CN106194572B - 采用阀控的高压流体马达及采用阀控的高压流体泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用阀控的高压流体马达及采用阀控的高压流体泵。采用阀控的高压流体马达，包括箱体，箱体内沿箱体轴向设有传动曲轴，传动曲轴上沿径向设有连杆机构和凸轮机构；连杆机构的杆端设有柱塞机构，柱塞机构连有用于通过循环开闭以从外界引入流体推动柱塞机构循环运转做功的进出阀门，进出阀门与外界流体接触；凸轮机构的输出端通过杠杆机构连接进出阀门并控制进出阀门的开闭。整个结构简单，采用机械方式由各部分循环响应，响应速度快。适应于高压大流量的使用环境，适用于海水或者其他流体为介质；可以用于模块化的潮汐发电系统或者其他重工业系统。

Description

采用阀控的高压流体马达及采用阀控的高压流体泵

技术领域

本发明涉及流体介质发电设备技术领域，特别地，涉及一种采用阀控的高压流体马达。此外，本发明还涉及一种包括上述采用阀控的高压流体马达的采用阀控的高压流体阀控泵。

背景技术

现有的流体马达主要以液压油。而液压油属于矿物油，由于矿物油作为工作介质存在易燃、泄漏和排放等问题，容易带来不安全隐患以及给环境带来污染，其能源消耗大以及制造和使用成本高，并且矿物油在长期使用过程中存在容易氧化变质，稠度受油温的影响大，在利用率低等问题。

由于上述问题的出现，现在又出现了一种以水为介质的流体马达，例如，专利号为CN200810064493名称为轮盘式水压马达；专利号为CN201010554971名称为活瓣式水压马达；专利号为CN201110379726名称为径向活塞滚球式端面配流低速大扭矩水压马达。但是这些马达均存在以下问题：由于海洋潮汐能会产生高压海水冲击，而上述结构均不适应于高压、大流量的使用环境；无法适用于海水为介质；由于水的粘稠度低，现有的马达的泄漏量大，造成能量转化效率低等问题；马达的转速低，响应慢等问题。

发明内容

本发明提供了一种采用阀控的高压流体马达及采用阀控的高压流体泵，以解决现有以水为介质的流体马达均不适应于高压、大流量的使用环境；马达的转速低，响应慢的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种采用阀控的高压流体马达，包括箱体，箱体内沿箱体轴向设有传动曲轴，传动曲轴上沿径向设有连杆机构和凸轮机构；连杆机构的杆端设有柱塞机构，柱塞机构连有用于通过循环开闭以从外界引入流体推动柱塞机构循环运转做功的进出阀门，进出阀门与外界流体接触；凸轮机构的输出端通过杠杆机构连接进出阀门并控制进出阀门的开闭。

进一步地，连杆机构包括主连杆和副连杆，主连杆转动连接于传动曲轴上，副连杆通过连杆销轴连接于主连杆上；主连杆的悬挑杆端转动连接于柱塞机构的柱塞上，副连杆的悬挑杆端转动连接于另一方向上的柱塞机构的柱塞上。

进一步地，柱塞机构包括通过活塞销轴转动连接于主连杆的悬挑杆端的柱塞以及嵌固于箱体内的柱塞套；柱塞套的第一端插入柱塞，柱塞套的第二端朝向进出阀门。

进一步地，进出阀门包括阀体、对开卡环、阀座、小阀芯和大阀芯；对开卡环设于阀体的流体进口并与阀体的阀腔相对布设，阀座同时套设于对开卡环和阀腔内，对开卡环与阀座之间设有用于迫使阀座朝向阀腔内移动的弹簧；小阀芯处于阀腔内并嵌合于阀座的内腔中，大阀芯可滑动地套设于小阀芯外并处于阀腔的流体出口处，通过阀体限制大阀芯进入阀腔；杠杆机构的施力端连接凸轮机构，杠杆机构的着力端顶抵于露在对开卡环外的阀座的端部。

进一步地，小阀芯端部设有用于防止大阀芯脱出的锥形构造，小阀芯处于阀腔内的部分设有用于限制大阀芯在小阀芯上的滑动距离的定位销。在进出阀门放水时通过进出阀门阀腔中的压力迫使小阀芯轴向移动泄压，小阀芯在轴向移动过程中通过定位销推动大阀芯打开。

