Подъемное устройство и способ подъема стрелы строительной машины, и строительная машина с таким подъемным устройством - RU2558712C2

Описание

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройству для подъема стрелы эксплуатируемой машины, к способу подъема стрелы эксплуатируемой машины посредством использования подъемного устройства и к эксплуатируемой машине, содержащей такое подъемное устройство.

Предшествующий уровень техники

На эксплуатируемых машинах, например на экскаваторе, разгрузочном устройстве, подъемном кране и т.д., используют подъем и опускание стрелы для осуществления рабочего цикла, однако в существующих подъемных устройствах вес стрелы всегда настолько велик, что при подъеме стрелы необходимо, чтобы силовое устройство эксплуатируемой машины создавало очень большое усилие, что связано с большим потреблением энергии, и при этом скорость подъема стрелы является относительно небольшой; а при опускании стрелы гравитационная потенциальная энергия стрелы зачастую не используется. Хотя были разработаны некоторые устройства, приспособленные к повторному использованию гравитационной потенциальной энергии при опускании стрелы, эти устройства сложны по конструкции, неудобны в работе, и на них невозможно эффективно повторно использовать сохраненную энергию для быстрого подъема стрелы.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение предназначено для решения указанной выше проблемы, характерной для аналогов и прототипа, т.е. оно направлено на создание устройства для подъема стрелы, простого по конструкции, легко вводимого в действие, энергосберегающего, при использовании которого можно эффективно сохранять и использовать гравитационную потенциальную энергию, полученную во время опускания стрелы, чтобы быстро поднимать стрелу.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения создано устройство для подъема стрелы эксплуатируемой машины, содержащее: устройство для сохранения энергии, используемое для сохранения гравитационной потенциальной энергии во время опускания стрелы и подъема стрелы посредством использования сохраненной энергии во время подъема стрелы; где устройство для сохранения энергии содержит: цилиндр для сохранения энергии и аккумулятор; где цилиндр для сохранения энергии содержит верхнюю камеру цилиндра для сохранения энергии и нижнюю камеру цилиндра для сохранения энергии, которые отделены поршнем цилиндра для сохранения энергии, содержащим шток поршня цилиндра для сохранения энергии, оперативно соединенный со стрелой; где верхний объем аккумулятора заполнен сжатым газом, а нижний объем аккумулятора заполнен гидравлической жидкостью под давлением и сообщен, с использованием текучей среды, с нижней камерой цилиндра для сохранения энергии; регулировочный цилиндр для регулирования подъема стрелы, где регулировочный цилиндр содержит верхнюю камеру регулировочного цилиндра и нижнюю камеру регулировочного цилиндра, которые отделены поршнем регулировочного цилиндра, который содержит шток поршня регулировочного цилиндра, оперативно соединенный со стрелой; гидравлический насос для выборочной подачи гидравлической жидкости под давлением в верхнюю камеру регулировочного цилиндра или нижнюю камеру регулировочного цилиндра через распределитель; где при подаче гидравлическим насосом гидравлической жидкости под давлением в верхнюю камеру регулировочного цилиндра через распределитель шток поршня регулировочного цилиндра сообщает стреле движение вниз, а вес стрелы давит на шток поршня цилиндра для сохранения энергии цилиндра для сохранения энергии таким образом, что гидравлическая жидкость выдавливается из нижней камеры цилиндра для сохранения энергии в нижний объем аккумулятора, в результате чего газ в верхнем объеме аккумулятора сжимается таким образом, что регенерируется гравитационная потенциальная энергия стрелы; при подаче гидравлическим насосом гидравлической жидкости под давлением в нижнюю камеру регулировочного цилиндра через распределитель шток поршня регулировочного цилиндра сообщает стреле движение вверх таким образом, что поднимается шток поршня цилиндра для сохранения энергии, в результате чего сжатый газ из верхнего объема аккумулятора выдавливает гидравлическую жидкость из нижнего объема аккумулятора в нижнюю камеру цилиндра для сохранения энергии, и, таким образом, регенерированная энергия высвобождается в виде давления на шток поршня цилиндра для сохранения энергии, в результате чего шток перемещается вверх и поднимает стрелу.

