ПОДЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ПОДЪЕМА СТРЕЛЫ СТРОИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ, И СТРОИТЕЛЬНАЯ МАШИНА С ТАКИМ ПОДЪЕМНЫМ УСТРОЙСТВОМ

1. Устройство для подъема стрелы (1) эксплуатируемой машины, содержащее:
- устройство для сохранения энергии, используемое для сохранения гравитационной потенциальной энергии во время опускания стрелы (1) и подъема стрелы посредством использования сохраненной энергии во время подъема стрелы (1), причем устройство для сохранения энергии содержит: цилиндр (4) для сохранения энергии и аккумулятор (7), при этом цилиндр (4) для сохранения энергии содержит верхнюю камеру (4a) цилиндра для сохранения энергии и нижнюю камеру (4b) цилиндра для сохранения энергии, которые отделены поршнем (13) цилиндра для сохранения энергии, содержащим шток (2) поршня цилиндра для сохранения энергии, оперативно соединенный со стрелой (1), причем верхний объем аккумулятора (7) заполнен сжатым газом (20), а нижний объем аккумулятора (7) заполнен гидравлической жидкостью (19) под давлением и сообщен, с использованием текучей среды, с нижней камерой (4b) цилиндра для сохранения энергии;
- регулировочный цилиндр (12) для регулирования подъема стрелы, содержащий верхнюю камеру (12a) регулировочного цилиндра и нижнюю камеру (12b) регулировочного цилиндра, которые отделены поршнем регулировочного цилиндра (22), который содержит шток (23) поршня регулировочного цилиндра, оперативно соединенный со стрелой (1);
- гидравлический насос (9) для выборочной подачи гидравлической жидкости под давлением в верхнюю камеру (12a) регулировочного цилиндра или нижнюю камеру (12b) регулировочного цилиндра через распределитель (10), причем при подаче гидравлическим насосом (9) гидравлической жидкости под давлением в верхнюю камеру (12a) регулировочного цилиндра через распределитель (10) шток (23) поршня регулировочного цилиндра сообщает стреле (1) движение вниз, а вес стрелы (1) давит на шток (2) поршня цилиндра для сохранения энергии цилиндра (4) таким образом, что гидравлическая жидкость выдавливается из нижней камеры (4b) цилиндра для сохранения энергии в нижний объем аккумулятора (7), в результате чего газ в верхнем объеме аккумулятора (7) сжимается таким образом, что регенерируется гравитационная потенциальная энергия стрелы (1), при этом при подаче гидравлическим насосом (9) гидравлической жидкости под давлением в нижнюю камеру (12b) регулировочного цилиндра через распределитель (10) шток (23) поршня регулировочного цилиндра сообщает стреле (1) движение вверх таким образом, что поднимает шток (2) поршня цилиндра для сохранения энергии, в результате чего сжатый газ из верхнего объема аккумулятора (7) выдавливает гидравлическую жидкость из нижнего объема аккумулятора (7) в нижнюю камеру (4b) цилиндра для сохранения энергии, и таким образом регенерированная энергия высвобождается в виде давления на шток (2) поршня цилиндра для сохранения энергии, в результате чего шток перемещается вверх и поднимает стрелу (1).
2. Подъемное устройство по п.1, в котором давление газа и гидравлической жидкости, которыми заполнен аккумулятор (7), установлено таким образом, что сила, прикладываемая к штоку (2) поршня цилиндра для сохранения энергии посредством гидравлической жидкости от аккумулятора (7), по существу, уравновешивает силу, прикладываемую к штоку (2) поршня цилиндра для сохранения энергии под действием веса стрелы (1).
3. Подъемное устройство по п.1, в котором давление газа и гидравлической жидкости, которыми заполнен аккумулятор (7), можно регулировать в зависимости от требований.
