技术领域
[0001] 本
发明涉及液压领域，特别是涉及一种液压节能装置。
背景技术
[0002]
液压泵是液压系统的动
力元件，是靠
发动机或
电动机驱动，从液压油箱中吸入油液，形成压力油排出，送到执行元件的一种元件。
液压泵按结构分为
齿轮泵、
柱塞泵、
叶片泵和
螺杆泵。
液压马达是液压系统的一种执行元件，它将液压泵提供的液体压力能转变为其
输出轴的机械能，用于驱动重型负载，现有的设备转化效率不高，性能较低，中间环节损失较大，驱
动能力有限，需要一种新型的高性能液压装置。
发明内容
[0003] 本发明主要解决的技术问题是提供一种液压节能装置，通过将两泵级联推动
涡轮和液压马达并利用单向
轴承分离各个组件，解决现有设备中启动负荷较大，运行能耗高，
能源利用不充分的问题。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种液压节能装置，包括：
[0005] 设置一个储油箱和一个压力油压容器、由动力驱动的第一液压泵和第二液压泵和至少一个液压马达；第一液压泵和第二液压泵为同轴同步驱动，第一液压泵和第二液压泵的
输入轴与液压马达输出轴分离设置或通过第一单向轴承与液压马达连接，第二液压泵设置在压力油压容器内，第一液压泵的吸油口连接到储油箱，第一液压泵的排油口连接到压力油压容器内，第二液压泵的吸油口设置在压力油压容器内，第二液压泵的排油口连接到液压马达的输油口，压力油压容器通过溢
流管连接到液压马达的第二输油口或直接连接到储油箱，液压马达的排油口连接到储油箱；第一液压泵的单位排油量大于第二液压泵的单位排油量；第一液压泵将液压油输入加压油压容器内，产生
增压，使得第二液压泵自动吸油，减轻动力驱动负载，第二液压泵将液压油输出给液压马达，以驱动液压马达实现动力传递输出。
[0006] 第一液压泵和第二液压泵为齿轮泵、柱塞泵、叶片泵中任意一种。
[0007] 液压马达可以是：叶片马达、涡轮组件、齿轮马达、楔形力马达。
[0008] 第一液压泵的单位排油量比第二液压泵的单位排油量高5%-300%。
[0009] 更佳的，第一液压泵的单位排油量比第二液压泵的单位排油量高50%-200%。
[0010] 液压马达的输出轴与第一液压泵和第二液压泵的输入轴同轴设置并通过第一单向轴承连接。
[0011] 第二液压泵的单位排油量为液压马达单位排油量的1.005-1.2倍。
[0012] 一种液压节能装置，包括：
[0013] 设置一个储油箱和一个压力油压容器、由动力驱动的第一液压泵和第二液压泵和被液压油驱动的液压马达和第二液压马达；
[0014] 第一液压泵和第二液压泵为同轴同步驱动，第一液压泵和第二液压泵的输入轴与液压马达和第二液压马达的输出轴分离设置或通过第一单向轴承5-1和第二单向轴承5-2与液压马达和第二液压马达连接，第二液压泵设置在压力油压容器内，第一液压泵的吸油口连接到储油箱，第一液压泵的排油口连接到压力油压容器内，第二液压泵的吸油口设置在压力油压容器内，第二液压泵的排油口连接到液压马达的输油口，液压马达的排油口连接到储油箱；压力油压容器的的溢流管连接到第二液压马达的输油口，第二液压马达的排油口连接到储油箱；
[0015] 第一液压泵的单位排油量大于第二液压泵的单位排油量；第一液压泵将液压油输入加压油压容器内，产生增压，使得第二液压泵自动吸油，减轻动力驱动负载，第二液压泵将液压油输出给液压马达和第二液压马达，以驱动液压马达和第二液压马达实现动力传递输出。
[0016] 第一液压泵和第二液压泵为齿轮泵、柱塞泵、叶片泵中任意一种。
[0017] 第一液压马达和第二液压马达可以为：叶片马达、涡轮组件、齿轮马达、楔形力马达。
