CN113217320A - 一种液电智能数控曲轴轮柱塞泵 - Google Patents

一种液电智能数控曲轴轮柱塞泵 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种液电智能数控曲轴轮柱塞泵，包括泵体，泵体上连接有驱动装置，驱动装置包括电机和曲轴转动装置，曲轴转动装置连接于电机的输出轴上，曲轴转动装置抵靠住柱塞组，柱塞组放置在泵体的工作腔内，柱塞组与液压系统连接，液压系统包括低压油线路和高压油线路，低压油线路内的低压油可以驱动柱塞组在工作腔内进行运动。本发明结构简单、体积小、零件数量少，易于进行标准化生产；本发明相对于传统的柱塞泵，密封面数量少，压力更高、安全性更高，本发明可以根据实际应用需求，调节柱塞的数量，从而提供不同量级的流量。本发明与液电智能技术相结合，替代现有的电智能技术，实现世界液电智能数控新时代，具有优越的市场应用前景。

Description

一种液电智能数控曲轴轮柱塞泵
技术领域
本发明涉及柱塞泵技术领域，尤其涉及一种液电智能数控曲轴轮柱塞泵。
背景技术
自从多种泵发明应用以来，柱塞泵的压力、流量、效率等工作特性决定了整个液压系统的性能，为了提高液压系统的压力，必须提高液压泵的输出压力。然而，现有的齿轮泵、叶片泵压力低、流量小、体积大；现有的柱塞泵、涡轮泵以及汽心泵的压力一般都低于35Mpa，而且体积大，不能满足数控机床、机械、油压机、消防、工程机械、医疗设备、航空航天等领域的动力要求，从而限制其动力系统的智能化数控的应用。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种压力大、体积小能满足各种机械设备以及航空航天不同量级流量需求的液电智能数控曲轴轮柱塞泵，包括泵体，所述泵体上连接有驱动装置，所述驱动装置包括电机和曲轴转动装置，所述曲轴转动装置连接于电机的输出轴上，所述曲轴转动装置抵靠住柱塞组，所述柱塞组放置在泵体的工作腔内，靠近曲轴转动装置一侧的工作腔端部设置有波纹管密封圈，所述柱塞组与液压系统连接，所述液压系统包括低压油线路和高压油线路，所述低压油线路内的低压油可以驱动柱塞组在工作腔内进行运动。
更进一步的，所述曲轴转动装置为曲轴轮。
更进一步的，所述柱塞组包括N个柱塞，多N个柱塞沿曲轴轮圆周方向均匀设置。
更进一步的，所述低压油线路包括N个低压单向阀，各个低压单向阀之间通过低压胶管连接，低压胶管另一端依次连接有低压表、第一电磁阀以及低压油箱，低压油箱内设置有重力浮筒。
更进一步的，所述高压油线路包括N个高压单向阀，各个高压单向阀之间通过高压胶管连接，高压胶管另一端连接有高压表、溢流阀以及第二电磁阀，所述第二电磁阀与智能数控系统电连接，智能数控系统可控制所述高压油线路的输出流量。
更进一步的，所述曲轴转动装置为双轮曲轴。
更进一步的，所述柱塞组包括多个柱塞列，每个柱塞列包括至少2个柱塞，柱塞列上通过支架安装有可滑动的护板，护板上端部抵靠住曲轴轮，护板下方抵靠住柱塞列。
更进一步的，所述低压油线路包括与柱塞数量相同的低压单向阀，各低压单向阀之间通过低压胶管连接，低压胶管另一端连接有第一电磁阀、低压表以及低压油箱，低压油箱内设置有重力浮筒，油箱为油压为1.5MPa的低压油箱。
更进一步的，所述高压油线路包括柱塞数量相同的高压单向阀，各个高压单向阀之间通过高压胶管连接，高压胶管另一端依次连接有高压表、溢流阀以及第二电磁阀，所述第二电磁阀与智能数控系统电连接，智能数控系统可调控所述高压油线路的输出流量。
本发明的有益效果：
1.本发明结构简单、体积小、零件数量少，零件的标准件占比达到90％，易于转化为标准化生产；