4. Подъемное устройство по любому одному из п.п.1-3, дополнительно содержащее: контроллер (11) и датчик (26), причем контроллер (11) соединен с распределителем (10), соединенным с гидравлическим насосом (9), верхней камерой (4a) цилиндра для сохранения энергии, верхней камерой (12a) регулировочного цилиндра и гидравлическим резервуаром, соответственно, и выполнен таким образом, чтобы проход от гидравлического насоса (9) в верхнюю камеру (12a) регулировочного цилиндра через распределитель (10) был открыт при подаче гидравлической жидкости гидравлическим насосом (9) в верхнюю камеру (12a) регулировочного цилиндра через распределитель (10) с возможностью подачи гидравлическим насосом (9) гидравлической жидкости под давлением в верхнюю камеру (12a) регулировочного цилиндра через распределитель (10) и контроллер (11); чтобы был открыт проход от верхней камеры (4a) цилиндра для сохранения энергии в гидравлический резервуар при подъеме стрелы (1) таким образом, чтобы была обеспечена возможность возврата гидравлической жидкости из верхней камеры (4a) цилиндра для сохранения энергии в гидравлический резервуар через контроллер (11); чтобы был открыт проход из гидравлического резервуара в верхнюю камеру (4a) цилиндра для сохранения энергии при опускании стрелы (1) для обеспечения возможности всасывания гидравлической жидкости из гидравлического резервуара в верхнюю камеру (4a) цилиндра для сохранения энергии через контроллер (11) и чтобы при определении датчиком (26) условия, при котором давление гидравлической жидкости, подаваемой в верхнюю камеру (12a) регулировочного цилиндра посредством гидравлического насоса (9) через распределитель (10) и контроллер (11), превышает предварительно определенную величину, в ответ на сигнал от датчика (26) проход от гидравлического насоса (9) в верхнюю камеру (4a) цилиндра для сохранения энергии через распределитель (10) открывался, а проход от верхней камеры (4a) цилиндра для сохранения энергии к гидравлическому резервуару закрывался таким образом, чтобы гидравлический насос (9) мог подавать гидравлическую жидкость под давлением в верхнюю камеру (12a) регулировочного цилиндра и верхнюю камеру (4a) цилиндра для сохранения энергии через распределитель (10) и контроллер (11) одновременно.
5. Подъемное устройство по любому одному из п.п.1-3, в котором распределителем (10) управляет водитель эксплуатируемой машины посредством манипулирования рукояткой управления с возможностью выборочной подачи гидравлической жидкости под давлением в верхнюю камеру (12a) регулировочного цилиндра и/или в верхнюю камеру (4a) цилиндра для сохранения энергии или подачи гидравлической жидкости под давлением в нижнюю камеру (12b) регулировочного цилиндра.
6. Подъемное устройство по любому одному из п.п.1-3, дополнительно содержащее устройство (21) для подачи газа и гидродинамическую насосную станцию (5), которые соединены между аккумулятором (7) и нижней камерой (4b) цилиндра для сохранения энергии, причем устройство (21) для подачи газа используют для подачи сжатого газа в аккумулятор (7) и нижнюю камеру (4b) цилиндра для сохранения энергии, а гидродинамическую насосную станцию (5) используют для подачи гидравлической жидкости под давлением в аккумулятор (7) и в нижнюю камеру (4b) цилиндра для сохранения энергии.
7. Подъемное устройство по любому одному из п.п.1-3, дополнительно содержащее радиатор (29), соединенный с трубопроводом для гидравлической жидкости между аккумулятором (7) и нижней камерой (4b) цилиндра для сохранения энергии таким образом, чтобы обеспечивалось рассеяние тепла гидравлической жидкости.
8. Подъемное устройство по любому одному из п.п.1-3, в котором используют, по меньшей мере, один регулировочный цилиндр (12), по меньшей мере, один цилиндр (4) для сохранения энергии, при этом расположение регулировочного цилиндра (12) и цилиндра (4) для сохранения энергии может быть взаимно изменено.
9. Подъемное устройство по п.8, в котором один регулировочный цилиндр (12) и два цилиндра (4) для сохранения энергии, расположенные с любой стороны регулировочного цилиндра, установлены параллельно под стрелой (1).
10. Эксплуатируемая машина, содержащая стрелу (1) и подъемное устройство по любому одному из п.п.1-9.
