CN104776002A - 集成式超高压增压泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成式超高压增压泵，包括比例电磁阀、阀板和能与活塞杆的端面发生感应并反馈到比例电磁阀的接近开关，阀板连接在油缸缸筒的顶部，比例电磁阀连接在阀板的顶部；左端盖和右端盖内均具有与阀板上的进油口相连通的高压油腔，阀板上的进油口与比例电磁阀的进油口连通，比例电磁阀的两个工作油腔分别与油缸缸筒内活塞两侧的低压油腔连通，两个活塞杆的自由端分别滑动配合在左端盖和右端盖的高压油腔内，油缸缸筒上设有与两个高压油腔均连通的输出油口。采用以上结构后，使泵体积更小，适用于各种场合，并且工作效率更高。

Description

集成式超高压增压泵

技术领域

本发明涉及液压油泵的技术领域，具体讲是一种集成式超高压增压泵。

背景技术

目前，越来越多的行业需要用到增压泵，用来提供输出较高压力的动力，而一般来说，行业内通常把输出压力超过35MPa的增压泵称为超高压增压泵。现有技术的增压泵，包括缸体、左端盖、右端盖、活塞和活塞杆，相当于一个往复式柱塞泵，在活塞的两端分别连接一根活塞杆，左端盖和右端盖分别连接在缸体的两端，活塞滑动连接在缸体内，活塞两端的活塞杆的端部分别滑动连接在左端盖和右端盖内。它的原理是利用大面积活塞的低压产生小面积活塞杆的高压，换句话说，缸体内活塞处的腔室为低压腔，而左端盖和右端盖内活塞杆处的腔室为高压腔。

如国家知识产权局网站上公开的公开号为CN102758772A的专利申请“双作用往复增压泵”，它是由双阶梯柱塞和泵体构成，在泵体上设有左容积腔和右容积腔，左容积腔内安装设有吸入阀组件Ⅰ和排出阀组件Ⅰ，右容积腔内安装设有吸入阀组件Ⅱ和排出阀组件Ⅱ，在左容积腔和右容积腔间安装了双阶梯柱塞及其密封组件，双阶梯柱塞及其密封组件将左容积腔和右容积腔隔开。它的双阶梯柱塞在一个往复运动行程中有两次流量排出行程，成倍的增加了泵的排出流量。又如国家知识产权局网站上公开的公开号为CN103615365A的专利申请“集成阀式气驱液增压泵”，它包括低压缸筒、增压活塞、前端盖、后端盖、集成阀、导流头、导气管、高压缸筒、单向阀、柱塞以及先导阀；其中前端盖、后端盖分别设置于低压缸筒两端，增压活塞收容于低压缸筒内，其两端分别安装有柱塞，集成阀安装在前端盖上，其通过导气管与后端盖上的导流头相连，高压缸筒分别设置在前端盖、后端盖的端部，各高压缸筒上配有两个单向阀，先导阀分别集成于前端盖、后端盖内。再如国家知识产权局网站上公开的公开号为CN103147953A的专利申请“新型超高压增压泵”，它包括柱塞式增压泵和换向机构，在柱塞式增压泵的两端低压腔端盖上分别设有换向容积腔，换向容积腔的一端与低压腔相通；其中换向机构为液控单向阀，换向容积腔的中车端与液控换向阀的控制端连接，在高压腔端盖的两端分别设有单向阀。

但是，上述这些结构的增压泵存在以下的问题：

1)对于第一种结构，由于增压的原理是通过大面积活塞的低压产生小面积活塞杆的高压，如果要增大泵的输出压力，只有增大活塞横截面面积与活塞杆横截面面积的比例，因此，要么减小活塞杆的横截面面积，要么增大活塞的横截面面积，但是，这种面积的调整毕竟是在有限的范围之内的，而要实现超高压的输出压力，势必要使活塞的横截面面积大幅度增加，但是，这样就会造成活塞及其油缸的横截面尺寸大幅度增大，继而使整个增压泵的体积变得庞大，因此，一方面会增加生产成本，另一方面它无法适用于空间较小的应用场合；

