CN103821687A

CN103821687A - 气液泵

Info

Publication number: CN103821687A
Application number: CN201410077430.3A
Authority: CN
Inventors: 王培朕; 林成昌; 梁慧强; 王向东
Original assignee: SHANGHAI WILL BO MACHINERY Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI WILL BO MACHINERY Co Ltd
Priority date: 2014-03-04
Filing date: 2014-03-04
Publication date: 2014-05-28

Abstract

本发明供了一种气液泵，包括气缸活塞杆、气缸活塞、气缸、油缸活塞、油缸、油缸活塞杆，所述气缸的一端与所述油缸的一端固定连接，所述气缸和所述油缸的连接处设置有连接螺栓，气缸活塞和气缸活塞杆设置在所述气缸的内部，所述气缸活塞和所述气缸活塞杆固定连接，所述气缸活塞杆从所述气缸的另一端伸出，所述油缸活塞杆和所述油缸活塞设置在所述油缸的内部，所述油缸活塞杆和所述油缸活塞固定连接，所述油缸活塞杆从所述油缸的另一端伸出，所述油缸活塞的两端各有两个单向阀设置在所述油缸的侧壁上。本发明体积小巧，应用灵活；输出压力高，输出范围广；温升小；适用范围广；易于调节；维护简单，操作安全，可应用于多个领域。

Description

气液泵

技术领域

本发明涉及一种动力装置，具体地，涉及一种气液泵。

背景技术

气液增压泵工作原理类似于压力增压器，对大径空气驱动活塞施加一个很低的压力，当此压力作用于一个小面积活塞上时，产生一个高压，通过一个二位五通气控换向阀，增压泵能够实现连续运行。由单向阀控制的高压柱塞不断的将液体排出，气液泵的出口压力大小、空气驱动压力与气缸、油缸的面积比有关。当驱动部分和输出液体部分之间的压力达到平衡时，增压泵会停止运行，不再消耗空气。当输出压力下降或空气驱动压力增加时，增压泵会自动启动运行，直到再次达到压力平衡后自动停止。

目前，现有技术中所常见到的都是单作用泵，其原理如图1所示，只能做为一次打压，不能做往复循环，连续性不强。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种气液泵，本发明具有体积小巧，应用灵活；输出压力高，输出范围广；温升小；适用范围广；易于调节；维护简单，操作安全。

本发明的目的通过以下技术方案实现，一种气液泵，包括气缸活塞杆、气缸活塞、气缸、油缸活塞、油缸和油缸活塞杆，所述气缸的一端与所述油缸的一端通过法兰固定连接，所述气缸和所述油缸的连接处设置有连接螺栓，所述气缸活塞和所述气缸活塞杆设置在所述气缸的内部，所述气缸活塞和所述气缸活塞杆固定连接，所述气缸活塞杆从所述气缸的另一端伸出，所述油缸活塞杆和所述油缸活塞设置在所述油缸的内部，所述油缸活塞杆和所述油缸活塞固定连接，所述油缸活塞杆从所述油缸的另一端伸出，所述油缸活塞的两端各有两个单向阀设置在所述油缸的侧壁上。

优选的，所述气缸活塞与所述油缸活塞通过外螺纹与内螺纹连接在一起。

优选的，所述气缸活塞与所述油缸活塞的连接方式为同轴连接。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：气液泵由单向阀控制的高压柱塞不断地将液体排出，气液泵的出口压力、空气驱动压力与气缸、油缸的面积比有关，当驱动部分和输出液体部分之间的压力达到平衡时，气液泵会停止运行，不再消耗压缩空气，当输出压力下降或空气驱动压力增加时，气液泵会自动启动运行，直到再次达到压力平衡。本发明的具体优点如下：

