CN108180128B - 主动配流的单柱塞泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种主动配流的单柱塞泵，包括缸体、活塞杆和活塞，缸体被活塞分成有效面积相等的第一泵腔和第二泵腔，第一泵腔设置有第一吸油口和第一排油口，第二泵腔设置有第二吸油口和第二排油口；所述第一排油阀和第二吸油阀的控制口均与第一排油口连通，所述第二排油阀和第一吸油阀的控制口均与第二排油口连通；所述第一吸油阀、第二吸油阀、第一排油阀、第二排油阀均为液控换向阀，当所述活塞杆在所述原动机的驱动下往复运动时，所述第一吸油阀、第二吸油阀、第一排油阀、第二排油阀能根据压力变化自动开启和关闭，主动实现吸油和排油过程；应用本技术方案可实现双向对外输出高压油的功能，简化了系统结构和控制过程，提高了系统的稳定性。

Description

主动配流的单柱塞泵

技术领域

本发明涉及一种液压泵领域，具体是指一种主动配流的单柱塞泵。

背景技术

液压系统由于具有功率密度大、布置方便、易于实现自动化等优点在工农业生产、城市建设等各种设备中获得广泛应用。而作为液压系统的驱动源——液压泵起着举足轻重的作用。柱塞泵是一种常用的液压泵，尤其是在输油行业应用广泛，但一般的单柱塞泵采用单向阀配流方式，该方式属于被动配流方式，只有当吸油腔压力低于一定程度时吸油单向阀才打开，而只有当压力高于一定程度后，排油单向阀才打开，而且两者的开启时间存在一定的重叠，严重影响了有效的吸油和排油冲程。另外，单向阀配流方式在小流量情况下具有较好的响应速度，但是对于大流量的柱塞泵而言，单向阀的响应变差，极易出现单向阀关闭或打开滞后现象。现有技术中，有采用转阀进行配流的结构，但转阀由于自身的泄漏比较大，因此也存在较大的不足；或采用电磁换向阀进行配流，但这要求电磁换向阀具有较高的响应速度来满足单柱塞泵的高频运行，且需要采用传感器来检测活塞的运动位移从而产生电磁阀的控制信号，对于传感器的精度和控制策略的快速性具有较高的要求，这使得系统的投入成本和维护成本长期居高不下。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种主动配流的单柱塞泵，在其运动过程中利用压力信号的变化主动控制第一吸油阀、第二吸油阀、第一排油阀、第二排油阀的开启和关闭，主动控制其配流过程，从而实现了双向对外输出高压油的功能，简化了系统结构和控制过程，提高了系统的稳定性。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种主动配流的单柱塞泵，包括缸体、活塞杆和活塞，缸体被活塞分成有效面积相等的第一泵腔和第二泵腔，第一泵腔设置有第一吸油口和第一排油口，第二泵腔设置有第二吸油口和第二排油口；所述第一排油口和第二排油口分别与第一排油阀和第二排油阀的进口相通；所述第一吸油口和第二吸油口分别与第一吸油阀和第二吸油阀的出口相通；所述第一排油阀和第二排油阀的出口与液压蓄能器及负载的入口相通，所述第一吸油阀和第二吸油阀的入口与油箱相通；所述第一排油阀和第二吸油阀的控制口均与第一排油口连通，所述第二排油阀和第一吸油阀的控制口均与第二排油口连通；所述活塞杆与原动机连接，所述活塞杆在所述原动机的驱动下往复运动；所述第一吸油阀、第二吸油阀、第一排油阀、第二排油阀均属于液控换向阀。

所述原动机带动活塞杆及活塞向左运动时，所述第二泵腔的容积增大，第二泵腔内的压力减小，所述第一泵腔的容积减小，第一泵腔内的压力升高；所述第一排油口处的压力升高，使得所述第一排油阀和第二吸油阀的控制油口的压力升高，所述第一排油阀打开，连通所述第一泵腔和液压蓄能器，所述第二吸油阀打开，连通所述第二泵腔和油箱；第二排油口处的压力降低使得所述第二排油阀和第一吸油阀的控制油口的压力降低，所述的第二排油阀和第一吸油阀处于关闭状态。

所述原动机带动活塞杆及活塞向右运动时，所述第二泵腔的容积减小，第二泵腔内的压力升高，第一泵腔的容积增大，第一泵腔内的压力减小，第二泵腔内的压力升高；第二排油口处的压力升高使得所述第二排油阀和第一吸油阀的控制油口的压力升高，所述第二排油阀打开，所述第二泵腔连通液压蓄能器，所述第一吸油阀打开，所述第一泵腔连通油箱；所述第一排油口处的压力降低，使得所述的第一排油阀、第二吸油阀处于关闭状态。

