出到存儲裝置(例如蓄電池)或 用電負載上。在取液通道21中的壓力過高，超過預定的壓力水平以致會影響液壓馬達4的 正常工作時，液控二位二通閥14的液控管道22與取液通道21連通，因此通過上述的壓力 平衡過程(在上述優(yōu)選實施方式，包括阻尼閥13的先導液路參與液控二位二通閥14的自 動控制)，液控二位二通閥14的工作液接口 16，17接通，從而經(jīng)由第一、第二瀉液管道24， 23將一部分壓力液體排放到液箱10中，從而使得取液通道21中的液體壓力恢復到預定水 平。在瀉出壓力液體的過程中，為防止供應到液壓馬達4的壓力液體出現(xiàn)流量過小甚至中 斷等問題，瀉出的壓力液體在進入液箱10之前會經(jīng)過單向閥15的進口 20(即圖3至圖5 中單向閥15的進口 20通過管道連接到第二泄液管道23上)，從而壓力液體會在排出過程 中頂開單向閥15，從而一部分壓力液體會經(jīng)由單向閥15補償?shù)揭簤厚R達4的進液口，以保 證液壓馬達4的平穩(wěn)工作。由此可見，通過本實用新型的上述技術方案，由于本實用新型的液壓發(fā)電系統(tǒng)包 括獨特的液控模塊，其通過相應閥門的連接關系，具有調(diào)節(jié)流量、自動控制液體壓力、對液 壓馬達進行流量補償?shù)裙δ?，因此在本實用新型的液壓發(fā)電系統(tǒng)通過設置自身的液壓7、液 箱10時而獨立進行發(fā)電時，其能夠適應不同液壓泵的工作性能，保證將壓力和流量基本穩(wěn) 定的壓力液體供應到液壓馬達，從而滿足液壓馬達的工作要求，能夠更平穩(wěn)更有效地驅動 發(fā)電機進行發(fā)電。在本實用新型的包括所述液壓發(fā)電系統(tǒng)的工程設備中，當所述工程設備的液壓系 統(tǒng)處于空轉運轉狀態(tài)時，通過操作所述開關閥以使得本實用新型的液壓發(fā)電系統(tǒng)與工程設 備液壓系統(tǒng)的壓力液體源接通，從而使得增壓的壓力液體(例如液壓油)不直接流回液箱， 而是流入本實用新型的液壓發(fā)電系統(tǒng)，由于本實用新型的液壓發(fā)電系統(tǒng)能夠適應不同液壓 泵的工作性能，保證將壓力和流量基本穩(wěn)定的壓力液體供應到液壓馬達，從而滿足液壓馬 達的工作要求，并有效地通過液壓馬達驅動所述發(fā)電機進行發(fā)電。這樣，通過本實用新型的 上述液壓發(fā)電系統(tǒng)，能夠有效地收集所述工程設備處于空轉狀態(tài)是多余能量，并利用該多 余能量進行發(fā)電，從而避免了能量的巨大浪費，提高了工程設備的能源利用效率。并且在此 情形下，本實用新型的液壓發(fā)電系統(tǒng)充分利用了工程設備液壓系統(tǒng)本身的壓力液體、液壓 泵、液箱等部件，因此能夠有效地提高設備利用率，提高成本經(jīng)濟效率。以上結合附圖描述了本實用新型的優(yōu)選實施方式，但是本實用新型并不局限上述 說明或附圖中的一些具體細節(jié)，在本實用新型的技術構思范圍可以對所述液壓發(fā)電系統(tǒng)進 行各種簡單變型，例如，開關閥11采用手動開關閥、改變管道的具體連接結構而保持實質 的連通關系不變等，這些簡單變型均屬于本實用新型的保護范圍。本實用新型的保護范圍 由權利要求限定。
權利要求一種液控模塊，其特征在于，該液控模塊(8)具有取液口(P)、出口(T)以及工作液接口(C1)，并包括流量調(diào)節(jié)閥(12)、單向閥(15)以及常閉式液控二位二通閥(14)，其中所述工作液接口(C1)與所述流量調(diào)節(jié)閥(12)的出口連通，所述流量調(diào)節(jié)閥(12)的進口通過取液管道(21)與所述取液口(P)連通，所述單向閥(15)的出口(19)與所述流量調(diào)節(jié)閥(12)的出口連通，并且該單向閥(15)的進口(20)與所述常閉式液控二位二通閥(14)的一個工作液接口(16)以及所述出口(T)連通，所述常閉式液控二位二通閥(14)的另一個工作液接口(17)與所述取液管道(21)連通，并且該常閉式液控二位二通閥(14)的液控接口(18)通過液控管道(22)與所述取液管道(21)連通。
2.根據(jù)權利要求1所述的液控模塊，其特征在于，所述液控模塊(8)還包括阻尼閥(13)，所述常閉式液控二位二通閥(14)具有與該常閉式液控二位二通閥(14)的復位彈簧 腔連通的先導液路接口(25)，所述阻尼閥(13)的進口與所述先導液路接口(25)連通，并且 該阻尼閥(13)的出口與所述流量調(diào)節(jié)閥(12)的出口連通。