2)对于第二种结构，因为结构中涉及到众多的零件，如低压缸筒、增压活塞、前端盖、后端盖、集成阀、导流头、导气管、高压缸筒、单向阀、柱塞以及先导阀，光是阀就有集成阀、先导阀，光缸筒就有低压缸筒、高压缸筒，这些零件装配在一起后结构变得复杂；它采用了集成阀来控制增压活塞的自动换向，当增压活塞在低压缸筒内左右移动时，增压活塞及柱塞两端的压力达到平稳是完全依靠自身来调节的，因此，压力波动的时间较长，反馈速度较慢，从附图6的泵输出压力的波形曲线图来看，就是压力波段较长，主要集中在空档时间较长，因此反应到增压泵上就是工作效率较低，反应不够灵敏；

3)对于第三种结构，它虽然采用了液控换向阀来实现柱塞式增压泵内活塞的移动方向，但是，一方面液控换向阀与柱塞式增压泵的连接并不能稳固在一起，两者之间仍旧靠管路来连接，而这样会使整个装置变得零散而容易造成系统的不稳定；另一方面，与高压腔连通的单向阀也是位于增压泵外部并通过管路在外部连通，同样也使结构更加复杂、体积更加庞大；再一方面，如同第二种结构所存在的问题一样，它的压力波动的时间也较长，反馈速度较慢，因此同样存在着反应到增压泵上就是工作效率较低，反应不够灵敏的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种体积小、反应灵敏、工作效率高的集成式超高压增压泵。

为解决上述技术问题，本发明提供的集成式超高压增压泵，包括油缸缸筒、左端盖、右端盖、活塞和活塞杆，活塞杆为两根且分别连接在活塞的两端，活塞滑动连接在油缸缸筒内，左端盖和右端盖分别连接在油缸缸筒的左右两端；它还包括比例电磁阀、阀板和能与活塞杆的端面发生感应并反馈到比例电磁阀的接近开关，所述的阀板连接在油缸缸筒的顶部，比例电磁阀连接在阀板的顶部；所述的左端盖和右端盖内均具有与阀板上的进油口相连通的高压油腔，同时阀板上的进油口与比例电磁阀的进油口连通，比例电磁阀的两个工作油腔分别与油缸缸筒内活塞两侧的低压油腔连通，两个活塞杆的自由端分别滑动配合在左端盖和右端盖的高压油腔内，油缸缸筒上设有与两个高压油腔均连通的输出油口；所述的接近开关为两个，分别连接在左端盖和右端盖的外端处，接近开关的一端位于高压油腔内，并且两个接近开关均与比例电磁阀电连接。

所述连通的阀板的进油口与高压油腔之间设有第一单向阀，连通的油缸缸筒的输出油口与高压油腔之间设有第二单向阀；所述的第一单向阀连接在油缸缸筒内，且油液的流通走向为从进油口到高压油腔；所述的第二单向阀连接在左端盖或者右端盖内，且油液的流通走向为从高压油腔到输出油口。

所述的接近开关外设有保护套，保护套的一端与左端盖或者右端盖连接。

所述的油缸缸筒的输出油口处连接有压力传感器，该压力传感器与使用本增压泵的控制器电连接并在控制器上显示输出压力值。

采用以上结构后，本发明与现有技术相比，具有以下的优点：

1)由于本增压泵将比例电磁阀与油缸组件之间通过阀板集成在一起，使三者相对固定成一个模块，因此，便于运输及安装；同时，泵的输出压力在原有的基础上再增加了高压油腔中的通过活塞杆的作用而产生的高压油液，使输出压力大大增加，而且也无需增加活塞的横截面面积，因此，本增压泵体积小，适用于各种场合；

2)采用比例电磁阀和接近开关的组合，使活塞在左右移动的往复过程中反应更加灵敏、准确，从而反馈到比例电磁阀以便于比例电磁阀作出更加准确的判断与换向，因此，使泵的工作效率更高；

3)比例电磁阀的工作原理是阀内比例电磁铁输入电压信号产生相应动作，使工作阀阀芯产生位移，阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例压力、流量输出元件，因此，调节比例电磁阀的阀口尺寸，就能调节流入油缸缸筒内低压油腔的流量，从而控制活塞的移动速度，使增压泵输出压力达到不同的压力值，从而更加适合于实际应用中；

4)第一单向阀安装在油缸缸筒内，第二单向阀安装在左端盖或者右端盖内，省去了阀在外部的连通所需要的管路以及节省了安装空间，使本增压泵的结构更加紧凑、体积更小，更有利于集成化的目的；