Настоящим изобретением соответственно, дополнительно создана эксплуатируемая машина, содержащая стрелу и упомянутое выше устройство для подъема стрелы.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения создан способ подъема стрелы эксплуатируемой машины посредством использования упомянутого выше устройства для подъема стрелы, включающий: заполнение верхнего объема аккумулятора сжатым газом и заполнение нижнего объема аккумулятора и нижней камеры цилиндра для сохранения энергии, сообщенной, с использованием текучей среды, с нижним объемом аккумулятора, гидравлической жидкостью под давлением; понуждение гидравлического насоса к подаче гидравлической жидкости под давлением в верхнюю камеру регулировочного цилиндра через распределитель таким образом, чтобы шток поршня регулировочного цилиндра сообщал стреле движение вниз, в результате чего вес стрелы давит на шток поршня цилиндра для сохранения энергии таким образом, что гидравлическая жидкость из нижней камеры цилиндра для сохранения энергии выдавливается в нижний объем аккумулятора, в результате чего газ в верхнем объеме аккумулятора сжимается таким образом, что регенерируется гравитационная потенциальная энергия стрелы; понуждение гидравлического насоса к подаче гидравлической жидкости под давлением в нижнюю камеру регулировочного цилиндра через распределитель таким образом, чтобы шток поршня регулировочного цилиндра сообщал стреле движение вверх таким образом, чтобы осуществлялся подъем штока поршня цилиндра для сохранения энергии, в результате чего сжатый газ в верхнем объеме аккумулятора выдавливает гидравлическую жидкость из нижнего объема аккумулятора в нижнюю камеру цилиндра для сохранения энергии, и, таким образом, регенерированная энергия высвобождается посредством давления на шток поршня цилиндра для сохранения энергии и перемещения штока поршня вверх для подъема стрелы.

Согласно настоящему изобретению по существу уравновешивается собственный вес стрелы посредством использования энергии, сохраненной с помощью устройства для сохранения энергии, состоящего из аккумулятора и цилиндра для сохранения энергии, где аккумулятор и цилиндр для сохранения энергии по существу представляют собой полностью замкнутое устройство, служащее только для сохранения энергии и высвобождения ее без использования каких-либо регулирующих клапанов, которое может сохранять рабочее состояние, если не происходит утечка. Таким образом, в сравнении с аналогами и прототипом, гидравлическое силовое устройство эксплуатируемой машины больше не действует как единственное средство для подъема, а с помощью устройства управляют подъемом стрелы посредством регулировочного цилиндра и обеспечивают часть осевой силы. В результате этого устройство для подъема стрелы согласно настоящему изобретению обладает простой конструкцией, пригодно для сборки и обращения, надежно и долговечно, а также при использовании устройства можно экономить энергию и повысить работоспособность стрелы.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 представлен схематический вид устройства для подъема стрелы эксплуатируемой машины согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Перечень номеров позиций, представленных на чертеже

1 - Стрела

2 - Шток поршня цилиндра для сохранения энергии

3 - Груз

4 - Цилиндр для сохранения энергии

4a - Верхняя камера цилиндра для сохранения энергии

4b - Нижняя камера цилиндра для сохранения энергии

5 - Гидродинамическая насосная станция с гидравлическим резервуаром

6 - Трубопровод

7 - Аккумулятор

8 - Двигатель

9 - Гидравлический насос

10 - Распределитель

11 - Контроллер

12 - Регулировочный цилиндр

12a - Верхняя камера регулировочного цилиндра

12b - Нижняя камера регулировочного цилиндра

13 - Поршень цилиндра для сохранения энергии

14 - Клапан

15 - Однопутевой клапан

16 - Манометр для измерения давления гидравлической жидкости

17 - Трубопровод

18 - Клапан

19 - Гидравлическая жидкость

20 - Газ

21 - Устройство для подачи газа (нагнетающий клапан)