3.一種液壓發(fā)電系統(tǒng)，該液壓發(fā)電系統(tǒng)包括發(fā)電機(1)和液壓馬達(4)，所述發(fā)電機 (1)的輸入軸與所述液壓馬達(4)的輸出軸連接，其特征在于，所述液壓發(fā)電系統(tǒng)還包括液 控模塊(8)，該液控模塊(8)包括流量調(diào)節(jié)閥(12)、單向閥(15)以及常閉式液控二位二通 閥(14)，其中所述液壓馬達⑷的進液口與所述流量調(diào)節(jié)閥(12)的出口連通，所述流量調(diào) 節(jié)閥(12)的進口通過取液管道(21)連接于壓力液體源(9)，所述單向閥(15)的出口(19) 與所述流量調(diào)節(jié)閥(12)的出口連通，并且該單向閥(15)的進口(20)與所述常閉式液控二 位二通閥(14)的一個工作液接口(16)以及液箱(10)連通，所述常閉式液控二位二通閥(14)的另一個工作液接口(17)與所述取液管道(21)連通，并且該常閉式液控二位二通閥 (14)的液控接口(18)通過液控管道(22)與所述取液管道(21)連通。
4.根據(jù)權利要求3所述的液壓發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述液控模塊(8)還包括阻尼 閥(13)，所述常閉式液控二位二通閥(14)具有與該常閉式液控二位二通閥(14)的復位彈 簧腔連通的先導液路接口(25)，所述阻尼閥(13)的進口與所述先導液路接口(25)連通，并 且該阻尼閥(13)的出口與所述流量調(diào)節(jié)閥(12)的出口連通。
5.根據(jù)權利要求3所述的液壓發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電機(1)為直流發(fā)電機，所述液壓發(fā)電系統(tǒng)還包括蓄電池，該蓄電池通過電線連接于所述發(fā)電機(1)的電線端子 ⑵。
6.根據(jù)權利要求3所述的液壓發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓馬達(4)為齒輪式液壓 馬達或葉片式液壓馬達。
7.根據(jù)權利要求3至6中任一項所述的液壓發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電機(1)的 輸入軸和所述液壓馬達(4)的輸出軸通過聯(lián)軸器(2)和連接套筒(3)相互連接。
8.—種工程設備，該工程設備包括液壓系統(tǒng)和液壓發(fā)電系統(tǒng)，該液壓發(fā)電系統(tǒng)包括發(fā) 電機⑴和液壓馬達(4)，所述發(fā)電機⑴的輸入軸與所述液壓馬達⑷的輸出軸連接，其 特征在于，所述液壓發(fā)電系統(tǒng)還包括液控模塊(8)，該液控模塊(8)包括流量調(diào)節(jié)閥(12)、 單向閥(15)以及常閉式液控二位二通閥(14)，其中所述液壓馬達(4)的進液口與所述流量 調(diào)節(jié)閥(12)的出口連通，所述流量調(diào)節(jié)閥(12)的進口通過取液管道(21)和開關閥(11) 連接于所述液壓系統(tǒng)的壓力液體源(9)，所述單向閥(15)的出口(19)與所述流量調(diào)節(jié)閥 (12)的出口連通，并且該單向閥(15)的進口(20)與所述常閉式液控二位二通閥(14)的一個工作液接口(16)以及所述液壓系統(tǒng)的液箱(10)連通，所述常閉式液控二位二通閥(14) 的另一個工作液接口(17)與所述取液管道(21)連通，并且該常閉式液控二位二通閥(14) 的液控接口(18)通過液控管道(22)與所述取液管道(21)連通。
9.根據(jù)權利要求8所述的工程設備，其特征在于，所述液控模塊(8)還包括阻尼閥 (13)，所述常閉式液控二位二通閥(14)具有與該常閉式液控二位二通閥(14)的復位彈簧 腔連通的先導液路接口(25)，所述阻尼閥(13)的進口與所述先導液路接口(25)連通，并且 該阻尼閥(13)的出口與所述流量調(diào)節(jié)閥(12)的出口連通。
10.根據(jù)權利要求8或9所述的工程設備，其特征在于，所述工程設備為工程車輛或液 壓起重機。
專利摘要本實用新型公開了一種具有液控模塊(8)的液壓發(fā)電系統(tǒng)，包括發(fā)電機和驅動該發(fā)電機的液壓馬達(4)，液控模塊(8)包括流量調(diào)節(jié)閥(12)、單向閥(15)以及常閉式液控二位二通閥(14)，液壓馬達(4)經(jīng)由液控模塊(8)連接于壓力液體源(9)。由于本實用新型的液壓發(fā)電系統(tǒng)包括獨特的液控模塊，其能夠適應不同液壓泵的工作性能，保證將壓力和流量基本穩(wěn)定的壓力液體供應到液壓馬達，使得液壓馬達平穩(wěn)連續(xù)工作。此外，本實用新型還公開了一種包括所述液壓發(fā)電系統(tǒng)的工程設備，在該液壓發(fā)電系統(tǒng)應用在工程設備上時，其能夠有效地收集工程設備處于空轉狀態(tài)的多余能量并進行發(fā)電，從而避免了能量的浪費，提高了能源利用效率。
文檔編號H02K7/18GK201661539SQ20102016131
公開日2010年12月1日 申請日期2010年4月15日 優(yōu)先權日2010年4月15日
發(fā)明者徐貽富, 鄒江奇, 黃景輝 申請人:湖南中聯(lián)重科專用車有限責任公司