CN114165402A - 一种柱塞泵恒功率控制装置及方法 - Google Patents

一种柱塞泵恒功率控制装置及方法 Download PDF

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    • F04B1/12Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
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Abstract

本发明公开的属于功率控制技术领域,具体为一种柱塞泵恒功率控制装置及方法,包括壳体组合件,所述壳体组合件内部设有变量活塞,所述变量活塞滑动连接在壳体组合件和分油盖组合件的内部,所述分油盖组合件左端螺纹连接拔块,所述拔块内部设有变量活塞,所述拔块和变量活塞两端均设有O型圈,所述拔块内部上端滑动连接推力活塞,所述推力活塞通过销轴连接的滚轮,所述滚轮接触控制杠杆,所述控制杠杆内部转动连接芯轴,所述芯轴设置在功率控制阀块的内壁左端,所述控制杠杆上端接触功率控制阀芯,本发明达到通过采用机械杠杆结构控制加工难度降低的效果,且达到通过此控制方法输出功率曲线为一段连续曲线,而不是两条相交直线。

Description

一种柱塞泵恒功率控制装置及方法
技术领域
本发明涉及功率控制技术领域,具体为一种柱塞泵恒功率控制装置及方法。
背景技术
功率控制是液压泵极为常见的控制方式,其原理为在一定的工作压力范围内,通过功率控制使泵输出功率恒定,即W=PQ,具体工作过程为将泵的出口压力油通过功率控制装置调节进入变量活塞或通过功率控制装置将变量活塞的压力油卸掉,以推动伺服活塞移动来实现液压泵的排量变化,变量活塞移动的同时又带动功率控制装置的反馈杆反向移动,至功率控制装置调节关闭后,泵变量过程完成。
为此,我们提出一种柱塞泵恒功率控制装置及方法。
发明内容
鉴于上述和/或现有一种柱塞泵恒功率控制装置及方法中存在的问题,提出了本发明。
因此,本发明的目的是提供一种柱塞泵恒功率控制装置及方法,通过采用液压能转化为机械能,再由机械能转化为液压能的控制方式,通过控制杠杆巧妙的将功率曲线有两条相交直线转化为双曲线,能够解决上述提出现有的问题。
为解决上述技术问题,根据本发明的一个方面,本发明提供了如下技术方案:
一种柱塞泵恒功率控制装置,其包括:壳体组合件,所述壳体组合件内部设有变量活塞,所述变量活塞滑动连接在壳体组合件和分油盖组合件的内部,所述分油盖组合件左端螺纹连接拔块,所述拔块内部设有变量活塞,所述拔块和变量活塞两端均设有O型圈;
所述拔块内部上端滑动连接推力活塞,所述推力活塞通过销轴连接的滚轮,所述滚轮接触控制杠杆;
所述控制杠杆内部转动连接芯轴,所述芯轴设置在功率控制阀块的内壁左端,所述控制杠杆上端接触功率控制阀芯;
所述功率控制阀芯外壁设有功率控制弹簧套,所述功率控制阀芯左侧端口接触功率控制弹簧座,所述功率控制弹簧座设置在功率调节弹簧的内部,所述功率调节弹簧的左端连接功率调节弹簧座。
作为本发明所述的一种柱塞泵恒功率控制装置的一种优选方案,其中:所述功率调节弹簧座、功率调节弹簧和功率控制弹簧座均设置在功率调节螺套的内部,所述功率调节螺套设置在功率控制阀块的内部左端。
作为本发明所述的一种柱塞泵恒功率控制装置的一种优选方案,其中:所述功率调节螺套内部左端设有调压螺钉,所述调压螺钉的外壁螺纹连接六角薄螺母。
作为本发明所述的一种柱塞泵恒功率控制装置的一种优选方案,其中:所述功率调节螺套外壁螺纹连接锁紧螺母。
作为本发明所述的一种柱塞泵恒功率控制装置的一种优选方案,其中:所述分油盖组合件内部左端设有限位块,所述限位块右端接触排量调节螺钉。
作为本发明所述的一种柱塞泵恒功率控制装置的一种优选方案,其中:所述限位块左端插入变量活塞的内部。
作为本发明所述的一种柱塞泵恒功率控制装置的一种优选方案,其中:所述壳体组合件内部左端螺纹连接限位螺堵。