[0018] 第一液压泵的单位排油量比第二液压泵的单位排油量高5%-300%。
[0019] 更佳的，第一液压泵的单位排油量比第二液压泵的单位排油量高50%-200%。
[0020] 液压马达的输出轴与第一液压泵和第二液压泵的输入轴同轴设置并通过第一单向轴承连接。
[0021] 第二液压泵的单位排油量为液压马达单位排油量的1.005-1.2倍。
[0022] 液压马达直径为第二液压泵直径的1-5倍。
[0023] 最佳的，液压马达直径为第二液压泵直径的2倍。
[0024] 第二液压马达为涡轮组件，涡轮组件包括同轴设置的雾化盘、导流盘、第一涡轮、同向控制盘、第二涡轮、离心集油罩及涡轮组件壳体，雾化盘边缘对称设置有雾化孔槽，雾化孔槽作为涡轮组件进油口，离心集油罩内形成若干相对于输出轴环状对称设置的排油叶片。
[0025] 第一涡轮与第二涡轮之间同轴转动，导流盘、第一涡轮、同向控制盘、第二涡轮与涡轮组件壳体配合间断性形成若干曲线形油路。
[0026] 第一涡轮的侧部形成若干月牙形的第一涡轮槽，同向控制盘的侧部形成若干人字形的同向控制槽，第二涡轮的侧部形成若干月牙形的第二涡轮槽，导流斜槽与第一涡轮槽、同向控制槽及第二涡轮槽连通，以形成若干曲线形油路。
[0027] 导流斜槽、第一涡轮槽、同向控制槽及第二涡轮槽的底面均为锥形。
[0028] 导流斜槽、第一涡轮槽、同向控制槽及第二涡轮槽的底面的锥度为1-5度。
[0029] 导流斜槽、第一涡轮槽、同向控制槽及第二涡轮槽的底面的锥度为1度。
[0030] 涡轮组件壳体的外壁面上设置多个
散热鳍片，散热鳍片沿涡轮组件壳体的纵向延伸方向平行间隔设置。
[0031] 多个散热鳍片凸伸出涡轮组件壳体的表壁面的高度至少为1mm。
[0032] 离心集油罩沿输出轴延伸方向形成一圆形口部，排油叶片沿圆形口部渐缩。
[0033] 本发明的有益效果是：本发明一种液压节能装置利用前级压泵排油量大于后级液压泵排油量的特性，对后级液压泵加压，对后级液压泵产生推动，提高设备效能，减轻
驱动器负载；在第一涡轮和人字形导流板与第二涡轮底部加工锥度，解决泄流问题和密封问题，从而发挥功率；通过设置单向轴承，使得受到阻力是，涡轮的转速低于叶片马达
转子时，单向轴承工作，此时会对叶片马达产生负载，反之，只要涡轮转速高于叶片马达转速所产生的负载对原动力减轻负载。
附图说明
[0034] 为了更清楚地说明本实用新型
实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
[0035] 图1是本发明的一种液压节能装置的结构示意图；
[0036] 图2是本发明的一种液压节能装置安装双液压马达的结构示意图；
[0037] 图3是本发明的一种液压节能装置带涡轮组件的结构示意图；
[0038] 图4是基于图3的本发明的一种液压节能装置一较佳实施例的涡轮、叶片马达和柱塞泵的组装结构示意图；
[0039] 图5是本发明的一种液压节能装置所使用的楔形力马达结构示意图；
[0040] 附图中各部件的标记如下：1、动力输入部，2、输入轴，3、第一液压泵，4、第二液压泵，5-1、第一单向轴承，5-11、单向轴承内表面，5-12、单向轴承外表面，5-2第二单向轴承，5-21、单向轴承内表面，5-22、单向轴承外表面，6、液压马达，7、雾化盘，71、雾化孔槽，72、收容凸台，73、收容凸台内壁面，8、第二液压马达，81、导流板，811、封闭部，812、导流斜槽，82、第一涡轮，821、第一涡轮槽，83、同向控制板，831、同向控制槽，84、第二涡轮，841、第二涡轮槽，85、排油叶片，86、离心集油罩，861、离心集油罩口，87、液压油被排油叶片甩出离心集油罩的路径，88、涡轮组件壳体，881、散热鳍片，89、液压油流向，9、输出轴，10、储油箱，11、压力油压容器，12、供油管路，13、溢流管，14、回油管，14-1、第二回油管，15、单向