进一步地，杠杆机构包括摇臂轴以及转动连接于摇臂轴上的摇臂，摇臂的第一端与凸轮机构连接，摇臂的第二端顶抵于阀座上。

进一步地，凸轮机构包括设于传动曲轴上的凸轮、滑动贴合于凸轮上的凸轮顶杆以及沿凸轮顶杆轴向装配于凸轮顶杆上的摇臂顶杆；摇臂顶杆的杆端通过摇臂调节螺钉连接在摇臂的第一端

进一步地，同一柱塞机构对应设置有多组进出阀门。

进一步地，箱体开设有沿箱体轴向贯穿箱体前端面和后端面的贯通开窗，箱体的前端面开窗封盖有前端盖，箱体的后端面开窗封盖有后端盖；传动曲轴两端分别转配于前端盖和后端盖上；传动曲轴包括装配于前端盖上的主曲轴以及装配于后端盖的支撑曲轴，主曲轴的转动轴线与支撑曲轴的转动轴线同轴布置，且主曲轴与支撑曲轴固接；主曲轴设有用于连接动力输出或者插入前一个阀控马达的外键槽，支撑曲轴设有用于承受后一个阀控马达或者连接润滑油泵的内键槽。

进一步地，对应布设的连杆机构、凸轮机构、柱塞机构和进出阀门构成一组独立运行的马达单元，同一箱体内腔中的同一传动曲轴上连有多组马达单元，多组马达单元沿传动曲轴的周向分布。

进一步地，传动曲轴、连杆机构、凸轮机构中的至少一个中设有润滑机构；润滑机构包括齿轮马达，齿轮马达通过吸油滤网和润滑油流向控制阀组进行吸油；齿轮马达加压后，给传动曲轴压润滑，同时为箱体内腔中的其他部分提供喷溅润滑；润滑机构还包括用于控制润滑系统润滑油压力的溢流阀、用于控制喷溅润滑流量的节流阀、用于控制喷溅润滑压力的减压阀以及用于压力检测的压力表。

根据本发明的另一方面，还提供了一种采用阀控的高压流体泵，包括上述采用阀控的高压流体马达，将传动曲轴替换为带滚道的滚轴，同时将连杆机构替换为滚柱，滚柱滚动配合于带滚道的滚轴的滚道上；带滚道的滚轴的滚道两侧均设有凸轮机构的凸轮，用于控制进出阀门的打开或关闭。

根据本发明的另一方面，还提供了一种采用阀控的高压流体泵，包括上述采用阀控的高压流体马达；进出阀门作为低压流体进流阀单元，进出阀门内还增设有用于流体通过低压流体进流阀单元进入并通过柱塞机构加压输出的高压流体输出阀单元；高压流体输出阀单元包括处于高压流体输出阀单元的阀腔内并靠近柱塞机构布设的出液单向阀以及处于高压流体输出阀单元的阀腔内并靠近外界流体布设的定位卡环，出液单向阀与定位卡环之间设有用于推动出液单向阀以封闭高压流体输出阀单元的流体进口的出液弹簧。

本发明具有以下有益效果：

本发明采用阀控的高压流体马达，通过进出阀门的循环开闭引入流体，流体的循环进入推动柱塞机构循环运动做功，柱塞机构循环运动做功推动连杆机构往复运动并带动传动曲轴转动，通过传动曲轴实现扭矩的输出，传动曲轴转动的同时带动凸轮机构运转，凸轮机构通过杠杆机构控制进出阀门的循环开闭，从而实现整个阀控马达的循环运转过程。整个结构简单，采用机械方式由各部分循环响应，响应速度快。适应于高压大流量的使用环境，适用于海水或者其他流体为介质；可以用于模块化的潮汐发电系统或者其他重工业系统。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的采用阀控的高压流体马达的结构示意图；