在一较佳的实施例中，还包括一转换机构，所述转换机构连接于所述活塞杆与原动机之间，所述原动机驱动所述转换机构，使转换机构带动活塞杆做往复运动。

在一较佳的实施例中，所述原动机具体为电机或内燃机。

在一较佳的实施例中，所述转换机构具体为连杆机构或滚珠丝杠或齿轮齿条。

在一较佳的实施例中，所述第一吸油阀、第二吸油阀、第一排油阀、第二排油阀具体为板式阀或插装阀或管式连接阀，均具有低流通压降，其中第一排油阀和第二排油阀仅允许单向流通。

在一较佳的实施例中，所述油箱具体为压力油箱，用于提高所述单柱塞泵的吸油能力。

相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：

1.无论活塞杆向左或是向右运动，总有一个吸油阀及一个排油阀随之运行，在活塞杆运动过程中利用压力信号的变化主动控制第一吸油阀、第二吸油阀、第一排油阀、第二排油阀的开启和关闭，主动控制其配流过程，使得本发明通过活塞杆的往复运动实现双向高效率不间断地对内抽取高压油对外输出高压油，从而实现了双向对外输出高压油的功能，且响应速度快，运行顺畅，简化了系统结构和控制过程，提高了系统的稳定性。

2.本发明的第一吸油阀、第二吸油阀、第一排油阀、第二排油阀均不需要外加传感器及控制按钮即可完成操作，简化了系统的硬件组成及软件组成，且提高了系统的可靠性，保证了系统运行的稳定性。

附图说明

图1为本发明优选实施例中单柱塞泵整体结构示意图。

图2为本发明优选实施例中单柱塞泵使用状态示意图(一)。

图3为本发明优选实施例中单柱塞泵使用状态示意图(二)。

具体实施方式

下文结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

一种主动配流的单柱塞泵，参考图1，具体包括缸体、活塞杆5和活塞7，缸体被活塞7分成有效面积相等的第一泵腔4和第二泵腔15，第一泵腔4设置有第一吸油口3和第一排油口8，第二泵腔15设置有第二吸油口16和第二排油口13；所述第一排油口8和第二排油口13分别与第一排油阀9和第二排油阀12的进口相通；所述第一吸油口3和第二吸油口16分别与第一吸油阀2和第二吸油阀17的出口相通；所述第一排油阀9和第二排油阀12的出口与液压蓄能器11及负载14的入口相通，所述第一吸油阀2和第二吸油阀17的入口与油箱1相通；所述油箱1具体为压力油箱1，用于提高所述单柱塞泵的吸油能力。所述第一排油阀9和第二吸油阀17的控制口均与第一排油口8连通，所述第二排油阀12和第一吸油阀2的控制口均与第二排油口13连通；所述第一吸油阀2、第二吸油阀17、第一排油阀9、第二排油阀12具体为液控换向阀，可为板式阀或插装阀或管式连接阀，均具有低流通压降，其中第一排油阀9和第二排油阀12仅允许单向流通。除了上述的限定结构，还可以用其他单向流通阀替代，属于本实施例的简单替换，不能以此限定本发明的保护范围。

在本实施例中，还包括一转换机构6，所述转换机构6可为连杆机构、滚珠丝杠、齿轮齿条或其他的转换机构6，除了上述的限定结构，还可以用其他结构替代，属于本实施例的简单替换，不能以此限定本发明的保护范围。所述转换机构6连接于所述活塞杆5与原动机之间，所述原动机驱动所述转换机构 6，使转换机构6带动活塞杆5做往复运动。所述原动机具体为电机或内燃机。所述电机可为异步电机、伺服电机或直线电机，除了上述的限定结构，还可以用其他电机替代，属于本实施例的简单替换，不能以此限定本发明的保护范围。本发明的第一吸油阀2、第二吸油阀17、第一排油阀9、第二排油阀12均不需要外加传感器及控制按钮即可完成操作，简化了系统的硬件组成及软件组成，且提高了系统的可靠性，保证了系统运行的稳定性。

以上阐述了整个单柱塞泵的具体结构，接下来具体说明所述单柱塞泵的运行过程：

参考图3，当所述原动机带动活塞杆5及活塞7向左运动时，所述第二泵腔15的容积增大，第二泵腔15内的压力减小，所述第一泵腔4的容积减小，第一泵腔4内的压力升高；所述第一排油口8处的压力升高，使得所述第一排油阀9和第二吸油阀17的控制油口的压力升高，所述第一排油阀9打开，连通所述第一泵腔4和液压蓄能器11，所述第二吸油阀17打开，连通所述第二泵腔15和油箱1，使高压油通过第二吸油口16从油箱1被抽取至第二泵腔15，而后高压油从第一排油口8排出至液压储能器和负载14。此时，第二排油口 13处的压力降低使得所述第二排油阀12和第一吸油阀2的控制油口的压力降低，所述的第二排油阀12和第一吸油阀2处于关闭状态。实现了活塞7向左运动时，单柱塞泵能够有效高速地运作。