2.本发明相对于传统的柱塞泵，密封面数量少，压力大，压力范围可达到 35Mpa-50Mpa、安全性更高；
3.节能环保，本发明在运作过程中，只有一半的柱塞处于排出高压油的状态即耗能状态，另一半的柱塞处于吸油状态，低压油线路中的低压油推动柱塞运动，相对于同等量级的柱塞泵能节能一半。
4.本发明的双轮曲轴推动护板运动，护板再推动柱塞运动，双曲轴与柱塞之间采用无刚性连接，安全性较高。
5.本发明可以根据实际应用需求，调节柱塞的数量，从而提供不同量级的流量。
6.本发明与液电智能技术相结合，替代现有的电智能技术，实现世界液电智能数控新时代，具有较好的市场应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本发明的实施例一的结构示意图；
图2是本发明的实施例一的柱塞组的安装示意图；
图3是本发明的实施例二的结构示意图；
图4是本发明的实施例二的柱塞组的安装示意图；
图5是本发明的实施例二的柱塞组的柱塞排列形式之一；
图6是本发明的实施例二的柱塞组的柱塞排列形式之二；
图7是本发明的实施例二的柱塞组的柱塞排列形式之三；
图8是本发明的实施例二的柱塞组的柱塞排列形式之四。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。
实施例一
如图1-图2所示，本发明提出了一种液电智能数控曲轴轮柱塞泵，包括泵体1，泵体1上连接有驱动装置，驱动装置包括电机和曲轴转动装置，曲轴转动装置连接于电机的输出轴上，为便于电机的输出轴转动，输出轴通过轴承32 安装在泵体1内，本实施例的轴承32优选为滚动轴承，其数量优选为2个，曲轴转动装置抵靠住柱塞组，柱塞组放置在泵体的工作腔4b内，柱塞组与液压系统连接，液压系统包括低压油线路和高压油线路，低压油线路内的低压油可以驱动柱塞组在工作腔4b内进行运动。
泵体1包括左端盖10与右端盖17，左端盖10与右端盖17通过螺钉13连接固定在泵体1两侧，泵体1内形成有若干工作腔4b，本实施例中工作腔4b 的数量优选为8个，8个工作腔4b沿圆周方向均匀布置，每个工作腔4b内放置有柱塞4，柱塞4表面套设有柱塞套5以及衬套33，靠近曲轴轮34一侧的工作腔4b端部设置有波纹管密封圈6，远离单轮曲轴34一侧的工作腔4b端部设置有排油口与吸油口，并通过带有出油孔的堵头28进行密封，该出油孔可以与二通接头或者三通接头连接。
本实施例中的曲轴转动装置为单轮曲轴34。单轮曲轴34曲轴安装在转轴14上，转轴14通过联轴器与电机的输出轴连接。转轴14与泵体1连接的端部设置有V型密封圈12进行密封，螺钉13将压盖12a固定在泵体1上，以此实现对V型密封圈12的固定。一个柱塞4上连接有两个单向阀，分别为低压单向阀23与高压单向阀22，两者的安装方向相反，电机带动单轮曲轴34转动，单轮曲轴34转动时对周向上的柱塞形成不同程度的挤压，低压单向阀23打开时，低压油线路内的低压油涌入一个柱塞4，推动柱塞4向一个方向运动，进行吸油。当单轮曲轴34转动运动至该柱塞位置时，单轮曲轴34会挤压该柱塞，使得柱塞向另一个方向运动，将低压油压缩成高压油。此时，高压单向阀22打开，工作腔4b内的高压油被排出。这种工作方式连续运动后就形成了连续供油。
本实施例中的柱塞组包括N个柱塞4，多N个柱塞4沿单轮曲轴34圆周方向均匀设置。
本实施例中的低压油线路包括N个低压单向阀23，各个低压单向阀23之间通过低压胶管连接，低压胶管另一端依次连接有低压表20、第一电磁阀21 以及低压油油箱19，低压油箱内设置有重力浮筒18。
本实施例中的高压油线路包括N个高压单向阀22，各个高压单向阀22之间通过高压胶管连接，高压胶管另一端依次连接有高压表24、溢流阀25以及第二电磁阀26。