图2是本发明优选实施例的带多个马达单元的阀控马达的结构示意图；

图3是本发明优选实施例的采用流体介质的阀控泵的结构示意图；

图4是本发明优选实施例的曲轴凸轮结构示意图；

图5是本发明优选实施例的带滚道的滚轴凸轮结构示意图；

图6是本发明优选实施例的带滚道的滚轴与柱塞机构的组合结构示意图。

图例说明：

1、箱体；101、前端盖；102、后端盖；2、传动曲轴；201、主曲轴；2011、外键槽；202、支撑曲轴；2021、内键槽；3、连杆机构；301、主连杆；302、副连杆；303、连杆销轴；4、凸轮机构；401、凸轮；402、凸轮顶杆；403、摇臂顶杆；404、摇臂调节螺钉；5、柱塞机构；501、柱塞；502、柱塞套；503、活塞销轴；6、进出阀门；601、阀体；602、对开卡环；603、阀座；604、小阀芯；605、大阀芯；606、弹簧；607、锥形构造；608、定位销；7、杠杆机构；701、摇臂轴；702、摇臂；8、马达单元；9、润滑机构；901、齿轮马达；902、吸油滤网；903、润滑油流向控制阀组；904、溢流阀；905、节流阀；906、减压阀；907、压力表；10、高压流体输出阀单元；1001、出液单向阀；1002、定位卡环；1003、出液弹簧；11、带滚道的滚轴；12、滚柱。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1是本发明优选实施例的采用阀控的高压流体马达的结构示意图；图2是本发明优选实施例的带多个马达单元的阀控马达的结构示意图；图3是本发明优选实施例的采用流体介质的阀控泵的结构示意图；图4是本发明优选实施例的曲轴凸轮结构示意图；图5是本发明优选实施例的带滚道的滚轴凸轮结构示意图；图6是本发明优选实施例的带滚道的滚轴与柱塞机构的组合结构示意图。

如图1所示，本实施例的采用阀控的高压流体马达，包括箱体1，箱体1内沿箱体1轴向设有传动曲轴2，传动曲轴2上沿径向设有连杆机构3和凸轮机构4；连杆机构3的杆端设有柱塞机构5，柱塞机构5连有用于通过循环开闭以从外界引入流体推动柱塞机构5循环运转做功的进出阀门6，进出阀门6与外界流体接触；凸轮机构4的输出端通过杠杆机构7连接进出阀门6并控制进出阀门6的开闭。本发明采用阀控的高压流体马达，通过进出阀门6的循环开闭引入流体，流体的循环进入推动柱塞机构5循环运动做功，柱塞机构5循环运动做功推动连杆机构3往复运动并带动传动曲轴2转动，通过传动曲轴2实现扭矩的输出，传动曲轴2转动的同时带动凸轮机构4运转，凸轮机构4通过杠杆机构7控制进出阀门6的循环开闭，从而实现整个阀控马达的循环运转过程。整个结构简单，采用机械方式由各部分循环响应，响应速度快。适应于高压大流量的使用环境，适用于海水或者其他流体为介质；可以用于模块化的潮汐发电系统或者其他重工业系统。

如图1和图4所示，本实施例中，连杆机构3包括主连杆301和副连杆302。主连杆301转动连接于传动曲轴2上。副连杆302通过连杆销轴303连接于主连杆301上。主连杆301的悬挑杆端转动连接于柱塞机构5的柱塞501上，副连杆302的悬挑杆端转动连接于另一方向上的柱塞机构5的柱塞501上。通过相互之间的机械运动传递快速响应，实现动力源输出。

如图1所示，本实施例中，柱塞机构5包括通过活塞销轴503转动连接于主连杆301的悬挑杆端的柱塞501以及嵌固于箱体1内的柱塞套502。柱塞套502的第一端插入柱塞501。柱塞套502的第二端朝向进出阀门6。通过相互之间的机械运动传递快速响应，实现动力源输出。

如图1所示，本实施例中，进出阀门6包括阀体601、对开卡环602、阀座603、小阀芯604和大阀芯605。对开卡环602设于阀体601的流体进口并与阀体601的阀腔相对布设。阀座603同时套设于对开卡环602和阀腔内。对开卡环602与阀座603之间设有用于迫使阀座603朝向阀腔内移动的弹簧606。小阀芯604处于阀腔内并嵌合于阀座603的内腔中。大阀芯605可滑动地套设于小阀芯604外并处于阀腔的流体出口处，通过阀体601限制大阀芯605进入阀腔；杠杆机构7的施力端连接凸轮机构4。杠杆机构7的着力端顶抵于露在对开卡环602外的阀座603的端部。可选地，小阀芯604与阀座603之间采用螺纹配合连接和/或锥度配合连接。从而限制小阀芯604与阀座603之间的相对位置关系，提高连接的稳定性。当小阀芯604与阀座603之间采用锥度配合以及螺纹配合连接时，可以形成相互连接的自锁结构，使得连接以后的小阀芯604与阀座603不易脱开，连接稳定性更好。