参考图2，当所述原动机带动活塞杆5及活塞7向右运动时，所述第二泵腔15的容积减小，第二泵腔15内的压力升高，所述第一泵腔4的容积增大，第一泵腔4内的压力减小，第二泵腔15内的压力升高；第二排油口13处的压力升高使得所述第二排油阀12和第一吸油阀2的控制油口的压力升高，所述第二排油阀12打开，所述第二泵腔15连通液压蓄能器11，所述第一吸油阀2 打开，所述第一泵腔4连通油箱1；使高压油通过第一吸油口3从油箱1被抽取至第一泵腔4，而后高压油从第二排油口13排出至液压储能器和负载14。此时，所述第一排油口8处的压力降低，使得所述的第一排油阀9、第二吸油阀17处于关闭状态。

本发明实现了无论活塞杆5向左或是向右运动，总有一个吸油阀及一个排油阀随之运行，本发明通过活塞杆5的往复运动实现双向高效率不间断地对内抽取高压油对外输出高压油，且响应速度快，运行顺畅。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (6)

1.一种主动配流的单柱塞泵，其特征在于包括缸体、活塞杆和活塞，缸体被活塞分成有效面积相等的第一泵腔和第二泵腔，第一泵腔设置有第一吸油口和第一排油口，第二泵腔设置有第二吸油口和第二排油口；所述第一排油口和第二排油口分别与第一排油阀和第二排油阀的进口相通；所述第一吸油口和第二吸油口分别与第一吸油阀和第二吸油阀的出口相通；所述第一排油阀和第二排油阀的出口与液压蓄能器及负载的入口相通，所述第一吸油阀和第二吸油阀的入口与油箱相通；所述第一排油阀和第二吸油阀的控制口均与第一排油口连通，所述第二排油阀和第一吸油阀的控制口均与第二排油口连通；所述活塞杆与原动机连接，所述活塞杆在所述原动机的驱动下往复运动；所述第一吸油阀、第二吸油阀、第一排油阀、第二排油阀均属于液控换向阀；

所述原动机带动活塞杆及活塞向左运动时，所述第二泵腔的容积增大，第二泵腔内的压力减小，所述第一泵腔的容积减小，第一泵腔内的压力升高；所述第一排油口处的压力升高，使得所述第一排油阀和第二吸油阀的控制油口的压力升高，所述第一排油阀打开，连通所述第一泵腔和液压蓄能器，所述第二吸油阀打开，连通所述第二泵腔和油箱；第二排油口处的压力降低使得所述第二排油阀和第一吸油阀的控制油口的压力降低，所述的第二排油阀和第一吸油阀处于关闭状态；

所述原动机带动活塞杆及活塞向右运动时，所述第二泵腔的容积减小，第二泵腔内的压力升高，第一泵腔的容积增大，第一泵腔内的压力减小，第二泵腔内的压力升高；第二排油口处的压力升高使得所述第二排油阀和第一吸油阀的控制油口的压力升高，所述第二排油阀打开，所述第二泵腔连通液压蓄能器，所述第一吸油阀打开，所述第一泵腔连通油箱；所述第一排油口处的压力降低，使得所述的第一排油阀、第二吸油阀处于关闭状态。

2.根据权利要求1所述的主动配流的单柱塞泵，其特征在于，还包括一转换机构，所述转换机构连接于所述活塞杆与原动机之间，所述原动机驱动所述转换机构，使转换机构带动活塞杆做往复运动。

3.根据权利要求2所述的主动配流的单柱塞泵，其特征在于，所述原动机具体为电机或内燃机。

4.根据权利要求2所述的主动配流的单柱塞泵，其特征在于，所述转换机构具体为连杆机构或滚珠丝杠或齿轮齿条。

5.根据权利要求1所述的主动配流的单柱塞泵，其特征在于，所述第一吸油阀、第二吸油阀、第一排油阀、第二排油阀具体为板式阀或插装阀或管式连接阀，均具有低流通压降，其中第一排油阀和第二排油阀仅允许单向流通。

6.根据权利要求1所述的主动配流的单柱塞泵，其特征在于，所述油箱具体为压力油箱，用于提高所述单柱塞泵的吸油能力。