5)接近开关外部保护套的设置，更加保护了在运输过程中由于碰撞而造成的接近开关的损坏；

6)在油缸缸筒的输出油口处安装的压力传感器，使增压泵的输出压力值在系统的控制器中得到更加直观的显示，从而能让使用者在实际应用中更加直观地掌握增压泵的输出压力值，并且通过调节比例电磁阀来实现设定的输出压力值。

附图说明

图1是本发明集成式超高压增压泵的立体结构示意图。

图2是本发明集成式超高压增压泵的剖视结构示意图。

图3是本发明中第一单向阀处的剖视结构示意图。

图4是本发明中第二单向阀处的剖视结构示意图。

图5是本发明集成式超高压增压泵的液压原理示意图。

图6是本发明与现有技术相比泵输出压力的波形曲线图。

其中，1、比例电磁阀；2、阀板；3、右端盖；4、接近开关；5、保护套；6、左端盖；7、油缸缸筒；8、进油口；9、输出油口；10、活塞杆；11、活塞；12、高压油腔；13、低压油腔；14、第一单向阀；15、第二单向阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。

由图1～图5所示的本发明集成式超高压增压泵的结构示意图和液压原理示意图可知，它包括油缸缸筒7、左端盖6、右端盖3、活塞11和活塞杆10，活塞杆10为两根且分别连接在活塞11的两端，活塞11滑动连接在油缸缸筒7内，左端盖6和右端盖3分别连接在油缸缸筒7的左右两端，换句话说，左端盖6连接在油缸缸筒7的左端，右端盖3连接在油缸缸筒7的右端。它还包括比例电磁阀1、阀板2和能与活塞杆11的端面发生感应并反馈到比例电磁阀1的接近开关4，所述的阀板2连接在油缸缸筒7的顶部，比例电磁阀1连接在阀板2的顶部。所述的左端盖6和右端盖3内均具有与阀板2上的进油口8相连通的高压油腔12，同时阀板2上的进油口8与比例电磁阀1的进油口连通，比例电磁阀1的两个工作油腔分别与油缸缸筒7内活塞11两侧的低压油腔13连通，两个活塞杆10的自由端分别滑动配合在左端盖6和右端盖3的高压油腔12内，油缸缸筒7上设有与两个高压油腔12均连通的输出油口9。所述的接近开关4为两个，分别连接在左端盖6和右端盖3的外端处，接近开关4的一端位于高压油腔12内，并且两个接近开关4均与比例电磁阀1电连接。

所述连通的阀板2的进油口8与高压油腔12之间设有第一单向阀14，连通的油缸缸筒7的输出油口9与高压油腔12之间设有第二单向阀15。所述的第一单向阀14连接在油缸缸筒7内，且油液的流通走向为从进油口8到高压油腔12。所述的第二单向阀15连接在左端盖6或者右端盖3内，且油液的流通走向为从高压油腔12到输出油口9。

所述的接近开关4外设有保护套5，保护套5一端与左端盖6或者右端盖3连接。

所述的油缸缸筒7的输出油口9处连接有压力传感器，该压力传感器与使用本增压泵的控制器电连接并在控制器上显示输出压力值。

从附图6所示的本发明与现有技术相比的泵输出压力的波形曲线图可知，下面一条波形曲线是现有技术的泵输出压力随时间而发生的变化曲线，其波长为t0。上面一条为本发明的泵输出压力随时间而发生的变化曲线，其波长为t1。通常，在活塞的一个往复过程中所形成的一个波段，其波形为矩形波，其高平显示的是输出压力值，其低平显示的是活塞换向时的压力值，从波形可以得知，低平的时间越长，其波长越长，泵输出压力中空档的时间较长，因此，其工作效率就越低。因此，从图中可以看出，t1＜t0，也就是说本发明的泵输出压力曲线中低平时间短，即波长较短，代表着活塞换向的时间较短，因此，其反应灵敏，工作效率大大高于现有技术中的增压泵。

