CN101029634A - 液压负反馈多用泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液压负反馈多用泵，具有油箱、泵电机组、先导式溢流阀、可调节流阀、高压进油管和回油管，其中：所述高压进油管路连通有快速换向机构和负反馈油缸总成，负反馈油缸总成的油路与快速换向机构的油路相连通；所述快速换向机构由液控二位四通阀和位于液控二位四通阀两端的两个快跳阀组成；所述负反馈油缸由缸体和位于负反馈油缸内腔的负反馈活塞总成构成；所述液控二位四通阀的阀芯腔两端的内壁上轴向方向上设有回油槽，所述负反馈油缸缸体两端上设有上负反馈槽和下负反馈槽，上、下负反馈槽与快跳阀孔相连通。与现有技术相比，具有结构紧凑，体积小，成本低，能实现高频往复换向和大功率的输出，节能效果好。

Description

液压负反馈多用泵

技术领域

本发明涉及泵类技术领域，尤其涉及液压负反馈多用泵。

技术背景

泵是一种输送液体、气体、泥浆的一种机械设备，它是将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体动能增加从而沿管道输送。按运动方式可分为二类，一类是回转式，如离心式水泵，深井电泵等；另一类是直线往复泵，如：油抽子，轴向柱塞泵，经向柱塞泵，游梁式抽油机的井下泵等。这两类泵的原动力，通常用电动机或内燃机，直接输出只能驱动回转泵，若要把回转运动变为直线运动，一种方法使用平面四连杆机构，把回转运动转换为直线运动，另一种则是驱动液压泵，泵出的液压油驱动油缸作直线运动，若往复运动，则需要由换向阀来实现换向，使液压缸的活塞及活塞杆作直线往复运动。换向伐有电控的，气控的，液控的，但都不适应于频繁换向，根本不能高频换向。电磁阀换向时，电磁阀的响应速度为0.08-0.12秒，因此换向频率在6-8次/秒，且推力小，寿命短。

发明内容

为解决现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种结构紧凑，体积小，成本低，能实现高频往复换向和大功率的输出，节能效果好的液压负反馈多用泵。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：液压负反馈多用泵，具有装有液压油的油箱、泵电机组、单向阀、先导式溢流阀、手动二位三通阀、可调节流阀、高压进油管和回油管，其中：所述高压进油管路连通快速换向机构，快速换向机构的油路与负反馈油缸的油路相连通；所述快速换向机构由液控二位四通阀和位于液控二位四通阀两端的两个快跳阀组成；所述负反馈油缸由负反馈油缸缸体和位于负反馈油缸内腔的负反馈活塞总成构成；所述液控二位四通阀具有阀体，阀体内设有阀芯腔，阀芯位于阀芯腔内，阀芯腔两端的内壁上轴向方向上设有回油槽，阀体上设有高压动油进油P口和高压动油回油O口，高压动油进油P口与高压进油管相连，高压动油回油O口与动油回油管相连，位于阀芯腔两端的阀体上分别设有与阀芯腔相连通的快跳阀孔，快跳阀位于快跳阀孔内；所述负反馈油缸的无活塞杆腔与有活塞杆腔的两端的缸体上设有上负反馈槽和下负反馈槽，上负反馈槽与快速换向机构下端的快跳阀孔相连通，下负反馈槽连通有控制油道，控制油道的出口连通快速换向机构上端的快跳阀孔，无活塞杆腔上端侧部连通油缸上腔通道，油缸上腔通道的另一端连通液控二位四通阀的A口，有活塞杆腔下端侧部连通油缸下腔通道，油缸下腔通道的另一端连通液控二位四通阀B口。

所述负反馈活塞总成具有活塞、活塞环和活塞杆，活塞的上下端部具有可分别与上、下负反馈槽相配合的上凸台和下凸台，在上、下凸台的侧面和端面之间分别设有返程补油通道，在返程补油通道内设有单向阀。

所述负反馈活塞总成的活塞杆的输出端连接有动力油缸，动力油缸具有动力油缸缸体、动力油缸活塞，缸体无活塞杆腔端部设有流体可进入的吸入通道，吸入通道内设有单向阀，在动力油缸活塞上设有可贯穿动力油缸活塞的过渡通道，在过渡通道内设单向阀，动力油缸有活塞杆腔的上端连通有出液管。

本发明的有益效果：该液压负反馈多用泵的动力元件由油箱、泵电机组、先导式溢流阀、手动二位三通阀、可调节流阀组成，动力元件的进油管与快速换向机构相连通，快速换向机构的油路与负反馈油缸的油路相连通，快速换向机构由液控二位四通阀和位于液控二位四通阀两端的两个快跳阀组成，快跳阀可推动液控二位四通阀的阀芯住复动作，从而调整与负反馈油缸油路的连接，实现负反馈油缸的活塞杆作直线往复运动，通过调节可调节流阀的流量，并通过负反馈油缸与快速换向机构互负反馈来调整负反馈油缸的活塞杆的换向频率。负反馈油缸的油路响应速度可达1250-1350m/s，可实现高频换向，频率范围由零到几百万次，同时实现大功率的能量输出。该液压负反馈多用泵由动力元件和由快速换向机构和负反馈油缸组成的负反馈油路组成，负反馈油路可集成在一起为整体式或分体式，结构紧凑，体积小，布局合理，且成本低。该液压负反馈多用泵具有多种用途，用于抽取地下原油，与目前技术性能最好、抽油量最大的游梁式抽油机相比，重量减轻20倍，日抽油量提高16倍，用电量仅占游梁式抽油机的五分之一，节能效果好，且安装维修方便，故障率低，使用寿命长，更有利于海洋油田及沙漠油田的开采，深井开采、稠油开采，还可用于抽取水、水泥浆及计量泵使用。

