[發明專利]一種水壓變量泵

有效

• 申請號: 201510316152.7
• 申請日: 2015-06-10
• 公開（公告）號: CN104976165B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 劉恒龍;于蘭英;柯堅;王國志;鄧斌;吳文海;秦劍
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: F15B1/02
• 分類號: F15B1/02;F15B11/00
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙)51232
• 代理人: 葛啟函

技術領域

本發明屬于水壓控制技術領域，特別涉及具有比例控制水壓的技術。

背景技術

現代水壓技術主要是以自來水或海水介質一種環境友好型新型液壓驅動技術。在醫藥制造、食品加工、深海資源探測、高壓水沖洗等領域有越來越廣泛的需求。水壓技術與油壓技術原理相似，但是由于水與油相比具有特殊的物理、化學特性如低粘度、腐蝕性、高飽和蒸汽壓等，引起嚴重的泄漏、摩擦、磨損、腐蝕、氣蝕等問題，使得現代水壓元件的開發涉及新材料、新結構、新工藝甚至新的設計理論等諸多方面的技術難題，因此現代水壓驅動技術工業化發展遠未達到油壓的成熟度。成熟的水壓元件不多、造價也很高，高控制品質的水壓控制元件更是發展緩慢。水壓泵作為水壓系統關鍵元件，目前其開發主要理念仍是類比的油壓柱塞泵的開發，在其基礎上逐步改進。一般油壓柱塞變量泵能夠變量實質是通過集成在基礎泵上的閥，控制斜盤角，改變柱塞往復的行程實現變量。由于斜盤角度不可能變化太大，實現大排量受限，且受柱塞數量的影響，脈動也很大。目前，現代水壓泵設計理念沒有突破油壓柱塞泵的束縛，仍采用通變斜盤角變量，泵結構也很復雜，高壓與大流量很難“兩全”，流量脈動大、尚未實現諸如油壓泵那樣“豐富多樣”的控制方式、可靠性也遠低于油壓泵。

發明內容

本發明的目的是提供一種水壓變量泵，它能有效地解決比流量、壓力控制和低壓卸荷等問題，并可實現流量無脈動的特性。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的；一種水壓變量泵，包括油壓元件和水壓元件，它們的連接關系為：

一、電機通過泵軸與油壓泵連接，油壓泵的輸入端通過管路的進油口連接油箱，輸出端通過管路與高速比例方向流量閥連接；高速比例方向流量閥通過管路與油壓作動器連接；高速比例方向流量閥通過管路與出油口連接，該管路與油壓泵輸出管路之間設有安全閥；油壓作動器的進、出口的管路之間與兩個單向閥的進水口連接，比例溢流閥的一端通過管路與兩個單向閥的出水口并接，另一端與出油口管路連接。

二、兩個雙出桿水壓缸的上腔通過管路連接，下腔通過管路連接；上、下腔的管路和管路之間并聯了四個單向閥，其中兩個單向閥的進水口相互連接，另外兩個單向閥的出水口相互連接，并通過管路與蓄能器和出水口之間的管路連接；進水口通過管路與單向閥和單向閥的之間的管路連接；

三、油壓作動器的兩端分別與上構件和下構件的中部鉸接，設有位移傳感器的上構件的兩端分別與雙出桿水壓缸上方的活塞桿連接，下構件的兩端分別與雙出桿水壓缸下方的活塞桿連接；

四、進水口通過管路連接水箱；出水口連接水壓系統工作部；進油口、出油口與油箱連接。

五、所述油壓作動器兩端的上構件和下構件之間可以均布兩個以上雙出桿水壓缸。

在使用時需與該水壓變量泵連接的水箱、油箱、電機(或其他動力元件)為外部元件，不屬于水壓變量泵本身。

本發明與現有技術相比的優點和效果：

1、本發明采用油壓元件和水壓元件進行混合設計，通過成熟可靠的油壓元件控制水壓泵的參數，通過高速比例方向流量閥(或伺服閥)控制水壓泵的流量，通過比例溢流閥對水壓泵出水的最大壓力(安全壓力)比例控制和低壓卸荷功能。

2、采用雙出桿水壓缸轉換成水壓泵、水壓缸結構簡單，密封性能好，易于實現高壓。雙出桿水缸并聯連均布連接、受力均勻。水壓缸數量多變，易于實現大流量、型號易擴展。

3、油壓作動器的位移傳感器與高速比例方向流量閥構成閉環控制，用于控制油壓作動器的行程范圍，避免可以水壓缸運動到極限位置的沖擊。

4、通過控制油壓作動器的勻速運動輔以蓄能器和高速比例閥的快速通過中點，實現流量的無脈動。

本發明采用油壓元件和水壓元件進行混合設計，由油壓元件和水壓元件及機械機構和管路構成。既適合作為傳輸介質水壓泵結構。也適合作為能量傳輸水壓泵結構。結構通過油壓元件、控制水壓缸，使水壓缸往復運動實現吸水、排水，實現控制水壓變量泵功能。系統只采用了少量結構簡單、工藝要求很低的水壓元件(水壓缸、單向閥、或蓄能器)，驅動和控制設計則采用油壓元件。由于油壓元件的開發技術成熟可靠，控制性能高，發展水平高，作為水壓泵的驅動和控制可以有效降低體積，提高可靠性，提高控制性能。

附圖說明：

圖1本發明元件與管路連接結構圖

圖2本發明與傳統設計理念的水壓斜盤變量泵特性比較圖

具體實施方式：

下面結合附圖對本發明做進一步描述：