CN106593979A - 插装式集成数字液压泵 - Google Patents

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    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/16—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
    • F15B11/17—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors using two or more pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

本发明涉及一种插装式集成数字液压泵，若干个单柱塞单排量往复旋转液压泵插装并联在一个泵体内，构成流量离散化的泵岛组合，每个单柱塞单排量往复旋转液压泵的排油口安装有单向阀，实现单泵之间输出流量的隔离。将具有流量离散化和控制信号离散化特征的单柱塞单排量往复旋转液压泵作为数字液压元件，由一系列单柱塞单排量往复旋转液压泵的插装并联组合后构成集成数字泵，从而形成数字液压泵系统；该液压泵可实现一个泵体上集成N个插装泵，理论上有2N种不同的流量输出，流量精细划分，实现真正意义上的数字流量液压系统，能提高数字泵系统的容错及降低单泵的故障对系统性能的影响；能简化系统结构，单位功率重量轻、结构新颖，能降低系统能耗。

Description

插装式集成数字液压泵
技术领域
本发明涉及一种液压泵，尤其是一种插装式集成液压泵。
背景技术
设备的液压系统一般采用定量泵，泵的排量大小要满足最大需用流量。然而除极少数情况外，大多数设备都只短时期以最大流量工作，因此，许多能量会在非峰值运行过程中被损耗掉。流量损失的问题，通常是利用能满足瞬时流量需要的变量泵来解决的。但是变量泵价格高、体积大，只能用大而重的高价变量泵才能供给非常大的流量。根据经验，变量泵的最大流量在180L/min以下时，才经济有效。超过这个流量，变量泵的使用费用低的优点就被附加费用所抵消了。另一种改进的方法是，采用一些列不同规格的定量泵组成的所谓数字泵系统，这些泵按不同的组合通断，以满足不同需用流量，有时也采用定量泵和变量泵的组合。
这种所谓的数字泵系统，虽然比普通变量系统供油方式有进步，但存在以下缺点：一般仅适用于2-5台泵的组合，组合通断和流量的变化调节比较有限，不利于流量精细划分，且最大流量受到限制；工效比较低、设备整体结构比较大，不利于液压系统的集成。
发明内容
为了有效改善传统的变量系统供油方式的缺点，本发明提供一种插装式集成数字液压泵，将具有流量离散化和控制信号离散化特征的单柱塞单排量往复旋转液压泵作为数字液压元件，由一系列单柱塞单排量往复旋转液压泵的插装并联组合后构成集成数字泵，从而形成数字液压泵系统；该液压泵可实现一个泵体上集成N个插装泵，理论上有2N种不同的流量输出，流量精细划分，实现真正意义上的数字流量液压系统（信号控制流量离散、离散流量元件组合）；能提高数字泵系统的容错及降低单泵的故障对系统性能的影响；简化了系统结构，单位功率重量轻、结构新颖，降低了系统能耗。
为实现上述目，本发明的技术方案是：一种插装式集成数字液压泵，具有一个泵体以及若干个具有流量离散化和控制信号离散化特征的单柱塞单排量往复旋转液压泵，若干个具有流量离散化和控制信号离散化特征的单柱塞单排量往复旋转液压泵插装并联在一个泵体内，构成流量离散化的泵岛组合，每个单柱塞单排量往复旋转液压泵的排油口安装有单向阀，实现单泵之间输出流量的隔离。
所述泵体上设置有公共的吸油口和排油口。每个单柱塞单排量往复旋转液压泵的电机连接数字控制器，通过数字控制器控制电机的运行数量和旋转速度，达到多种组合方式控制泵输出流量大小。
本发明的有益效果是：
1．一个泵体上集成N个插装泵，理论上有2N种不同的流量输出，流量精细划分，实现真正意义上的数字流量液压系统（信号控制流量离散、离散流量元件组合）。