阀，16、发
电机。
具体实施方式
[0041] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0042] 一种液压节能装置，包括：设置一个储油箱10和一个压力油压容器11、由动力驱动的第一液压泵3和第二液压泵4和至少一个液压马达6；所述第一液压泵3和第二液压泵4为同轴同步驱动，所述第一液压泵3和第二液压泵4的输入轴与液压马达6输出轴分离设置或通过第一单向轴承5-1与液压马达6输出轴9同轴连接，所述第二液压泵4设置在压力油压容器11内，第一液压泵3的吸油口连接到储油箱，第一液压泵3的排油口连接到压力油压容器11内，第二液压泵4的吸油口设置在压力油压容器11内，第二液压泵4的排油口连接到液压马达6的输油口，所述压力油压容器11的溢流管13连接到液压马达6的第二输油口或直接连接到储油箱10，液压马达6的排油口连接到储油箱10；第一液压泵3的单位排油量大于第二液压泵4的单位排油量；第一液压泵3将液压油输入加压油压容器内，产生增压，使得第二液压泵4自动吸油，减轻动力驱动负载，第二液压泵4将液压油输出给液压马达6，以驱动液压马达6实现动力传递输出。
[0043] 实施例1
[0044] 请参阅图1，本发明实施例包括：
[0045] 一种液压节能装置，包括：同轴设置的第一液压泵3、第二液压泵4和液压马达6，第一液压泵3和第二液压泵4的输入轴2同轴连接，第一液压泵3和第二液压泵4的输入轴2被动力输入部1驱动，本实施例中，动力输入部1选用为电机，第二液压泵4的输入轴通过第一单向轴承5-1与液压马达6的输出轴9连接。需要注意的是，第二液压泵4外设置有密闭的压力油压容器11。
[0046] 储油箱10通过供油管路12连接到第一液压泵3的吸油口，第一液压泵3的排油口连接到连接压力油压容器11内，第一液压泵的排油口连接有
单向阀15，避免液压油回流，第二液压泵4的吸油口直接设置在压力油压容器11内，使得加压的液压油可推动液压泵运行，提升吸油效率，第二液压泵4的排油口连接到液压马达6的输油口。压力油压容器11还设置有溢流管13，溢流管13一端连接到液压马达6的第二输油口。液压马达6的排油口通过回油管14连接到储油箱10。液压马达的输出轴连接到发电机16，用于驱动发电。
[0047] 需要注意的是，第一液压泵3的单位
排量大于第二液压泵4的单位排量，第二液压泵4的单位排量大于液压马达6的排量，其中第一液压泵的单位排油量为第二液压泵单位排油量的4倍。
[0048] 在本发明的一个较佳实施例中，第一液压泵的单位排油量为第二液压泵单位排油量的2倍。
[0049] 当第一液压泵3被电机驱动时，第一液压泵3将储油箱的液压油以大于第二液压泵4的需求量的方式输出到压力油压容器11内，使得压力油压容器内的压力提高，同时由于第一液压泵3和第二液压泵4的输入轴
串联，并被同步驱动，因此，在第二液压泵4运行时，由于压力油压容器11内的压力作用，使得液压油可辅助推动第二液压泵运转，使得第二液压泵4在吸油时仅需消耗少量能源，并对液压油实现二次加压。同时由于第一液压泵3的单位流量大于第二液压泵4的单位流量，压力油压容器11内多出的液压油通过溢流管13通入液压马达6，提高液压马达6转速。
