РЕКУПЕРАТИВНАЯ ГЕНЕРАТОРНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОГРУЗЧИКА
RECUPERATIVE GENERATOR SYSTEM FOR ELECTRIC LOADER

Перекрестные ссылки на родственные заявки
По настоящей заявке испрашивается приоритет согласно заявке на патент КНР №201010607792.0, поданной в патентное ведомство КНР 28 декабря 2010 года.
Область техники
Настоящее изобретение относится к рекуперативной генераторной системе для электрического погрузчика и, в частности, к рекуперативной генераторной системе для электрического вилочного погрузчика.
Предпосылки создания изобретения
Рабочая часть устройства электрического вилочного погрузчика, как правило, содержит аккумулятор, контроллер, управляющий модуль с преобразователем частоты, электрический двигатель асинхронного насоса переменного тока с частотным управлением, гидравлический насос, управляющий клапан и часть с гидравлическим приводом. В качестве примера будет описан процесс подъема и опускания груза: 1) при подъеме груза процедура в основном включает: перемещение рукоятки (3) подъемного элемента многоходового клапана (4) → передачу сигнализации электрическими схемами многоходового клапана (4), отвечающими за подъем груза → измерение контроллером преобразователя (21) сигнала, поступающего в интеллектуальный дисплей (19), и запуск электрического двигателя (16) с помощью управляющего модуля с преобразователем частоты → приведение в действие гидравлического насоса (7) для подачи масла под давлением через электрический двигатель (16) → ввод масла под давлением в порт P1 и порт A1 подъемного элемента многоходового клапана (4) через трубопровод EF приоритетного клапана (8) рулевого управления → в управляющий клапан (17) → в подъемный цилиндр (9) → подъем груза; 2) при опускании груза с высоты процедура, в основном, включает: перемещение рукоятки (3) подъемного элемента многоходового клапана (4) → соединение портов T1 и A1 подъемного элемента многоходового клапана (4) → проход масла под давлением из подъемного цилиндра через управляющий клапан (17), порты A1 и T1 многоходового клапана и фильтр (10), и затем протекание его в резервуар (5) → опускание груза с высоты с определенной скоростью, причем в данный момент электрический двигатель насоса не будет запущен, если не требуется синхронное выполнение других операций. Из описанных выше операций можно увидеть, что при спуске груза определенного веса с определенной высоты его потенциальная энергия полностью теряется, преобразовываясь в тепло.
Сущность изобретения
Технической задачей настоящего изобретения является создание рекуперативной генераторной системы для электрического погрузчика, сконфигурированной для снижения нагрева системы и сохранения энергии.
Техническое решение, предлагаемое настоящим изобретением, заключается в следующем.
Рекуперативная генераторная система для электрического погрузчика содержит подъемный цилиндр, выходной трубопровод которого снабжен блоком датчика давления и направляющим распределителем, находящимся под управлением блока датчика давления; при этом первое выпускное отверстие направляющего распределителя соединено с резервуаром через ход многоходового клапана с управляющей рукояткой; масло под давлением, выходящее из второго выпускного отверстия направляющего распределителя проходит через насос, имеющий порт для всасывания масла, способный выдерживать давление, или двигатель, и затем проходит через направляющий распределитель, втекая обратно в резервуар; насос, имеющий порт для всасывания масла, способный выдерживать давление, в режиме двигателя  приводит в движение электрический двигатель для выработки электроэнергии; причем вывод электрического двигателя, с которого выдается электроэнергия, соединен с устройством накопления энергии через преобразователь.
Упомянутое устройство накопления энергии представляет собой аккумулятор, конденсатор или литиевый аккумулятор.
Упомянутый многоходовой клапан с управляющей рукояткой представляет собой механически управляемый многоходовой клапан или электрически управляемый многоходовой клапан или гидравлически управляемый многоходовой клапан.
Упомянутый блок датчика давления представляет собой мембранный переключатель или датчик давления.
Упомянутая рекуперативная генераторная система содержит кнопку на рукоятке подъемного элемента, активирующий сигнальный переключатель обнаружения опускания груза, потенциометр сигнала управления скоростью и реле, при этом упомянутый блок датчика давления содержит мембранный переключатель и переключатель обнаружения полного выдвижения подъемного цилиндра; реле содержит первый нормально разомкнутый переключатель и второй нормально разомкнутый переключатель; кнопка на рукоятке подъемного элемента, активирующий сигнальный переключатель обнаружения опускания груза, мембранный переключатель и катушка реле соединены последовательно и образуют первую ветвь управления; второй нормально разомкнутый переключатель реле и катушка электромагнита для управления направляющим распределителем соединены последовательно и образуют вторую ветвь управления.
Трубопровод между впускным отверстием насоса, имеющего порт для всасывания масла, способный выдерживать давление, или двигателя и резервуаром снабжен обратным клапаном.
Упомянутый направляющий распределитель содержит первый блок переключения и второй блок переключения; при этом формируется путь для подачи масла между выпускным отверстием для масла насоса, имеющего порт для всасывания масла, способный выдерживать давление, или двигателем, многоходовым клапаном, направляющим распределителем и рабочей камерой подъемного цилиндра; формируется первый путь для слива масла между рабочей камерой подъемного цилиндра, первым блоком переключения направляющего распределителя, многоходовым клапаном и резервуаром; формируется второй путь для слива масла между рабочей камерой подъемного цилиндра, первым блоком переключения и вторым блоком переключения направляющего распределителя и впускным отверстием для масла насоса, имеющего порт для всасывания масла, способный выдерживать давление в режиме двигателя; причем первый путь для слива масла и второй путь для слива масла по выбору соединены направляющим распределителем, когда подъемный цилиндр сливает масло.
