CN110107765B - 一种自适应复式压力脉动衰减器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应复式压力脉动衰减器，其特征在于：包括比例电磁铁、推杆、压盖、壳体、盖板、隔膜、控制芯轴和弹簧等。壳体的前端和后端开有进出口，上端和下端开有两个蓄能器腔体，隔膜通过盖板安装于腔体中；盖板将腔体分为上腔和下腔，上腔为充气腔，下腔为蓄能腔；壳体的中部为中空阶梯结构，用于安装两根控制芯轴；控制芯轴一侧为弹簧，另一侧与比例电磁铁的推杆相接。本发明所示衰减器蓄能器组与亥姆霍兹衰减器组合，形成复式压力脉动衰减器，从而对较宽频率范围的压力脉动进行衰减，并通过比例电磁铁驱动控制芯轴对蓄能器阻尼孔开度进行自适应调节，以寻求最佳压力脉动衰减工作点，实现对压力脉动的最大化程度衰减。

Description

一种自适应复式压力脉动衰减器

技术领域

本发明涉及压力脉动衰减器，具体涉及一种自适应复式压力脉动衰减器。

背景技术

液压泵（如齿轮泵、叶片泵、柱塞泵等）是液压系统的“心脏”，可以将机械能转化为压力能，进而用以驱动执行元件做功。但是，由于液压泵容积变换的固有属性，其输出的液体均呈现波动的趋势，即产生了流量脉动，而流量脉动遇到接头、弯头和阀口等负载时，会产生压力脉动。这些压力脉动一方面会直接引起管路的应力脉动和机械脉动，影响管路系统的工作质量和使用寿命；另一方面会产生流体噪声，并沿管路直接传递至整个水液压系统外，形成噪声污染。

对于各种液压泵来说，由于泵的转速范围和结构特点等，流量脉动的基准频率无法确定，而且基准频率的流量脉动又会产生谐频的流量脉动，由此可见，对于一般的液压系统来说，流量脉动和压力脉动均呈现宽频特性，且基频的具体数值无法确定，而压力脉动衰减器的设计需要针对特点频率优化，因此，最优频率的压力脉动衰减器设计非常困难。

此外，蓄能器和亥姆霍兹消声器是抑制和消减管路压力脉动的有效手段；传统蓄能器的固有频率较低（100Hz以下），消减低频压力脉动效果较佳，其最佳衰减频率为定值；亥姆霍兹消声器常用作气体消声器，当作为管路消声器时，其固有频率较大（300Hz以上），但当有效消减管路中压力脉动时，其体积质量相对较大。

发明内容

针对液压管路中的压力脉动，本发明提供了一种自适应复式压力脉动衰减器，该衰减器由蓄能器和亥姆霍兹消声器组成，可对较宽频率范围内的压力脉动进行衰减，且该衰减器可根据液压系统需求，通过比例电磁铁驱动控制芯轴对蓄能器阻尼孔开度进行自适应调节，以寻求最佳压力脉动衰减工作点。

一种自适应复式压力脉动衰减器，包括比例电磁铁、内六角螺钉、推杆、锁紧螺钉、弹簧垫圈、压盖、壳体、盖板、充气螺钉、组合密封圈、隔膜、O型圈、控制芯轴和弹簧。壳体的前端和后端开有进出口，通过螺纹连接于管路系统中；壳体的上端和下端开有两个蓄能器腔体，隔膜通过盖板安装于腔体中；隔膜将腔体分为上腔和下腔，上腔为充气腔，气体通过充气螺钉和组合密封圈进行密封，下腔为蓄能腔，管道中的液体可通过蓄能器孔流入蓄能器；壳体的中部为中空阶梯结构，用于安装两根控制芯轴，阶梯一侧为矩形槽，进行径向定位；控制芯轴一侧为弹簧，另一侧与比例电磁铁的推杆相接。

进一步地，所述控制芯轴整体为半圆结构，底部为开有半圆的平面，左右为非对称结构；一侧为三角形，三角形顶部为矩形凸台，中间部位为半圆槽，另一侧为半圆结构，开有引流孔和均压槽；两根控制芯轴半圆平面接触，并在壳体孔内反向布局。

进一步地，所述压盖上有凸台和圆孔，分别用于弹簧定位和推杆导向。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明将多个蓄能器与亥姆霍兹衰减器组合，形成复式压力脉动衰减器，其中蓄能器用于衰减低频压力脉动，亥姆霍兹衰减器用于衰减高频压力脉动，从而可对较宽频率范围的压力脉动进行衰减。

（2）本发明中的比例电磁铁输入电信号可根据压力脉动的频率和工作压力分布进行反馈调节，从而实现对压力脉动的最大化程度衰减。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是控制芯轴的机构示意图；

