[發明專利]一種多排多作用內曲線轉子驅動數字變量徑向柱塞泵

有效

• 申請號: 201811106463.0
• 申請日: 2018-09-21
• 公開（公告）號: CN109236595B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 胡敏;耿豪杰;胡靜;范一杰;肖圣營;柯銅陵;李鵬輝
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: F04B1/047
• 分類號: F04B1/047;F04B1/0404;F04B1/0452;F04B1/0421;F04B53/16
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

本發明公開了一種多排多作用內曲線轉子驅動數字變量徑向柱塞泵，基于旋轉的內曲線轉子及回程壓板上開設的內曲線導軌驅動柱塞滾子組件執行往復運動，柱塞與殼體中的柱塞孔形成的密閉柱塞腔，其容積隨著柱塞往復運動而周期性地增大與縮小，在殼體中與每一柱塞腔相連通的通道中都分別內嵌入安裝了吸油單向閥、排油單向閥及高速數字開關閥，以實現泵的吸排油功能，并通過主動控制高速數字開關閥閥口的啟閉狀態及啟閉次序，實現泵從最大排量至零排量工況以近似線性變化規律平穩地進行變排量控制調節。本發明適應于低速工況，通過多作用內曲線導軌及多排內曲線轉子的設計，易于達到大排量，解決了當前液壓泵難于實現低速大排量及變排量調節工況難題。

技術領域

本發明涉及液壓元件技術領域，尤其涉及一種多排多作用內曲線轉子驅動數字變量徑向柱塞泵。

背景技術

隨著化石燃料的大量使用，化石燃料的減少開始制約人類經濟社會的發展，化石燃料燃燒后的排放物對環境的日益破壞，促使人類尋找可再生的環境友好型能源。風能是一種安全、清潔、可再生的綠色能源，在可再生能源中屬于技術最成熟、最具規模化發展前途的一種能源。傳統的風力發電機組普遍采用以增速齒輪箱為主傳動的交流勵磁雙饋發電機(DFIG)和無齒輪箱直接驅動的多級永磁同步發電機(PMSG)。風力發電的環境和工況一般比較惡劣，所以含齒輪箱的DFIG維修成本最高，且齒輪箱故障的高發期出現在投入運行后的5～8年間，這與風力機的設計壽命15～20年存在明顯差距；對于無齒輪箱結構的PMSG，具有永磁直驅電機的極對數過多、體積龐大、總量過重、成本高昂等缺點。為了克服以上問題，應用液壓技術的風力發電機組應運而生。

為達到2020年非化石能源占總能源需求15％這一目標，新型風力發電機組的研制和裝備將逐漸成為風電產業發展的主要方向和制高點，也是風電產業的新增長點。為實現這一目標，研發應用于風電領域的高壓低速大排量液壓泵具有重要意義：液壓型風力機組中采用的液壓泵是該風力發電機組的核心元件，為了適應風力場惡劣的環境及風力發電大功率化的要求，液壓泵必須是個高壓泵，同時兼具低轉速，大排量的特點。

采用常規的液壓泵形式在低速工況下實現泵的大排量化是不現實的，這往往會使得泵的體積非常龐大。高壓低速大排量，兼具變排量控制功能，目前這種技術特點的液壓泵鮮見報道，主要原因有：①實現泵的大排量化，主要途徑之一是通過提高泵的轉速來實現。但隨著轉速的增大，液壓泵內組件的磨損及慣性力會變大，從而影響泵的使用壽命；②給液壓泵提供直接動力的原動機一般是電機或者發動機，而這些原動機實現高效運轉的工作轉速往往會超過1000r/min，當泵處于低速運行時，中間需要連接變速箱。所以當液壓泵工作在低速工況時，一方面很難找到理想的匹配動力源，另一方面與泵大排量化趨勢相矛盾，即不能體現液壓技術功重比大的優點。基于傳統市場需求和低速大排量液壓泵技術不成熟的特點，一直制約著低速大排量液壓泵的發展。而隨著風力發電、海洋能發電等新興戰略性產業的興起和蓬勃發展，可以預見低速大排量液壓泵的應用前景將非常廣闊。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種多排多作用內曲線轉子驅動數字變量徑向柱塞泵，當轉子旋轉一周時，單個柱塞就能完成多次的吸排油，目的是為了實現液壓泵的低速大排量化及徑向柱塞泵的變排量控制，解決常規液壓泵在低速工況下難于實現大排量化問題。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：

一種多排多作用內曲線轉子驅動數字變量徑向柱塞泵，其特征在于：包括殼體，殼體中間轉動安裝有通過原動機控制轉動的傳動軸，所述殼體和傳動軸之間形成有環形腔；所述環形腔內設有固定套裝在傳動軸上的內曲線轉子，所述殼體內設有若干呈徑向放射狀間隔排布的柱塞孔，內曲線轉子的環形外壁上設有與柱塞孔位置對應的環形凹槽，環形凹槽底部連通有環形的導軌腔，導軌腔底面為等加速等減速內曲線導軌，導軌腔頂面為等加速等減速內曲線回程導軌。