自適應液壓勢能轉換裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及機械傳動裝置技術領域，特別是涉及到液壓助力勢能轉換裝置技術。
【背景技術】
[0002] 近年來，隨著新能源的快速發展，壓縮空氣儲能、發電技術也不斷提高，有很多現 有技術中可以看到很多利用壓縮空氣膨脹實現推動水發電的技術。但是這種單獨使用壓縮 空氣帶水發電的技術中，壓縮空氣的壓強隨著氣體容積的快速變化會發生劇烈變化，對液 壓馬達等機械設備的使用壽命會產生較大的損害。
[0003]在抽水蓄能發電技術不斷發展的同時，傳統水輪機的設計依然是限定水輪機發電 的最高效率為定水頭發電，不斷變化的水頭會對水輪機的葉片產生較大損害，而且這種變 水頭發電也無法實現較高發電效率。
[0004] 隨著城市的不斷發展，現代城市的中的樓層不斷增高，這種不斷加高的樓層也對 高層送水提出了更高的要求，使用普通的水栗送水可能無法實現較高樓層的正常水壓用 水，對城市居民的日常生活會造成一定程度地不便利。

【發明內容】

[0005] 鑒于此，本發明的目的在于克服現有技術中壓縮空氣的壓強隨著氣體容積的快速 變化會發生劇烈變化，對液壓馬達等機械設備的使用壽命會產生較大的損害、不斷變化的 水頭會對水輪機的葉片產生較大損害等問題，提出一種自適應液壓勢能轉換裝置，所述自 適應液壓勢能轉換裝置兩端可連接不同勢能大小的高-低壓勢能源，通過控制閥門的開關 狀態，決定各個液壓缸連接到某一勢能大小的勢能源，從而產生不同大小的壓力差值，獲得 不同方向和大小的合力，從而決定液壓傳動機構的運動方向和速度變化快慢，使液壓傳動 機構的運動過程實現自適應變化。
[0006] 為了實現此目的，本發明采取的技術方案為如下。
[0007] -種自適應液壓勢能轉換裝置，所述裝置包括由多個不同截面積的液壓缸組成的 第一組液壓缸和第二組液壓缸、第一勢能源、第二勢能源、連接各液壓缸的多個閥門、各液 壓缸中的活塞以及連接活塞的活塞桿，其中，
[0008] 第一組液壓缸通過閥門連接至第一勢能源，
[0009] 第二組液壓缸通過閥門連接至第二勢能源，
[0010] 第一組液壓缸與第二組液壓缸的活塞桿串聯連接，
[0011] 第一勢能源通過減少勢能推動第一組液壓缸和第二組液壓缸，第二勢能源因第一 組液壓缸和第二組液壓缸的運動增加勢能，
[0012] 根據第一勢能源和第二勢能源運行中的壓強變化，通過所述多個閥門調整第一組 液壓缸、第二組液壓缸的和面積比，使兩組勢能源在活塞桿上產生的力能夠最大限度相互 抵消，在活塞運動中實現能量在兩組勢能源間轉移最大化；
[0013] 所述自適應液壓勢能轉換裝置還包括液壓機構控制單元和運行參數測量附屬單 元，液壓機構控制單元控制活塞運動的速度和方向，通過提供額外能量以實現液壓機構的 穩定運行并控制勢能轉換效率，運行參數測量附屬單元通過對液壓機構控制單元的輸出功 率或者壓強或者水栗轉矩進行檢測，結合閥門狀態和運行速度進行分析，制定正確的閥門 開關策略，以確定和面積比，保證能量在兩組勢能源間傳遞效率最大化。
[0014] 所述多個不同截面積的液壓缸中的每一個固定地屬于第一組液壓缸或第二組液 壓缸，第一勢能源和第二勢能源中的液體可以是不同類型液體。
[0015] 所述多個不同截面積的液壓缸中的每一個不固定地屬于第一組液壓缸或第二組 液壓缸，第一勢能源和第二勢能源中的液體是相同類型液體。
[0016] 所述第一勢能源和第二勢能源均包括儲液容器對，所述儲液容器對的對端容器中 的液體處于不同的壓強下，其中兩組勢能源可以共用其中一個容器，共四個容器中分屬兩 個勢能源的容器可以有一個共用。