溢流阀25是一种液压压力控制阀，在液压设备中主要起定压溢流，稳压，系统卸荷和安全保护作用。当管道内或者容器内的压力达到调定压力时，溢流阀就会打开。低压表20、高压表24用于实时监测液压线路中的实时压力大小。
本实施例的液压系统还与AI控制系统27电连接，实现自动化调控柱塞泵的高压油输出油量。
实施例二
如图3-图4，所示一种液电智能数控曲轴轮柱塞泵，包括泵体1，泵体1 内设置有驱动装置，驱动装置包括电机和曲轴转动装置，曲轴转动装置连接于电机的输出轴上，曲轴转动装置抵靠住柱塞组，柱塞组放置在泵体的工作腔4b 内，柱塞组与液压系统连接，液压系统包括低压油线路和高压油线路，低压油线路内的低压油可以驱动柱塞组在工作腔4b内进行运动。
泵体1包括左端盖10与右端盖17，左端盖10与右端盖17通过螺钉13连接固定在泵体1两侧，泵体1内形成有若干工作腔4b，本实施例中工作腔4b 的数量优选为2列，2列工作腔4b隔一定距离设置，在本实施例中，每列工作腔4b的数量优选为2个，每个工作腔4b内放置有柱塞4形成柱塞列，柱塞4 表面套设有柱塞套5以及衬套33，靠近曲轴转动装置一侧的工作腔4b端部设置有波纹管密封圈6，远离曲轴转动装置一侧的工作腔4b端部设置有排油口与吸油口，并通过堵头28进行密封。泵体1内设置有支柱30，两根支柱30上套设有护板7，护板7下方放置有至少两个柱塞4，护板7上方与曲轴轮接触，支柱30上方设置有开口销，用于限制护板7的移动自由度。支柱30上设置有止动螺钉29，用于固定支柱30，防止支柱30在工作过程中发生脱离。
本实施例中的柱塞组包括多个柱塞列，多个柱塞列分别放置在每个曲轴轮下，每个柱塞列包括至少2个柱塞，柱塞列上通过支架安装有可滑动的护板7，护板7上端部抵靠住曲轴轮，护板7下方抵靠住柱塞列。
本实施例中的低压油线路包括与柱塞数量相同的低压单向阀23，各低压单向阀23之间通过低压胶管连接，低压胶管另一端依次连接有第一电磁阀21、低压表20以及油箱19，油箱19内设置有重力浮筒18。
如图1所示，本实施例中的高压油线路包括柱塞数量相同的高压单向阀22，各个高压单向阀22之间通过高压胶管连接，高压胶管另一端依次连接有高压表 24、溢流阀25以及第二电磁阀26。
本实施例的柱塞组的柱塞根据不同的流量需求，可按照四种方式进行排列，每个双轮曲轴下设置有两块护板，以一块护板下的柱塞数量为例，如图5-图8 所示，如需小流量时，可选用1个柱塞按照图5排列，两块护板下共计有2个活塞；如需中等流量时，可选用2个柱塞按照图6排列，两块护板下共计有4 个活塞；如需大流量时，可选择4个柱塞按照图7排列，两块护板下共计有8 个活塞；如需更大的流量时，可选择6个柱塞按照图8排列，两块护板下共计有12个活塞本发明不限制其他排列方式，以上仅为优选实施例，可以实现护板 7在工作过程中不发生倾斜，保证柱塞在工作过程中进行垂直平稳的运动。
本实施例中的曲轴转动装置为双轮曲轴，双轮曲轴包括转轴14，转轴14 上分别连接有第一曲轴轮35以及第二曲轴轮36，第一曲轴轮35与第二曲轴轮 36间隔一定距离且以相反方向偏心设置在转轴14上，转轴14与电机16的输出轴通过联轴器15连接。第一曲轴轮35与第二曲轴轮36都偏心安装在转轴 14上，转轴14通过联轴器与电机的输出轴连接。转轴14与泵体1连接的端部设置有V型密封圈12进行密封，螺钉13将压盖12a固定在泵体1上，以此实现对V型密封圈12的固定。一个柱塞4上连接有低压油线路和高压油线路，低压油线路上设置有低压单向阀23，高压油线路上连接有高压单向阀22。