作为本发明所述的一种柱塞泵恒功率控制装置的一种优选方案,其中:所述限位螺堵两端设有O型圈。
一种柱塞泵恒功率控制的方法,还包括以下操作步骤:
S1:通过在泵出口引入高压油,高压油经过A腔到达与壳体组合件配合的变量活塞内部油道,然后会沿着内部油道进入与变量活塞通过螺纹连接的拔块;
S2:因拔块和变量活塞两端分别存在O型圈,将高压油密封在拔块内腔,所以高压油便会推动与拔块配合的推力活塞组件;
S3:推力活塞在受到推力后,会推动与推力活塞通过销轴连接的滚轮向上运动,从而推动控制杠杆绕芯轴做旋转运动;
S4:如果此时滚轮作用在控制杠杆上的力矩大于功率控制阀芯作用的力矩,那么功率控制阀芯将会向功率调节弹簧一侧运动,从而使Ps压力油和C腔接通,然后经过壳体组合件和分油盖组合件的内部油道到达B腔;
S5:由于变量活塞与分油盖组合件之间的B腔的液压油产生的作用在变量活塞上的推力比A腔液压油作用在变量活塞上产生的推力大,所以变量活塞将会推动斜盘向Vgmin方向运动,液压泵排量变小,同时由于变量活塞带动推力活塞一起运动,所以有滚轮对控制杠杆的力臂变小,产生的力矩变小;
S6:此时如果滚轮作用在控制杠杆上的力矩小于功率控制阀芯作用的力矩,那么功率控制阀芯受弹簧力作用将会向控制杠杆一侧运动,直到使C腔与Ps断开,而此时存在于B腔的液压油将按照C腔至D腔至卸油口顺序到达壳体内腔,变量活塞将受A腔高压油推力向Vgmax方向运动,此时液压泵排量变大。
与现有技术相比:功率调节弹簧两端分别增加了一个功率调节弹簧座和功率控制弹簧座,并且将阀芯和弹簧座连接处加工为球面和锥面接触,有利于保证功率控制阀芯工作过程中只受到轴向弹簧力,减少卡阀现象;
通过采用分体阀套,达到更好的控制阀芯与阀套之间的间隙,保证阀芯与阀套对严,再通过增加三个O型圈来保证各个阀腔之间不会渗油,同时需要用功率调节螺套和锁紧螺母将功率控制阀套固定在阀块上,同时增加O型圈密封,防止液压油泄露;
通过采用机械杠杆结构控制加工难度降低;
通过此控制方法输出功率曲线为一段连续曲线,而不是两条相交直线,其原理为在功率控制阀工作过程中推力活塞组件对控制杠杆所产生的力臂和力同时进行变化,而常规控制方式是通过改变弹簧的刚度实现两条相交直线。
附图说明
图1为本发明提供的整体结构示意图;
图2为本发明提供的腔位示意图;
图3为本发明提供的对比曲线图。
图中:调压螺钉1、功率调节螺套2、O型圈3、锁紧螺母4、功率调节弹簧座5、功率调节弹簧6、功率控制弹簧座8、功率控制弹簧套9、功率控制阀芯11、芯轴12、控制杠杆13、功率控制阀块14、销轴15、滚轮16、推力活塞17、限位块20、排量调节螺钉21、分油盖组合件23、变量活塞24、拔块26、推力弹簧27、壳体组合件29、限位螺堵30、六角薄螺母34。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
本发明提供一种柱塞泵恒功率控制装置及方法,请参阅图1-3,包括壳体组合件29、分油盖组合件23和功率控制阀块14;
壳体组合件29内部设有变量活塞24,起到限位和密封的作用,变量活塞24滑动连接在壳体组合件29和分油盖组合件23的内部,使变量活塞24能在壳体组合件29和分油盖组合件23的内部进行活动,对高压油进行引流,分油盖组合件23左端螺纹连接拔块26,O型圈3将高压油密封在拔块26内腔,从而使拔块26受到液压能作用,拔块26内部设有变量活塞24,使变量活塞24带动高压油对拔块26进行液压能受力,拔块26和变量活塞24两端均设有O型圈3,起到密封作用,防止高压油泄漏,拔块26内部上端滑动连接推力活塞17,高压油会推动与拔块26配合的推力活塞组件17,使活塞组件17向上运作,推力活塞17通过销轴15连接的滚轮16,起到联动的作用,通过变量活塞24运动带动推力弹簧27运作,从而使活塞组件17向上端移动,进而推动滚轮16滚动,达到液压能转化为机械能的效果,滚轮16接触控制杠杆13,使滚轮16带动控制杠杆13进行转动,控制杠杆13内