[0050] 在另一种实施方式中，采用单输入的液压马达，此时，压力油压容器11内多出的液压油通过溢流管13直接流回储油箱10。
[0051] 由于第一单向轴承5-1的存在，使得转速较高的液压马达6输出轴可带动液压泵的输入轴2旋转，降低对于电机的电力消耗。实现节能。
[0052] 液压马达可选自：涡轮马达、齿轮马达、叶片马达、柱塞马达、楔形力马达。
[0053] 液压泵可选自：齿轮泵、柱塞泵、叶片泵、螺杆泵。
[0054] 请参阅图5，最佳的，液压马达6选用图示的楔形力马达。
[0055] 一种液压节能装置，包括：设置一个储油箱10和一个压力油压容器11、由动力驱动的第一液压泵3和第二液压泵4和被液压油驱动的液压马达6和第二液压马达8；所述第一液压泵3和第二液压泵4为同轴同步驱动，所述第一液压泵3和第二液压泵4的输入轴与液压马达6和第二液压马达8的输出轴分离设置或通过第一单向轴承5-1和第二单向轴承5-2与液压马达6和第二液压马达8的输出轴同轴连接，所述第二液压泵4设置在压力油压容器11内，第一液压泵3的吸油口连接到储油箱，第一液压泵3的排油口连接到压力油压容器11内，第二液压泵4的吸油口设置在压力油压容器11内，第二液压泵4的排油口连接到液压马达6的输油口，液压马达6的排油口连接到储油箱10；压力油压容器的11的溢流管13连接到第二液压马达8的输油口，第二液压马达8的排油口连接到储油箱10；第一液压泵3的单位排油量大于第二液压泵4的单位排油量；第一液压泵3将液压油输入加压油压容器11内，产生增压，使得第二液压泵4自动吸油，减轻动力驱动负载，第二液压泵4将液压油输出给液压马达6和第二液压马达8，以驱动液压马达6和第二液压马达8实现动力传递输出。
[0056] 实施例2
[0057] 如图2所示，相比于实施例1，实施例2的差异在于，设置有第二液压马达8，具体在于：
[0058] 第一液压泵3的输入轴和第二液压泵4的输入轴同轴连接，第二液压泵4的输入轴与液压马达6之间设置第一单向轴承5-1，液压马达6和第二液压马达8之间设置有第二单向轴承5-2，压力油压容器11的溢流管13连接到第二液压马达8的输油口，第二液压马达8的排油口通过第二回油管14-1连接到储油箱10。
[0059] 在本实施例中，第一液压泵3的单位排量大于第二液压泵4的单位排量，第二液压泵4的单位排量大于液压马达的排量。
[0060] 作为一种优选方案，第一液压泵3的单位排量为每分钟40L，第二液压泵4的单位排量为每分钟20L。
[0061] 第二液压泵4旋转一周的排量，可供液压马达6旋转1.001圈。
[0062] 作为一种更优选的方案，液压马达6转速低于第二液压马达8转速，液压马达6和第二液压马达均选用叶片马达。
[0063] 液压马达可选自：涡轮马达、齿轮马达、叶片马达、柱塞马达。
[0064] 液压泵可选自：齿轮泵、柱塞泵、叶片泵、螺杆泵。
[0065] 请参阅图5，最佳的，液压马达6选用图示的楔形力马达。
[0066] 实施例3
[0067] 请参阅图3至图4，相比于实施例2，本实施例的差异在于，第二液压马达8为涡轮组件。具体为：
[0068] 一种液压节能装置，包括：同轴设置的动力输入部1、液压泵的输入轴2、第一液压泵3、第二液压泵4、第一单向轴承5-1第二单向轴承5-2、液压马达6、雾化盘7、涡轮组件、输出轴9、储油箱10、压力油压容器11及回油管14；输入轴2驱动第一液压泵3和第二液压泵4转动；输出轴9依次套接涡轮组件与第二单向轴承5-2；雾化盘7与液压马达6同轴配置；压力油压容器11内设置有第二液压泵4；第一液压泵3通过供油管路12与储油箱10连通；其中，第二液压泵4的排油量大于液压马达6的排