CN114718859B - 一种单脉冲液压泵 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种单脉冲液压泵，包括底板，所述底板顶端固定连接有外壳，所述外壳顶端固定连接有缸体，所述缸体底端与所述外壳顶端连通，所述缸体顶部设置有若干单向阀，所述单向阀与所述缸体内部连通，所述外壳内设置有若干单脉冲机构，若干所述单脉冲机构交错设置，所述缸体内设置有若干传动机构，若干所述单脉冲机构分别与若干所述传动机构对应设置，若干所述传动机构均与所述单向阀对应设置。本发明通过将多个单脉冲机构组合实现了液压泵的恒流量输出，将柱塞的往复恒速运动转化为稳定的脉冲流量输出，提高了脉冲流量输出的稳定性，保证了工作部件的平稳运行，延长了液压元件的使用寿命。

Description

一种单脉冲液压泵
技术领域
本发明涉及液压泵技术领域，特别是涉及一种单脉冲液压泵。
背景技术
传统的机械式往复泵是通过点击驱动曲柄连杆或飞轮，推动活塞进行往复运动并输出流量，而机械式往复泵的活塞的运动速度变化是随着输入转角的变化而改变的，并不能实现理想的恒速运动，因此无法按照阶跃脉冲的方式输出稳定的流量。而脉冲柱塞泵能够以阶跃脉冲的形式输出液体流量，相当于一个液压脉冲发生器，能够很好的与数字液压系统进行适配。
液压泵输出流量的脉动系数是衡量其性能的一个重要的评价指标，而应用最广泛的柱塞泵的流量可以看成是每个柱塞输出的正弦流量的叠加，因此往往有着比较明显的流量脉动。而液压泵的流量脉动会引起压力脉动，从而使液压管路，液压阀等元件产生振动和噪声，使液压系统的效率下降，同时还会降低液压元件的使用寿命。而且，由于流量脉动致使泵的输出流量不稳定，影响工作部件的运动平稳性，尤其是对精密的液压传动系统更为不利。而多个脉冲液压泵按照一定顺序进行组合，理论上可以实现无脉冲的恒流量液压流量输出。因此，亟需一种单脉冲液压泵，用来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种单脉冲液压泵，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种单脉冲液压泵，包括底板，所述底板顶端固定连接有外壳，所述外壳顶端固定连接有缸体，所述缸体底端与所述外壳顶端连通，所述缸体顶部设置有若干单向阀，所述单向阀与所述缸体内部连通，所述外壳内设置有若干单脉冲机构，若干所述单脉冲机构交错设置，所述缸体内设置有若干传动机构，若干所述单脉冲机构分别与若干所述传动机构对应设置，若干所述传动机构均与所述单向阀对应设置。
优选的，所述传动机构包括滑动连接在所述缸体内的柱塞，所述柱塞顶端位于所述单向阀下方，所述柱塞与所述缸体之间设置有复位弹簧，所述复位弹簧的一端与所述缸体内壁顶端固定连接，所述复位弹簧另一端与所述柱塞顶端固定连接，所述柱塞底端伸入到所述外壳内且与所述单脉冲机构对应设置。
优选的，所述单脉冲机构包括转动连接在所述外壳内壁上的输入轴，相邻两所述输入轴同轴固定连接，所述输入轴上固定连接有单脉冲凸轮，相邻两所述单脉冲凸轮平行设置，若干所述单脉冲凸轮交错设置，所述单脉冲凸轮与所述柱塞底端抵接。
优选的，若干所述单脉冲凸轮沿若干所述输入轴的同轴线交错设置，相邻两所述单脉冲凸轮之间的夹角为90°-180°。
优选的，所述柱塞和所述单脉冲凸轮的数量均为三个。
优选的，相邻两所述单脉冲凸轮之间的所述夹角为120°。
优选的，所述柱塞底端转动连接有轴承，所述轴承与所述单脉冲凸轮抵接。
优选的，所述单向阀的数量为两个。
本发明公开了以下技术效果：