Упомянутый первый блок переключения содержит первый вставной клапан, электромагнитный направляющий распределитель и первое демпфирующее отверстие, соединенное с первым вставным клапаном и электромагнитным направляющим распределителем; при этом второй блок переключения содержит второй вставной клапан, электромагнитный направляющий распределитель и второе демпфирующее отверстие, соединенное со вторым вставным клапаном и вторым управляющим портом для масла; порт II и порт IV вставного клапана нормально соединены; порт I первого вставного клапана всегда соединен с портом II и портом IV, соединение портов II и IV с портом I или отсоединение портов II и IV от порта I находится под управлением электромагнитного направляющего распределителя; порт i и порт iv второго вставного клапана нормально соединены, порт i всегда соединен с портом ii и портом iv, а соединение портов ii и iv с портом i или отсоединение порта ii и порта iv от порта i находится под управлением электромагнитного направляющего распределителя. Упомянутый электромагнитный направляющий распределитель имеет первый порт, второй порт, третий порт и четвертый порт. Когда на электромагнитный направляющий распределитель не подано электропитание, первый порт соединен с третьим портом, второй порт соединен с четвертым портом, и в этом случае порт IV первого вставного клапана может быть соединен с его портом I, а порт iv второго вставного клапана не может быть соединен с его портом i. Когда на электромагнитный направляющий распределитель подано электропитание, первый порт соединен с четвертым портом, второй порт соединен с третьим портом, и, следовательно, порт IV первого вставного клапана не может быть соединен с его портом I, а порт iv второго вставного клапана может быть соединен с его портом i, причем подача электропитания на электромагнитный направляющий распределитель или снятие электропитания с электромагнитного направляющего распределителя, соответственно, переводит управляющий порт первого вставного клапана или второго вставного клапана в состояние соединения.
Рекуперативная генераторная система имеет первый режим управления, задаваемый клапаном блокировки мембранного переключателя, при этом первая ветвь образована с помощью последовательного соединения кнопки на рукоятке подъемного элемента, активирующего сигнального переключателя и переключателя обнаружения полного выдвижения подъемного цилиндра; первая подветвь, образованная с помощью последовательного соединения мембранного переключателя и реле, и вторая подветвь, образованная катушкой электромагнита клапана блокировки мембранного переключателя, соединены параллельно на конце первой ветви, где расположен переключатель обнаружения полного выдвижения подъемного цилиндра, для образования первой ветви управления; первый нормально разомкнутый переключатель и катушка электромагнита электромагнитного направляющего распределителя упомянутого направляющего распределителя соединены последовательно и образуют вторую ветвь управления; второй нормально разомкнутый переключатель предоставляет сигнал разрешения опускания; потенциометр сигнала управления скоростью предоставляет сигнал управления скоростью опускания; причем сигнал разрешения опускания и сигнал управления скоростью передаются в интеллектуальный дисплей или контроллер преобразователя.
Рекуперативная генераторная система имеет второй режим управления, задаваемый реле времени и промежуточным реле, при этом реле времени содержит первый нормально замкнутый переключатель, промежуточное реле содержит третий нормально разомкнутый переключатель и второй нормально замкнутый переключатель; кнопка на рукоятке подъемного элемента, активирующий сигнальный переключатель и переключатель обнаружения полного выдвижения подъемного цилиндра соединены последовательно и образуют первую ветвь управления; подветвь I, образованная с помощью последовательного соединения мембранного переключателя, первого нормально разомкнутого переключателя и катушки промежуточного реле, подветвь II, образованная с помощью соединения третьего нормально разомкнутого переключателя и катушки реле, и подветвь III, образованная с помощью последовательного соединения второго нормально замкнутого переключателя и катушки реле времени, соединены параллельно на конце первой ветви, где расположен переключатель обнаружения полного выдвижения подъемного цилиндра, для образования третьей ветви управления; первый нормально разомкнутый переключатель и катушка электромагнита электромагнитного направляющего распределителя упомянутого направляющего распределителя соединены последовательно и образуют вторую ветвь управления; второй нормально разомкнутый переключатель предоставляет сигнал разрешения опускания; потенциометр сигнала управления скоростью предоставляет сигнал управления скоростью опускания; причем сигнал разрешения опускания и сигнал управления скоростью передаются в интеллектуальный дисплей или контроллер преобразователя.
Упомянутая рекуперативная генераторная система имеет третий режим управления, задаваемый промежуточным реле, резистором и транзистором, при этом промежуточное реле содержит первый нормально замкнутый переключатель и второй нормально замкнутый переключатель, кнопка на рукоятке подъемного элемента, активирующий сигнальный переключатель и переключатель обнаружения полного выдвижения подъемного цилиндра соединены последовательно и образуют первую ветвь управления; подветвь i, образованная с помощью последовательного соединения нормально замкнутого переключателя и катушки реле, подветвь ii, образованная с помощью последовательного соединения резистора, мембранного переключателя и второго нормально замкнутого переключателя, и подветвь iii, образованная с помощью последовательного соединения катушки промежуточного реле, коллектора и эмиттера транзистора, соединены параллельно на конце первой ветви, где расположен переключатель обнаружения полного выдвижения подъемного цилиндра; база транзистора подключена между резистором подветви ii и мембранным переключателем для образования четвертой ветви управления; первый нормально разомкнутый переключатель и катушка электромагнита электромагнитного направляющего распределителя упомянутого направляющего распределителя соединены последовательно и образуют вторую ветвь управления; второй нормально разомкнутый переключатель предоставляет сигнал разрешения опускания; потенциометр сигнала управления скоростью предоставляет сигнал управления скоростью опускания; причем сигнал разрешения опускания и сигнал управления скоростью передаются в интеллектуальный дисплей или контроллер преобразователя.