油量；第二液压泵4旋转一圈时的排油量与液压马达6旋转一圈时的供油量之比为1.001:1~1.2:1；第一液压泵3通过单向阀组件15向压力油压容器11内注油；第一液压泵3与第二液压泵4之间所形成的差值油量通过溢流管13注入涡轮组件内，以对称地推动涡轮组件旋转；输入轴2的末端套设卡持于液压马达6一侧轴部的第一单向轴承5-1；输出轴9的起始端套设卡持于液压马达6另一侧轴部的第二单向轴承5-2；涡轮组件转速低于液压马达6转速时；液压马达6通过第二单向轴承5-2带动涡轮组件；由于第二液压泵4的排油量大于液压马达6的排油量，借由第一单向轴承5-1使得液压马达6不对输入轴2的转动形成阻力，从而通过第一单向轴承5-1辅助输入轴2实现转动。
[0069] 第一液压泵3、第二液压泵4的输入轴与液压马达6和涡轮组件的输出轴同轴连接，第一液压泵3、第二液压泵4、液压马达6和涡轮组件的油路串接，最后通过回油管14回流储油箱10。具体为：
[0070] 供油管路12一端伸进储油箱10中，供油管路12另一端与第一液压泵3相连通，第一液压泵3为齿轮泵，齿轮泵的排油口连接有单向阀15，单向阀15设置在压力油压容器11内，压力油压容器11侧面设置有溢流管13与涡轮组件的侧面连接，压力油压容器11内设置有第二液压泵4，第二液压泵4为柱塞泵，柱塞泵的排油口与液压马达6的进油口连接，液压马达6为叶片马达，叶片马达的出油口设置有雾化板7，其中雾化盘7设有对称设置的两个雾化孔槽71，雾化孔槽71设置于雾化盘7的缘周处，雾化孔槽71一端与叶片马达的排油口连接，且雾化孔槽71正对于液压组件的导流盘81的导流斜槽812，导流盘81侧部形成间隔设置的导流斜槽812及封闭部811，在液压组件的第一涡轮82和第二涡轮84转动过程中，该导流斜槽812与封闭部811交替地导通或者闭合液压组件的油路；雾化孔槽71与涡轮组件的输入口连接，涡轮组件的顶端设置有回油管14，液压油从储油箱10流出，经过齿轮泵、进入压力油压容器11，其中一路经过溢流管13从涡轮组件的侧面流入，另一路经过柱塞泵和叶片马达，经雾化后进入涡轮组件，涡轮组件内的混合的液压油最终通过回油管14流回储油箱10；
[0071] 需要注意的是，请参阅图5，最佳的，液压马达6采用楔形力马达。
[0072] 柱塞泵的输入轴与齿轮泵的输入轴同轴连接，柱塞泵的输入轴另一端通过第一单向轴承5-1与叶片马达的输出轴连接，输入轴2与第一单向轴承5-1的第一单向轴承内表面5-12连接，第一单向轴承5-1的第一单向轴承外表面5-11卡在叶片马达的输出轴上，叶片马达的输出轴另一端通过第二单向轴承5-2与涡轮组件的输出轴9连接，其中，第二单向轴承
5-2的第二单向轴承内表面5-21与输出轴连接，第二单向轴承5-2的第二单向轴承外表面5-
22卡在雾化板7的收容凸台72的收容凸台内壁面73，第二单向轴承5-2的第二单向轴承内表面5-21与涡轮组件的输出轴9连接。
[0073] 涡轮组件包括同轴设置的导流盘81、第一涡轮82、同向控制盘83、第二涡轮84、离心集油罩86及涡轮组件壳体88，离心集油罩86内形成若干相对于输出轴8环状对称设置的排油叶片85。第一涡轮82与第二涡轮84之间同轴转动，导流盘81、第一涡轮82、同向控制盘83、第二涡轮84与涡轮组件壳体88配合间断性形成若干曲线形油路，离心集油罩86沿输出轴9延伸方向形成一圆形口部861，排油叶片85沿圆形口部861渐缩，为方便散热，在涡轮组件壳体88的表面设置有散热鳍片881，散热鳍片沿涡轮组件壳体88的纵向延伸方向平行间隔设置，多个散热鳍片881凸伸出涡轮组件壳体88的表壁面的高度为1mm。