部转动连接芯轴12,方便控制杠杆13进行转动,芯轴12设置在功率控制阀块14的内壁左端,控制杠杆13上端接触功率控制阀芯11,使控制杠杆13能够带动控制阀芯11进行转动,达到调节排量的效果,功率控制阀芯11外壁设有功率控制弹簧套9,对功率控制阀芯11进行限位,功率控制阀芯11左侧端口接触功率控制弹簧座8,功率控制弹簧座8设置在功率调节弹簧6的内部,功率调节弹簧6的左端连接功率调节弹簧座5,当功率控制阀芯11运动,带动功率控制弹簧座8向功率调节弹簧6挤压,从而达到实现机械能转化成液压能的效果,且在功率调节弹簧6的作用下,使功率控制阀芯11恢复到初始位置,功率调节弹簧6两端分别增加了一个功率调节弹簧座5和功率控制弹簧座7,并且将阀芯和弹簧座连接处加工为球面和锥面接触,有利于保证功率控制阀芯11工作过程中只受到轴向弹簧力,减少卡阀现象,通过采用分体阀套,达到更好的控制阀芯与阀套之间的间隙,保证阀芯与阀套对严,再通过增加三个O型圈3来保证各个阀腔之间不会渗油,同时需要用功率调节螺套2和锁紧螺母4将功率控制阀套9固定在阀块上,同时增加O型圈3密封,防止液压油泄露;
分油盖组合件23内部左端设有限位块20,限位块20右端接触排量调节螺钉21,限位块20左端插入变量活塞24的内部,限位块20左端插入变量活塞24的内部,壳体组合件29内部左端螺纹连接限位螺堵30,通过旋转调节螺钉21和控制限位螺堵30的长度,从而可以控制液压泵的最大或最小排量,还有利于调节功率起调点的调压螺钉1、功率调节螺套2、六角薄螺母34、锁紧螺母4及O型圈3,调节时只需旋转调压螺钉1使起调压力改变后,拧紧六角薄螺母34即可;
功率调节弹簧座5、功率调节弹簧6和功率控制弹簧座9均设置在功率调节螺套2的内部,起到固定和限位的作用,功率调节螺套2设置在功率控制阀块14的内部左端,起到密封和限位的作用,功率调节螺套2外壁螺纹连接锁紧螺母4,起到固定的作用。
在具体使用时,本领域技术人员将通过在泵出口引入高压油,高压油经过A腔到达与壳体组合件配合的变量活塞内部油道,然后会沿着内部油道进入与变量活塞通过螺纹连接的拔块,因拔块和变量活塞两端分别存在O型圈,将高压油密封在拔块内腔,所以高压油便会推动与拔块配合的推力活塞组件,推力活塞在受到推力后,会推动与推力活塞通过销轴连接的滚轮向上运动,从而推动控制杠杆绕芯轴做旋转运动,如果此时滚轮作用在控制杠杆上的力矩大于功率控制阀芯作用的力矩,那么功率控制阀芯将会向功率调节弹簧一侧运动,从而使Ps压力油和C腔接通,然后经过壳体组合件和分油盖组合件的内部油道到达B腔,由于变量活塞与分油盖组合件之间的B腔的液压油产生的作用在变量活塞上的推力比A腔液压油作用在变量活塞上产生的推力大,所以变量活塞将会推动斜盘向Vgmin方向运动,液压泵排量变小,同时由于变量活塞带动推力活塞一起运动,所以有滚轮对控制杠杆的力臂变小,产生的力矩变小,此时如果滚轮作用在控制杠杆上的力矩小于功率控制阀芯作用的力矩,那么功率控制阀芯受弹簧力作用将会向控制杠杆一侧运动,直到使C腔与Ps断开,而此时存在于B腔的液压油将按照C腔至D腔至卸油口顺序到达壳体内腔,变量活塞将受A腔高压油推力向Vgmax方向运动,此时液压泵排量变大。
虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述,然而在不脱离本发明的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲突,本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用,在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此,本发明并不局限于文中公开的特定实施方式,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (9)

