CN108644091A - 一种可调节定量液压泵流量的装置及其流量调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调节定量液压泵流量的装置及其流量调节方法，包括：驱动机构，所述驱动机构上连接有差速器，所述驱动机构与差速器的输入端相连接，所述差速器的一个输出端连接有泵A，所述差速器的另一个输出端连接有泵B，所述泵A的进油口连接有管道A，所述泵A的出油口连接有管道C，所述泵B的进油口连接有管道B，所述泵B的出油口连接有管道D，所述管道B与管道D的另一端均连接有调节机构，所述调节结构的另一端连接有排液管，所述管道A与管道B的另一端均连接有三通，所述三通的另一端连接有进液管。

Description

一种可调节定量液压泵流量的装置及其流量调节方法

技术领域

本发明属于液压泵领域，具体涉及一种可调节定量液压泵流量的装置及其流量调节方法。

背景技术

在现有技术中，液压泵按照排量分类可以分为定量泵和变量泵。定量泵是在转速恒定的条件下，输出流量不可变的液压泵，反之，变量泵是在转速恒定的条件下，输出流量可变的液压泵。

定量泵的转速选定后，他的流量就不能调节，所以在系统压力较高的情况下，定量泵往往通过卸荷的方式来控制自身流量，于是造成能量浪费，增加液压油热量，对液压系统产生不良影响。变量泵的输出流量可以根据系统的压力变化自动地调节流量，但变量泵的系统压力不太平稳，泵的寿命短，成本高，轴承容易坏，而且由于变量泵是偏心安装，泵的嘈音大，对周围的环境造成不良影响。

因此急需找到一种可调节定量液压泵流量的装置，该装置可打破传统定量泵与变量泵的界限，既能对泵的流量进行调节，又能够克服传统变量泵流量系统压力不太平稳，寿命短，成本高，轴承容易坏，噪音大等问题。

发明内容

本发明提供一种可调节定量液压泵流量的装置及其流量调节方法，目的是打破传统定量泵与变量泵的界限，既能对泵的流量进行调节，又能够克服传统变量泵流量系统压力不太平稳，寿命短，轴承容易坏，噪音大等问题。

本发明的技术方案如下：

一种可调节定量液压泵流量的装置，包括：驱动机构，所述驱动机构上连接有差速器，所述驱动机构与差速器的输入端相连接，所述差速器的一个输出端连接有泵A，所述差速器的另一个输出端连接有泵B，所述泵A的进油口连接有管道A，所述泵A的出油口连接有管道C，所述泵B的进油口连接有管道B，所述泵B的出油口连接有管道D，所述管道C与管道D的另一端均连接有调节机构，所述调节结构的另一端连接有排液管，所述管道A与管道B的另一端均连接有三通，所述三通的另一端连接有进液管，当调节差速器两个输出轴的输出转速时，泵A与泵B的输出流量变量值不能相等。

作为优选，所述差速器在调节输出转速时，两个输出端的转速变量值不等，所述泵A与泵B的排量相等。

作为优选，所述差速器在调节输出转速时，两个输出端的转速变量值相等，所述泵A与泵B的排量不等。

作为优选，所述差速器在调节输出转速时，两个输出端的转速变量值不等，所述泵A与泵B的排量也不相等，所述差速器中转动变量值大的输出端与排量大的泵相连接。

作为优选，所述驱动机构为电机。

作为优选，所述调节机构为流量分配阀。

作为优选，所述排液管上安装有流量观测表。

一种利用如所述的可调节定量液压泵流量的装置进行流量调节的方法，该方法包括以下步骤：

A、调节差速器两个输出轴的输出转速时，在泵A的输出流量变量值大于泵B的输出流量变量值的情况下，当需要将系统总的输出流量增大时，调节调节机构，使管道C的输出口径增大，使管道D的输出口径减小；

B、由于管道C的输出口径增大，管道D的输出口径减小，导致管道C出口的流量增大、内部的压强减小，管道D出口的流量减小、内部的压强增大，从而使差速器与泵A连接的轴转动阻力减小，使差速器与泵B连接的轴转动阻力增大；