图3是衰减器工作时液体分布图；

图4是衰减器工作过程示意图；

上述图中标识为：1、比例电磁铁；2、内六角螺钉；3、推杆；4、锁紧螺钉；5、弹簧垫圈；6、压盖；7、壳体；8、盖板；9、充气螺钉；10、组合密封圈；11、隔膜；12和13、 O型圈；14、控制芯轴；15、弹簧；16、引流孔；17、蓄能器孔；18、进出口；19、矩形凸台；20、均压槽；21、半圆槽；22、上蓄能器阻尼孔开度；23、下蓄能器阻尼孔开度。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

图1是本发明的一种实施例，包括比例电磁铁1、内六角螺钉2、推杆3、锁紧螺钉4、弹簧垫圈5、压盖6、壳体7、盖板8、充气螺钉9、组合密封圈10、隔膜11、O型圈12和13、控制芯轴14和弹簧15。壳体7的前端和后端开有进出口18，通过螺纹连接于管路系统中；壳体7的上端和下端开有两个蓄能器腔体，隔膜11通过盖板8安装于腔体中；隔膜11将腔体分为上腔和下腔，上腔为充气腔，气体通过充气螺钉9和组合密封圈10进行密封，下腔为蓄能腔，管道中的液体可通过蓄能器孔17流入蓄能器；壳体7的中部为中空阶梯结构，用于安装两根控制芯轴14，阶梯一侧为矩形槽，防止控制芯轴14转动，进行径向定位；控制芯轴14一侧为弹簧15，另一侧与比例电磁铁1的推杆3相接。

所述控制芯轴14整体为半圆结构，底部为开有半圆的平面，左右为非对称结构；图2为一个实施例的控制芯轴示意图，控制芯轴14一侧为三角形，三角形顶部为矩形凸台19，中间部位为半圆槽21，用于减小控制芯轴14与壳体7之间的接触面积，另一侧为半圆结构，开有引流孔16和均压槽20，均压槽20可防止控制芯轴14不对中。所述两根控制芯轴14半圆平面接触，并在壳体孔内反向布局，防止两只比例电磁铁安装干涉，减小壳体7的径向尺寸。

所述压盖6上有凸台和圆孔，分别用于弹簧15定位和推杆3导向。

图3为衰减器工作时液体分布图。管路系统中的液体可由进出口18进入和流出衰减器。流入后，液体先经过弹簧15和经过壳体7矩形阶梯处，而后流经控制芯轴14底部半圆孔中，并形成两条流体道，一条沿引流孔16和蓄能器孔17流入两蓄能器的蓄能腔中，另一条流入另一侧弹簧15和经过壳体7矩形阶梯处。其中，两蓄能器可衰减低频压力脉动；弹簧15和经过壳体7矩形阶梯处构成大容腔，形成亥姆霍兹压力脉动衰减器，可对压力脉动中的中高频进行衰减，衰减器的原理简图如图4所示。

比例电磁铁1未得电时，弹簧15处于压缩状态，且压缩量最大，控制芯轴14上的引流孔16与壳体上的蓄能器孔17无交汇，管路系统中的液体无法进入蓄能腔中。两只比例电磁铁1得电时，两只控制芯轴14左右移动的位移互不干扰，可不相同，致使上蓄能器阻尼孔开度22和下蓄能器阻尼孔开度23（对应图4所示的可变节流口面积）亦可不同，从而可对低频压力脉动的衰减频率进行调节。且比例电磁铁1输入电信号可根据压力脉动的频率分布和工作压力进行反馈调节，从而实现对压力脉动的最大化程度衰减。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种自适应复式压力脉动衰减器，其特征在于：包括比例电磁铁、内六角螺钉、推杆、锁紧螺钉、弹簧垫圈、压盖、壳体、盖板、充气螺钉、组合密封圈、隔膜、O型圈、控制芯轴和弹簧，压盖通过锁紧螺钉和弹簧垫圈紧固在壳体上，壳体的前端和后端开有进出口，通过螺纹连接于管路系统中；壳体的上端和下端开有两个蓄能器腔体，隔膜通过盖板安装于腔体中；盖板将腔体分为上腔和下腔，上腔为充气腔，气体通过充气螺钉和组合密封圈进行密封，下腔为蓄能腔，管道中的液体可通过蓄能器孔流入蓄能器；壳体的中部为中空阶梯结构，用于安装两根控制芯轴，阶梯一侧为矩形槽，防止控制芯轴转动，进行径向定位；控制芯轴整体为半圆结构，底部为开有半圆的平面，控制芯轴轴向方向为非对称结构；控制芯轴一侧为三角形，三角形顶部为矩形凸台，中间部位为半圆槽，另一侧为半圆结构，所述半圆结构开有引流孔和均压槽；控制芯轴一侧为弹簧，另一侧与比例电磁铁的推杆相接，弹簧和推杆分别依靠压盖上的凸台和圆孔进行定位和导向；两根控制芯轴半圆平面接触，并在壳体孔内反向布局，通过比例电磁铁驱动推杆与弹簧回程的方法进行移动。

2.根据权利要求1所述的一种自适应复式压力脉动衰减器，其特征在于：所述弹簧和壳体矩形阶梯构成大容腔，形成亥姆霍兹压力脉动衰减器。