[實用新型]一種定量泵式液壓飛輪蓄能器系統

有效

• 申請號: 201520216199.1
• 申請日: 2015-04-12
• 公開（公告）號: CN204692204U
• 公開（公告）日: 2015-10-07
• 發明（設計）人: 汪長虹;張宇;張云輝;王繼新;韓云武
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: F15B1/04
• 分類號: F15B1/04;F15B1/027
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張建成

技術領域

本實用新型涉及蓄能器系統領域，特別涉及一種定量泵式液壓飛輪蓄能器系統。

背景技術

液壓系統中，傳統蓄能器能量密度較低，難以滿足大型系統的蓄能需求，且蓄能器出口壓力依賴于蓄能器的能量存儲量，當蓄能器壓力較低時無法滿足系統的瞬時大功率需求。

已有的機液聯合能量存儲裝置(如中國發明專利申請，申請公布號：CN102897012A，公布日：2013.01.30)是將相互獨立的飛輪和蓄能器同時用在一個系統中，是兩種能量存儲裝置的簡單疊加。雖然提高了蓄能裝置的能量存儲量，但系統的質量和體積也較大，導致液壓系統質量大大增加，不利于零部件的布置；蓄能元件的個數增多，系統控制困難。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種定量泵式液壓飛輪蓄能器系統。

本實用新型采用一個可旋轉的筒形壓力容器，將飛輪和液壓蓄能器的功能合為一體，構成一個新的復合能量存儲單元，即液壓飛輪蓄能器。其構成的液壓飛輪蓄能器系統包括液壓飛輪蓄能器、雙向定量泵/馬達、高速開關閥、溢流閥、油箱、傳感器以及控制器。適用于任何需要進行能量存儲的液壓系統。針對該能量存儲系統存在的多種工作模式，本實用新型提出了一種使其充能和放能速率最優的控制方法。該方法是在保證系統轉速范圍和壓力范圍的條件下，通過控制離合器的通斷以及三個高速開關閥的工作與否，選擇使系統充能或放能功率最大的模式，來實現系統高效的充放能特性，滿足系統的瞬時大功率需求。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

1.殼體內油液由于離心力作用形成的拋物面形壓力分布，使液壓飛輪蓄能器存儲的液壓能相對于同體積的傳統蓄能器增加；

2.通過油液及殼體的轉動將液壓能轉換為大量動能存儲，能量存儲量比同條件下傳統蓄能器的能量存儲量大大增加；

3.同一元件的雙能量存儲方式，提高了儲能元件的能量密度，減小了儲能元件的體積；

4.由于兩種能量的相互作用關系，使液壓飛輪蓄能器的出口壓力與能量存儲量解耦，將其出口壓力維持在所設定的范圍內，為液壓系統提供相對穩定的壓力源；

5.通過多種工作模式的切換，使系統在滿足轉速要求和壓力要求的前提下，實現儲能速率最大。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構組成與工作原理示意圖。

圖2是本實用新型的蓄能器充能模式圖。

圖3是本實用新型的飛輪充能模式圖。

圖4是本實用新型的聯合充能模式圖。

圖5是本實用新型的穩態模式圖。

圖6是本實用新型的自循環模式圖。

圖7是本實用新型的控制方法總流程圖。

圖8是本實用新型能量維持時的模式選擇流程圖。

圖9是本實用新型充能時的模式選擇流程圖。

圖10是本實用新型選擇對應狀態下使壓力增大的模式流程圖。

圖11是本實用新型選擇對應狀態下使壓力減小的模式流程圖。

圖12是本實用新型選擇對應狀態下使功率最大的模式流程圖。

圖13是本實用新型選擇對應狀態下使轉速增大的模式流程圖。

圖中：1.液壓系統，2.液壓系統總控制器3.液壓飛輪蓄能器系統，4.第一壓力傳感器，5.流量傳感器，6.第一高速開關閥，7.第三高速開關閥，8.溢流閥，9.油箱，10.第二壓力傳感器，11.高速旋轉接頭，12.液壓飛輪蓄能器，13.轉速傳感器，14.離合器信號放大電路，15.離合器，16.雙向定量泵/馬達，17.液壓飛輪蓄能器系統控制器，18.第二高速開關閥，19.殼體，20.活塞。

具體實施方式

請參閱圖1，為本實用新型的實施例，該實施例由液壓系統1和液壓飛輪蓄能器系統3組成。液壓飛輪蓄能器系統3主要包括雙向定量泵/馬達16、離合器15、液壓飛輪蓄能器12、高速旋轉接頭11、高速開關閥、溢流閥8、油箱9、控制器以及傳感器；所述高速開關閥包括第一高速開關閥6、第二高速開關閥18以及第三高速開關閥7，所述的傳感器包括第一壓力傳感器4、第二壓力傳感器10、流量傳感器5以及轉速傳感器13。

所述雙向定量泵/馬達16的軸端與離合器15一端連接，離合器15的另一端與液壓飛輪蓄能器12連接。