如图1所示，本实施例中，小阀芯604端部设有用于防止大阀芯605脱出的锥形构造607。小阀芯604处于阀腔内的部分设有用于限制大阀芯605在小阀芯604上的滑动距离的定位销608。在进出阀门6放水时通过进出阀门6阀腔中的压力迫使小阀芯604轴向移动泄压，小阀芯604在轴向移动过程中通过定位销608推动大阀芯605打开。

如图1所示，本实施例中，杠杆机构7包括摇臂轴701以及转动连接于摇臂轴701上的摇臂702。摇臂702的第一端与凸轮机构4连接，摇臂702的第二端顶抵于阀座603上。

如图1和图4所示，本实施例中，凸轮机构4包括设于传动曲轴2上的凸轮401、滑动贴合于凸轮401上的凸轮顶杆402以及沿凸轮顶杆402轴向装配于凸轮顶杆402上的摇臂顶杆403。摇臂顶杆403的杆端通过摇臂调节螺钉404连接在摇臂702的第一端。可选地，凸轮顶杆402与摇臂顶杆403可以采用整体杆件结构。可选地，凸轮401的轮廓线是传动曲轴2的一部分，如图4所示。凸轮顶杆402与摇臂顶杆403之间依靠内球面和外球面在弹簧606的外力下紧贴在一起。凸轮顶杆402在前端盖101和后端盖102的径向孔内上下滑动。凸轮顶杆402的悬挑端紧贴在传动曲轴2的凸轮401的凸轮面处。

如图1所示，本实施例中，同一柱塞机构5对应设置有多组进出阀门6。

如图1、图4和图5所示，本实施例中，箱体1开设有沿箱体1轴向贯穿箱体1前端面和后端面的贯通开窗。箱体1的前端面开窗封盖有前端盖101。箱体1的后端面开窗封盖有后端盖102。传动曲轴2两端分别转配于前端盖101和后端盖102上。传动曲轴2包括装配于前端盖101上的主曲轴201以及装配于后端盖102的支撑曲轴202。主曲轴201的转动轴线与支撑曲轴202的转动轴线同轴布置，且主曲轴201与支撑曲轴202固接。主曲轴201设有用于连接动力输出或者插入前一个阀控马达的外键槽2011。支撑曲轴202设有用于承受后一个阀控马达或者连接润滑油泵的内键槽2021。可选地，前端盖101和后端盖102均径向开孔，以供凸轮机构4的凸轮顶杆402径向移动。

如图1、图2、图4和图5所示，本实施例中，对应布设的连杆机构3、凸轮机构4、柱塞机构5和进出阀门6构成一组独立运行的马达单元8。同一箱体1内腔中的同一传动曲轴2上连有多组马达单元8。多组马达单元8沿传动曲轴2的周向分布。

如图1、图4和图5所示，本实施例中，传动曲轴2、连杆机构3、凸轮机构4中的至少一个中设有润滑机构9。润滑机构9包括齿轮马达901。齿轮马达901通过吸油滤网902和润滑油流向控制阀组903进行吸油。齿轮马达901加压后，给传动曲轴2动压润滑，同时为箱体1内腔中的其他部分提供喷溅润滑。润滑机构9还包括用于控制润滑系统润滑油压力的溢流阀904、用于控制喷溅润滑流量的节流阀905、用于控制喷溅润滑压力的减压阀906以及用于压力检测的压力表907。

如图1、图2、图3、图5和图6所示，本实施例的采用阀控的高压流体泵，包括上述采用阀控的高压流体马达，将传动曲轴2替换为带滚道的滚轴11，同时将连杆机构3替换为滚柱12，滚柱12滚动配合于带滚道的滚轴11的滚道上。滚柱12可滚动地装配于柱塞机构5的柱塞501上，滚柱12通过在滚道的起伏表面滚动带动柱塞501在柱塞机构5的柱塞套502内往复运动。带滚道的滚轴11的滚道两侧均设有凸轮机构4的凸轮401，带滚道的滚轴11的同时使得凸轮401转动，凸轮401的转动产生间歇式传动力并通过凸轮机构4传递至进出阀门6，用于控制进出阀门6的打开或关闭。使得进出阀门6的打开和关闭循环进行。