Настоящее изобретение имеет следующие преимущества.
Настоящее изобретение представляет собой рекуперативную генераторную систему для электрического вилочного погрузчика, который с помощью направляющего распределителя и двигателя или насоса, имеющего порт для всасывания масла, способный выдерживать давление, использует давление масла для вращения двигателя масляного насоса для приведения в движение электрического двигателя для выработки электроэнергии и преобразует потенциальную энергию груза в электроэнергию, хранимую в устройстве накопления электроэнергии. Настоящее устройство основано на простом принципе, имеет надежные характеристики и высокую эффективность, а также удобно в управлении. Благодаря использованию предлагаемой генераторной системы может быть увеличено время работы аккумулятора после заряда, тогда как нагрев системы может быть уменьшен, и может быть сохранена энергия.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 иллюстрирует структурную схему одного из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 2 иллюстрирует схему модуля управления переключением данного варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 3 иллюстрирует схему управления для сигнализации, передаваемой электронными схемами в данном варианте осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 4 иллюстрирует принципиальную схему варианта №1 осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 5 иллюстрирует принципиальную схему варианта №2 осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 6 иллюстрирует принципиальную схему варианта №3 осуществления настоящего изобретения.
Условные обозначения:
Фиг. 1-3: 1 - мембранный переключатель, 2 - направляющий распределитель, 3 - управляющая рукоятка, 4 - многоходовой клапан, 5 - резервуар, 6 - обратный клапан, 7 - масляный насос, 8 - приоритетный клапан измерения нагрузки, 9 - подъемный цилиндр, 10 - фильтр, 11 - катушка направляющего распределителя, 12 - катушка реле, вывод K1 для подключения модуля управления интеллектуальным дисплеем.
Фиг. 4-6: 1 - мембранный переключатель SP; 2 - направляющий распределитель (2а: первый блок, 201: электромагнитный направляющий распределитель, 2b: второй блок), 3 - управляющая рукоятка, 4 - многоходовой клапан (401: элемент для впуска масла, 401а: разгрузочный клапан, 402: подъемный элемент, 403: элемент наклона, 404: элемент для возврата масла), 5 - резервуар; 6 - обратный клапан, 7 - масляный насос, 8 - приоритетный клапан измерения нагрузки, 9 - подъемный цилиндр, 10 - фильтр, 16 - электрический двигатель, 17 - управляющий клапан, 18 - клапан блокировки мембранного переключателя, 19 - интеллектуальный дисплей, 20 - устройство накопления электроэнергии, 21 - преобразователь (с контроллером).
Подробное описание изобретения
Настоящее изобретение более подробно описано ниже со ссылками на чертежи и варианты его осуществления.
Рассмотрим фиг. 1-3; как показано на фиг. 2, между многоходовым клапаном и подъемным цилиндром дополнительно установлен блок управления переключением с мембранным переключателем SP и электромагнитным направляющим распределителем; функция мембранного переключателя SP заключается в следующем: поскольку при выработке электроэнергии при опускании груза часть ее все равно потребляется, то только те грузы, возможность выработки электроэнергии для которых больше, чем потребление электроэнергии, будут использованы для производства электроэнергии, при этом мембранный переключатель SP настроен на разделительную точку, которая представляет наименьший вес доступного груза; функция направляющего распределителя заключается в следующем: на электромагнит 1DT направляющего распределителя не подается электропитание во время подъема груза, при этом масло под давлением из подъемного элемента многоходового клапана проходит в подъемный цилиндр через порт А и порт P направляющего распределителя для осуществления операции подъема; во время операции опускания груза в соответствии с инструкциями определяется, подавать или не подавать электропитание на электромагнит; при этом без подачи электропитания масло под давлением в подъемном цилиндре входит в многоходовой клапан через управляющий клапан и порты P и А направляющего распределителя; в этом случае работа аналогична работе без генераторного устройства; когда же на электромагнит направляющего распределителя подано электропитание, причем подачей питания на электромагнит направляющего распределителя управляет мембранный переключатель, масло под давлением из подъемного цилиндра через управляющий клапан входит в порт F для наполнения насоса, в порт P и порт В направляющего распределителя для выработки электроэнергии;
на управляющей рукоятке или стержне клапана подъемного блока управляющего клапана дополнительно установлен сигнальный переключатель SQ, служащий для обнаружения опускания груза, как показано на фиг. 4; его функция заключается в определении, является ли текущая операция операцией опускания подъемного элемента, и, если это так, он замыкается для подготовки к выработке электроэнергии;
дополнительно, на управляющей рукоятке подъемного блока имеется кнопка S, как показано на фиг. 4; ее функция заключается в следующем: если оператор не желает, чтобы система переходила в режим выработки электроэнергии в течение операции опускания, оператор может нажать кнопку S для работы в этом случае аналогично системе без генераторного устройства;