下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步详细的说明。

附图说明

图1为本发明液压负反馈多用泵的结构示意图。

图2为负反馈活塞总成的结构示意图。

图3为本发明液压负反馈多用泵的动力油缸另一种结构示意图。

具体实施方式

如图1、2所示的液压负反馈多用泵，具有装有液压油的油箱1，油箱内设置有隔板2，将油箱下部空间隔成两部分，以便回油管输出的液压油进行沉淀，泵电机组3的入口位于隔板一侧油箱内，泵电机组3的输出管连接有单向阀5，单向阀5连接先导式溢流阀6和手动二位三通阀7，先导式溢流阀6的出口连通油箱1，手动二位三通阀7的出口连接可调节流阀8，与可调节流阀8连接的高压进油管9输出高压油，回油管43的管道上设有细滤器4，回油管43出口位于油箱隔板的另一侧油箱内。高压进油管9连通有快速换向机构，快速换向机构和负反馈油缸为一整体式结构，也可以为分体式结构。快速换向机构由液控二位四通阀和位于液控二位四通阀两端的两个快跳阀组成；液控二位四通阀具有阀体11，阀体11内设有阀芯腔，阀芯13位于阀芯腔内，阀体11上设有高压动油进油P口和高压动油回油O口，高压动油进油P口与高压进油管9相连通，高压动油回油O口与回油管43相连通，液控二位四通阀的阀芯腔两端的内壁上轴向方向上设有回油槽14，使阀芯13在位于阀芯腔的一侧位置时保持阀芯端部的阀芯腔与回油管相连通，减小阀芯换向时的运动阻力，位于阀芯腔两端的阀体上分别设有与阀芯腔相连通的快跳阀孔17、44，快跳阀12、16位于快跳阀孔17、44内；负反馈油缸由负反馈油缸缸体和负反馈活塞总成20构成，负反馈油缸的无活塞杆腔与有活塞杆腔的两端的缸体19上设有上负反馈槽18和下负反馈槽21，上负反馈槽18与快速换向机构下端的快跳阀孔17相连通，下负反馈槽21连通有控制油道29，控制油道29的出口连通快速换向机构上端的快跳阀孔44，无活塞杆腔上端侧部连通油缸上腔通道15，油缸上腔通道15的另一端连通液控二位四通阀A口，有活塞杆腔下端侧部连通油缸下腔通道28，油缸下腔通道28的另一端连通液控二位四通阀的B口。如图3所示的负反馈活塞总成，具有活塞46、活塞环45和活塞杆48，活塞的上下端部具有可分别与上、下负反馈槽相配合的上凸台30和下凸台47，在上、下凸台的侧面和端面之间分别设有返程补油通道31、33，在返程补油通道内设有单向阀32、34。当活塞位于无活塞杆腔的上端部返向向下运动时，由于上凸台端部位于上负反馈槽18内，在上负反馈槽18内形成了负压，此时油缸上腔油道29的高压油可通过返程补油通道31和单向阀32进入上负反馈槽18内，从而消除了负压的反作用力，当活塞位于有活塞杆腔的下端部时情况相同。负反馈活塞总成的活塞杆的输出端连接有动力油缸，动力油缸具有动力油缸缸体22和动力油缸活塞23，缸体端部设有流体可进入的吸入通道，吸入通道内设有单向阀27，在动力油缸活塞上设有可贯穿动力油缸活塞的过渡通道24，在过渡通道24内设单向阀25，动力油缸有活塞杆腔的上端连通有出液管10。作为动力油缸也可以是另一种结构，如图3所示：负反馈活塞总成的活塞杆的输出端连接有动力油缸，动力油缸具有动力油缸缸体22、动力油缸活塞，动力油缸活塞将动力油缸缸体分为有活塞杆腔和无活塞杆腔，在有活塞杆腔的动力油缸缸体上设有上进液通道42和上出液通道35，上进液通道42和上出液通道35内分别设有单向阀41、36，在无活塞杆腔的动力油缸缸体上设有下进液通道39和下出液通道37，下进液通道39和下出液通道37内分别设有单向阀40、38，上出液通道35和下出液通道37与出液管10相连。