如图1、图2、图3、图4和图5所示，本实施例的采用阀控的高压流体泵，包括上述采用阀控的高压流体马达。进出阀门6作为低压流体进流阀单元。进出阀门6内还增设有用于流体通过低压流体进流阀单元进入并通过柱塞机构5加压输出的高压流体输出阀单元10。高压流体输出阀单元10包括处于高压流体输出阀单元10的阀腔内并靠近柱塞机构5布设的出液单向阀1001以及处于高压流体输出阀单元10的阀腔内并靠近外界流体布设的定位卡环1002。出液单向阀1001与定位卡环1002之间设有用于推动出液单向阀1001以封闭高压流体输出阀单元10的流体进口的出液弹簧1003。

实施时，提供一种以海水或者其他流体为介质的阀控马达(泵)，具体包含：曲轴连杆部分、柱塞部分、机体、阀控部分、润滑部分、叠加支架部分。此六部分相互独立，组成该阀控马达，排列方式为星型，单个阀控马达(泵)可以有五缸、七缸或者九缸。每五缸、七缸或者九缸缸组成一个不可分割的独立马达(泵)。独立马达(泵)可以按照需要进行叠加，叠加数量原则上没有限制，但考虑实际情况一般叠加数量控制在五个以下。泵和马达的转换只需要更换相应阀控模块(进出阀门6)即可，简单方便灵活。

阀控马达各缸中的活塞位置由曲轴的位置而定，所以马达未旋转时总有(n+1)/2个缸总是与高压海水腔接通(缸体总数为n)，当有高压海水进入工作腔时，在海水的压力下，推动柱塞501向前运动，柱塞501将所获得的力和速度，通过主连杆301或者副连杆302传递给主曲轴201和支撑曲轴202，使主曲轴201和支撑曲轴202开始做旋转运动。

主曲轴201和支撑曲轴202靠曲轴连接螺钉连接在一起，且保证轴向定位精度，主曲轴201和支撑曲轴202靠抗剪切圆锥销来提供定位和扭矩传递。主曲轴201中有油道，用来润滑主曲轴201和主连杆301，采用的是动压润滑方式。主曲轴201和支撑曲轴202两端都有凸轮401，在前端盖101和后端盖102有凸轮顶杆402的滑轨，保证凸轮顶杆402在弹簧606的作用下紧贴在凸轮上，不会向其他的方向移动。当主曲轴201和支撑曲轴202转动时，凸轮顶杆402就可以上下移动，从而推动摇臂702上下移动，从而控制由阀座603、小阀芯604、定位销608和大阀芯605组成的进出阀门6的开启或者关闭。阀座603和小阀芯604通过锥度定位，螺纹拧紧。大阀芯605套在小阀芯604上可以自由上下移动，但位置靠定位销608限制。同时大阀芯605的周围有四个小孔。进出阀门6开启时，阀座603、小阀芯604和定位销608在摇臂702的作用下向下运动，而大阀芯605在活塞腔的余压下会紧贴阀体601，此时流体会从大阀芯605周围四个小孔流走，当阀座603、小阀芯604和定位销608在摇臂702的作用下继续向下运动，直到定位销608开始接触大阀芯605时，大阀芯605才会开始向下运动。直至大阀芯605全部打开。

主曲轴201有外键槽2011，用来连接动力输出或者插入前一个独立马达的支撑曲轴202，支撑曲轴202有内键槽2021，用来承受后一个独立马达的主曲轴201，或者是连接润滑油泵(齿轮马达901)。主曲轴201上有平衡块，主要用来维持整个旋转的动平衡和降低整机的震动。主连杆301和副连杆302的连接靠连杆销轴303。前端盖101与主曲轴201靠主轴承连接承载。同时前端盖101上有密封圈，用于密封压力润滑油路。同时密封机箱内部的润滑油。后端盖102与支撑曲轴202靠支撑轴承连接承载。同时后端盖102上有密封圈，用于密封机箱内部的润滑油。前端盖101和后端盖102靠螺纹连接在箱体1上，机座靠螺钉和前端盖101连接，同时机座上有抗扭矩销，当需要用多个独立马达时，后一个的抗扭矩销就插入前一个独立马达的后端盖102，从而使得多个独立马达可以紧固可靠的连接在一起。