процедура накопления энергии: когда электрический вилочный погрузчик захватывает груз и готовится опустить его с высоты, 1) оператор не нажимает кнопку S на управляющей рукоятке подъемного элемента многоходового клапана при смещении рукоятки вперед; в этом случае рукоятка вызовет срабатывание и включение переключателя SQ обнаружения опускания подъемного элемента. Если давление, соответствующее грузу, больше или равно установленному давлению мембранного переключателя SP, то мембранный переключатель SP включается, при этом ток протекает в катушку реле через два последовательно соединенных переключателя, причем подача электропитания на катушку обеспечивает замыкание двух пар нормально разомкнутых переключателей K1 и K2 реле. Переключатель K1 замыкается и обеспечивает подачу электрического сигнала на вывод интеллектуального дисплея или управляющего модуля, причем упомянутый интеллектуальный дисплей или программа управляющего модуля обнаруживает сигнал на упомянутом выводе и выдает переменный ток с заданной частотой, соответствующей этому выводу, запуская, таким образом, электрический двигатель насоса и обеспечивая вращение насоса с зубчатой передачей. Переключатель K2 замыкается и обеспечивает подачу электропитания на электромагнит 1DT направляющего распределителя блока управления, при этом электромагнитный клапан переключается и переходит в правое положение, при этом соединены порты P и В направляющего распределителя; масло под давлением из подъемного цилиндра заливается в насос через управляющий клапан, порт P и порт В направляющего распределителя, а также порт F насоса. В этом случае обратный клапан отсекает насос от впускного отверстия резервуара, при этом заливаемого потока масла под давлением достаточно для обеспечения работы насоса с частотой вращения, превышающей частоту вращения электрического двигателя. То есть насос фактически работает в режиме двигателя и обеспечивает вращение электрического двигателя, при этом электрический двигатель работает в режиме генератора. Ток, вырабатываемый электрическим двигателем, преобразуется модулем управления и обеспечивает заряд аккумулятора, при этом достигается накопление потенциальной энергии груза. В процессе выработки электроэнергии могут выполняться и другие операции. Если другие операции не выполняются, то масло из выпускного отверстия насоса попадает в резервуар через приоритетный клапан EF измерения нагрузки и трубопровод выпуска масла без функции сохранения потока в промежуточном положении многоходового клапана. В этот момент времени количество потребляемой энергии минимально, а количество вырабатываемой энергии максимально. Если давление, соответствующее грузу, меньше, чем установленное значение давления мембранного переключателя SP, то мембранный переключатель SP не включается, на катушку реле не подается электропитание, нормально разомкнутые переключатели K1 и K2 реле не будут замкнуты, вывод интеллектуального дисплея или модуля управления не будет принимать сигнал, электрический двигатель насоса не будет запущен, на электромагнит 1DT направляющего распределителя не будет подано электропитание, направляющий распределитель не будет переключен. В этом случае процедура опускания груза может выполняться аналогично работе без генераторного устройства. 2) Если оператор нажимает кнопку S на рукоятке подъемного элемента многоходового клапана и толкает рукоятку вперед, то работа по опусканию груза может выполняться аналогично работе без генераторного устройства; эту функцию используют в основном для ситуаций, требующих операций опускания с небольшой высоты.
На ножной педали дополнительно установлен переключатель K3, который используют как переключатель активации качания вилочного захвата; переключатель K3 замыкается при перемещении вилочного захвата вбок, при этом модуль управления с преобразователем частоты запускает электрический двигатель с частотой управления для приведения в действие насоса, благодаря чему реализуется перемещение вбок. В качестве вывода для вырабатываемой электроэнергии используется вывод, исходно связанный с переключателем K1 бокового перемещения, поэтому скорость опускания груза во время выработки электроэнергии может управляться с помощью задания частоты, соответствующей этому выводу.
Направляющий распределитель 2 содержит: первый блок 2а переключения, содержащий первый вставной клапан С1, электромагнитный направляющий распределитель 201 и первое демпфирующее отверстие h1, соединенное с первым вставным клапаном С1 и электромагнитным направляющим распределителем 201; второй блок 2b переключения, содержащий второй вставной клапан С2, электромагнитный направляющий распределитель 201 и второе демпфирующее отверстие h2, соединенное со вторым вставным клапаном С2 и вторым управляющим портом PS2 для масла. Порт II и порт IV первого вставного клапана С1 нормально соединены. Порт I всегда может быть соединен с портом II и портом IV, но при этом соединение портов II и IV с портом I или отсоединение портов II и IV от порта I находится под управлением электромагнитного направляющего распределителя 201. Порт ii и порт iv второго вставного клапана С2 нормально соединены, порт i всегда может быть соединен с портом ii и портом iv, но соединение портов ii и iv с портом i или отсоединение портов ii и iv от порта i находится под управлением электромагнитного направляющего распределителя 201. Электромагнитный направляющий распределитель 201 имеет первый порт d1, второй порт d2, третий порт d3 и четвертый порт d4. Когда на электромагнитный направляющий распределитель 201 не подано электропитание, первый порт d1 соединен с третьим портом d3, второй порт d2 соединен с четвертым портом d4, и, следовательно, порт IV первого вставного клапана С1 может быть соединен с его портом I, порт iv второго вставного клапана С2 не может быть соединен с его портом i. Когда на электромагнитный направляющий распределитель 201 подано электропитание, первый порт d1 соединен с четвертым портом d4, второй порт d2 соединен с третьим портом d3, и, следовательно, порт IV первого вставного клапана С1 не может быть соединен с его портом I, порт iv второго вставного клапана С2 может быть соединен с его портом i, при этом подача электропитания на электромагнитный направляющий распределитель 201 или снятие электропитания с электромагнитного направляющего распределителя 201, соответственно, управляет переходом управляющего порта первого вставного клапана С1 или второго вставного клапана С2 в состояние соединения.