22 - Поршень регулировочного цилиндра

23 - Шток поршня регулировочного цилиндра

24 - Клапан

25 - Возвратный трубопровод для гидравлической жидкости

26 - Датчик

27 - Трубопровод для гидравлической жидкости

28 - Трубопровод для гидравлической жидкости

29 - Радиатор

Подробное описание варианта осуществления изобретения

На фиг.1 показан вариант осуществления устройства для подъема стрелы согласно настоящему изобретению, в котором в качестве примера взята стрела 1 экскаватора, в котором используют ковш, собранный на конце стрелы 1, для копания и транспортирования груза 3 таким образом, чтобы осуществлять соответствующие операции. Устройство для подъема стрелы содержит три цилиндра, собранных под стрелой 1, где один цилиндр, установленный под стрелой 1, является регулировочным цилиндром 12, а два других цилиндра, установленных с любой стороны стрелы 1, расположенных с любой стороны регулировочного цилиндра 12, являются двумя цилиндрами 4 для сохранения энергии. Каждый цилиндр содержит корпус цилиндра, поршень и шток поршня, и разделен на две камеры: верхнюю камеру и нижнюю камеру, посредством соответствующих поршней 22 и 13, и эти камеры заполнены гидравлической жидкостью для оказания давления на поршень и шток поршня, для их перемещения. Три цилиндра расположены параллельно. Нижние концы цилиндров прикреплены к шасси экскаватора, а верхние концы соединены со стрелой 1 соответствующими штоками поршней.

Нижняя камера 4b цилиндра 4 для сохранения энергии может быть соединена с аккумулятором 7 трубопроводами 17 и 6. Аккумулятор 7 и цилиндр 4 для сохранения энергии вместе представляют собой устройство для сохранения энергии. Один или большее количество аккумуляторов 7 могут быть собраны таким образом, чтобы они были сообщены с цилиндром 4 для сохранения энергии. В этом варианте осуществления верхний объем аккумулятора 7 заполнен сжатым газом 20, тогда как нижний объем аккумулятора 7 заполнен гидравлической жидкостью 19 под давлением. Устройство 21 для подачи газа (нагнетающий клапан в данном варианте осуществления) и гидродинамическая насосная станция 5 с гидравлическим резервуаром могут быть соединены с трубопроводом 6, которым соединен аккумулятор 7 с нижней камерой цилиндра 4 для сохранения энергии, где устройство для подачи газа 21 и гидродинамическую насосную станцию 5 используют для подачи сжатого газа и гидравлической жидкости под давлением в аккумулятор 7 и нижнюю камеру 4b цилиндра для сохранения энергии, соответственно. Кроме того, так как гидравлическая жидкость может нагреваться во время работы, радиатор 29 может быть также соединен с трубопроводом 6 для рассеяния тепла гидравлической жидкости, для обеспечения условия, при котором гидравлическая жидкость имела бы нормальную температуру. Регулировочный цилиндр 12 может быть соединен с гидравлическим устройством, приводимым в действие с помощью двигателя 8 экскаватора, трубопроводом 27 для гидравлической жидкости, где гидравлическим устройством является гидравлический насос 9, в данном варианте осуществления. Гидравлический насос 9 может быть оснащен распределителем 10, и гидравлический насос 9 сообщен, с использованием текучей среды, с верхней камерой 12a и нижней камерой 12b регулировочного цилиндра 12, соответственно, через распределитель 10 и трубопровод 27 для гидравлической жидкости. С помощью распределителя 10 можно выборочно обеспечивать условия, при которых гидравлический насос 9 подает гидравлическую жидкость под давлением в верхнюю камеру 12a или в нижнюю камеру 12b регулировочного цилиндра 12 в ответ на сигналы от водителя экскаватора или на ручное управление водителя.

