[實用新型]一種模塊化低振高穩(wěn)輕量型直驅式柱塞泵

有效

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• 申請日: 2017-10-29
• 公開（公告）號: CN207583581U
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發(fā)明（設計）人: 聶松林;郭曰偉;黃葉青;李芹
• 申請（專利權）人: 北京工業(yè)大學
• 主分類號: F04B17/03
• 分類號: F04B17/03;F04B49/06;F04B53/00;F04B53/16;F04B53/10
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本實用新型公開了一種模塊化低振高穩(wěn)輕量型直驅式柱塞泵，該直驅式柱塞泵分為動力模塊、配流模塊、連接模塊、管路模塊和承重模塊；動力模塊的兩側分別通過連接模塊與配流模塊連接后組成功能單元，功能單元呈多層重疊分布，相鄰功能單元的上層和下層通過承重模塊進行連接，管路模塊設置在每層功能單元中。適用于以海淡水、礦物油等作為工作介質的液壓系統(tǒng)。當多個功能單元按照規(guī)劃速度曲線運動時，動力模塊直線電機以三角波速度曲線按照nT/4(T為周期，n＝1,2…)的相位差啟動使泵出口獲得一個理論的恒流量值，確保模塊化低振高穩(wěn)輕量型直驅式柱塞泵在艦船及海洋探測等領域具有廣闊的應用前景。

技術領域

本實用新型涉及一種模塊化低振高穩(wěn)輕量型直線電機驅動式柱塞泵，適用于以海淡水、礦物油等作為工作介質的液壓系統(tǒng)，在艦船、潛器、海洋探測等領域具有廣泛應用前景。

背景技術

隨著國際經(jīng)濟的發(fā)展和安全局勢的變化，海洋越來越受到世界各國的重視，海洋資源的開發(fā)和保護對艦船的要求正朝著規(guī)模大型化和功能多樣化的方向發(fā)展。特別是軍用艦船，對其液壓泵的生產(chǎn)與維修、噪聲與振動、抗沖擊能力、耐腐蝕性以及密封性能等都提出了較為嚴苛的要求。

針對傳統(tǒng)液壓泵及現(xiàn)有系統(tǒng)結構，為了解決其生產(chǎn)不靈活、維修困難、自身效率低、振動與噪聲大等缺陷，一種新型的模塊化低振高穩(wěn)輕量型直線電機驅動柱塞泵應運而生。模塊化低振高穩(wěn)輕量型直驅式柱塞泵采用大推力直線電機作為動力模塊，其動子通過連接模塊直接帶動柱塞實現(xiàn)往復運動，避免了傳統(tǒng)的中間傳動機構，使機械效率得到了大幅度的提高。高度集成化的配流模塊與承重模塊均采用高強度輕量化的金屬及復合材料。各功能單元間通過柔性管路連接，承重模塊間增設剪切式橡膠隔振器，這不僅阻斷了振動的耦合，還對流量及壓力脈動進行了限制。與傳統(tǒng)船用泵相比，在振動和噪聲控制等方面優(yōu)勢明顯。可以預見，本實用新型專利在流體傳動以及機電系統(tǒng)中具有廣泛的應用前景。

實用新型內容

本實用新型的目的是要解決傳統(tǒng)船用泵及現(xiàn)有結構振動噪聲大、振動耦合嚴重、流量及壓力脈動大、生產(chǎn)靈活性不足、維修不方便等問題。以功能實現(xiàn)為基礎，采用模塊化設計的理念，探索直驅式柱塞泵新的結構形式，能夠有效解決以往系統(tǒng)中出現(xiàn)的諸多問題。

本實用新型采用的技術方案為一種模塊化低振高穩(wěn)輕量型直驅式柱塞泵，該直驅式柱塞泵分為動力模塊、配流模塊、連接模塊、管路模塊和承重模塊；動力模塊的兩側分別通過連接模塊與配流模塊連接后組成功能單元，功能單元呈多層重疊分布，相鄰功能單元的上層和下層通過承重模塊進行連接，管路模塊設置在每層功能單元中。

動力模塊以直線電機為核心；配流模塊包括缸體、缸筒、柱塞、管式吸入單向閥和壓出單向閥；連接模塊由關節(jié)軸承、平頭銷軸及連接板組成；管路模塊由進水管路、出水管路和連接管路a、連接管路b組成；承重模塊包括承重立柱、支撐橫梁及缸體支撐。

直線電機的輸出軸通過關節(jié)軸承及平頭銷軸與柱塞連接，缸筒安裝于缸體內并由法蘭進行支撐，缸體安裝在缸體支撐上；關節(jié)軸承安裝在連接板上；連接板上設有長圓孔，長圓孔與關節(jié)軸承相配合，確保平頭銷軸在豎直方向的自由度。

每層功能單元的直線電機通過內六角螺栓固定在支撐橫梁上，上層功能單元的支撐橫梁和下層功能單元的支撐橫梁與承重立柱通過螺栓連接；管式吸入單向閥和壓出單向閥通過管接頭與缸體固定，而后分別與進水管路及連接管路a、連接管路b連接，連接管路b最終與出水管路匯合，連接管路a豎向布置，連接管路b水平布置；底層的直線電機、缸體及承重立柱均通過內六角螺栓與底板連接固定，剪切式橡膠隔振器通過螺栓安裝在底板的底部。

頂層配流模塊的缸體上設有加強筋，保證結構的穩(wěn)定。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型采用平板式直線電機作為動力模塊，相比于傳統(tǒng)旋轉電機式柱塞泵，沒有了中間傳動環(huán)節(jié)，有效地提高了系統(tǒng)的效率；同時，直線電機的殼體、動子板及封裝等采用輕量化材料制造，滿足輕量化的設計要求。