主连杆301和副连杆302靠活塞销轴503与柱塞501连接在一起，柱塞套502镶嵌在箱体1内，当排量需要改变时，同时更换柱塞501和柱塞套502即可。

齿轮马达901被安装在后端盖102上，齿轮马达901的作用是做双向泵用。当主曲轴201和支撑曲轴202开始做旋转运动时，齿轮马达901通过吸油滤网902和润滑油流向控制阀组903进行吸油，通过齿轮马达901加压后，给传动曲轴2或者带滚道的滚轴11动压润滑，同时为上部的阀控部分(进出阀门6)提供喷溅润滑。润滑油流向控制阀组903的作用是不论主曲轴201正时针或是逆时针旋转，润滑油流向控制阀组903都能有固定的高压出油口。同时溢流阀904、节流阀905、减压阀906、压力表907，分别控制系统压力、喷溅润滑流量、喷溅润滑压力以及各处的压力检测。

当主曲轴201和支撑曲轴202开始做旋转运动时，紧贴凸轮的凸轮顶杆402还是沿着径向上下移动。从而使凸轮顶杆402顶动摇臂702，使摇臂702的另一端开始接触阀座603，从而使阀座603、小阀芯604和定位销608在摇臂702的作用下向下运动，而大阀芯605在活塞腔的余压下会紧贴阀体601，此时流体会从大阀芯605周围四个小孔流走，当阀座603、小阀芯604和定位销608在摇臂702的作用下继续向下运动，直到定位销608开始接触大阀芯605时，大阀芯605才会开始向下运动。直至大阀芯605全部打开。使液体进入或流出活塞腔，从而完成一次关闭或者打开，当所有阀门依次关闭或者打开一次，即使马达完成了一个圆周的做工。当此循环不断重复，马达就可以源源不断的做工。

阀控泵的实施方式

由图3和图1所示，只需将图1中的阀控部分(进出阀门6)更换成图3的阀控部分，那么此机构即完成由马达到泵的转变，同时摇臂702在左或者右，决定了泵是正转还是反转。

由图3所示，当柱塞501向内运动时，摇臂702打开阀座603、小阀芯604、定位销608和大阀芯605，其打开放式与马达打开方式一样。当柱塞501向外运动时，阀座603、小阀芯604、定位销608和大阀芯605已经关闭。同时推开，向外界提供高压流体。在外界提供的动力下，阀座603、小阀芯604、定位销608和大阀芯605与出液单向阀1001按顺序的打开关闭，从而源源不断的提供高压流体。

独立马达的活塞有两个工作状态，一是高压流体介质通过进水阀门进入缸体，推动曲轴连杆运动，二是曲轴连杆推动柱塞，使流体介质通过出水阀门流出缸体，进水阀门和出水阀门的打开靠摇臂顶开，摇臂顶开的动力和时间来自曲轴上的凸轮机构。

独立马达的活塞有两个工作状态，一是曲轴连杆推动柱塞，使流体介质加压，从而推动泵控阀块的出水单向阀，二是曲轴连杆拉动柱塞，与此同时，进水阀门在摇臂的顶压下打开，从而使海水通过进水阀门进入缸体，为下一次加压做准备，进水阀门的打开靠摇臂顶开，摇臂顶开的动力和时间来自曲轴上的凸轮结构。

阀控马达(泵)用于一种利用潮汐、波浪、洋流的模块发电系统中，或者其他重工业领域，可以以海水或者其他流体为介质的流体马达(泵)，由于具有模块化、可组合式、微泄露、功率大等特点，也可以用于军民各种所需场合。泵和马达的转换只需要跟换相应模块即可。提高市场的通用性，降低厂家生产成本。

采用曲轴上的凸轮实现自动打开和关闭进水阀和放水阀的控制方式。采用尖角密封和密封件实现马达的控制方法。进出阀门采用锥度定位，螺纹拧紧，同时采用先导泄压方式。曲轴采用分体式，靠螺钉连接，靠圆锥销定位传递扭矩。可以通过更换阀控部分完成马达与泵的互转。采用双向马达做泵，给系统供润滑油。流向控制阀组保证不论主轴的正反转，输出的压力口是同一个。采用抗剪切销和支架完成单个马达(泵)的组装。整个系统采用星型布局。系统采用顶杆和摇臂，大大提高系统反应速度。泵和马达的排量可以通过更换柱塞部分来改变排量。