В данном варианте осуществления может быть также обеспечен контроллер 11, как это показано на фиг.1, где контроллер 11 соединен с распределителем 10 гидравлического насоса 9, верхней камерой 12a регулировочного цилиндра 12, верхней камерой 4a цилиндра 4 для сохранения энергии и гидравлическим резервуаром гидродинамической насосной станции 5 трубопроводами 27, 27 и 28 для гидравлической жидкости и трубопроводом 25 для возврата гидравлической жидкости, соответственно, таким образом, чтобы можно было выборочно осуществлять или прерывать сообщение, с использованием текучей среды, между распределителем 10 гидравлического насоса 9, верхней камерой 12a регулировочного цилиндра 12, верхней камерой 4a цилиндра 4 для сохранения энергии и гидродинамической насосной станцией 5. Обычно контроллер 11 открывает проход от распределителя 10 к верхней камере 12a регулировочного цилиндра 12 таким образом, чтобы обеспечивалась возможность подачи гидравлическим насосом 9 гидравлической жидкости под давлением в верхнюю камеру 12a регулировочного цилиндра 12 через распределитель 10 и контроллер 11 при подаче гидравлическим насосом 9 гидравлической жидкости в верхнюю камеру 12a регулировочного цилиндра 12 через распределитель 10. Другие операции управления контроллера 11 описаны ниже.

Далее описан способ подъема и опускания стрелы 1 посредством использования устройства для подъема стрелы согласно упомянутым выше вариантам осуществления настоящего изобретения.

В устройстве для подъема стрелы сначала создают предварительное давление до подъема и опускания стрелы 1. Клапан 14, как это показано на фиг.1, установленный в трубопроводе 6, сначала открывают; нагнетающий клапан 21, собранный на трубопроводе 6, используют для заполнения газом, например азотом, аккумулятора 7 по трубопроводу 6, в то время как клапан 24 гидродинамической насосной станции 5 закрыт для предотвращения выхода газа через трубопровод 6 и гидродинамическую насосную станцию 5. Когда давление газа достигает определенного уровня, подачу газа прекращают, и нагнетающий клапан 21 закрывают. Затем открывают клапан 24 и вводят в действие гидродинамическую насосную станцию 5 для заполнения гидравлической жидкостью аккумулятора 7 и нижней камеры цилиндра 4 для сохранения энергии, соединенного с ним, через однопутевой клапан 15, и соответственно, газ, находящийся в трубопроводах 6, 17 и нижней камере цилиндра 4 для сохранения энергии, вытесняют через клапан 24 гидравлической жидкостью. Когда показание манометра 16, собранного на трубопроводе 6, для измерения давления гидравлической жидкости достигает определенного требующегося значения, гидродинамическая насосная станция 5 выключается, и заполнение гидравлической жидкостью прекращается. В это время верхний объем аккумулятора 7 заполнен сжатым газом 20, а нижний объем аккумулятора 7 и нижняя камера 4b цилиндра для сохранения энергии, сообщенная, с использованием текучей среды, с нижним объемом аккумулятора 7, заполнены гидравлической жидкостью 19 под давлением (при этом удельный вес газа 20 сравнительно ниже удельного веса гидравлической жидкости 19 и, таким образом, газ 20 всегда сохраняется в верхнем объеме аккумулятора 7, а гидравлическая жидкость 19 всегда сохраняется в нижнем объеме); кроме того, определенное давление существует в аккумуляторе 7 и в нижней камере 4b цилиндра для сохранения энергии, где это давление может быть установлено таким образом, чтобы сила, создаваемая гидравлической жидкостью в аккумуляторе 7, прикладываемая к штоку 2 поршня цилиндра 4 для сохранения энергии по существу уравновешивалась силой, прикладываемой к штоку 2 поршня под действием веса стрелы 1.