Первое впускное отверстие P3 для масла, соединенное с портом IV первого вставного клапана С1, соединено с рабочей камерой подъемного цилиндра 9 через управляющий клапан 17;
первое выпускное отверстие P2 для масла, соединенное с портом I первого вставного клапана С1, соединено с портом А1 многоходового клапана 4;
второе выпускное отверстие P4 для масла, соединенное с портом II первого вставного клапана С1, соединено со вторым впускным отверстием P5 для масла второго блока 2b переключения;
первый управляющий порт PS1 для масла, соединенный с первым портом d1 электромагнитного направляющего распределителя 201, соединен со вторым управляющим портом PS2 для масла второго блока 2b переключения;
первое демпфирующее отверстие h1, соединенное с портом III первого вставного клапана С1, соединено со вторым портом d2 электромагнитного направляющего распределителя 201;
второе впускное отверстие P5 для масла, соединенное с портом iv второго вставного клапана С2, соединено со вторым выпускным отверстием P4 для масла;
третье выпускное отверстие P6 для масла, соединенное с портом i второго вставного клапана С2, соединено с впускным отверстием для масла насоса/двигателя 7;
второй управляющий порт PS2 для масла, соединенный с портом iii второго вставного клапана С2, соединен с первым управляющим портом PS1 для масла;
второе демпфирующее отверстие h2, соединенное с портом iii второго вставного клапана С2, соединено со вторым управляющим портом PS2 для масла;
первый порт d1 электромагнитного направляющего распределителя 201 соединен с первым управляющим портом PS1 для масла;
второй порт d2 электромагнитного направляющего распределителя 201 соединен с первым демпфирующим отверстием h1;
точкой соединения между третьим портом d3 электромагнитного направляющего распределителя 201, первым впускным отверстием P3 для масла и вторым выпускным отверстием P4 для масла является первый узел А;
четвертый порт d4 электромагнитного направляющего распределителя 201 соединен с резервуаром.
Многоходовой клапан 4 рекуперативной генераторной системы для электрического погрузчика содержит:
элемент 401 для впуска масла, содержащий:
основное впускное отверстие P для масла, соединенное не только с подъемным элементом P1 и вспомогательным портом LC1, но и с выпускным отверстием OUT для масла насоса/двигателя 7, и
предохранительный клапан 401а для управления максимальным давлением основного впускного отверстия для масла;
подъемный элемент 402, содержащий:
впускное отверстие P1 для масла, соединенное с основным впускным отверстием P для масла;
рабочий порт А1, соединенный с первым выпускным отверстием Р2 для масла первого блока 2а переключения;
порт T1 для возврата масла, соединенный с основным портом Т для возврата масла и
вспомогательные порты LC1 и LC2, при этом вспомогательный порт LC2 соединен со вспомогательным портом LC3; элемент 403 наклона, содержащий:
впускное отверстие P2 для масла, соединенное с основным впускным отверстием P для масла;
рабочие порты А2 и В2;
порт T2 для возврата масла, соединенный с основным портом Т для возврата масла, и
вспомогательные порты LC3 и LC4, при этом вспомогательный порт LC4 соединен с основным портом Т для возврата масла;
элемент 404 для возврата масла, содержащий:
основной порт Т для возврата масла, соединенный с резервуаром 5.
Когда катушка клапана подъемного элемента расположена в промежуточном положении 0P, вспомогательные порты LC1 и LC2 соединены друг с другом, а также с основным портом Т для возврата масла; когда катушка клапана подъемного элемента расположена в положении 1P подъема груза, впускное отверстие P1 для масла соединено с рабочим портом А1, а вспомогательные порты LC1 и LC2 не соединены; когда катушка клапана подъемного элемента находится в положении 2P опускания груза, рабочий порт А1 соединен с портом Т1 для возврата масла, и вспомогательные порты LC1 и LC2 соединены.
Рекуперативная генераторная система для электрического погрузчика имеет первый режим управления, задаваемый клапаном 18 блокировки мембранного переключателя, при этом первая ветвь управления образована с помощью последовательного соединения кнопки S на рукоятке подъемного элемента, активирующего сигнального переключателя SQ и переключателя ST обнаружения полного выдвижения подъемного цилиндра; первая подветвь, образованная с помощью последовательного соединения мембранного переключателя SP и реле K1, вторая подветвь, образованная катушкой электромагнита 2DT клапана 18 блокировки мембранного переключателя, соединены параллельно на конце первой ветви, где расположен переключатель ST обнаружения полного выдвижения подъемного цилиндра, для образования первой ветви управления; первый нормально разомкнутый переключатель K1-1 и катушка электромагнита 1DT электромагнитного направляющего распределителя 201 направляющего распределителя 2 соединены последовательно и образуют вторую ветвь управления; второй нормально разомкнутый переключатель K1-2 предоставляет сигнал разрешения опускания; потенциометр DW сигнала управления скоростью предоставляет сигнал управления скоростью опускания; причем сигнал разрешения опускания и сигнал управления скоростью передаются в интеллектуальный дисплей 19 или контроллер преобразователя 21.
