[发明专利]一种可变量三柱塞超高压泵无效

专利信息
申请号: 201410567007.1 申请日: 2014-10-23
公开(公告)号: CN104358681A 公开(公告)日: 2015-02-18
发明(设计)人: 雷玉勇;陈玄;蒋代君;刘克福;张恕远 申请(专利权)人: 西华大学
主分类号: F04B49/12 分类号: F04B49/12
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 610039 四川省成都市金牛区*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 一种 变量 柱塞 高压泵
【说明书】:

技术领域

发明涉及超高压泵技术领域,特别涉及一种可变量三柱塞超高压泵,可用于超高压增压系统、高压水射流系统、高压流体传动与高压测试系统等。 

背景技术

水射流技术是用高压或超高压泵将普通水介质增压至300~420MPa,然后通过一个直径0.10 ~0.25mm的喷嘴,以2-3倍音速喷出,从而形成高速、高能、高穿透力水束,即高速水射流,可用于材料切割或工业清洗,由于其独特的优势,在机械制造、航空航天、汽车、军工和陶瓷等领域得到广泛应用。 

高压泵或超高压泵是水射流系统的关键部件,可谓其心脏。目前在水射流技术中广泛应用的超高压泵有两种类型:一种是液压驱动增压缸;另一种是直接驱动的三柱塞超高压泵。液压驱动增压缸利用大的活塞作用面积和小的柱塞作用面积比(增压比)实现增压,将液压输入压力提高若干倍输出超高压水压力,压力可达420MPa,甚至更高。增压缸的输出压力与液压输入压力成正比,因此,通过调整液压系统的输入压力,就可改变增压缸的输出压力。液压系统采用恒功率变量泵就可实现增压缸输出流量与所需工作流量的自动匹配,达到恒功率自动变量目的。对于直接驱动的三柱塞超高压泵,因其排量仅与柱塞行程和直径有关,结构上属于非变量泵,当采用普通三相交流电动机驱动时,若输出流量大于所需流量时,多余流量从系统溢流阀溢流,产生很大的功率损失。所以,通常采用交流电动机变频调速的方式来达到恒功率变量的目的,即当三柱塞超高压泵输出流量大于所需工作流量时,系统压力升高,输出功率增加,变频调速系统控制电动机转速降低,三柱塞超高压泵输出流量随之下降,反之亦然。这样就可保证系统的输出流量自动与所需工作流量匹配。但这种方式存在的问题是需要增加一套变频调速系统,不但使系统复杂、成本大大增加,而且压力调节存在一定的滞后。 

针对上述问题,本发明根据液压变量泵的原理,发明一种可变量三柱塞超高压泵。这种可变量三柱塞超高压泵通过改变柱塞行程来进行排量调节,实现变量泵功能,不仅结构紧凑,工作可靠,而且调节方便,成本低。可广泛用于超高压水射流系统、超高压流体传动与高压测试系统等,具有很高的实用价值。 

发明内容

本发明的目的是:为了解决目前广泛使用的三柱塞超高压泵不能变量的问题,本发明提供了一种可变量三柱塞超高压泵,应用可变量三柱塞超高压泵能可靠、方便、高效地实现恒功率自动变量。 

为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种可变量三柱塞超高压泵,它由曲轴(1)、连杆(2)、滑块(3)、变量油缸(4)和高压缸(7)组成。变量油缸(4)的活塞(5)通过活塞杆与滑块(3)相联,与变量油缸(4)的缸体相联的高压柱塞(6)伸入高压缸(7)的柱塞孔内,与高压缸形成密闭容积(8),配合单向阀(9)、(10)形成可变量容积式泵。 

述的可变量三柱塞超高压泵,变量油缸(4)为单杆活塞缸,缸体可相对于活塞(5)运动,缸体与高压柱塞(6)相联,变量油缸(4)上有两个接口,分别与无杆腔(18)和有杆腔(19)相通。 

述的可变量三柱塞超高压泵,外置有液压源(14)、液压蓄能器(12)和气囊(11),液压蓄能器(12)和安全阀(13)与液压源(14)并联,液压源(14)经单向阀(20)、单向阀(16)、顺序阀(15)与变量油缸(4)无杆腔(18)连通,变量油缸(4)的有杆腔(19)经节流阀(17)与气囊(11)相连,液压源(14)用于首次运行时对变量油缸(4)无杆腔(18)及液压蓄能器(12)充油,安全阀(13)使液压蓄能器(12)维持恒压,顺序阀(15)起调压作用,气囊(11)和节流阀(17)对变量油缸(4)的相对运动起缓冲作用。 

原动机带动曲轴(1)旋转运动,连杆(2)通过十字头带动滑块(3)、活塞(5)、变量油缸(4)的缸体及高压柱塞(6)往复运动,使密闭容积(8)周期性增大、缩小,当密闭容积(8)增大时,经单向阀(10)吸水(或其它流体介质),当密闭容积(8)缩小时,从单向阀(9)压出水(或其它流体介质),三柱塞超高压泵的三个柱塞交替作用,便可连续排出超高压水(或其它流体介质)。 

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