После заполнения системы газом и гидравлической жидкостью для создания предварительного давления, как это описано выше, устройство для сохранения энергии, представляемое аккумулятором 7 и цилиндром 4 для сохранения энергии, становится замкнутым устройством, которое может действовать все время без дополнительного заполнения газом и гидравлической жидкостью, если не происходит утечка. Даже если происходит утечка, то можно ее компенсировать посредством подачи сжатого газа и гидравлической жидкости под давлением в аккумулятор 7 и нижнюю камеру 4b цилиндра 4 для сохранения энергии с помощью устройства 21 для подачи газа и гидродинамической насосной станции 5, до тех пор, пока сила, прикладываемая к штоку 2 поршня цилиндра 4 для сохранения энергии посредством гидравлической жидкости из аккумулятора 7, по существу не будет уравновешена силой, прикладываемой к штоку 2 поршня под действием веса стрелы 1.

После завершения упомянутого выше создания предварительного давления, устройство для подъема стрелы может быть использовано для подъема и опускания стрелы 1. Сначала запускают двигатель 8, вводя в действие гидравлическое устройство (гидравлический насос 9). Когда требуется опустить стрелу 1, водитель эксплуатируемой машины нажимает на рычаг управления для направления сигнала в распределитель 10 гидравлического насоса 9, после чего распределитель 10 подает гидравлическую жидкость в верхнюю камеру регулировочного цилиндра 12 таким образом, чтобы шток 23 поршня регулировочного цилиндра 12 опускался и чтобы, таким образом, опускалась стрела 1. В это время вес стрелы 1 (и груз 3) полностью воздействуют на цилиндр 4 для сохранения энергии. Таким образом, потенциальная энергия, имеющаяся во время опускания стрелы благодаря собственному весу стрелы, используется для приведения в действие цилиндра 4 для сохранения энергии таким образом, чтобы гидравлическая жидкость под штоком поршня цилиндра 4 для сохранения энергии сжималась и чтобы начиналось повышение давления и, таким образом, начиналось вытеснение гидравлической жидкости из-под штока поршня цилиндра 4 для сохранения энергии от входа для жидкости в нижней части аккумулятора 7 в аккумулятор 7 по трубопроводу 6. По мере вытеснения гидравлической жидкости от входа для жидкости в нижней части аккумулятора 7 в аккумулятор 7 внутреннее пространство аккумулятора 7, занимаемое газом, уменьшается, и, таким образом, газ 20 в верхнем объеме аккумулятора 7 сжимается, в результате чего достигается цель, заключающаяся в сохранении энергии. Когда требуется поднять стрелу 1, водитель эксплуатируемой машины нажимает на рычаг управления и посылает сигнал к распределителю 10 гидравлического устройства, в результате чего распределитель 10 подает гидравлическую жидкость в нижнюю камеру регулировочного цилиндра 12 таким образом, чтобы шток 23 поршня регулировочного цилиндра 12 поднимался и чтобы, таким образом, поднималась стрела 1. При этом баланс давлений между гидравлической жидкостью в нижней камере цилиндра 4 для сохранения энергии и в аккумуляторе 7 нарушается. В это время внутреннее давление в нижней камере цилиндра 4 для сохранения энергии начинает падать, а давление гидравлической жидкости внутри аккумулятора 7 становится больше давления в нижней камере цилиндра 4 для сохранения энергии. Затем гидравлическая жидкость 19 под высоким давлением в аккумуляторе 7 поступает в нижнюю камеру цилиндра 4 для сохранения энергии по трубопроводу 6 таким образом, что на шток 2 поршня цилиндра 4 для сохранения энергии оказывается давление, и он перемещается вверх и, таким образом, стрела 1 поднимается вверх быстро и легко.