由于此采用阀控的高压流体马达或采用阀控的高压流体泵用于潮汐发电领域，考虑到水轮机的主轴较粗，故采用阀控的高压流体马达或采用阀控的高压流体泵的主轴可按图5实施，即空心主轴，相对应的曲轴改成滚道，在滚道两侧设置凸轮，用于控制阀门的开启与关闭。

适应高压大流量的使用环境。适用于海水或者其他流体为介质。本设计采用尖角密封加密封圈密封，马达的泄漏量小，能量转化效率高。可以让马达和泵相互转换。解决了传统阀控马达的转速低，响应慢等问题。解决了现有流体马达和泵的压力排量小、效率低等问题。可以用于模块化的潮汐发电系统或者其他重工业系统。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种采用阀控的高压流体马达，采用海水为介质，适用于海洋潮汐能产生的高压海水冲击环境，包括箱体（1），

其特征在于，

箱体（1）内沿所述箱体（1）轴向设有传动曲轴（2），

所述传动曲轴（2）上沿径向设有连杆机构（3）和凸轮机构（4）；

所述连杆机构（3）的杆端设有柱塞机构（5），

所述柱塞机构（5）连有用于通过循环开闭以从外界引入流体推动所述柱塞机构（5）循环运转做功的进出阀门（6），

所述进出阀门（6）与外界流体接触；

所述凸轮机构（4）的输出端通过杠杆机构（7）连接所述进出阀门（6）并控制所述进出阀门（6）的开闭；

对应布设的连杆机构（3）、凸轮机构（4）、柱塞机构（5）和进出阀门（6）构成一组独立运行的马达单元（8），同一箱体（1）内腔中的同一传动曲轴（2）上连有多组马达单元（8），多组马达单元（8）沿传动曲轴（2）的周向分布；通过各个马达单元（8）的进出阀门（6）的循环开闭从外界引入流体，流体的循环进入推动各个马达单元（8）的柱塞机构（5）循环运动做功，柱塞机构（5）循环运动做功推动连杆机构（3）往复运动并带动传动曲轴（2）转动，通过传动曲轴（2）实现扭矩的输出，传动曲轴（2）转动的同时带动凸轮机构（4）运转，凸轮机构（4）通过杠杆机构（7）控制各个马达单元（8）的进出阀门（6）的循环开闭，从而实现整个阀控马达的循环运转过程；

进出阀门（6）包括阀体（601）、对开卡环（602）、阀座（603）、小阀芯（604）和大阀芯（605）；对开卡环（602）设于阀体（601）的流体进口并与阀体（601）的阀腔相对布设；阀座（603）同时套设于对开卡环（602）和阀腔内；对开卡环（602）与阀座（603）之间设有用于迫使阀座（603）朝向阀腔内移动的弹簧（606）；小阀芯（604）处于阀腔内并嵌合于阀座（603）的内腔中；大阀芯（605）可滑动地套设于小阀芯（604）外并处于阀腔的流体出口处，通过阀体（601）限制大阀芯（605）进入阀腔；杠杆机构（7）的施力端连接凸轮机构（4）；杠杆机构（7）的着力端顶抵于露在对开卡环（602）外的阀座（603）的端部；小阀芯（604）与阀座（603）之间采用螺纹配合连接和锥度配合连接，从而限制小阀芯（604）与阀座（603）之间的相对位置关系，提高连接的稳定性；当小阀芯（604）与阀座（603）之间采用锥度配合以及螺纹配合连接时，形成相互连接的自锁结构，使得连接以后的小阀芯（604）与阀座（603）不易脱开，连接稳定性更好。

2.根据权利要求1所述的采用阀控的高压流体马达，其特征在于，

所述连杆机构（3）包括主连杆（301）和副连杆（302），

所述主连杆（301）转动连接于所述传动曲轴（2）上，所述副连杆（302）通过连杆销轴（303）连接于所述主连杆（301）上；

所述主连杆（301）的悬挑杆端转动连接于所述柱塞机构（5）的柱塞（501）上，所述副连杆（302）的悬挑杆端转动连接于另一方向上的所述柱塞机构（5）的柱塞（501）上。