本实施例的工作原理为：启动电机，电机带动第一曲轴轮35转动，第一曲轴轮35转动，第一曲轴轮35距离转轴14圆心的最远外缘对其下方的护板7 造成挤压，护板7推动其下方的柱塞列向下运动，使得工作腔4b内的低压油压缩成高压油，高压单向阀22打开，高压油沿着高压油线路输出；与此同时，位于同一转轴14上的第二曲轴轮36向上运动，第二曲轴轮36距离转轴14圆心的最远外缘向上运动远离护板7，低压单向阀23打开，低压油线路内的低压油涌入工作腔4b内，低压油推动柱塞向上运动，柱塞再推动护板向上运动，完成一个工作周期。由于第一曲轴轮35与第二曲轴轮36为相反分向交错设置在转轴14上，当第一曲轴轮35转动至下方时，挤压第一列柱塞，使得其输出高压液压油；与此同时，第二曲轴轮36向上运动，第二列柱塞处于放松状态，工作腔吸取低压液压油。反之，当第一列柱塞处于吸取低压油状态时，第二列柱塞处于输出高压油状态。两者之间配合，使得柱塞泵每时每刻都进行吸油与排油的状态，不断循环。随着电机转轴的不断转动，此周期不断重复，形成连续供油。
本实施例的液压系统还与AI控制系统27电连接，实现自动化调控柱塞泵的高压油输出油量。
以上实施例的柱塞泵都适用于数控机床(包括车床、铣床、磨床、刨床、钻床等)、工程机械、车辆、军舰、机械、消防、机器人、建筑、工程机械、医疗机械、航空航天、火箭、军工、大推力发动机等领域的动力系统。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种液电智能数控曲轴轮柱塞泵，其特征在于：包括泵体，所述泵体上连接有驱动装置，所述驱动装置包括电机和曲轴转动装置，所述曲轴转动装置连接于电机的输出轴上，所述曲轴转动装置抵靠住柱塞组，所述柱塞组放置在泵体的工作腔内，靠近曲轴转动装置一侧的工作腔端部设置有波纹管密封圈，所述柱塞组与液压系统连接，所述液压系统包括低压油线路和高压油线路，所述低压油线路内的低压油可以驱动柱塞组在工作腔内进行运动。
2.根据权利要求1所述的一种液电智能数控曲轴轮柱塞泵，其特征在于：所述曲轴转动装置为单轮曲轴。
3.根据权利要求2所述的一种液电智能数控曲轴轮柱塞泵，其特征在于：所述柱塞组包括N个柱塞，N个柱塞沿曲轴轮圆周方向均匀设置。
4.根据权利要求3所述的一种液电智能数控曲轴轮柱塞泵，其特征在于：所述低压油线路包括N个低压单向阀，各个低压单向阀之间通过低压胶管连接，低压胶管另一端连接有低压表、第一电磁阀以及低压油箱，低压油箱内设置有重力浮筒。
5.根据权利要求4所述的一种液电智能数控曲轴轮柱塞泵，其特征在于：所述高压油线路包括N个高压单向阀，各个高压单向阀之间通过高压胶管连接，高压胶管另一端连接有高压表、溢流阀以及第二电磁阀，所述第二电磁阀与智能数控系统电连接，智能数控系统可调控所述高压油线路的输出流量。
6.根据权利要求1所述的一种液电智能数控曲轴轮柱塞泵，其特征在于：所述曲轴转动装置为双轮曲轴。
7.根据权利要求6所述的一种液电智能数控曲轴轮柱塞泵，其特征在于：所述柱塞组包括多个柱塞列，每个柱塞列包括至少2个柱塞，柱塞列上通过支架安装有可滑动的护板，护板上端部抵靠住曲轴轮，护板下方抵靠住柱塞列。
8.根据权利要求7所述的一种液电智能数控曲轴轮柱塞泵，其特征在于：所述低压油线路包括与柱塞数量相同的低压单向阀，各低压单向阀之间通过低压胶管连接，低压胶管另一端依次连接有第一电磁阀、低压表以及低压油箱，高压油箱内设置有重力浮筒。
9.根据权利要求8所述的一种液电智能数控曲轴轮柱塞泵，其特征在于：所述高压油线路包括柱塞数量相同的高压单向阀，各个高压单向阀之间通过高压胶管连接，高压胶管另一端依次连接有高压表、溢流阀以及第二电磁阀，所述第二电磁阀与智能数控系统电连接，智能数控系统可调控所述高压油线路的输出流量。
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