[实用新型]一种模块化低振高稳轻量型直驱式柱塞泵

说明书

本实用新型公开了一种模块化低振高稳轻量型直驱式柱塞泵，该直驱式柱塞泵分为动力模块、配流模块、连接模块、管路模块和承重模块；动力模块的两侧分别通过连接模块与配流模块连接后组成功能单元，功能单元呈多层重叠分布，相邻功能单元的上层和下层通过承重模块进行连接，管路模块设置在每层功能单元中。适用于以海淡水、矿物油等作为工作介质的液压系统。当多个功能单元按照规划速度曲线运动时，动力模块直线电机以三角波速度曲线按照nT/4(T为周期，n＝1,2…)的相位差启动使泵出口获得一个理论的恒流量值，确保模块化低振高稳轻量型直驱式柱塞泵在舰船及海洋探测等领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本实用新型涉及一种模块化低振高稳轻量型直线电机驱动式柱塞泵，适用于以海淡水、矿物油等作为工作介质的液压系统，在舰船、潜器、海洋探测等领域具有广泛应用前景。

背景技术

随着国际经济的发展和安全局势的变化，海洋越来越受到世界各国的重视，海洋资源的开发和保护对舰船的要求正朝着规模大型化和功能多样化的方向发展。特别是军用舰船，对其液压泵的生产与维修、噪声与振动、抗冲击能力、耐腐蚀性以及密封性能等都提出了较为严苛的要求。

针对传统液压泵及现有系统结构，为了解决其生产不灵活、维修困难、自身效率低、振动与噪声大等缺陷，一种新型的模块化低振高稳轻量型直线电机驱动柱塞泵应运而生。模块化低振高稳轻量型直驱式柱塞泵采用大推力直线电机作为动力模块，其动子通过连接模块直接带动柱塞实现往复运动，避免了传统的中间传动机构，使机械效率得到了大幅度的提高。高度集成化的配流模块与承重模块均采用高强度轻量化的金属及复合材料。各功能单元间通过柔性管路连接，承重模块间增设剪切式橡胶隔振器，这不仅阻断了振动的耦合，还对流量及压力脉动进行了限制。与传统船用泵相比，在振动和噪声控制等方面优势明显。可以预见，本实用新型专利在流体传动以及机电系统中具有广泛的应用前景。

实用新型内容

本实用新型的目的是要解决传统船用泵及现有结构振动噪声大、振动耦合严重、流量及压力脉动大、生产灵活性不足、维修不方便等问题。以功能实现为基础，采用模块化设计的理念，探索直驱式柱塞泵新的结构形式，能够有效解决以往系统中出现的诸多问题。

本实用新型采用的技术方案为一种模块化低振高稳轻量型直驱式柱塞泵，该直驱式柱塞泵分为动力模块、配流模块、连接模块、管路模块和承重模块；动力模块的两侧分别通过连接模块与配流模块连接后组成功能单元，功能单元呈多层重叠分布，相邻功能单元的上层和下层通过承重模块进行连接，管路模块设置在每层功能单元中。

动力模块以直线电机为核心；配流模块包括缸体、缸筒、柱塞、管式吸入单向阀和压出单向阀；连接模块由关节轴承、平头销轴及连接板组成；管路模块由进水管路、出水管路和连接管路a、连接管路b组成；承重模块包括承重立柱、支撑横梁及缸体支撑。

直线电机的输出轴通过关节轴承及平头销轴与柱塞连接，缸筒安装于缸体内并由法兰进行支撑，缸体安装在缸体支撑上；关节轴承安装在连接板上；连接板上设有长圆孔，长圆孔与关节轴承相配合，确保平头销轴在竖直方向的自由度。

每层功能单元的直线电机通过内六角螺栓固定在支撑横梁上，上层功能单元的支撑横梁和下层功能单元的支撑横梁与承重立柱通过螺栓连接；管式吸入单向阀和压出单向阀通过管接头与缸体固定，而后分别与进水管路及连接管路a、连接管路b连接，连接管路b最终与出水管路汇合，连接管路a竖向布置，连接管路b水平布置；底层的直线电机、缸体及承重立柱均通过内六角螺栓与底板连接固定，剪切式橡胶隔振器通过螺栓安装在底板的底部。

顶层配流模块的缸体上设有加强筋，保证结构的稳定。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用平板式直线电机作为动力模块，相比于传统旋转电机式柱塞泵，没有了中间传动环节，有效地提高了系统的效率；同时，直线电机的壳体、动子板及封装等采用轻量化材料制造，满足轻量化的设计要求。