蓄能器在液压电梯中的应用研究.pdf

第2期(总第177期)
机械工程与自动化
No. 2
2013年4月
MECHANICAL ENGINEERING & AUTOMATION
文章编号:1672-6413(2013)02-0186-02
蓄能器在液压电梯中的应用研究
韩向青
映西省特种设备质量安全监督检测中心,映西西安710048)
摘要:介绍了蓄能器的结构特点,举例说明蓄能器在液压电梯中的应用,该应用可以减少能耗,取得明显的
节能效果。
关键词:蓄能器;液压电梯;应用研究
中图分类号:TH137.8+1
文献标识码;B
0引言
1.2蓄能器的工作原理
液压电梯的历史比较悠久,早在20世纪50年代,
蓄能器是液压系统中很重要的安全辅件。其工作
欧美国家已经开始使用液压电梯。经过几十年的发原理为:正常情况下将液压油储存在蓄能器内,必要时
展,液压电梯产品逐渐成熟,并且已经标准化系列化。蓄能器将储存的液压油释放出来。蓄能器可以应用在
液压电梯具有机房布置灵活方便、建筑物井道结构不很多场合:①在间隙工作的设备中储存能量,节省泵的
承受负载力、井道占用面积小、液压传动承载能力大、驱动功率;②作为应急动力源,例如在液压泵失效的情
无级调速和运动平稳等优点,在欧美等发达国家得到况下作为动力源;③作为泄漏损失的补偿;④在周期工
了广泛应用,那里10层以下建筑物所用到的电梯作状态时可减少冲击和振动;③在温度和压力变化情
70%为液压电梯。在我国,液压电梯的数量相对较少,况下进行体积补偿;在机械撞击情况下吸收冲击;⑦
但最近几年液压电梯的数量逐渐增多,发展突飞猛进,在车辆中作为悬挂元件等。
特别是在汽车电梯和病床电梯中,其应用越来越广泛。
目前在用的液压电梯基本上都不带配重。轿厢的
上升过程是利用液压泵给油缸打压,将活塞逐渐顶升;
轿厢的下降过程则利用轿厢的自重将活塞压下。在轿
厢下降过程中,液压系统只起到阻尼和调控作用,这样
就使得液压电梯能耗较大,装机功率低。在强调节能
(a)活塞式蓄能器(b)胶囊式能器()隔膜式蓄能器
环保的现代社会中,降低能耗是我们必须考虑的问题,
图1能器结构示意图
蓄能器就很好地解决了这个问题。液压电梯中使用蓄
表13种善能的特点
能器的原理是在轿厢的下降过程中,将一部分油压存
型式
活塞式
胶囊式
隔膜式
重量
较重
较轻
较轻
入蓄能器中;而在新厢上升过程中,蓄能器会释放油压比
无限制
≤4:1
压,从而顶升活塞,为轿厢的上升提供一部分动力。
响应时间
较慢
较快
较快
能器结构及原理
流量(L/min)
<1200
位置控制
容易
难
难
蓄能器的结构类型
产品成本
较高
较低
较低
目前蓄能器主要有活塞式、胶囊式和隔膜式3种,容积范围(1」1-1500
0.13~575
0.075~3.5
如图1所示。
应用领域广泛
车辆
3种蓄能器的特点如表1所示。
式蓄能器外部壳体一般为合金钢,内部为胶囊,
收稿日期:2012-10-24;修回日期:2012-11-15
作者简介:韩向青(1986-),男,陕西渭南人,助理工程师,在读工程硕士,主要从事电梯、起重机械的监督检验及定期检验工作
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2013年第2期
韩向青:能器在液压电梯中的应用研究
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胶發内部填充惰性气体,一般为氮气。由于气体的可向外排油,这样蓄能器就提供了一定的附加功率,减少
压缩性,式蓄能器可以储存或放出压力油。囊式蓄了驱动主油泵的电动机7所需的功率;电梯下行时,柱
能器的工作原理如图2所示。图2中,V。为蓄能器的塞缸13输出的液压油在压力作用下被压入蓄能器6
气体容积,Y1为系统最低压力时的气体容积,V2为系内,部分电梯的勢能转化为压力能储存在蓄能器内,等
统最高压力时的气体容积,か为预充压力,か为系统最待电梯下次上行时再排出。该方案利用了菩能器储存
低压力时的气体压力,ク为系统最高压力时的气体压压力油的特点,将电梯下行的势能转化为压力能,在电
カ,AV为气体压力在1和か2之间变化时的容积变化。梯上行时予以释放。该方案可以大大减少电动机的功
率,具有很好的节能效果和应用前景。
V
Y1
17
压力油源
图2式書能工作原理
状态A:蓄能器处于预充压力下,不承受液压系统
10
6
的压力,此时蓄能器的油阀处于关闭状态,切断蓄能器
2
和液压系统的连接,同时也保护胶衰不受损坏。
状态B:蓄能器处于最低工作压力下,这时会有少
量的油液处于胶和油阀之间,使得油阀处于打开状
电子控制器
态,因此,必须是大于かo的。
1ー油箱;2一补油泵;3,9一单向阀4一滥流阀;5,12一压力传感器;
状态C:蓄能器处于最高工作压力下,变化的容积
6一諾能器;7一电动机8一主油泵10一比例节流阀11ー方向阀
△V代表了能器在最低工作压力和最高工作压力之13~柱審缸?14钢丝绳15一滑轮组:16-电梯轿厢:17一速度传感器
间能够储存的油液的容积。
图3采用能謡为压力油源的液压电梯系统工作原理图
2能器应用在液压电梯中的可行性研究
3结束语
采用蓄能器为压力油源的液压电梯系统工作原理
本文主要介绍了能器在液压电梯中的一种应
见图3。当电梯上行时,电动机7带动主油泵8输出用,但只是从工作原理方面进行说明,并未进行定量的
液压油,这些液压油同时由蓄能器6排出。一部分液研究;此外还介绍了能器的主要结枃特点。带有蓄
压油经过单向阀网9、比例节流阀10返回泵的吸油口。
能器的液压电梯可以极大地提高电梯的工作效率,减
另外大部分则通过方向阀11进入柱塞缸13,推动柱
少能耗。有研究表明,使用蓄能器的液压电梯的有效
塞杆向上移动,通过钢丝绳14、滑轮组15带动轿厢16率为60%左右,不使用蓄能器的液压电梯的有效率为
向上移动。当电梯下行时,主油泵不工作,轿厢在自重36%左右。研究表明,通过合理地设计压力油源及蓄
作用下通过滑轮组15、钢丝绳14向下压缩柱塞杆,柱能器的充气压力,在不影响电梯的运行速度的前题下,
塞缸内排出的液压油经过方向阀11比例节流阀10可保证电梯运行平稳,舒适度高,平层准确度商,并且
被压入蓄能器6内。比例节流阀10的流量由电子控取得明显的节能效果。
制器控制,速度传感器17将电梯轿厢的运行速度信号参考文:
传回电子控制器内构成闭环反馈。
[1]林建杰,徐兵,杨华勇.菩能器作为压力油源的液压电梯节
能系统研究[].中国机械工程,2003,14(24):2081-2084.
该设计方案的节能原理是:当电梯上行时,主油泵[2]杜阳坚.蓄能器在液压电梯中应用].江西科学,200
8完全从蓄能器6内吸油,蓄能器6此时也在主动地
24(5):343-346
Application of Accumulator in Hydraulic Elevator
HAN Xiang-qing
(Shaanxi Special