C、差速器与泵A连接的轴转速增大，差速器与泵B连接的轴转速减小，从而使泵A在单位时间内的转速增大，输出流量增大，使泵B在单位时间内的转速减小，输出流量减小；

D、由于泵A的增加输出流量值大于泵B减少的输出流量值，因此系统的总输出流量增大。

一种利用如所述的可调节定量液压泵流量的装置进行流量调节的方法，该方法包括以下步骤：

A、调节差速器两个输出轴的输出转速时，在泵A的输出流量变量值大于泵B的输出流量变量值的情况下，当需要将系统总的输出流量减小时，调节调节机构，使管道C的输出口径减小，使管道D的输出口径增大；

B、由于管道C的输出口径减小，管道D的输出口径增大，导致管道C出口的流量减小、内部的压强增大，管道D出口的流量增大、内部的压强减小，从而使差速器与泵A连接的轴转动阻力增大，使差速器与泵B连接的轴转动阻力减小；

C、差速器与泵A连接的轴转速减小，差速器与泵B连接的轴转速增大，从而使泵A在单位时间内的转速减小，输出流量减小，使泵B在单位时间内的转速增大，输出流量增大；

D、由于泵A减少的输出流量值大于泵B增加的输出流量值，因此系统的总输出流量减小。

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过使用差速器将两个定量泵的驱动端并联，并将两个泵的排油口连接于流量分配阀上，通过调节流量分配阀以改变两个泵排油管道输出端的口径大小，进而改变两个定量泵输出系统中的流量和压强，使差速器两个输出轴的转速出现变量，从而使定量泵的流量可以无极调节，此结构打破了传统定量泵与变量泵之间的界限，解决了传统定量泵由于流量不可调所造成的能量浪费、液压油热量高等问题。

2、本发明通过将液压领域中使用的定量泵和流量分配阀与机械领域中使用的差速器结合在一起的方式，在实现了变量泵可调节流量的功能的同时，又解决了传统变量泵系统压力不稳，寿命短，轴承容易坏，噪音大等问题。

3、本发明通过对泵A和泵B设置不同的排量或者对差速器两个输出端设置不同的转速变量，使差速器在调节时两边泵输出流量的增大值和减小值不相等，从而改变总体输出流量的大小。此种设计可使用户根据实际需求自行设置泵排量与差速器输出端的转速变量，从而控制总体流量的可调节范围，使应用更加灵活。

4、本发明还包括，本发明仅通过设置差速器和流量分配阀，就做到了对定量泵的无极调速，其构思新颖巧妙，解决了现有生产中变量泵成本高的问题。

附图说明

图1为发明的示意图；

附图标记的含义为：1-差速器，2-泵A，3-泵B，4-电机，5-管道A，6-管道B，7-管道C，8-管道D，9-三通，10-流量分配阀，11-进液管，12-排液管，13-流量观测表，14-驱动机构，15-调节机构。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明的技术方案进行详细叙述：

一种可调节定量液压泵流量的装置及其流量调节方法，如图1所示，包括：驱动机构14，所述驱动机构14可以为电机。所述驱动机构14上连接有差速器1，所述驱动机构14的输出端与差速器1的输入端通过联轴器相连接，所述驱动机构14用于给差速器1提供动能。

所述差速器1具有两个输出端，所述差速器1的一个输出端连接有泵A2，所述差速器1的另一个输出端连接有泵B3，所述泵 A2与所述泵B3均为定量泵，所述差速器1用于控制泵A2与泵B3的转速。根据液压中流量、排量与转速的关系可以得知，所述泵A2的输出流量为差速器1与泵A2连接的输出端的转速乘以泵A2的排量，所述泵B3的输出流量为差速器1与泵B3连接的输出端的转速乘以泵B3的排量。

所述泵A2的进油口连接有管道A5，所述泵A2的出油口连接有管道C7，所述泵B3的进油口连接有管道B6，所述泵B3的出油口连接有管道D8，所述管道A5与管道B6的另一端均连接有三通9，所述三通9的另一端连接有进液管11。所述管道C7与管道D8的另一端均连接有调节机构15，所述调节机构15可以为流量分配阀。通过调节调节机构15可以控制管道C7与管道D8的管道输出口径大小。所述调节结构15的另一端连接有排液管12，所述排液管12上安装有流量观测表13，所述流量观测表13用于观测系统总的输出流量值。

本发明的目的是对定量泵的流量进行调节，使系统总的输出流量能够做到无极变化。当需要调节总体输出流量时，只需要调节调节机构15，就可以改变泵A2与泵B3的输出流量，操作者各通过观测流量观测表13来确认实际输出流量值的大小。