Рекуперативная генераторная система для электрического погрузчика имеет также второй режим управления, задаваемый реле KT времени и промежуточным реле K2. Реле KT времени содержит первый нормально замкнутый переключатель KT-1, промежуточное реле K2 содержит третий нормально разомкнутый переключатель K2-1 и второй нормально замкнутый переключатель K2-2. Кнопка S на рукоятке подъемного элемента, активирующий сигнальный переключатель SQ и переключатель ST обнаружения полного выдвижения подъемного цилиндра соединены последовательно и образуют первую ветвь управления; при этом подветвь I, образованная с помощью последовательного соединения мембранного переключателя SP, первого нормально замкнутого переключателя KT-1 и катушки промежуточного реле K2, соединены параллельно на конце первой ветви, где расположен переключатель ST обнаружения полного выдвижения подъемного цилиндра; второй нормально разомкнутый переключатель K2-1 и катушка реле K1 соединены последовательно и образуют вторую подветвь; второй нормально замкнутый переключатель K2-2 и катушка реле KT времени соединены последовательно и образуют подветвь III, для образования третьей ветви управления. Первый нормально разомкнутый переключатель K1-1 и катушка электромагнита 1DT электромагнитного направляющего распределителя 201 направляющего распределителя 2 соединены последовательно и образуют вторую ветвь управления. Второй нормально разомкнутый переключатель K1-2 предоставляет сигнал разрешения опускания; потенциометр DW сигнала управления скоростью обеспечивает сигнал управления скоростью опускания; причем сигнал разрешения опускания и сигнал управления скоростью передаются в интеллектуальный дисплей 19 или контроллер преобразователя 21.
Рекуперативная генераторная система для электрического погрузчика имеет также третий режим управления, задаваемый промежуточным реле K2, резистором R и транзистором VT. Промежуточное реле содержит первый нормально замкнутый переключатель K2-1 и второй нормально замкнутый переключатель K2-2. Кнопка S на рукоятке подъемного элемента, активирующий сигнальный переключатель SQ и переключатель ST обнаружения полного выдвижения подъемного цилиндра соединены последовательно и образуют первую ветвь управления; при этом подветвь i, образованная с помощью последовательного соединения нормально замкнутого переключателя K2-1 и катушки реле K1, подветвь ii, образованная с помощью последовательного соединения резистора R, мембранного переключателя SP и второго нормально замкнутого переключателя K2-2, и подветвь iii, образованная с помощью последовательного соединения катушки промежуточного реле K2, коллектора и эмиттера транзистора VT, соединены параллельно на конце первой ветви, где расположен переключатель ST обнаружения полного выдвижения подъемного цилиндра; база транзистора VT подключена между резистором R второй подветви и мембранным переключателем SP для образования четвертой ветви управления; первый нормально разомкнутый переключатель K1-1 и катушка электромагнита 1DT электромагнитного направляющего распределителя 201 упомянутого направляющего распределителя 2 соединены последовательно и образуют вторую ветвь управления; второй нормально разомкнутый переключатель K1-2 предоставляет сигнал разрешения опускания; потенциометр DW сигнала управления скоростью предоставляет сигнал управления скоростью опускания; причем сигнал разрешения опускания и сигнал управления скоростью передаются в интеллектуальный дисплей 19 или контроллер преобразователя 21.
В рекуперативной генераторной системе для электрического погрузчика устройство накопления энергии содержит аккумулятор, конденсатор или литиевый аккумулятор.
В рекуперативной генераторной системе для электрического погрузчика в трубопроводе между впускным отверстием насоса или двигателя и резервуаром установлен обратный клапан.
Вариант №1 осуществления изобретения
Как показано на фиг. 4, масляный насос 7 содержит гидравлический насос с зубчатой передачей и функциональностью двигателя, при этом в порте для всасывания масла дополнительно установлен обратный клапан 6, который имеет две функции:
во-первых, насос с зубчатой передачей может принимать масло из резервуара через обратный клапан 6, когда он используется в качестве насоса;
во-вторых, когда насос с зубчатой передачей используется в качестве двигателя, обратный клапан 6 может предотвращать введение в резервуар масла под давлением, поступающего из второго блока 2b направляющего распределителя 2, предотвращая непосредственный обратный поток масла высокого давления в резервуар без прохождения через масляный насос 7.
