CN105179333B - 一种液压变压器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压变压器，属于液压元器件技术领域，是一种应用非常广泛、对于设计构建各种各类液压系统极为重要不可或缺的液压元器件，其应用于液压系统中可类比于交流电系统中的变压器，建立液压系统的恒压网络，实现多负载的不相关控制。液压变压器有一由多个双作用液压缸构成的转子，每一个双作用液压缸都在静压作用下，按增压液压缸的效应进行压力变换，其工作原理、基础理论就是静压传递的帕斯卡定律，初级回路用作液压马达驱动转子旋转，次级回路作为液压泵提供高压油连续稳定地输出。

Description

一种液压变压器

技术领域：

本发明涉及一种液压变压器，属于液压元器件技术领域，是一种应用非常广泛、对于设计构建各种各类液压系统极为重要不可或缺的液压元器件，其应用于液压系统中可类比于交流电系统中的变压器，建立液压系统的恒压网络，实现多负载的不相关控制。

背景技术：

现有技术中有一种常用液压元件——增压液压缸，增压液压缸利用同轴串联的两缸中活塞或柱塞截面的不同，可达到增压或降压的效果，增压液压缸不能称为变压器是因为它只能在单程中变压，而不能提供连续稳定的变压效应。然而若将增压液压缸置于交流液压系统中，则是一个不折不扣的变压器--交流液压变压器。只是在现有技术中所谓液压系统除特别指出外都是指直流液压系统，随处可见的也都是直流液压系统，交流液压变压器不能适用于直流液压系统，直流液压系统需要但还没有性能优良、效率高、运行可靠的变压器。

现有技术中直流液压变压器(以下仍简称为液压变压器)早在1965年就已出现，由一项美国专利公开，至今经过几十年的发展、改进，已在液压技术领域中有所应用，在建立恒压网络，提高系统和元件的效率等多方面取得了长足的进步，但无论是传统的或是现在改进的新型的液压变压器，都是通过调节液压变压器油源和负载间的流量，进而调整输出压力。实质上都只是一种液压泵和马达组合而成的比较起来结构简单紧凑的调节压力的装置，且作为一个独立元件存在，在网路中起到自动调节维持稳定压力的作用，叫做液压变压器。

前此，本人有一项发明专利(申请号：201510295059.2)，是一种曲面滚道斜盘轴向柱塞泵及马达。该发明的独特结构为本发明--液压变压器奠定了基础。

实用新型内容：

针对发明专利(申请号：201510295059.2)：一种曲面滚道斜盘轴向柱塞泵及马达的结构进行分析，它拥有两个配流盘和两个组合液压缸，有两个曲面滚道组成的滚道槽，有两个组合液压缸对置分缸所共用的双头柱塞，及对置分缸与所共用的双头柱塞组成的双作用轴向柱塞液压缸，就有了构成液压变压器的基础条件。让对置分缸分别有大小不同的缸径，双头柱塞两端有大小不同的截面与对置分缸适配，于是静止地看，每一个双作用轴向柱塞液压缸都是增压液压缸(或减压缸)，由一端施以一定压力而从另一端可获得增高或降低的压力，在运动的状态下，在其行程之内输出就达到了变压的效果。进而结合曲面滚道斜盘轴向柱塞泵及马达的结构进行机构相互作用的分析，就会发现我们已经有了一个结构简单、品质优良的液压变压器。

以下结合图1以增压为例描述液压变压器的工作过程：

由液压接口4输入压力油，经腰形槽5注入左组合液压缸1，在双头柱塞左端2的端面形成推力，这个推力传递到双头柱塞右端10，由于其截面积较小其端面单位面积压力增高，形成增压效应。柱塞右移，其前端空腔内油液以较高压力经右配流盘11的腰形槽由液压接口输出。柱塞右移的过程中柱塞中段的径向滚轴轴体19和滚子20与外壳18上的曲面滚道槽作用，产生旋转力矩使整个缸体旋转。当柱塞右移到达最右边时该柱塞中段的径向滚轴轴体19和滚子20也正好旋转到达曲面滚道槽的顶点，并在其它双作用轴向柱塞液压缸所产生的旋转力矩作用下越过顶点，同时在这个旋转力矩的驱动下，柱塞中段的径向滚轴轴体19和滚子20与外壳18上的曲面滚道槽作用，使柱塞开始反向向左移动，这时双头柱塞右端10端面前的空腔形成负压经由液压接口吸入油液，而双头柱塞左端2向左移动则将左空腔内油液经由液压接口排出。循此例，从图1中左侧上方的液压接口不断输入压力油作功后从图1中左侧下方的液压接口排出。由图1中右侧下方的液压接口不断吸入油液转动到增压位置增压后从图1中右侧上方的液压接口输出高压油。通过分析可得出结论：每一个双作用液压缸都在静压作用下，按增压液压缸的效应进行压力变换，其工作原理、基础理论就是静压传递的帕斯卡定律；图1中中分线以左，由上方的液压接口进油，下方的液压接口回油箱，构成液压变压器的初级回路，初级回路同时充作液压马达驱动转子旋转，中分线以右，由下方的液压接口进油，上方的液压接口输出高压油，构成液压变压器的次级回路，次级回路同时充作液压泵提供高压油连续稳定地输出。这就是液压变压器。

