[发明专利]一种水压变量泵

说明书

技术领域

本发明属于水压控制技术领域，特别涉及具有比例控制水压的技术。

背景技术

现代水压技术主要是以自来水或海水介质一种环境友好型新型液压驱动技术。在医药制造、食品加工、深海资源探测、高压水冲洗等领域有越来越广泛的需求。水压技术与油压技术原理相似，但是由于水与油相比具有特殊的物理、化学特性如低粘度、腐蚀性、高饱和蒸汽压等，引起严重的泄漏、摩擦、磨损、腐蚀、气蚀等问题，使得现代水压元件的开发涉及新材料、新结构、新工艺甚至新的设计理论等诸多方面的技术难题，因此现代水压驱动技术工业化发展远未达到油压的成熟度。成熟的水压元件不多、造价也很高，高控制品质的水压控制元件更是发展缓慢。水压泵作为水压系统关键元件，目前其开发主要理念仍是类比的油压柱塞泵的开发，在其基础上逐步改进。一般油压柱塞变量泵能够变量实质是通过集成在基础泵上的阀，控制斜盘角，改变柱塞往复的行程实现变量。由于斜盘角度不可能变化太大，实现大排量受限，且受柱塞数量的影响，脉动也很大。目前，现代水压泵设计理念没有突破油压柱塞泵的束缚，仍采用通变斜盘角变量，泵结构也很复杂，高压与大流量很难“两全”，流量脉动大、尚未实现诸如油压泵那样“丰富多样”的控制方式、可靠性也远低于油压泵。

发明内容

本发明的目的是提供一种水压变量泵，它能有效地解决比流量、压力控制和低压卸荷等问题，并可实现流量无脉动的特性。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的；一种水压变量泵，包括油压元件和水压元件，它们的连接关系为：

一、电机通过泵轴与油压泵连接，油压泵的输入端通过管路的进油口连接油箱，输出端通过管路与高速比例方向流量阀连接；高速比例方向流量阀通过管路与油压作动器连接；高速比例方向流量阀通过管路与出油口连接，该管路与油压泵输出管路之间设有安全阀；油压作动器的进、出口的管路之间与两个单向阀的进水口连接，比例溢流阀的一端通过管路与两个单向阀的出水口并接，另一端与出油口管路连接。

二、两个双出杆水压缸的上腔通过管路连接，下腔通过管路连接；上、下腔的管路和管路之间并联了四个单向阀，其中两个单向阀的进水口相互连接，另外两个单向阀的出水口相互连接，并通过管路与蓄能器和出水口之间的管路连接；进水口通过管路与单向阀和单向阀的之间的管路连接；

三、油压作动器的两端分别与上构件和下构件的中部铰接，设有位移传感器的上构件的两端分别与双出杆水压缸上方的活塞杆连接，下构件的两端分别与双出杆水压缸下方的活塞杆连接；

四、进水口通过管路连接水箱；出水口连接水压系统工作部；进油口、出油口与油箱连接。

五、所述油压作动器两端的上构件和下构件之间可以均布两个以上双出杆水压缸。

在使用时需与该水压变量泵连接的水箱、油箱、电机(或其他动力元件)为外部元件，不属于水压变量泵本身。

本发明与现有技术相比的优点和效果：

1、本发明采用油压元件和水压元件进行混合设计，通过成熟可靠的油压元件控制水压泵的参数，通过高速比例方向流量阀(或伺服阀)控制水压泵的流量，通过比例溢流阀对水压泵出水的最大压力(安全压力)比例控制和低压卸荷功能。

2、采用双出杆水压缸转换成水压泵、水压缸结构简单，密封性能好，易于实现高压。双出杆水缸并联连均布连接、受力均匀。水压缸数量多变，易于实现大流量、型号易扩展。

3、油压作动器的位移传感器与高速比例方向流量阀构成闭环控制，用于控制油压作动器的行程范围，避免可以水压缸运动到极限位置的冲击。

4、通过控制油压作动器的匀速运动辅以蓄能器和高速比例阀的快速通过中点，实现流量的无脉动。

本发明采用油压元件和水压元件进行混合设计，由油压元件和水压元件及机械机构和管路构成。既适合作为传输介质水压泵结构。也适合作为能量传输水压泵结构。结构通过油压元件、控制水压缸，使水压缸往复运动实现吸水、排水，实现控制水压变量泵功能。系统只采用了少量结构简单、工艺要求很低的水压元件(水压缸、单向阀、或蓄能器)，驱动和控制设计则采用油压元件。由于油压元件的开发技术成熟可靠，控制性能高，发展水平高，作为水压泵的驱动和控制可以有效降低体积，提高可靠性，提高控制性能。

附图说明：

图1本发明元件与管路连接结构图

图2本发明与传统设计理念的水压斜盘变量泵特性比较图

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步描述：