2. 集成数字泵通过数字控制器和软件编程的方式，对不同单泵组件的电机启停和流量输出进行智能控制。
3.便于构成综合数字网和智能控制，为液压系统的机电一体化和智能化提供新的领域，实现智能液压数字技术。
4.能提高数字泵系统的容错及降低单泵的故障对系统性能的影响。
5.液压系统便于实现集成化、微型化、模块化。简化了系统结构，单位功率重量轻、结构新颖，降低了系统能耗。
6. 批量化机械加工相对容易，成本低。
附图说明
图1为本发明的插装式集成数字液压泵结构原理图；
图2为本发明的插装式集成数字液压泵结构剖视图；
图3为单柱塞单排量往复旋转液压泵结构剖视图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1，2所示，本发明的插装式集成数字液压泵，具有一个泵体11以及若干个具有流量离散化和控制信号离散化特征的单柱塞单排量往复旋转液压泵10，若干个具有流量离散化和控制信号离散化特征的单柱塞单排量往复旋转液压泵10插装并联在一个泵体11内，构成流量离散化的泵岛组合，每个单柱塞单排量往复旋转液压泵10的排油口安装有单向阀12，实现单泵之间输出流量的隔离。
本发明将具有流量离散化和控制信号离散化特征的单柱塞单排量往复旋转液压泵作为数字液压元件，由一系列单泵组件插装并联后构成流量离散化的泵岛组合，即集成数字泵。每个单泵的排油口设置有单向阀，进行单泵之间的隔离，方便其独立工作。通过对各个电机状态的编码，如二进制信号方式，可方便控制地每个单泵组件的启停，集成N个单泵组件理论上就有2N种不同的流量输出，实现流量精细划分。集成数字泵通过数字控制器进行数据处理和控制，实现智能控制。图1所示原理图为8个数字液压泵单元组合的集成数字泵。
插装式集成数字液压泵的具体连接结构如下：
（1）单泵组件为一种单柱塞单排量往复旋转式液压驱动器，如图3所示，主要由电机7、转轴1、浮动联轴节2、泵芯4、左、右泵套3，6组成，见图2。泵的吸油口为S，出油口为P。电机7输出的转矩通过转轴1传递给泵芯4。转轴1和泵芯4间通过钢球连接，形成浮动联轴节2，使泵芯4在泵套里旋转。泵套与泵芯4间通过钢球机构5使泵芯4在旋转的同时沿这泵芯4圆柱表面的余弦曲线做轴向往复运动。泵套上有吸油孔，泵芯上开有对应吸油槽。泵芯4旋转使泵芯4的吸油槽与泵套的吸油孔交替通断，同时伴随着泵芯4的左右轴向往复运动交替改变油腔的体积，实现吸排油功能。电机7为伺服电机或高速电机，通过改变电机7的转速和方向方便的实现流量或方向的变化。
（2）单泵组件通过螺纹插装的方式安装在集成数字液压泵的泵体内。图3所示，为8个单泵组件安装在一个泵体内。
（3）每个单泵组件的排油口安装有单向阀，实现单泵之间输出流量的隔离，便于独立工作；泵排油时，单向阀开启；泵吸油时单向阀关闭。
（4）泵体上设置有公共的吸油口和排油口。
（5）用数字控制器控制电机的运行数量和旋转速度，达到多种组合方式控制泵输出流量大小的目的。

Claims (3)

1.一种插装式集成数字液压泵，具有一个泵体(11)以及若干个具有流量离散化和控制信号离散化特征的单柱塞单排量往复旋转液压泵(10)，其特征在于：若干个具有流量离散化和控制信号离散化特征的单柱塞单排量往复旋转液压泵(10)插装并联在一个泵体(11)内，构成流量离散化的泵岛组合，每个单柱塞单排量往复旋转液压泵(10)的排油口安装有单向阀(12)，实现单泵之间输出流量的隔离。
2.根据权利要求1所述的插装式集成数字液压泵，其特征在于：所述泵体(11)上设置有公共的吸油口S和排油口P。
3.根据权利要求1或2所述的插装式集成数字液压泵，其特征在于：每个单柱塞单排量往复旋转液压泵(10)的电机连接数字控制器，通过数字控制器控制电机的运行数量和旋转速度，达到多种组合方式控制泵输出流量大小。
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