[0074] 需要注意的是，本发明的一个实施例中，第一涡轮82的侧部形成若干月牙形的第一涡轮槽821，同向控制盘83的侧部形成若干人字形的同向控制槽831，第二涡轮84的侧部形成若干月牙形的第二涡轮槽841，导流斜槽812与第一涡轮槽821、同向控制槽831及第二涡轮槽841连通，以形成若干曲线形油路。
[0075] 导流斜槽812、第一涡轮槽821、同向控制槽831及第二涡轮槽841的底面均为1-5度的锥形。
[0076] 在本实施例的一个优选方案中，导流斜槽812、第一涡轮槽821、同向控制槽831及第二涡轮槽841的底面的锥度为1度。
[0077] 齿轮泵的排油量为每分钟50-110升，柱塞泵的排油量为每分钟30-90升。
[0078] 齿轮泵的排油量优选为每分钟70-90升，柱塞泵的排油量为每分钟50-70升。
[0079] 叶片马达的直径是柱塞泵的两个对应
活塞的孔的距离的1-5倍，进一步为2-3倍。
[0080] 设备低速运转时，齿轮泵与柱塞泵同步转动，叶片马达和压力油压容器11在储备液体油量和压力，且由于第一单向轴承5-1的存在，此时叶片马达不一定能够转动，当设备全速运转时，叶片马达转速会超过动力输入部1电机的
驱动轴转速时，第一单向轴承5-1开始工作，此时，叶片马达5通过第一单向轴承5-1反过来带动柱塞泵转动，减轻动力输入部1的输出功率而使叶片马达达到较高的转速和扭力传递给输出装置，柱塞泵的输入轴转动一圈输出的液体流量使叶片马达转动1.01-1.05圈。
[0081] 叶片马达中的液体通过雾化孔产生雾化状液体，再通过导流板81上的导流斜槽812和同向控制板83的同向控制槽831冲击第一涡轮82的第一涡轮槽821和第二涡轮84的第二涡轮槽841，同时压力油压容器11内的液体通过溢流管13输入到第一涡轮81，使得第一涡轮82和第二涡轮84转动，当第一涡轮82转动至封闭部811时，雾化状液体被导流板81的封闭部811关闭，使雾化状液体膨胀产生高压，当第一涡轮82继续转动，第一涡轮82转动至导流斜槽812相同时，膨胀的液体产生更大爆发力推动第一涡轮82和第二涡轮84快速转动，使第一涡轮82和第二涡轮84产生更大的扭力和转速。
[0082] 通过涡轮组件后的液压油被排油叶片85，沿液压油被排油叶片甩出离心集油罩的路径87甩出后，经过回油管14重新回到储油箱10。
[0083] 叶片马达的输出轴和涡轮组件的输出轴之间设置第二单向轴承5-2，当涡轮组件转速高于叶片马达时，仅有涡轮组件的输出轴9进行输出，当涡轮组件转速低于叶片马达时，由于第二单向轴承5-2作用，使得叶片马达带动涡轮组件的输出轴9输出。
[0084] 第一液压泵3包括齿轮泵、柱塞泵、叶片泵、螺杆泵。
[0085] 本发明高利用率的一种液压节能装置的有益效果是：
[0086] 一、利用前级压泵排油量大于后级液压泵排油量的特性，对后级液压泵加压，对后级液压泵产生推动，提高设备效能，减轻驱动器负载；
[0087] 二、在第一涡轮和人字形导流板与第二涡轮底部加工锥度，解决泄流问题和密封问题，从而发挥功率；
[0088] 三、通过设置单向转动装置，使得受到阻力是，涡轮的转速低于叶片马达转子时，单向转动装置工作，此时会对叶片马达产生负载，反之，只要涡轮转速高于叶片马达转速所产生的负载对原动力减轻负载。
[0089] 以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的
专利范围，凡是利用本发明
说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域。