В аналогах и прототипе возвратно-поступательное перемещение в вертикальном направлении стрелы 1 осуществляют с помощью гидравлических устройств 9 и 10 двигателя 8, тогда как согласно настоящему изобретению используют аккумулятор 7 и цилиндр 4 для сохранения энергии для уравновешивания веса стрелы 1 и груза 3. При этом гидравлический насос 9 и распределитель 10 двигателя 8 больше не действуют как единственное средство для подъема стрелы 1, а с их помощью только управляют возвратно-поступательным перемещением стрелы 1 в вертикальном направлении и обеспечивают частично ведущую силу. Одной из отличительных особенностей настоящего изобретения является то, что регулировочный цилиндр 12 используют для управления подъемом и опусканием стрелы; а другой отличительной особенностью является то, что цилиндр 4 для сохранения энергии и аккумулятор 7 стрелы 1 используют для сохранения энергии, где аккумулятор 7 и цилиндр 4 для сохранения энергии по существу не содержат регулирующих клапанов, и они предназначены только для сохранения энергии и высвобождения энергии таким образом, чтобы сохранялось существенное равновесие между весом стрелы 1 и давлением в аккумуляторе 7. Таким образом, можно уменьшить гидравлическую мощность, требующуюся для подъема стрелы 1, обеспечиваемую посредством гидравлического насоса 9, направляемую к регулировочному цилиндру 12, и, таким образом, можно снизить потребление двигателем 8 топлива и увеличить скорость подъема стрелы 1, в сравнении с аналогами и прототипом. Это означает, что, согласно настоящему изобретению, благодаря использованию цилиндра 4 для сохранения энергии, с помощью аккумулятора 7 сохраняют гравитационную потенциальную энергию, имеющую место в результате действия собственного веса стрелы 1 во время ее опускания, и высвобождают сохраненную энергию во время подъема стрелы 1 таким образом, чтобы способствовать подъему стрелы 1 и увеличению скорости ее подъема. Таким образом, можно эффективно регенерировать и использовать гравитационную потенциальную энергию во время опускания стрелы 1 и повышать эффективность работы машины.

Кроме того, устройство для сохранения энергии, представляемое цилиндром 4 для сохранения энергии и аккумулятором 7, не соединено с главным гидравлическим устройством 9, а является отдельным устройством, предназначенным для уравновешивания собственного веса стрелы 1. Таким образом, излишне беспокоиться о том, что потреблялось бы слишком много энергии для преодоления действия собственного веса стрелы 1 во время ее подъема и опускания, благодаря чему стрела 1 может быть изготовлена более тяжелой для увеличения ее прочности.

Устройство для подъема стрелы согласно настоящему изобретению имеет простую конструкцию, легко в сборке, надежно и долговечно в использовании, легко и просто в обращении, таким образом, при его использовании может быть обеспечен заметный эффект энергосбережения.

Далее приведено описание, касающееся особенностей действия контроллера 11. Во время подъема стрелы 1, управляемого с помощью регулировочного цилиндра 12, посредством контроллера 11 открывается проход от верхней камеры 4a цилиндра 4 для сохранения энергии к гидравлическому резервуару гидродинамической насосной станции 5 для обеспечения возможности возврата гидравлической жидкости из верхней камеры 4a цилиндра 4 для сохранения энергии в гидравлический резервуар по трубопроводу 25 для возврата гидравлической жидкости с помощью контроллера 11; при понуждении стрелы 1 к опусканию под воздействием регулировочного цилиндра 12 поршень 13 в цилиндре 4 для сохранения энергии начинает опускаться; при этом верхняя камера 4a цилиндра 4 для сохранения энергии опустошается, что вызывает всасывание гидравлической жидкости из гидравлического резервуара гидродинамической насосной станции 5 в верхнюю камеру 4a через контроллер 11; если требуется большая сила при перемещении стрелы 1 вниз с помощью регулировочного цилиндра 12 (т.е. если приводящая в движение сила под действием давления в верхней камере регулировочного цилиндра 12 является недостаточной), то давление в верхней камере регулировочного цилиндра увеличивают, и в это время может быть послан сигнал в контроллер 11, чтобы контроллер 11 закрыл проход от верхней камеры цилиндра 4 для сохранения энергии к гидравлическому резервуару гидродинамической насосной станции 5 и одновременно открыл проход от распределителя 10 в верхнюю камеру цилиндра 4 для сохранения энергии, и, таким образом, гидравлическая жидкость под давлением, подаваемая гидравлическим насосом 9, может также подаваться в верхнюю камеру цилиндра 4 для сохранения энергии через распределитель 10 и контроллер 11. Т.е. в это время посредством контроллера 11 обеспечивается сообщение верхней камеры цилиндра 4 для сохранения энергии с верхней камерой регулировочного цилиндра 12 в параллельном режиме. Таким образом, область действия увеличивается с области верхней камеры регулировочного цилиндра 12 до области верхних камер множества цилиндров, в результате чего увеличивается осевая сила посредством верхней камеры цилиндра, и дополнительно толкает поршни цилиндров вниз, и таким образом действующая сила, прилагаемая для опускания стрелы 1, увеличивается. При этом, например, когда датчик 26, расположенный в трубопроводе 27 или в верхней камере регулировочного цилиндра, определяет, что давление в верхней камере 12a регулировочного цилиндра 12 превышает предварительно определенную величину, то датчик указывает, что требуется большая осевая сила, направленная вниз, а затем датчик 26 посылает сигнал для оповещения контроллера 11, чтобы посредством контроллера 11 было установлено сообщение между верхней камерой регулировочного цилиндра 12 и верхней камерой цилиндра 4 для сохранения энергии для способствования опусканию стрелы 1.