使系统总流量做到无极变化的关键，取决于差速器两个输出端的转速和泵A2与泵B3的排量。现假设泵A2的排量为M1，泵B3的排量为M2, 差速器1在调节之前与泵A2连接的输出端的转速为N1，与泵B3连接的输出端的转速为N2，差速器1在调节之后与泵A2连接的输出端的转速变量为增加ΔP1，差速器1在调节之后与泵B3连接的输出端的转速变量为减小ΔP2， 调节流量之前系统总的输出流量为W1，调节流量之后系统总的输出流量为W2，总输出流量的变化值为ΔW，那么根据液压中流量、排量与转速的关系，可以得出以下公式：

W1=M1•N1+ M2•N2

W2=M1•（N1+ΔP1）+ M2•（N2-ΔP2）= M1•N1+ M2•N2+M1•ΔP1- M2•ΔP2

ΔW=W2-W1=M1•ΔP1- M2•ΔP2

根据上述推导可以得出，若要使总流量能够无极调节，本方案就要对所选用泵的排量和差速器两输出轴转速的变量值加以限定。本发明对于泵的排量和差速器两输出轴转速的变量值可根据以下三种情况予以限定：

（1）当本方案所选用的差速器1两个输出端的输出转速变量值相等时，即ΔP1=ΔP2时，那么本方案所选用的泵A2和泵B3的排量就不能相等，即M1≠M2。

（2）当本方案所选用泵A2和泵B3排量相等时，即即M1=M2时，那么本方案所选用的差速器1两个输出端的输出转速变量值就不能相等，即ΔP1≠ΔP2。

（3）当本方案所选用泵A2和泵B3排量不相等，即M1≠M2，所选用的差速器1两个输出端的输出转速变量值也不相等时，即ΔP1≠ΔP2时，那么本方案差速器1中转速变量值较大的输出轴就要连接排量较大的泵。即：如果M1＞M2，那么ΔP1＞ΔP2

以上三种限定方式中，M1、M2、N1、N2、ΔP1、ΔP2的具体数值，可根据实际应用中需要的总输出流量调节范围进行设置。本发明仅保护调节定量液压泵流量的装置及利用该装置进行流量调节的方法，对调节流量的具体参数值不做限定。

本发明实施例的具体实现方式如下：

实施例一：

假定泵A2的排量大于泵B3的排量，即M1＞M2，差速器1两个输出端的输出转速变量值相等，即ΔP1=ΔP2。当需要使系统整体输出流量增大时，调节调节机构15，使管道C7的输出口径增大，管道D8的输出口径减小。从而导致管道C7出口的流量增大、内部的压强减小，管道D8出口的流量减小、内部的压强增大，进而使差速器1与泵A2连接的轴转动阻力减小，使差速器1与泵B3连接的轴转动阻力增大，导致差速器1与泵A2连接的轴转速增大，差速器1与泵B3连接的轴转速减小。由于泵A2的排量大于泵B3的排量，即M1＞M2，所以系统整体输出流量增大，即ΔW= M1•ΔP1- M2•ΔP2＞0。

实施例二：

假定泵A2的排量大于泵B3的排量，即M1＞M2，差速器1两个输出端的输出转速变量值相等，即ΔP1=ΔP2。当需要使系统整体输出流量减小时，调节调节机构15，使管道C7的输出口径减小，管道D8的输出口径增大。从而导致管道C7出口的流量减小、内部的压强增大，管道D8出口的流量增大、内部的压强减小，进而使差速器1与泵A2连接的轴转动阻力增大，使差速器1与泵B3连接的轴转动阻力减小，导致差速器1与泵A2连接的轴转速减小，差速器1与泵B3连接的轴转速增大。由于泵A2的排量大于泵B3的排量，即M1＞M2，所以系统整体输出流量减小，即ΔW= M2•ΔP2- M1•ΔP1＜0。

实施例三：

假定泵A2的排量与泵B3的排量相同，即M1=M2，差速器1与泵A2相连接的输出端的输出转速变量值大于差速器1与泵B3相连接的输出端的输出转速变量值，即ΔP1＞ΔP2，当需要使系统整体输出流量增大时，调节调节机构15，使管道C7的输出口径增大，管道D8的输出口径减小。从而导致管道C7出口的流量增大、内部的压强减小，管道D8出口的流量减小、内部的压强增大，进而使差速器1与泵A2连接的轴转动阻力减小，使差速器1与泵B3连接的轴转动阻力增大，导致差速器1与泵A2连接的轴转速增大，差速器1与泵B3连接的轴转速减小。由于差速器1与泵A2相连接的输出端的输出转速变量值大于差速器1与泵B3相连接的输出端的输出转速变量值，即ΔP1＞ΔP2，所以系统整体输出流量增大，即ΔW= M1•ΔP1- M2•ΔP2＞0。