1.一种柱塞泵恒功率控制装置,包括壳体组合件(29),其特征在于:所述壳体组合件(29)内部设有变量活塞(24),所述变量活塞(24)滑动连接在壳体组合件(29)和分油盖组合件(23)的内部,所述分油盖组合件(23)左端螺纹连接拔块(26),所述拔块(26)内部设有变量活塞(24),所述拔块(26)和变量活塞(24)两端均设有O型圈(3);
所述拔块(26)内部上端滑动连接推力活塞(17),所述推力活塞(17)通过销轴(15)连接的滚轮(16),所述滚轮(16)接触控制杠杆(13);
所述控制杠杆(13)内部转动连接芯轴(12),所述芯轴(12)设置在功率控制阀块(14)的内壁左端,所述控制杠杆(13)上端接触功率控制阀芯(11);
所述功率控制阀芯(11)外壁设有功率控制弹簧套(9),所述功率控制阀芯(11)左侧端口接触功率控制弹簧座(8),所述功率控制弹簧座(8)设置在功率调节弹簧(6)的内部,所述功率调节弹簧(6)的左端连接功率调节弹簧座(5)。
2.根据权利要求1所述的一种柱塞泵恒功率控制装置,其特征在于,所述功率调节弹簧座(5)、功率调节弹簧(6)和功率控制弹簧座(9)均设置在功率调节螺套(2)的内部,所述功率调节螺套(2)设置在功率控制阀块(14)的内部左端。
3.根据权利要求2所述的一种柱塞泵恒功率控制装置,其特征在于,所述功率调节螺套(2)内部左端设有调压螺钉(1),所述调压螺钉(1)的外壁螺纹连接六角薄螺母(34)。
4.根据权利要求2所述的一种柱塞泵恒功率控制装置,其特征在于,所述功率调节螺套(2)外壁螺纹连接锁紧螺母(4)。
5.根据权利要求1所述的一种柱塞泵恒功率控制装置,其特征在于,所述分油盖组合件(23)内部左端设有限位块(20),所述限位块(20)右端接触排量调节螺钉(21)。
6.根据权利要求5所述的一种柱塞泵恒功率控制装置,其特征在于,所述限位块(20)左端插入变量活塞(24)的内部。
7.根据权利要求1所述的一种柱塞泵恒功率控制装置,其特征在于,所述壳体组合件(29)内部左端螺纹连接限位螺堵(30)。
8.根据权利要求7所述的一种柱塞泵恒功率控制装置,其特征在于,所述限位螺堵(30)两端设有O型圈(3)。
9.一种柱塞泵恒功率控制的方法,其特征在于,还包括以下操作步骤:
S1:通过在泵出口引入高压油,高压油经过A腔到达与壳体组合件(29)配合的变量活塞(24)内部油道,然后会沿着内部油道进入与变量活塞(23)通过螺纹连接的拔块(26);
S2:因拔块(26)和变量活塞(24)两端分别存在O型圈(3),将高压油密封在拔块(26)内腔,所以高压油便会推动与拔块(26)配合的推力活塞组件(17);
S3:推力活塞(17)在受到推力后,会推动与推力活塞(17)通过销轴(15)连接的滚轮(16)向上运动,从而推动控制杠杆(13)绕芯轴(12)做旋转运动;
S4:如果此时滚轮(16)作用在控制杠杆(13)上的力矩大于功率控制阀芯(11)作用的力矩,那么功率控制阀芯(11)将会向功率调节弹簧(6)一侧运动,从而使Ps压力油和C腔接通,然后经过壳体组合件(29)和分油盖组合件(23)的内部油道到达B腔;
S5:由于变量活塞(24)与分油盖组合件(23)之间的B腔的液压油产生的作用在变量活塞(24)上的推力比A腔液压油作用在变量活塞(24)上产生的推力大,所以变量活塞(24)将会推动斜盘向Vgmin方向运动,液压泵排量变小,同时由于变量活塞(26)带动推力活塞(17)一起运动,所以有滚轮(16)对控制杠杆(13)的力臂变小,产生的力矩变小;
S6:此时如果滚轮(16)作用在控制杠杆上的力矩小于功率控制阀芯(11)作用的力矩,那么功率控制阀芯(11)受弹簧力作用将会向控制杠杆(13)一侧运动,直到使C腔与Ps断开,而此时存在于B腔的液压油将按照C腔至D腔至卸油口顺序到达壳体内腔,变量活塞(24)将受A腔高压油推力向Vgmax方向运动,此时液压泵排量变大。
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