本发明涉及一种液压变压器，由两个配流盘和两个对置组合液压缸，两个曲面滚道组成的滚道槽，中间部位设有径向滚轴轴体的双头柱塞，及对置分缸与所共用的双头柱塞组成的双作用轴向柱塞液压缸组成，其特征在于：，所述两个对置组合液压缸中每一组合液压缸都由多个相同缸径的分缸组成，所述两个对置组合液压缸的分缸缸径大小不同，所述中间部位设有径向滚轴轴体的双头柱塞是双头截面大小不同的，双头分别与所述两个对置组合液压缸的分缸缸径适配，构成所述对置分缸与所共用的双头柱塞组成的双作用轴向柱塞液压缸。

附图说明：

图1是液压变压器结构图

图2是图1的A-A剖视图

图3是图1的B-B剖视图

图4是液压变压器工作连接示意图

图5是液压变压器另一工作连接示意图

其中：

1是左组合液压缸 2是双头柱塞左端 3是左配流盘

4是液压接口 5是腰形槽 6是花键

7是轴承 9是右组合液压缸

10是双头柱塞右端 11是右配流盘

13是轴 14是封盖 16是端盖

17是平键 18是外壳及曲面滚道槽 19是径向滚轴轴体

20是滚子 21是滑块 22是导轨滑槽

具体实施方式：

图4是液压变压器工作连接示意图，图中的矩形表示液压变压器，其内部结构及工作原理前面已经分析，现在仅就其外部连接做进一步辩识，如同图1中中分线以左的两个液压接口组成输入的初级回路，如同图1中中分线以右的两个液压接口则组成输出的次级回路，两回路彼此隔离，油液不会串混。将中分线以左的两个液压接口分别接到恒压源如蓄能罐，和回油箱，而中分线以右的两个液压接口均用阀门关断，此时没有输入也没有输出，变压器内部也没有转动。测量初级回路的压力将是储能罐的恒压，而次级回路则是经由液压变压器升高或降低的压力。将中分线以右的两个液压接口接到由负载配置的网络中，打开阀门，只要负载在该压力下的总排量不超出变压器的设计排量，则网络就保持恒压，每个负载各自运行，并可实现多负载的不相关控制。这是严格意义上的变压器，其特性与电力变压器在电路网络中的特性一一对应。有鉴于此，关于液压元器件的额定压力，额定功率，额定排量等等就有了明确的意义，这对于大的液压网络的配置、理论计算将产生深刻的影响。

图5是液压变压器另一工作连接示意图，在不需要对初级和次级的介质进行隔离的网路中可采用这样的连接。这样的连接的优势是作为马达的部分增加了、加强了、工况也改善了，因而稳压的自适应能力更大，效率更高。应当指出的是：当液压变压器用作降压时、用于剩余压力能回收时更要采用与此类似的连接方法。

Claims (1)

1.一种液压变压器，其外壳(18)上固定有由两个曲面滚道组成的曲面滚道槽、两个对置组合液压缸之间有导轨滑槽(22)，两个对置组合液压缸与轴(13)以花键(6)固连成为一转动体，转动体两端以轴承(7)支承、中间部位设有径向滚轴的双头柱塞，径向滚轴(19)置于所述曲面滚道槽中、所述对置组合液压缸中的一对缸口相向位置相应的分缸与所共用的所述双头柱塞组成双作用轴向柱塞液压缸、在所述对置组合液压缸的外侧分别有左、右配流盘(3、11)，所述左、右配流盘以平键与所述外壳连接可轴向滑动平移但不可转动，其特征在于：所述两个对置组合液压缸中每一组合液压缸都由多个相同缸径的分缸组成，所述两个对置组合液压缸的分缸缸径大小不同，所述中间部位设有径向滚轴的双头柱塞的双头截面大小不同，双头截面大小分别与所述两个对置组合液压缸的分缸缸径适配，构成两端分别有不同工作截面的双作用轴向柱塞液压缸。