（1）输出压力高：最大液体输出压力可达117MPa；

（2）温升小：气液泵原理决定温升很小，实验测定，二十四小时连续工作，温升小于3℃；

（3）体积小巧：仅是同样规格传统液压站体积的三分之一；

（4）适用范围广：工作介质可为液压油，水及大部分化学腐蚀性液体，而且可靠性高，免维护和寿命长；

（5）输出范围广：对所有型号泵仅需要较小气压就能平稳工作，此时获得最小流量，调节进气量后可获得不同流量；

（6）应用灵活：选用不同型号的泵，可获得不同的压力区域；

（7）易于调节：在泵的压力范围内，调节调节阀从而调节输入气压，输出液压得到调整；

（8）自动保压：无论何种原因造成的保压回路压力下降，气液泵都将自动启动，补充泄露压力，保持回路压力稳定；

（9）操作安全：采用气体驱动，无电弧及火花，可在危险场所使用；

（10）维护简单：其零件及密封少，维护简单；

（11）性价比高：气液泵是一种柱塞泵，工作时气液泵迅速往复工作，随着输出压力增高，泵的往复减慢直至停止，此时泵输出压力恒定，能量消耗最低，各部件停止运动，比常规电机泵节能80%，有利于节能，尤其用在保压要求比较高的场合。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是现有技术中的气液增压器的原理图；

图2是本发明的原理图；

图3是本发明的结构示意图；

图4是进气压力和二次压力的关系图；

图5是进气压力和二次压力的关系图；

图6是气压值和液压值的关系图；

图7是输入气压和输出流量的关系图。

图中：1、气缸活塞杆；2、气缸活塞；3、气缸；4、第一单向阀；5、油缸活塞；6、油缸；7、第二单向阀；8、油缸活塞杆；9、第三单向阀；10、第四单向阀；11、连接螺栓。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图2和图3所示的一种气液泵，包括气缸活塞杆1、气缸活塞2、气缸3、油缸活塞5、油缸6和油缸活塞杆7，气缸3的一端与油缸6的一端固定连接，气缸3和油缸6的连接处设置有连接螺栓11，气缸活塞2和气缸活塞杆1设置在气缸3的内部，气缸活塞2和气缸活塞杆1固定连接，气缸活塞杆1从气缸3的另一端伸出，油缸活塞杆8和油缸活塞5设置在油缸6的内部，油缸活塞杆8和油缸活塞5固定连接，油缸活塞杆8从油缸6的另一端伸出，油缸6的侧壁上设置有四个单向阀，其中第二单向阀7和第三单向阀9设置在油缸活塞5的一侧，第一单向阀4和第三单向阀10设置在油缸活塞5的另一端，气缸活塞2与油缸活塞5通过外螺纹与内螺纹同轴连接在一起。

本发明在使用中可以采用空气处理器，空气处理器包括过滤器、调压阀、给油器，起到对压缩空气进行过滤、调压、给油的功能。由于气液泵的输出液压压力与输入的压缩空气压力成倍数关系，因此调压阀在调整进入气液泵压缩空气的压力时也改变了输出的液压压力。但在输入的压缩空气压力改变时，经过普通的调压阀后压缩空气的压力也会有所改变，如图4所示，一般这种情况的出现不会影响全系统的使用，但在一些苛刻的要求时，就必须选用精密调压阀以保证输出的液压压力不变。精密调压阀设定灵敏度：0.2%F.S.以内；重复精度：±0.5%F.S.以内，如图5所示。

本发明在使用中可以采用控制器，控制器依据功能的的不同，分为三种，如下表1所示。

表1 控制器的分类和功能

^*瞬时放大泵液可在短时间能将气液泵的输出量提高1.8倍，但不能持续，之后转为平稳泵液或快速泵液。瞬时放大泵液量数值具体如表2所示。^**交互型的编程泵液在出厂时完成，出厂后无法更改。

表2 气液泵的压力-流量查询表

流量(L/min)	5.8	9.6	15	23.6	37.4	60.3	94.2
								瞬时放大泵液量（ml）	增压比	增压比	增压比	增压比	增压比	增压比	增压比
102	1.4
								160	2.3	1.4
250	3.8	2.5	1.4
								397	6	3.5	2.2	1.4
640	10	5.6	3.6	2	1.4
								1000	14	8.8	5.6	3.6	2.3	1.4
1563	23	13.7	8.8	5.6	3.6	2.2	1.4
								2560	37	22.5	14.4	9.2	5.8	3.6	2.3
4000	58	35	22.5	14.4	9	5.6	3.6
								6250	90	55	35	22.5	14.2	8.8	5.6