Между управляющим клапаном 17 и подъемным цилиндром 9 дополнительно установлен мембранный переключатель 1SP, между многоходовым клапаном 4 и управляющим клапаном 17 дополнительно установлен первый блок 2а направляющего распределителя 2, и у впускного отверстия двигателя или насоса 7 дополнительно установлен второй блок 2b направляющего распределителя 2;
при этом мембранный переключатель 1SP имеет следующую функцию:
поскольку груз потребляет часть электроэнергии при выработке электроэнергии, то только те грузы, возможность выработки электроэнергии для которых больше, чем потребление электроэнергии, могут быть использованы для производства электроэнергии, при этом мембранный переключатель SP настроен на разделительную точку, которая представляет наименьший вес доступного груза;
функция направляющего распределителя 2 заключается в следующем:
во-первых, во время операции подъема груза на электромагнит 1DT электромагнитного направляющего распределителя 201 первого блока 2а направляющего распределителя 2 не подается электропитание, при этом масло под давлением из подъемного элемента многоходового клапана 4 входит в подъемный цилиндр 9 через первый блок 2а для осуществления операции подъема, причем второй блок 2b не дает маслу под давлением, используемому для подъема, входить во впускное отверстие двигателя или масляного насоса 7;
во-вторых, во время операции опускания груза в соответствии с инструкциями определяется, подавать или не подавать электропитание на электромагнит 1DT электромагнитного направляющего распределителя 201 первого блока 2а направляющего распределителя 2. Без подачи электропитания второй блок 2b не впускает масло под давлением во впускное отверстие двигателя или масляного насоса 7, при этом масло под давлением в подъемном цилиндре 9 может входить в многоходовой клапан 4 только через управляющий клапан 17 и первый блок 2а направляющего распределителя 2; в этот момент работа аналогична работе без генераторного устройства. Когда же подачей питания на электромагнит 1DT управляет мембранный переключатель 1, масло под давлением из подъемного цилиндра 9 проходит в порт для всасывания масла двигателя или масляного насоса 7 через управляющий клапан 17, первый блок 2а второго направляющего распределителя 2 и второй блок 2b второго направляющего распределителя 2 для выработки электроэнергии;
при этом функция двух демпфирующих отверстий h1 и h2 в основном заключается в управлении скоростью открывания и закрывания первого вставного клапана С1 и второго вставного клапана С2 направляющего распределителя 2, для снижения влияния переключений.
Функция клапана 18 блокировки мембранного переключателя заключается в следующем:
когда начинает опускаться груз, давление под весом которого близко к установленному значению мембранного переключателя, колебания давления в трубопроводе между подъемным цилиндром 9 и управляющим клапаном 17 всегда увеличиваются вследствие избыточной скорости управляющей рукоятки 3, поэтому направляющий распределитель 2 продолжает переключаться в результате попеременного включения и выключения мембранного переключателя 1SP, вызывая вибрацию в процессе опускания груза. Для исключения подобной ситуации на впуске мембранного переключателя 1SP установлен клапан 18 блокировки; клапан блокировки может фиксировать давление мембранного переключателя 1SP при опускании груза, предохраняя груз от влияния колебаний давления.
Функция переключателя ST обнаружения полного выдвижения подъемного цилиндра 9 заключается в следующем: когда подъемный цилиндр 9 полностью выдвинут, давление подъемного цилиндра достигает значения, определяемого разгрузочным клапаном 401а многоходового клапана 4. Если в данный момент опускание производится без нагрузки, то сигнал, получаемый мембранным переключателем, представляет собой сигнал избыточного давления и отвечает условию выработки электроэнергии, при этом двигатель 16 будет запущен для выработки электроэнергии; однако в ситуации без нагрузки энергия не будет рекуперирована, и, в действительности, будет присутствовать только потребление энергии; чтобы исключить подобную ситуацию, устанавливают переключатель ST обнаружения полного выдвижения подъемного цилиндра 9.
На управляющей рукоятке 3 или стержне клапана подъемного элемента управляющего клапана дополнительно установлен переключатель SQ обнаружения опускания, при этом его функция заключается в определении, является ли текущая операция операцией опускания подъемного элемента, и, если это так, он замыкается для подготовки к выработке электроэнергии;
при этом на управляющей рукоятке 3 подъемного элемента управляющего клапана дополнительно имеется кнопка S, ее функция заключается в следующем: если оператор не желает, чтобы система переходила в режим выработки электроэнергии в течение операции опускания, оператор может нажать кнопку S; после этого работа будет происходить аналогично работе без генераторного устройства.