3.根据权利要求2所述的采用阀控的高压流体马达，其特征在于，

所述柱塞机构（5）还包括嵌固于所述箱体（1）内的柱塞套（502）；

所述柱塞套（502）的第一端插入所述柱塞（501），

所述柱塞套（502）的第二端朝向所述进出阀门（6）。

4.根据权利要求1所述的采用阀控的高压流体马达，其特征在于，

所述小阀芯（604）端部设有用于防止所述大阀芯（605）脱出的锥形构造（607），

所述小阀芯（604）处于阀腔内的部分设有用于限制所述大阀芯（605）在所述小阀芯（604）上的滑动距离的定位销（608），在所述进出阀门（6）放水时通过所述进出阀门（6）阀腔中的压力迫使所述小阀芯（604）轴向移动泄压，所述小阀芯（604）在轴向移动过程中通过所述定位销（608）推动所述大阀芯（605）打开。

5.根据权利要求4所述的采用阀控的高压流体马达，其特征在于，

所述杠杆机构（7）包括摇臂轴（701）以及转动连接于所述摇臂轴（701）上的摇臂（702），

所述摇臂（702）的第一端与所述凸轮机构（4）连接，

所述摇臂（702）的第二端顶抵于所述阀座（603）上。

6.根据权利要求5所述的采用阀控的高压流体马达，其特征在于，

所述凸轮机构（4）包括设于所述传动曲轴（2）上的凸轮（401）、滑动贴合于所述凸轮（401）上的凸轮顶杆（402）以及沿所述凸轮顶杆（402）轴向装配于所述凸轮顶杆（402）上的摇臂顶杆（403）；

所述摇臂顶杆（403）的杆端通过摇臂调节螺钉（404）连接在所述摇臂（702）的第一端。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的采用阀控的高压流体马达，其特征在于，

同一所述柱塞机构（5）对应设置有多组所述进出阀门（6）。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的采用阀控的高压流体马达，其特征在于，

所述箱体（1）开设有沿所述箱体（1）轴向贯穿所述箱体（1）前端面和后端面的贯通开窗，

所述箱体（1）的前端面开窗封盖有前端盖（101），

所述箱体（1）的后端面开窗封盖有后端盖（102）；

所述传动曲轴（2）两端分别装配于所述前端盖（101）和所述后端盖（102）上；

所述传动曲轴（2）包括装配于所述前端盖（101）上的主曲轴（201）以及装配于所述后端盖（102）的支撑曲轴（202），

所述主曲轴（201）的转动轴线与所述支撑曲轴（202）的转动轴线同轴布置，且所述主曲轴（201）与所述支撑曲轴（202）固接；

所述主曲轴（201）设有用于连接动力输出或者插入前一个阀控马达的外键槽（2011），所述支撑曲轴（202）设有用于承受后一个阀控马达或者连接润滑油泵的内键槽（2021）；

所述前端盖（101）和所述后端盖（102）均径向开孔，以供所述凸轮机构（4）的凸轮顶杆（402）径向移动。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的采用阀控的高压流体马达，其特征在于，

所述传动曲轴（2）、所述连杆机构（3）、所述凸轮机构（4）中的至少一个中设有润滑机构（9）；

所述润滑机构（9）包括齿轮马达（901），所述齿轮马达（901）通过吸油滤网（902）和润滑油流向控制阀组（903）进行吸油；

所述齿轮马达（901）加压后，给所述传动曲轴（2）动压润滑，同时为所述箱体（1）内腔中的其他部分提供喷溅润滑。

10.根据权利要求1至9任一项所述的采用阀控的高压流体马达，其特征在于，

将传动曲轴（2）替换为带滚道的滚轴（11），同时将连杆机构（3）替换为滚柱（12），滚柱（12）滚动配合于带滚道的滚轴（11）的滚道上；

带滚道的滚轴（11）的滚道两侧均设有凸轮机构（4）的凸轮（401），用于控制进出阀门（6）的打开或关闭。

11.一种采用阀控的高压流体泵，其特征在于，

包括权利要求1至10中任一项所述的采用阀控的高压流体马达；

进出阀门（6）作为低压流体进流阀单元，

进出阀门（6）内还增设有用于流体通过低压流体进流阀单元进入并通过柱塞机构（5）加压输出的高压流体输出阀单元（10）；

高压流体输出阀单元（10）包括处于高压流体输出阀单元（10）的阀腔内并靠近柱塞机构（5）布设的出液单向阀（1001）以及处于高压流体输出阀单元（10）的阀腔内并靠近外界流体布设的定位卡环（1002），

出液单向阀（1001）与定位卡环（1002）之间设有用于推动出液单向阀（1001）以封闭高压流体输出阀单元（10）的流体进口的出液弹簧（1003）。