[发明专利]一种用于液压势能传递的自耦式液压变压器装置

说明书

本发明公开了属于机械传动装置技术领域的一种用于液压势能传递的自耦式液压变压器装置。所述装置包括第一组活塞缸P1、第二组活塞缸P2、第一高压液体管道、第二高压液体管道、低压液体管道、低压液体池X和控制设备M；第一组活塞缸P1的第一端口A1和第二组活塞缸P2的第一端口B1相连，形成一个对外共享端口连接第一高压液体管道，第一组活塞缸P1的第二端口A2通过低压液体管道连接低压液体池X，第二组活塞缸P2的第二端口B2连接第二高压液体管道；本发明提出的自耦式液压变压器装置可以最大化设置活塞缸的面积，增大输出端口的流量，克服了由于活塞缸的制作工艺要求，限制活塞缸面积的缺陷，能够实现两个高压液体管道内液体的势能转换。

技术领域

本发明属于机械传动装置技术领域，尤其涉及一种用于液压势能传递的自耦式液压变压器装置。

背景技术

近年来，随着抽水蓄能发电技术的快速发展，大规模电力储能技术如压缩空气储能、抽水蓄能得到越来越多的关注。在现有技术中有很多利用压缩空气膨胀来实现推动水发电的技术，但是这种单独使用压缩空气带水发电的技术中，压缩空气的压强随着气体容积的快速变化会发生剧烈变化，压缩空气储能技术通过气体膨胀，推动液体运动发电，在气体膨胀的过程中，气体压强变化明显，对液压马达等机械设备的损害较大，减少了设备的使用寿命。

在抽水蓄能发电技术不断发展的同时，由于不断变化的水头会对水轮机的叶片产生较大损害，水头范围波动越大对水轮机的叶片损耗越大，同时也大大降低了水轮机的运行效率，这种变水头发电也无法实现较高发电效率。因此传统水轮机的设计依然是限定水轮机发电的最高效率为定水头发电。鉴于此，采用液压势能转换装置可以有效的解决上述问题，然而传统的液压势能转换装置的液压势能转换比例有限，并且由于活塞缸的制作工艺要求，限制了活塞缸的面积，活塞缸在制作时受面积最大的活塞缸限制，降低了整个装置的输出流量。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种用于液压势能传递的自耦式液压变压器装置，其特征在于，包括由一个或多个活塞缸并联构成的第一组活塞缸P1、第二组活塞缸P2、第一高压液体管道、第二高压液体管道、低压液体管道、低压液体池X和控制设备M、连接各活塞缸的多个阀门、各活塞缸中的活塞以及连接活塞的活塞杆；两组活塞缸的活塞杆同轴相连，活塞杆连接控制设备M；每组活塞缸均有两个端口，第一组活塞缸P1的第一端口A1和第二组活塞缸P2的第一端口B1相连，形成一个对外共享端口连接第一高压液体管道，第一组活塞缸P1的第二端口A2通过低压液体管道连接低压液体池X，第二组活塞缸P2的第二端口B2连接第二高压液体管道，所述高压液体管道连接的外部设备是高压液体池，或是活塞缸的高压液体输出端口，所述自耦式液压变压器装置通过最大化设置活塞缸的面积，增大输出端口的流量，实现两个高压液体管道内液体的势能转换。

两组或多组自耦式液压变压器可以通过串联方式构成级联式自耦式液压变压器，其中，第一组自耦式液压变压器的第一组活塞缸P1的第一端口A1连接第一高压液体管道，第一组自耦式液压变压器的第二组活塞缸P2的第二端口B2连接第二组自耦式液压变压器的第一组活塞缸P3的第一端口E1，第二组自耦式液压变压器的第二组活塞缸P4的第二端口F2连接第三组自耦式液压变压器的第一组活塞缸P5的第一端口G1，以此类推，每组自耦式液压变压器的第二组活塞缸的第二端口连接下一组自耦式液压变压器的第一组活塞缸的第一端口，最后一组自耦式液压变压器的第二组活塞缸的第二端口连接第二高压液体管道，所述级联式自耦式液压变压器能够实现两个高压液体管道内液体势能的倍增。

所述控制设备M有两种连接方式：

连接方式一：与活塞杆直接相连，在这种连接方式下，控制设备M由直线电机、曲柄电机或其他液压机构组成；

连接方式二：串联于活塞缸端口相连的液体管道中，在这种连接方式下，控制设备M由液体泵、比例阀和液体泵组成，或由液压伺服机构和液体泵组成。

所述自耦式液压变压器装置还可以与传统活塞缸连接，连接方式有两种：