[0017] 所述自適應液壓勢能轉換裝置中的所述多個閥門的開閉為：
[0018] 第一勢能源對端容器內的液體壓強差為P1，第二勢能源對端容器內的液體壓強差 為P2,第一組液壓缸中各液壓缸的液壓面積為Sa1，Sa2，Sa3, . . .，SAm，第二組液壓缸中各液壓 缸的液壓面積為SB1，SB2，SB3,. . .，SBn，m為第一組液壓缸的數目，η為第二組液壓缸的數目，通 過開閉閥門從第一組液壓缸中的Sm，S A2，SA3, . . .，Sm選擇部分液壓面積接通第一勢能源，從 第一組液壓缸中的SB1，SB2，S B3, . . .，SBn選擇部分液壓面積接通第二勢能源，兩者組合有m*n 種，其中P2*SBj_Pi*SAi在一個范圍內的有k種，i和j分別屬于m和η，其中k為正整數，在這k種 中選擇Sm最大的組合，在這些組合中選擇P 2^SBj-PASM的絕對值最小的那個組合，從而確定 SBj，進而確定各個閥門開合的狀態。
[0019] 其中，所述液壓機構控制單元有改變加在活塞上的縱向力和改變第二組液壓缸中 一個缸的液體壓強、流量實現液體流動控制兩種方式，其中，
[0020] 改變加在活塞上的縱向力的方式，可以由下面幾種方式中之一實現，通過直線電 機控制活塞桿運動，或者通過額外液壓控制系統，或者旋轉電機通過皮帶或者齒輪轉換后 控制活塞桿運動；
[0021] 改變第二組液壓缸中一個缸的液體壓強流量方式，可以在第二組液壓缸中一個缸 體的連接管道上增加一個液體栗，采用變頻調速控制液壓栗，或者在連接管道上增加比例 閥和液體栗組合，實現比例調節，或者增加伺服系統和液體栗組合，實現伺服控制；
[0022] 液壓控制系統通過額外功率輸出抵消掉第二勢能源所產生的壓力與第一勢能源 所產生的壓力之差，通過控制活塞運行速度控制勢能轉換速率。
[0023] 所述多個不同截面積的液壓缸中的每一個兩端共有兩組高壓端口和低壓端口，所 述高壓端口連接至高壓管道總線，所述低壓端口連接至低壓管道總線，當所述液壓缸運動 至活塞行程終點時，所述多個閥門開閉，使得液壓缸另一端的高壓端口和低壓端口開啟，原 高壓端口和低壓端口關閉，推動液壓缸中的活塞向相反行程方向運動，以此實現活塞往復 運動。
[0024] 所述第一勢能源的儲液容器對中兩個容器內的液體壓強差可以允許在工作中不 斷變化，在活塞運行一次行程中，變化的壓強導致的轉換功率的變化主要由液壓機構控制 單元的輸出功率彌補，在一次行程完成后，按照最后的狀態確定下一行程的閥門開關策略， 確保實現新壓強狀態下最優的閥門開關策略。
[0025] 通過采用本發明的自適應液壓勢能轉換裝置，能夠實現以下技術效果。
[0026] 1本發明通過自適應液壓勢能轉換裝置可以實現兩組或多組不同勢能大小的能量 轉換和傳遞，也可以用于不同液壓流體之間的能量轉換，而且起到了能夠連續調節的作用， 從而也大幅度地提高了本發明的使用范圍，提高了本發明的經濟效益。
[0027] 2本發明可以作為儲能技術的輔助建設，實現某些工作原理下的儲能技術的應用。
[0028] 3本發明作為工程實施可以實現就地安裝，對地勢條件的要求低，降低了建設難 度，減少建設成本。
[0029] 4本發明可以用于各種需要利用高壓勢能源將低壓勢能源能量提高的工程場地， 例如高壓抽水等工程中。能夠快速便捷地實現高低壓勢能之間的平穩、可調地轉換。
【附圖說明】
[0030] 圖1是本發明【具體實施方式】中自適應液壓勢能轉換裝置混合連接方式示意圖。
[0031] 圖2是本發明【具體實施方式】中自適應液壓勢能轉換裝置固定連接方式示意圖。
[0032] 圖3是本發明【具體實施方式】中自適應液壓勢能轉換裝置的結構簡圖。
[0033] 圖4是本發明【具體實施方式】中的一種，即通過