^*气缸使用气压范围应小于13bar。所标流量为最大流量。由于流量变化与气压变化有很大关系，用户应根据自身气压站可稳定提供稳定气压范围并结合气压-流量变化图选取合适型号。

本发明的组装过程如下：

根据预先要求的压力油量，计算出需要的气体的压力和气量；在计算出气缸与油缸的面积比；根据油缸、气缸的行程，生产出相应的油缸气缸；把气缸与油缸用法兰连接在一起；气缸与油缸的活塞可以外螺纹与内螺纹连接在一起，此处连接以同轴最佳；油缸上的进出油口可以采用螺纹接口的单向阀，把单向阀按照进出有的方向装在油缸上，这样气动泵即可装好；把组装好的气动泵安装在事先准备好的油箱上面；把油缸的那一头放在油箱里面；然后再装其他附件（压力表、空气处理器、控制器），换向阀用螺纹安装在面板上，用相关的气动软管连接起来；气液泵的所用零件可以在控制器的控制之下进行有序的工作，泵体气驱部分采用铝合金制造，液压部分根据介质不同可以选用碳钢、不锈钢或其他材料，泵的全套密封件根据实际情况可以选用合适的部件，从而保证和更好地实现气液泵的性能和功能。

本发明的气液泵具有以下特性：

（A）输出压力与输入压力的关系，如图6所示，其中细线部分表示重复性精度差。

（B）流量特性：气压-流量变化图如图7所示。

（C）压力波动：由于结构特点，气液泵在缸体转换时，会出现压力波动，压力波动随气液泵输出流量和输出压力的不同而不同。在无输出流量时压力没有波动。如液压缸保压时无输出流量，这时压力没有波动。而用于高速回转油缸时，油缸的泄漏量约为1000ml/min时，使用最大输出流量为9.6L，输出压力为24bar时，气液泵在缸体转换时，压力波动约为2～4bar。而当油缸的泄漏量增大时，气液泵在缸体转换时，压力波动随之变大。压力波动还与气液泵的输出压力成正比，输出压力越高时，在同一测试缸体上的压力波动就越大；反之，越小。如上述高速回转油缸，输出压力为24bar时，气液泵在缸体转换时，压力波动约为2～4bar；而输出压力为5bar时，气液泵在缸体转换时，压力波动可以忽略不计。

本发明提供的气液泵产品具有以下优点：

（1）输出压力高：最大液体输出压力可达117MPa；

（3）体积小巧：仅是同样规格传统液压站体积的三分之一；

（10）维护简单：其零件及密封少，维护简单；

本发明的典型应用领域如下：

（1）航空工业：静态及动态测试设备、起落架负载和冲击试验、飞机支架系统、液压服务小车、胎裂（更换轮胎）、拉伸成形、阀门测试时夹紧、飞机液压注油、清洁剂的输送和高压清洗、软管及圆管压力测试、压力表定刻度、自动控制仪表截止阀、发射塔拉力钢索的固定；

（2）柴油机：灌注燃料、喷油嘴测试；

（3）汽车工业：制动系统测试、倾斜驾驶室、支架系统、拖车固定、操作离合器、压进、压出缸套、焊接压力容器的泄漏测试、压轮胎入轮箍、变速箱泄漏测试；

（4）工业机器：滚动粉碎机（保持压力）、熔炉门的液压操作、低压接头的冷压成形、等压机、冲洗及冰箱冷凝器的静态测验、橡胶品及胶卷的压制成形、剪切、冲压、压纹、定位、锻模、成形、切割及压制的动力、皮革及塑料制品的压纹成形、露天潜孔钻机喷湿除尘；