本发明的工作原理是：将阀板2上的进油口8与系统的油箱接通，使油箱的油通过进油口8进入阀板2，在阀板2内经过油路沟通后，分成两路，其中一路通向比例电磁阀1的进油口，另一路通向油缸缸筒7内，油缸缸筒7内通过管路沟通油液分别经过第一单向阀14流入左端盖6内的高压油腔12和右端盖3内的高压油腔12；而同时，进入比例电磁阀1的油液从阀的工作油口经过阀板2的沟通流入油缸缸筒7内，当油液不断地从比例电磁阀1的其中一个工作油口流入活塞11左侧的低压油腔13时，该低压油腔13内的油压增高，推动活塞11向右端盖3靠近，从而使活塞11右侧的活塞杆10逐渐伸入右端盖3内的高压油腔12，从而压缩该处高压油腔12内的油液，使右端盖3内的高压油腔12集合了这一股高压油和之前直接从第一单向阀14处过来的一股高压油后，经过安装在右端盖3内的第二单向阀15向油缸缸筒7内的油路及输出油口9输出；反之，当油液不断地从比例电磁阀1的另外一个工作油口流入活塞11右侧的低压油腔13时，同理，活塞11左侧的活塞杆10逐渐伸入左端盖6内的高压油腔12，从而压缩该处高压油腔12内的油液，使左端盖6内的高压油腔12集合了这一股高压油和之前直接从第一单向阀14处过来的一股高压油后，经过安装在左端盖6内的第二单向阀15向油缸缸筒7内的油路及输出油口9输出；因此，无论比例电磁阀1将油连通任何一个工作口，油缸缸筒7处的输出油口9输出的都是高压油。而不管活塞11左侧或者右侧的活塞杆10端部移动至接近开关4的感应区域内时，接近开关4将信号反馈到比例电磁阀1，实现换向，因此，通过活塞杆10的左右移动与接近开关4的感应，使活塞11能灵活地在油缸缸筒7内变换方向，并且响应时间短。

Claims (4)

1.一种集成式超高压增压泵，包括油缸缸筒(7)、左端盖(6)、右端盖(3)、活塞(11)和活塞杆(10)，活塞杆(10)为两根且分别连接在活塞(11)的两端，活塞(11)滑动连接在油缸缸筒(7)内，左端盖(6)和右端盖(3)分别连接在油缸缸筒(7)的左右两端；其特征在于：它还包括比例电磁阀(1)、阀板(2)和能与活塞杆(11)的端面发生感应并反馈到比例电磁阀(1)的接近开关(4)，所述的阀板(2)连接在油缸缸筒(7)的顶部，比例电磁阀(1)连接在阀板(2)的顶部；所述的左端盖(6)和右端盖(3)内均具有与阀板(2)上的进油口(8)相连通的高压油腔(12)，同时阀板(2)上的进油口(8)与比例电磁阀(1)的进油口连通，比例电磁阀(1)的两个工作油腔分别与油缸缸筒(7)内活塞(11)两侧的低压油腔(13)连通，两个活塞杆(10)的自由端分别滑动配合在左端盖(6)和右端盖(3)的高压油腔(12)内，油缸缸筒(7)上设有与两个高压油腔(12)均连通的输出油口(9)；所述的接近开关(4)为两个，分别连接在左端盖(6)和右端盖(3)的外端处，接近开关(4)的一端位于高压油腔(12)内，并且两个接近开关(4)均与比例电磁阀(1)电连接。

2.根据权利要求1所述的集成式超高压增压泵，其特征在于：所述连通的阀板(2)的进油口(8)与高压油腔(12)之间设有第一单向阀(14)，连通的油缸缸筒(7)的输出油口(9)与高压油腔(12)之间设有第二单向阀(15)；所述的第一单向阀(14)连接在油缸缸筒(7)内，且油液的流通走向为从进油口(8)到高压油腔(12)；所述的第二单向阀(15)连接在左端盖(6)或者右端盖(3)内，且油液的流通走向为从高压油腔(12)到输出油口(9)。

3.根据权利要求1所述的集成式超高压增压泵，其特征在于：所述的接近开关(4)外设有保护套(5)，保护套(5)一端与左端盖(6)或者右端盖(3)连接。

4.根据权利要求1所述的集成式超高压增压泵，其特征在于：所述的油缸缸筒(7)的输出油口(9)处连接有压力传感器，该压力传感器与使用本增压泵的控制器电连接并在控制器上显示输出压力值。