Процедура накопления энергии: когда электрический вилочный погрузчик захватывает груз и готовится опустить его с высоты, оператор, в соответствии с требованиями, может выбрать следующие варианты: 1) когда оператор толкает вперед управляющую рукоятку подъемного элемента многоходового клапана 4 без нажатия кнопки S, управляющая рукоятка 3 вызывает срабатывание и подачу питания на переключатель SQ обнаружения опускания, установленный на подъемном элементе. Если давление, соответствующее грузу, меньше, чем установленное значение мембранного переключателя 1, то мембранный переключатель 1SP не включается, на катушку K1 не подается электропитание, нормально разомкнутые переключатели K1-1 и K1-2 реле K1 не будут замкнуты, вывод интеллектуального дисплея 19 или контроллера преобразователя 21 не будет принимать сигнал, электрический двигатель 16 насоса не будет запущен, на электромагнит 1DT электромагнитного направляющего распределителя 201 первого блока 2а направляющего распределителя 2 не будет подано электропитание, в этом случае будут соединены порт P3 и порт P2 первого блока 2а направляющего распределителя 2, однако второй блок 2b направляющего распределителя 2 и порт для всасывания масла двигателя или масляного насоса 7 не будут соединены, в данном случае операция опускания груза будет осуществляться аналогично исходным операциям в системе без генераторного устройства. Если давление, соответствующее грузу, больше или равно установленному значению мембранного переключателя 1, то мембранный переключатель 1SP включается, при этом ток протекает в катушку реле K1 через два последовательно соединенных переключателя, причем подача электропитания на катушку обеспечивает замыкание двух пар нормально разомкнутых переключателей K1-1 и K1-2 реле. Переключатель K1-2 замыкается и обеспечивает подачу электрического сигнала на вывод интеллектуального дисплея 19 или контроллера преобразователя 21, причем управляющая программа обнаруживает сигнал на упомянутом выводе и выдает переменный ток с соответствующей частотой, запуская, таким образом, электрический двигатель 16 насоса и приводя во вращение масляный насос 7. Переключатель K1-1 замыкается и обеспечивает подачу электропитания на электромагнит 1DT электромагнитного направляющего распределителя 201 первого блока 2а направляющего распределителя 2, при этом электромагнитный клапан переключается в левое положение, порты P3 и P2 первого блока 2а направляющего распределителя 2 становятся соединенными, порты P5 и P6 второго блока 2b направляющего распределителя 2 становятся соединенными, масло под давлением из подъемного цилиндра 9 входит во впускное отверстие двигателя или масляного насоса 7 через управляющий клапан 17, порты P3 и P4 первого блока 2а направляющего распределителя 2 и второй блок 2b направляющего распределителя 2; при этом обратный клапан 6 у впускного отверстия двигателя или масляного насоса 7 перекрывает масляный трубопровод между впускным отверстием двигателя или масляного насоса 7 и выпускным отверстием резервуара 5. Поток заливаемого масла под давлением достаточен для обеспечения работы двигателя или масляного насоса 7 с частотой, превосходящей синхронную частоту вращения электрического двигателя 16. В этом случае двигатель или масляный насос 7 фактически работает в режиме двигателя и обеспечивает вращение ротора электрического двигателя 16; при этом электрический двигатель 16 работает в режиме выработки электроэнергии, ток, формируемый электрическим двигателем 16, преобразуется преобразователем 21 и обеспечивает заряд устройства 20 накопления электроэнергии, благодаря чему достигается накопление потенциальной энергии груза. Для управления скоростью опускания груза при выработке электроэнергии на управляющей рукоятке 3 установлен также потенциометр DW, управляемый с помощью перемещения рукоятки вперед. Сигнал, выдаваемый потенциометром DW, управляет синхронной частотой вращения электрического двигателя 16. Если управляющая рукоятка 3 перемещена вперед на малое расстояние, то сигнал, выдаваемый потенциометром DW, обеспечивает низкую синхронную частоту вращения электрического двигателя 16. Если управляющая рукоятка 3 перемещена вперед на большое расстояние, то сигнал, выдаваемый потенциометром DW, обеспечивает высокую синхронную частоту вращения электрического двигателя 16. Однако максимальная скорость вращения двигателя или масляного насоса 7 управляется синхронной скоростью вращения электрического двигателя 16 при опускании груза для выработки энергии, так что скорость опускания груза, в конечном счете, управляется управляющей рукояткой 3. Поскольку направление вращения электрического двигателя 16 для выработки электроэнергии при опускании груза не меняется, исходное функционирование не нарушается. Если во время выработки электроэнергии при опускании груза другие операции не выполняются, то масло из выпускного отверстия двигателя или масляного насоса 7 попадает в резервуар 6 через направляющий распределитель 8EF измерения нагрузки и трубопровод для выпуска масла без функции сохранения потока в промежуточном положении многоходового клапана 4. В этот момент времени количество потребляемой энергии минимально, а количество вырабатываемой энергии максимально. 2) Когда оператор нажимает кнопку S и толкает управляющую рукоятку 3 вперед, то работа по опусканию груза может выполняться аналогично работе без генераторного устройства, эту функцию используют в основном для отключения функции выработки электроэнергии при опускании груза.
Варианты №2 и №3 осуществления изобретения
Отличия фиг. 5 и фиг. 6 от фиг. 4 заключаются в следующем: в гидравлическом контуре на фиг. 5 и фиг. 6 отсутствует клапан блокировки мембранного переключателя. Однако, для обеспечения функции, аналогичной клапану блокировки мембранного переключателя, на фиг. 5 и фиг. 6 реализован следующий электрический принцип: когда начинает опускаться груз, давление под весом которого близко к установленному значению мембранного переключателя 1, колебания давления в трубопроводе между подъемным цилиндром 9 и управляющим клапаном 17 всегда увеличиваются вследствие избыточной скорости управляющей рукоятки 3, поэтому направляющий распределитель 2 продолжает переключаться, так как на мембранный переключатель 1SP попеременно подается и снимается электропитание, при этом происходит вибрация в процессе опускания груза. Для исключения подобной ситуации электрическая схема, показанная на фиг. 2 и фиг. 3, фиксирует мембранный переключатель в выключенном положении. Если мембранный переключатель 1SP выключен в момент начала опускания груза или в течение последующей процедуры, электрическая схема управления сразу отсекает ветвь электрической схемы, в которой находится мембранный переключатель 1SP, и не больше не регистрирует его состояние; на реле K1 не будет подаваться электропитание, потенциальная энергия груза не будет рекуперирована, при этом устраняются описанные выше негативные факторы. В отношении остальных процедур управления фиг. 5 и фиг. 6 аналогичны фиг. 4, соответственно, их описание повторяться не будет.
Приведенное выше описание относится лишь к предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения; специалистам очевидно, что настоящее изобретение допускает различные изменения и модификации. Все модификации, эквивалентные замены и улучшения настоящего изобретения находятся в пределах сущности настоящего изобретения.