（5）隧道工程：隧道平台和支架；

（6）石油化学工业：高压气体系统和仪器测试、泵送催化剂、向输送管道注射腐蚀剂、在危险区域输送流体、制冷器的清洗和测试、仪器校正；

（7）油田工业：液压蓄能器冲天防喷装置（气体增压泵可用于向蓄能器充氮）、从芯桶中移走芯棒、从插入式泵中移走柱塞、作独立的液压动力、取代手动泵、在开采石油和天然气井时往管道注射化学品或添加剂、注射抗腐蚀剂、防冻剂及乳化液分解剂、地面动力由地下安全阀控制、测试和校正泥料压力表和重量表、砾石压紧动力源、锁紧钻井绳伸缩装置以移动块料、给油井压实机加压；

（8）机床工业：磨床、钻孔机、齿轮切割机、焊接装置的夹紧、特氟龙、火药等的压制、大型液压冲床刹车、冲压机动力、弯管机动力、冲床安全垫、层压、热平压床动力、制冷器线圈模锻机动力、剪切管动力；

（9）化学工业：压缩空气或氮气至水面上、管道、圆管及压力容器测试、注射催化剂、离心原料、压制化学品、分散化学品、危险区域泵送物料；

（10）泵工业：泵体压力测试、动态密封泄露测试、轴承安装及拆卸动力、样机铸件破坏性试验、压制粉末金属件；

（11）能源工业：管及阀的耐压试验、安全水压的保压、泄漏试验；

（12）电器工业：电缆卷曲机器、海底电缆压力测试、除去电缆线上泥沙、用在电/液压伺服系统、传感器性能测试、设定压力开关；

（13）消防工业：灭火机压力测试、自动泡沫及洒水系统、填充灭火材料、阀和管道以及二氧化碳气缸的测试、防火管测试；

（14）密封行业：动密封及盖泄漏量测试、特氟龙密封成形、生产“O”形圈；

（15）土木工程：压力测试、效率测验、开动大型门阀等、固定管道的木质铺板的动力、不锈钢锅炉管测试、塑料管的压力测试；

（16）建筑：混凝土容器压力测试、操作液压平台、手动工具（钻孔）、混凝土钢筋拉伸动力、混凝土高层建筑的支架动力；

（17）阀工业：压力及功能性测验、疲劳周期测验、设定压力开关、阀及铸件的压力测试、压力开关及压力表循环测验；

（18）搬运：开动起重机、液压电梯、堆码机、矫直焊接金属海运货柜；

（19）海洋工业：锁紧螺旋桨螺帽、船舵动力、灌注燃料、水流清洗锅炉管、驱动执行器、管道、阀、锅炉、圆管、压力容器的压力测试；

（20）污水工业：去矿化作用,如反渗透作用及脱盐作用、废水管、排水管、水管的压力测试、渗漏测试；

（21）土壤结构：三轴元件测验岩石及水泥标本、湿度扩散测试；

（22）研究领域：测量学、静力学挤压、冷加工、材料强度测验、地质标本破坏性测验、等压压制、深海环境模拟分析；

（23）天燃气工业：阀、管道、气缸压力测试。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims

1.一种气液泵，其特征在于，包括气缸活塞杆、气缸活塞、气缸、油缸活塞、油缸和油缸活塞杆，所述气缸的一端与所述油缸的一端通过法兰固定连接，所述气缸和所述油缸的连接处设置有连接螺栓，所述气缸活塞和所述气缸活塞杆设置在所述气缸的内部，所述气缸活塞和所述气缸活塞杆固定连接，所述气缸活塞杆从所述气缸的另一端伸出，所述油缸活塞杆和所述油缸活塞设置在所述油缸的内部，所述油缸活塞杆和所述油缸活塞固定连接，所述油缸活塞杆从所述油缸的另一端伸出，所述油缸活塞的两端各有两个单向阀设置在所述油缸的侧壁上。

2.如权利要求1所述的一种气液泵，其特征在于，所述气缸活塞与所述油缸活塞通过外螺纹与内螺纹连接在一起。

3.如权利要求2所述的一种气液泵，其特征在于，所述气缸活塞与所述油缸活塞的连接方式为同轴连接。