作为本发明，以液压站作为输出高压油，连接快速换向机构和负反馈油缸，构成负反馈往复输出动能机构，均属本发明保护范围。

工作原理：

参见液压负反馈多用泵结构示意图。当泵电机组3起动后，动力油由吸油管吸入泵内并泵出，经单向阀5、手动二位三通阀7、可调节流阀8、高压动力油管9、液控二位四通阀的P口→A口，进入负反馈油缸的无活塞杆腔，负反馈油缸的有活塞杆腔的液体经液控二位四通阀的B口→O口，经回油管43、滤油器4流回油箱1。此时，负反馈活塞总成下行，同时带动动力油缸活塞下行。无活塞杆腔容积减小，进液单向阀27关闭，有活塞杆腔容积增大，出液单向阀25打开，液体进入有活塞杆腔；当负反馈活塞总成的下凸台进入负反馈油缸的下负反馈槽21时，下负反馈槽21内油液压力增高，被增高的油液经控制油道29推动快跳阀12，使液控二位四通阀换向，见图1所示液控二位四通阀阀芯所处位置，此时高压动力油由P口→B口，经油缸下腔油道28进入负反馈油缸的有活塞杆腔，无活塞杆的油液经油缸上腔通道15、液控二位四通阀的A口、O口沟通回油管43，流回油箱1，此时活塞开始上行，负反馈活塞总成的活塞杆带动动力油缸活塞上行，动力油缸有活塞杆腔的容积变小，有活塞杆腔内的液体通过出液管泵出，同时无活塞杆腔进液。当负反馈活塞总成的上凸台进入负反馈油缸的上负反馈槽18时，上负反馈槽18内液体压力升高，从而推动快跳阀16上移，使液控二位四通阀换向，负反馈油缸的无活塞杆腔进高压油，有活塞杆腔与回油管沟通，负反馈活塞总成开始下行，这样周而复始将液体泵出。当系统压力越过调定压力时，先导式溢流阀6打开卸荷，从而确保系统安全。当泵液量要调大或调小时，只需转动可调节流阀8手柄即可，当不需泵液时，推动手动二位三通阀7，使泵电机组3泵出的油液经手动二位三通阀直接流回油箱。

Claims (5)

1、一种液压负反馈多用泵，具有装有液压油的油箱、泵电机组、单向阀、先导式溢流阀、手动二位三通阀、可调节流阀、高压进油管和回油管，其特征在于：所述高压进油管路连通快速换向机构，快速换向机构的油路与负反馈油缸的油路相连通；所述快速换向机构由液控二位四通阀和位于液控二位四通阀两端的两个快跳阀组成；所述负反馈油缸由负反馈油缸缸体和位于负反馈油缸内腔的负反馈活塞总成构成；所述液控二位四通阀具有阀体，阀体内设有阀芯腔，阀芯位于阀芯腔内，阀芯腔两端的内壁上轴向方向上设有回油槽，阀体上设有高压动油进油P口和高压动油回油O口，高压动油进油P口与高压进油管相连，高压动油回油O口与动油回油管相连，位于阀芯腔两端的阀体上分别设有与阀芯腔相连通的快跳阀孔，快跳阀位于快跳阀孔内；所述负反馈油缸的无活塞杆腔与有活塞杆腔的两端的缸体上设有上负反馈槽和下负反馈槽，上负反馈槽与快速换向机构下端的快跳阀孔相连通，下负反馈槽连通有控制油道，控制油道的出口连通快速换向机构上端的快跳阀孔，无活塞杆腔上端侧部连通油缸上腔通道，油缸上腔通道的另一端连通液控二位四通阀的A口，有活塞杆腔下端侧部连通油缸下腔通道，油缸下腔通道的另一端连通液控二位四通阀B口。

2、根据权利要求1所述的液压负反馈多用泵，其特征在于：所述负反馈活塞总成具有活塞、活塞环和活塞杆，活塞的上下端部具有可分别与上、下负反馈槽相配合的上凸台和下凸台，在上、下凸台的侧面和端面之间分别设有返程补油通道，在返程补油通道内设有单向阀。

3、根据权利要求1或2所述的液压负反馈多用泵，其特征在于：所述负反馈活塞总成的活塞杆的输出端连接有动力油缸，动力油缸具有动力油缸缸体、动力油缸活塞，缸体端部设有流体可进入的吸入通道，吸入通道内设有单向阀，在动力油缸活塞上设有可贯穿动力油缸活塞的过渡通道，在过渡通道内设单向阀，动力油缸有活塞杆腔的上端连通有出液管。

4、根据权利要求1或2所述的液压负反馈多用泵，其特征在于：所述负反馈活塞总成的活塞杆的输出端连接有动力油缸，动力油缸具有动力油缸缸体、动力油缸活塞，在有活塞杆腔的动力油缸缸体上设有上进液通道和上出液通道，上进液通道和上出液通道内分别设有单向阀，在无活塞杆腔的动力油缸缸体上设有下进液通道和下出液通道，下进液通道和下出液通道内分别设有单向阀，上出液通道和下出液通道与出液管相连。

5、根据权利要求1所述的液压负反馈多用泵，其特征在于：所述油箱内设置有隔板，高压进油管和回油管分别置于油箱隔板两侧，回油管的出口连接有滤油器。

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