Здесь следует отметить, что существуют варианты осуществления без использования контроллера 11. Например, гидравлическую жидкость непосредственно подают в верхнюю камеру регулировочного цилиндра 12 посредством распределителя 10, и в этом случае верхняя камера цилиндра 4 для сохранения энергии и гидравлический резервуар гидродинамической насосной станции 5 непосредственно сообщаются друг с другом без участия контроллера 11; в другом варианте осуществления с помощью распределителя 10 гидравлическую жидкость подают непосредственно в верхнюю камеру регулировочного цилиндра 12 и в верхнюю камеру цилиндра 4 для сохранения энергии в параллельном режиме; возможна также подача гидравлической жидкости с помощью распределителя 10 непосредственно в верхнюю камеру цилиндра 4 для сохранения энергии, и при этом верхняя камера регулировочного цилиндра 12 и гидравлический резервуар непосредственно сообщены друг с другом без участия контроллера 11. При использовании всех этих режимов действий может быть достигнут эффект управления подъемом стрелы 1, за исключением того, что скорость и осевая сила для подъема и опускания стрелы 1 не так хороши, как в случае использования контроллера 11.

Подъем и опускание стрелы 1 осуществляют поочередно и во взаимно-противоположных направлениях до тех пор, пока не прекращают работу эксплуатируемой машины. При останове машины клапан 14 в трубопроводе 6 может быть закрыт для исключения возможности толкания стрелы гидравлической жидкостью под давлением из аккумулятора 7 и, таким образом, понуждения ее к подъему автоматически без ручного управления. Кроме того, отдельный клапан 18 может быть обеспечен для аккумулятора 7, для повышения безопасности, а также для удобства при замене аккумулятора.

Во время осуществления рабочего процесса, при котором стрелу 1 поднимают и опускают, давление в замкнутой системе, представляемой аккумулятором 7 и цилиндром 4 для сохранения энергии, обычно колеблется из-за подъема стрелы 1. Однако, так как сила, получающаяся как составляющая от веса стрелы 1, которая действует на шток поршня цилиндра для сохранения энергии, обычно колеблется соответственно из-за подъема стрелы, сила, прикладываемая к штоку поршня цилиндра для сохранения энергии посредством действия гидравлической жидкости из аккумулятора 7, всегда сохраняет в существенной степени равновесие с силой, прикладываемой к штоку поршня цилиндра для сохранения энергии посредством действия веса стрелы 1, таким образом, что экономятся сила и энергия, обеспечиваемые посредством гидравлической системы двигателя. Однако величину давления в замкнутой системе, представляемой аккумулятором 7 и цилиндром 4 для сохранения энергии, можно также регулировать в зависимости от требований (посредством подачи и выпуска газа и/или гидравлической жидкости путем использования, например, устройства 21 для подачи газа и/или гидродинамической насосной станции 5).