11. Способ подъема стрелы эксплуатируемой машины посредством использования устройства для подъема стрелы (1) эксплуатируемой машины по п.1, в котором:
a) заполняют верхний объем аккумулятора (7) сжатым газом (20) и заполняют нижний объем аккумулятора (7) и нижнюю камеру (4b) цилиндра для сохранения энергии, сообщенной, с использованием текучей среды, с нижним объемом аккумулятора (7), гидравлической жидкостью (19) под давлением;
b) приводят гидравлический насос (9) в режим подачи гидравлической жидкости под давлением в верхнюю камеру (12a) регулировочного цилиндра через распределитель (10) для опускания стрелы (1) с помощью штока (23) поршня регулировочного цилиндра, при этом вес стрелы (1) давит на шток (2) поршня цилиндра для сохранения энергии цилиндра (4), в результате чего гидравлическая жидкость выдавливается из нижней камеры (4b) цилиндра для сохранения энергии в нижний объем аккумулятора (7) и газ в верхнем объеме аккумулятора (7) сжимается таким образом, что регенерируется гравитационная потенциальная энергия стрелы (1);
c) приводят гидравлический насос (9) в режим подачи гидравлической жидкости под давлением в нижнюю камеру (12b) регулировочного цилиндра через распределитель (10) таким образом, чтобы шток (23) поршня регулировочного цилиндра поднимал стрелу (1) и при этом поднимался шток (2) поршня цилиндра для сохранения энергии, и сжатый газ из верхнего объема аккумулятора (7) выдавливал гидравлическую жидкость из нижнего объема аккумулятора (7) в нижнюю камеру (4b) цилиндра для сохранения энергии, с возможностью высвобождения регенерированной энергии для выталкивания штока (2) поршня цилиндра для сохранения энергии для подъема стрелы (1).
12. Способ по п.11, согласно которому на этапе a) давление газа и гидравлической жидкости, заполняющих аккумулятор (7), устанавливают таким образом, чтобы сила, прикладываемая к штоку (2) поршня цилиндра для сохранения энергии посредством гидравлической жидкости из аккумулятора (7), по существу, уравновешивалась силой, прикладываемой к штоку (2) поршня цилиндра для сохранения энергии под действием веса стрелы (1).
13. Способ по п.11 или 12, согласно которому подъемное устройство дополнительно содержит контроллер (11) и датчик (26), причем контроллер (11) соединяют с распределителем (10), которым снабжен гидравлический насос (9), с верхней камерой (4a) цилиндра для сохранения энергии, с верхней камерой (12a) регулировочного цилиндра и с гидравлическим резервуаром, соответственно, при этом дополнительно открывают посредством контроллера (11) проход от гидравлического насоса (9) в верхнюю камеру (12a) регулировочного цилиндра через распределитель (10) для подачи гидравлическим насосом (9) гидравлической жидкости в верхнюю камеру (12a) регулировочного цилиндра через распределитель (10) для подачи гидравлическим насосом (9) гидравлической жидкости под давлением в верхнюю камеру (12a) регулировочного цилиндра через распределитель (10) и контроллер (11); возвращают при подъеме стрелы (1) гидравлическую жидкость из верхней камеры (4a) цилиндра для сохранения энергии в гидравлический резервуар через контроллер (11); при опускании стрелы (1) обеспечивают всасывание гидравлической жидкости из гидравлического резервуара в верхнюю камеру (4a) цилиндра для сохранения энергии через контроллер (11); и при определении посредством датчика (26) того факта, что давление гидравлической жидкости, подаваемой в верхнюю камеру (12a) регулировочного цилиндра гидравлическим насосом (9) через распределитель (10) и контроллер (11), превышает предварительно определенную величину, подают с датчика (26) сигнал в контроллер (11) для того, чтобы последний открыл проход от гидравлического насоса (9) в верхнюю камеру (4a) цилиндра для сохранения энергии через распределитель (10) и закрыл проход от верхней камеры (4a) цилиндра для сохранения энергии в гидравлический резервуар для обеспечения возможности подачи гидравлическим насосом (9) гидравлической жидкости под давлением одновременно в верхнюю камеру (12a) регулировочного цилиндра и в верхнюю камеру (4a) цилиндра для сохранения энергии через распределитель (10) и контроллер (11).