实施例四：

假定泵A2的排量与泵B3的排量相同，即M1=M2，差速器1与泵A2相连接的输出端的输出转速变量值大于差速器1与泵B3相连接的输出端的输出转速变量值，即ΔP1＞ΔP2，当需要使系统整体输出流量减小时，调节调节机构15，使管道C7的输出口径减小，管道D8的输出口径增大。从而导致管道C7出口的流量减小、内部的压强增大，管道D8出口的流量增大、内部的压强减小，进而使差速器1与泵A2连接的轴转动阻力增大，使差速器1与泵B3连接的轴转动阻力减小，导致差速器1与泵A2连接的轴转速减小，差速器1与泵B3连接的轴转速增大。由于差速器1与泵A2相连接的输出端的输出转速变量值大于差速器1与泵B3相连接的输出端的输出转速变量值，即ΔP1＞ΔP2，所以系统整体输出流量减小，即ΔW= M2•ΔP2- M1•ΔP1＜0。

实施例五：

假定泵A2的排量大于泵B3的排量，即M1＞M2，差速器1与泵A2相连接的输出端的输出转速变量值大于差速器1与泵B3相连接的输出端的输出转速变量值，即ΔP1＞ΔP2，当需要使系统整体输出流量增大时，调节调节机构15，使管道C7的输出口径增大，管道D8的输出口径减小。从而导致管道C7出口的流量增大、内部的压强减小，管道D8出口的流量减小、内部的压强增大，进而使差速器1与泵A2连接的轴转动阻力减小，使差速器1与泵B3连接的轴转动阻力增大，导致差速器1与泵A2连接的轴转速增大，差速器1与泵B3连接的轴转速减小。由于泵A2的排量大于泵B3的排量，即M1＞M2，差速器1与泵A2相连接的输出端的输出转速变量值大于差速器1与泵B3相连接的输出端的输出转速变量值，即ΔP1＞ΔP2，所以系统整体输出流量增大，即ΔW= M1•ΔP1- M2•ΔP2＞0。

实施例六：

假定泵A2的排量大于泵B3的排量，即M1＞M2，差速器1与泵A2相连接的输出端的输出转速变量值大于差速器1与泵B3相连接的输出端的输出转速变量值，即ΔP1＞ΔP2，当需要使系统整体输出流量减小时，调节调节机构15，使管道C7的输出口径减小，管道D8的输出口径增大。从而导致管道C7出口的流量减小、内部的压强增大，管道D8出口的流量增大、内部的压强减小，进而使差速器1与泵A2连接的轴转动阻力增大，使差速器1与泵B3连接的轴转动阻力减小，导致差速器1与泵A2连接的轴转速减小，差速器1与泵B3连接的轴转速增大。由于泵A2的排量大于泵B3的排量，即M1＞M2，差速器1与泵A2相连接的输出端的输出转速变量值大于差速器1与泵B3相连接的输出端的输出转速变量值，即ΔP1＞ΔP2，所以系统整体输出流量增大，即ΔW= M2•ΔP2- M1•ΔP1＜0。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

本发明通过使用差速器1将两个定量泵的驱动端并联，并将两个泵的排油口连接于流量分配阀10上，通过调节流量分配阀10以改变两个泵排油管道输出端的口径大小，进而改变两个定量泵输出系统中的流量和压强，使差速器1两个输出轴的转速出现变量，从而使定量泵的流量可以无极调节，此结构打破了传统定量泵与变量泵之间的界限，既解决了传统定量泵由于流量不可调所造成的能量浪费、液压油热量高等问题，又解决了传统变量泵系统压力不稳，寿命短，轴承容易坏，噪音大等问题。本发明结合了定量泵与变量泵的全部优点，对未来液压泵领域的发展起到极大的有益作用。并且，本发明通过对泵A2和泵B3设置不同的排量或者对差速器1两个输出端设置不同的转速变量，使差速器1在调节时两边泵输出流量的增大值和减小值不相等，从而改变总体输出流量的大小。此种设计可使用户根据实际需求自行设置泵排量与差速器1输出端的转速变量，从而控制总体流量的可调节范围，使应用更加灵活。