Выше описаны некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, однако количество цилиндров для сохранения энергии, количество регулировочных цилиндров, и относительное расположение их сочетаний не ограничено теми данными, которые описаны в упомянутых выше вариантах осуществления. Любое пригодное количество (например: один, два или большее количество) цилиндров для сохранения энергии и любое пригодное количество (например: один, два или большее количество) регулировочных цилиндров может быть обеспечено с любой стороны или посередине, или с двух сторон стрелы 1, и цилиндр для сохранения энергии, и регулировочный цилиндр можно также использовать, изменяя их положения.

При применении настоящего изобретения по существу уравновешивают собственный вес стрелы посредством использования энергии, сохраняемой с помощью устройства для сохранения энергии, состоящего из аккумулятора и цилиндра для сохранения энергии, в котором аккумулятор и цилиндр для сохранения энергии по существу представляют полностью замкнутую систему, которая служит только для сохранения энергии и высвобождения ее без использования каких-либо регулирующих клапанов и может действовать все время, если не происходит утечка. Таким образом, в сравнении с аналогами и прототипом, гидравлическое силовое устройство (приводимое в действие посредством двигателя) эксплуатируемой машины больше не действует как единый механизм при подъеме, а действует с помощью системы управления подъемом стрелы, используя регулировочный цилиндр, и обеспечивают часть осевой силы. В результате этого устройство для подъема стрелы согласно настоящему изобретению имеет простую конструкцию, пригодно для сборки и обращения, надежно и долговечно, а также с помощью устройства можно экономить энергию и повысить работоспособность стрелы.

Устройство для подъема стрелы согласно настоящему изобретению применимо в любых эксплуатируемых машинах, содержащих стрелу, например в экскаваторе, разгрузочном устройстве, подъемном кране и т.д.

Очевидно, что специалистом в данной области техники могут быть произведены различные изменения и модификации в упомянутых выше раскрытых вариантах осуществления без отступления от объема или сущности настоящего изобретения. В соответствии с реализацией настоящего изобретения, раскрытого в данном описании, другие варианты осуществления настоящего изобретения могут быть очевидными для специалиста в данной области техники. Описание и раскрытые в нем примеры следует толковать только как иллюстративные; реальный объем настоящего изобретения определен в прилагаемой формуле изобретения.

Реферат

Устройство предназначено для подъема стрелы эксплуатируемой машины. Устройство содержит цилиндр (4) и аккумулятор (7), причем цилиндр (4) содержит верхнюю камеру (4a) и нижнюю камеру (4b), а также шток (2) поршня цилиндра, соединенный со стрелой (1), причем верхняя часть аккумулятора (7) заполнена газом, а нижняя часть аккумулятора (7) заполнена гидравлической жидкостью (19) и сообщена с нижней камерой (4b) цилиндра; регулировочный цилиндр (12), содержащий верхнюю камеру (12a) и нижнюю камеру (12b), а также шток (23) поршня, соединенный со стрелой (1); гидравлический насос (9), с помощью которого, при подаче гидравлической жидкости в верхнюю камеру (12a) регулировочного цилиндра, стрела (1) опускается таким образом, что вес стрелы давит на шток (2) поршня цилиндра для выдавливания гидравлической жидкости из нижней камеры (4b) цилиндра в нижнюю часть аккумулятора, для сжимания газа, находящегося в верхней части аккумулятора для регенерирования потенциальной энергии, а при подаче гидравлическим насосом гидравлической жидкости в нижнюю камеру (12b) регулировочного цилиндра стрела (1) поднимается, и при этом поднимается шток (2) поршня цилиндра таким образом, что сжатый газ из верхней части аккумулятора выдавливает гидравлическую жидкость (19) из нижней части аккумулятора в нижнюю камеру (4b) цилиндра, для высвобождения регенерированной потенциальной энергии, таким образом, выталкивая шток (2) поршня цилиндра для подъема стрелы. С помощью устройства обеспечиваются эффективная регенерация и повторное использование потенциальной энергии опускания стрелы, благодаря чему экономится энергия и повышается работоспособность стрелы. В настоящем изобретени�

Формула