本发明提供的一种单脉冲液压泵，通过设置若干单脉冲机构和若干传动机构，通过多个单脉冲凸轮对多个柱塞施加作用力，多个柱塞共同作用与单向阀实现装置的吸油和泵油过程，实现了无脉冲恒流量液压流量的输出，保证了流量脉动的输出稳定，使工作部件运行更加平稳，从而降低了液压管路和液压阀等元件产生的振动和噪声，提高了液压系统的效率，延长了液压元件的使用寿命，对精密的液压传动系统更加有利。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明装置结构示意图；
图2为本发明单脉冲机构结构示意图；
图3为本发明单脉冲凸轮结构示意图；
图4为本发明柱塞运动规律结构示意图；
图5为本发明柱塞的输出流量曲线示意图；
其中，1、底板；2、外壳；3、缸体；4、单向阀；5、柱塞；6、复位弹簧；7、输入轴；8、单脉冲凸轮；9、轴承；10、实际轮廓线；11、理论轮廓线；12、柱塞输出流量。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种单脉冲液压泵，包括底板1，底板1顶端固定连接有外壳2，外壳2顶端固定连接有缸体3，缸体3底端与外壳2顶端连通，缸体3顶部设置有若干单向阀4，单向阀4与缸体3内部连通，外壳2内设置有若干单脉冲机构，若干单脉冲机构交错设置，缸体3内设置有若干传动机构，若干单脉冲机构分别与若干传动机构对应设置，若干传动机构均与单向阀4对应设置。
进一步优化方案，为了实现装置的泵油和吸油过程，传动机构包括滑动连接在缸体3内的柱塞5，柱塞5顶端位于单向阀4下方，柱塞5与缸体3之间设置有复位弹簧6，复位弹簧6的一端与缸体3内壁顶端固定连接，复位弹簧6另一端与柱塞5顶端固定连接，复位弹簧6保证柱塞5底端时刻与单脉冲凸轮8抵接，柱塞5底端伸入到外壳2内且与单脉冲机构对应设置。
进一步优化方案，单脉冲机构包括转动连接在外壳2内壁上的输入轴7，相邻两输入轴7同轴固定连接，输入轴7上固定连接有单脉冲凸轮8，相邻两单脉冲凸轮8平行设置，若干单脉冲凸轮8交错设置，单脉冲凸轮8与柱塞5底端抵接。
进一步优化方案，实现无脉冲的恒流量液压流量输出，若干单脉冲凸轮8沿若干输入轴7的同轴线交错设置，相邻两单脉冲凸轮8之间的夹角为90°-180°。
进一步优化方案，柱塞5和单脉冲凸轮8的数量均为三个，相邻两单脉冲凸轮8凸出点与柱塞5底端轴承9接触到的时间间隔相等。
进一步优化方案，为了保证能量的稳定输出，相邻两单脉冲凸轮8之间的夹角为120°。
进一步优化方案，为了降低柱塞5底端与单脉冲凸轮8的摩擦力，柱塞5底端转动连接有轴承9，轴承9与单脉冲凸轮8抵接。
进一步优化方案，单向阀4的数量为两个。
本发明提供的一种单脉冲液压泵，柱塞5顶端与缸体3之间形成了吸油和泵油的密封腔，单向阀4与密封腔连通，密封腔通过两个单向阀4来进行吸油和泵油的配流。柱塞5在复位弹簧6和单脉冲凸轮8的共同作用下，柱塞5底端的轴承9始终和单脉冲凸轮8的外侧壁抵接，使柱塞5按照理论的单脉冲凸轮8的轮廓线进行竖向运动。
输入轴7匀速转动时，柱塞5的运动状态可以分为三种，分别为：匀速运动阶段、加速运动阶段、减速运动阶段。其中柱塞5的匀速运动状态是柱塞5工作的主要运动状态，柱塞5向上运动位移的正方向，当柱塞5正向匀速运动时，密封腔的体积以恒速减小，通过单向阀4以稳定的流量向装置外泵油；反之，当柱塞5反向匀速运动时，密封腔的体积以恒速增加，通过单向阀4以稳定的流量向装置内吸油，装置在工作时，按照图4所示的速度变化曲线输出流量，实现了近似脉冲的稳定流量输出。
参考图3，其中所示虚线为单脉冲凸轮8的理论轮廓线11，实线为单脉冲凸轮8的实际轮廓线10，当单脉冲凸轮8在输入轴7的带动下进行匀速旋转的时候，柱塞5底端的轴承9始终贴合单脉冲凸轮8的实际轮廓线10，柱塞5底端轴承9的轴心沿着单脉冲凸轮8的理论轮廓线11进行运动，使柱塞5最终呈现出图4的运动规律，使柱塞5在单脉冲凸轮8的一定角度区间内实现匀速向上和匀速向下的运动，从而保证输出稳定的脉冲流量。
