[發明專利]自適應液壓勢能轉換裝置

有效

• 申請號: 201610057043.2
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN105626355B
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: 姜彤;鄭祥常;馬嫻;陳偉麗;傅昊;何旭潔
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: F03B13/00
• 分類號: F03B13/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

一種自適應液壓勢能轉換裝置，所述裝置包括由多個不同截面積的液壓缸組成的第一組液壓缸和第二組液壓缸、第一勢能源、第二勢能源、連接各液壓缸的多個閥門、各液壓缸中的活塞以及連接活塞的活塞桿，其中第一組液壓缸通過閥門連接至第一勢能源，第二組液壓缸通過閥門連接至第二勢能源，第一組液壓缸與第二組液壓缸的活塞桿串聯連接，第一勢能源通過減少勢能推動第一組液壓缸和第二組液壓缸，第二勢能源因第一組液壓缸和第二組液壓缸的運動增加勢能，根據第一勢能源和第二勢能源的勢能改變，通過所述多個閥門調整第一組液壓缸、第二組液壓缸的和面積比。通過利用本發明的自適應液壓勢能轉換裝置能夠實現兩組或多組不同勢能大小的能量轉換和傳遞。

技術領域

本發明涉及機械傳動裝置技術領域，特別是涉及到液壓助力勢能轉換裝置技術。

背景技術

近年來，隨著新能源的快速發展，壓縮空氣儲能、發電技術也不斷提高，有很多現有技術中可以看到很多利用壓縮空氣膨脹實現推動水發電的技術。但是這種單獨使用壓縮空氣帶水發電的技術中，壓縮空氣的壓強隨著氣體容積的快速變化會發生劇烈變化，對液壓馬達等機械設備的使用壽命會產生較大的損害。

在抽水蓄能發電技術不斷發展的同時，傳統水輪機的設計依然是限定水輪機發電的最高效率為定水頭發電，不斷變化的水頭會對水輪機的葉片產生較大損害，而且這種變水頭發電也無法實現較高發電效率。

隨著城市的不斷發展，現代城市的中的樓層不斷增高，這種不斷加高的樓層也對高層送水提出了更高的要求，使用普通的水泵送水可能無法實現較高樓層的正常水壓用水，對城市居民的日常生活會造成一定程度地不便利。

發明內容

鑒于此，本發明的目的在于克服現有技術中壓縮空氣的壓強隨著氣體容積的快速變化會發生劇烈變化，對液壓馬達等機械設備的使用壽命會產生較大的損害、不斷變化的水頭會對水輪機的葉片產生較大損害等問題，提出一種自適應液壓勢能轉換裝置，所述自適應液壓勢能轉換裝置兩端可連接不同勢能大小的高-低壓勢能源，通過控制閥門的開關狀態，決定各個液壓缸連接到某一勢能大小的勢能源，從而產生不同大小的壓力差值，獲得不同方向和大小的合力，從而決定液壓傳動機構的運動方向和速度變化快慢，使液壓傳動機構的運動過程實現自適應變化。

為了實現此目的，本發明采取的技術方案為如下。

一種自適應液壓勢能轉換裝置，所述裝置包括由多個不同截面積的液壓缸組成的第一組液壓缸和第二組液壓缸、第一勢能源、第二勢能源、連接各液壓缸的多個閥門、各液壓缸中的活塞以及連接活塞的活塞桿，其中，

第一組液壓缸通過第一閥門組連接至第一勢能源，

第二組液壓缸通過第二閥門組連接至第二勢能源，

第一組液壓缸與第二組液壓缸的活塞桿串聯連接，

第一勢能源通過減少勢能推動第一組液壓缸和第二組液壓缸，第二勢能源因第一組液壓缸和第二組液壓缸的運動增加勢能，

根據第一勢能源和第二勢能源運行中的壓強變化，通過所述多個閥門調整第一組液壓缸、第二組液壓缸的和面積比，使兩組勢能源在活塞桿上產生的力能夠最大限度相互抵消，在活塞運動中實現能量在兩組勢能源間轉移最大化；

所述自適應液壓勢能轉換裝置還包括液壓機構控制單元和運行參數測量附屬單元，液壓機構控制單元控制活塞運動的速度和方向，通過提供額外能量以實現液壓機構的穩定運行并控制勢能轉換效率，運行參數測量附屬單元通過對液壓機構控制單元的輸出功率或者壓強或者水泵轉矩進行檢測，結合閥門狀態和運行速度進行分析，制定正確的閥門開關策略，以確定和面積比，保證能量在兩組勢能源間傳遞效率最大化。

多個不同截面積的液壓缸中的每一個固定地屬于第一組液壓缸或第二組液壓缸，第一勢能源和第二勢能源中的液體是不同類型液體。