[发明专利]升降设备在稳定载荷下的势能回收系统及其使用方法

权利要求书

1.一种升降设备在稳定载荷下的势能回收系统，其特征在于：它包括势能回收缸、蓄能器、压力传感器、液控单向阀、补油泵、单向阀、油箱、两个溢流阀和两个电磁换向阀；

补油泵的吸油口与油箱出油口连接，补油泵的出油口分别连接单向阀的进油口和第二溢流阀的进油口，单向阀的出油口分别连接第一电磁换向阀的入口和第二电磁换向阀的入口，第一电磁换向阀的出口分别连接蓄能器以及势能回收缸的无杆腔油口，势能回收缸的有杆腔油口与油箱的第一回油口连接，第二溢流阀的回油口连接油箱的第二回油口；

蓄能器与势能回收缸无杆腔油口相通且均与液控单向阀的进油口连接，第二电磁换向阀的出口连接液控单向阀的控制口，液控单向阀的出油口连接第一溢流阀的进油口，第一溢流阀的出油口连接油箱的第三回油口；

压力传感器安装于蓄能器及势能回收缸无杆腔油口之间的管路上。

2.根据权利要求1所述的升降设备在稳定载荷下的势能回收系统，其特征在于：所述第一溢流阀为比例溢流阀。

3.一种如权利要求1或2所述的升降设备在稳定载荷下的势能回收系统的使用方法，它包括升降设备，所述升降设备包括载物架和升降缸，升降缸设于载物架的下部，其特征在于，所述升降设备还包括势能回收缸，势能回收缸设于载物架的下部，载物架的上部放置有载荷，升降缸和势能回收缸通过载物架共同推动载荷沿升降斜坡作升降运动，本方法包括如下步骤：

a．确定势能回收系统分担的载荷重量

                      （1）

   式（1）中，G₁: 在载荷为G₃条件下，势能回收系统分担的载荷重量；

        G₂：载物架的自重；

G₃：升降设备承受的载荷重量；

S₁: 势能回收系统分担载荷重量的系数，该系数取值范围为0～1之间；

b．根据式（1）得出G₁后，确定势能回收缸的规格 

                        （2）

式（2）中：D₁：势能回收缸无杆腔直径；

n₁：势能回收缸数量；

P₁：G₁对应的蓄能器的最低工作压力，其取值范围为10～16MPa之间；

A：升降系数；

c．确定蓄能器的规格

蓄能器的有效容积：

                     （3）

式（3）中：V₀：蓄能器组的有效容积；

 L：势能回收缸的工作行程；

确定蓄能器的总容积：

                   （4）   

式（4）中：V_w：蓄能器的总容积；

P₀：蓄能器的充气压力；

P₂：G₁对应的蓄能器的最高工作压力，其取值范围为P₂=1.1～1.2 P₁）；

             k：多变指数，常温状态：k=1，多变状态：k=1.4；

确定蓄能器的数量和规格：

                            （5）  

式（5）中：V：所选蓄能器的规格；

n_x：蓄能器的数量；

d．势能回收系统启动后，升降缸通过载物架推动载荷沿升降斜坡开始上升，势能回收缸同步辅助推动其上升，势能回收缸的动力由蓄能器提供，期间一旦压力传感器检测到的压力低于最低工作压力P₁，第一电磁换向阀得电，补油泵向蓄能器中补油，直至压力到达P₁后停止，确保蓄能器中的压力不低于P₁；

e．升降设备下降时，升降缸无杆腔的液压油流回油箱，势能回收缸无杆腔液压油被压至蓄能器中，同时第二电磁换向阀得电，使液控单向阀打开，当压力传感器检测到压力高于最高工作压力P₂时，第一溢流阀的控制信号开始降低直到压力传感器检测到的压力低于P₂后停止；

f．在载荷及载物架升降过程中，蓄能器中的压力始终在P₁～P₂之间变化，即势能回收缸通过回收的势能承担的载荷重量始终不少于G₁，升降缸承受的载荷重量G₄满足：

                     （6）

g．当G₃发生变化时，G₁根据公式一也同步变化，相应的蓄能器的P₁和P₂也发生变化，使G₁可根据载荷自重的变化自动调整。