本发明中所涉及的前、后、左、右、上、下等方位词语均为清楚表示技术方案的需要而设定，并不对发明的保护范围形成限定。

Claims (9)

1.一种可调节定量液压泵流量的装置，其特征在于：包括驱动机构（14），所述驱动机构（14）上连接有差速器（1），所述驱动机构（14）与差速器（1）的输入端相连接，所述差速器（1）的一个输出端连接有泵A（2），所述差速器（1）的另一个输出端连接有泵B（3），所述泵A（2）的进油口连接有管道A（5），所述泵A（2）的出油口连接有管道C（7），所述泵B（3）的进油口连接有管道B（6），所述泵B（3）的出油口连接有管道D（8），所述管道C（7）与管道D（8）的另一端均连接有调节机构（15），所述调节结构（15）的另一端连接有排液管（12），所述管道A（5）与管道B（6）的另一端均连接有三通（9），所述三通（9）的另一端连接有进液管（11），当调节差速器（1）两个输出轴的输出转速时，泵A（2）与泵B（3）的输出流量变量值不能相等。

2.根据权利要求1所述的可调节定量液压泵流量的装置，其特征在于：所述差速器（1）在调节输出转速时，两个输出端的转速变量值不等，所述泵A（2）与泵B（3）的排量相等。

3.根据权利要求1所述的可调节定量液压泵流量的装置，其特征在于：所述差速器（1）在调节输出转速时，两个输出端的转速变量值相等，所述泵A（2）与泵B（3）的排量不等。

4.根据权利要求1所述的可调节定量液压泵流量的装置，其特征在于：所述差速器（1）在调节输出转速时，两个输出端的转速变量值不等，所述泵A（2）与泵B（3）的排量也不相等，所述差速器（1）中转动变量值大的输出端与排量大的泵相连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的可调节定量液压泵流量的装置，其特征在于：所述驱动机构（14）为电机（4）。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的可调节定量液压泵流量的装置，其特征在于：所述调节机构（15）为流量分配阀（10）。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的可调节定量液压泵流量的装置，其特征在于：所述排液管（12）上安装有流量观测表（13）。

8.一种利用如权利要求1所述的可调节定量液压泵流量的装置进行流量调节的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

A、调节差速器（1）两个输出轴的输出转速时，在泵A（2）的输出流量变量值大于泵B（3）的输出流量变量值的情况下，当需要将系统总的输出流量增大时，调节调节机构（15），使管道C（7）的输出口径增大，使管道D（8）的输出口径减小；

B、由于管道C（7）的输出口径增大，管道D（8）的输出口径减小，导致管道C（7）出口的流量增大、内部的压强减小，管道D（8）出口的流量减小、内部的压强增大，从而使差速器（1）与泵A（2）连接的轴转动阻力减小，使差速器（1）与泵B（3）连接的轴转动阻力增大；

C、差速器（1）与泵A（2）连接的轴转速增大，差速器（1）与泵B（3）连接的轴转速减小，从而使泵A（2）在单位时间内的转速增大，输出流量增大，使泵B（3）在单位时间内的转速减小，输出流量减小；

D、由于泵A（2）的增加输出流量值大于泵B（3）减少的输出流量值，因此系统的总输出流量增大。

9.一种利用如权利要求1所述的可调节定量液压泵流量的装置进行流量调节的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

A、调节差速器（1）两个输出轴的输出转速时，在泵A（2）的输出流量变量值大于泵B（3）的输出流量变量值的情况下，当需要将系统总的输出流量减小时，调节调节机构（15），使管道C（7）的输出口径减小，使管道D（8）的输出口径增大；

B、由于管道C（7）的输出口径减小，管道D（8）的输出口径增大，导致管道C（7）出口的流量减小、内部的压强增大，管道D（8）出口的流量增大、内部的压强减小，从而使差速器（1）与泵A（2）连接的轴转动阻力增大，使差速器（1）与泵B（3）连接的轴转动阻力减小；

C、差速器（1）与泵A（2）连接的轴转速减小，差速器（1）与泵B（3）连接的轴转速增大，从而使泵A（2）在单位时间内的转速减小，输出流量减小，使泵B（3）在单位时间内的转速增大，输出流量增大；

D、由于泵A（2）减少的输出流量值大于泵B（3）增加的输出流量值，因此系统的总输出流量减小。