按照图1所示，本发明通过三个不同相位且相位之间相差120°的柱塞5进行组合，三个柱塞5在一个工作周期内分别输出流量，三个分别的流量叠加起来就可以形成整个工作周期内大小恒定的输出流量，实现如图5所示的三个柱塞5按照规律交替输出脉冲流量，通过三个柱塞5的流量叠加实现恒流量输出，从而使液压泵具有更小的流量脉动。
参考图4，本发明单脉冲液压泵工作过程如下：
加速阶段：输入轴7恒速转动时，0-T1输入轴7由0°匀速转动到30°，柱塞5处于加速阶段，柱塞5的速度从0开始增加；
匀速阶段：输入轴7恒速转动时，T1-T2输入轴7由30°匀速转动到120°，柱塞5处于匀速向上运动阶段，密封腔的体积以恒定的速度减小，单脉冲液压泵通过缸体3右侧的单向阀4输出大小恒定的流量；
减速阶段：输入轴7恒速转动时，T2-T3输入轴7由120°匀速转动到150°，柱塞5处于减速阶段，柱塞5的速度逐渐减小为0，然后进入反向加速阶段；
反向加速阶段：输入轴7恒速转动时，T3-T4输入轴7由150°匀速转动到169°，柱塞5处于反向加速阶段，柱塞5的速度从0开始减小；
反向匀速阶段：输入轴7恒速转动时，T4-T5输入轴7由169°匀速转动到341°，柱塞5处于反向匀速运动阶段，密封腔的体积以恒定的速度增加，单脉冲液压泵通过缸体3左侧的单向阀4吸入大小恒定的流量；
反向减速阶段：输入轴7恒速转动时，T5-T6输入轴7由341°匀速转动到360°，柱塞5处于反向减速阶段，柱塞5的速度逐渐增加为0，回到初始位置开始下一个工作循环。
本发明提供的一种单脉冲液压泵，通过设置若干单脉冲机构和若干传动机构，通过多个单脉冲凸轮8对多个柱塞5施加作用力，多个柱塞5共同作用与单向阀4实现装置的吸油和泵油过程，实现了无脉冲恒流量液压流量的输出，保证了流量脉动的输出稳定，使工作部件运行平稳，从而降低了液压管路和液压阀等元件产生的振动和噪声，提高了液压系统的效率，延长了液压元件的使用寿命，对精密的液压传动系统更加有利。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种单脉冲液压泵，其特征在于，包括底板（1），所述底板（1）顶端固定连接有外壳（2），所述外壳（2）顶端固定连接有缸体（3），所述缸体（3）底端与所述外壳（2）顶端连通，所述缸体（3）顶部设置有若干单向阀（4），所述单向阀（4）与所述缸体（3）内部连通，所述外壳（2）内设置有若干单脉冲机构，若干所述单脉冲机构交错设置，所述缸体（3）内设置有若干传动机构，若干所述单脉冲机构分别与若干所述传动机构对应设置，若干所述传动机构均与所述单向阀（4）对应设置；
所述传动机构包括滑动连接在所述缸体（3）内的柱塞（5），所述柱塞（5）顶端位于所述单向阀（4）下方，所述柱塞（5）与所述缸体（3）之间设置有复位弹簧（6），所述复位弹簧（6）的一端与所述缸体（3）内壁顶端固定连接，所述复位弹簧（6）另一端与所述柱塞（5）顶端固定连接，所述柱塞（5）底端伸入到所述外壳（2）内且与所述单脉冲机构对应设置；
所述单脉冲机构包括转动连接在所述外壳（2）内壁上的输入轴（7），相邻两所述输入轴（7）同轴固定连接，所述输入轴（7）上固定连接有单脉冲凸轮（8），相邻两所述单脉冲凸轮（8）平行设置，若干所述单脉冲凸轮（8）交错设置，所述单脉冲凸轮（8）与所述柱塞（5）底端抵接，若干所述单脉冲凸轮（8）沿若干所述输入轴（7）的同轴线交错设置，相邻两所述单脉冲凸轮（8）之间的夹角为90°-180°，所述柱塞（5）和所述单脉冲凸轮（8）的数量均为三个，相邻两所述单脉冲凸轮（8）之间的所述夹角为120°；
所述单脉冲液压泵中其中一个所述柱塞（5）的工作过程如下：
加速阶段：输入轴（7）恒速转动时，0-T1输入轴（7）由0°匀速转动到30°，柱塞（5）处于加速阶段，柱塞（5）的速度从0开始增加；
匀速阶段：输入轴（7）恒速转动时，T1-T2输入轴（7）由30°匀速转动到120°，柱塞（5）处于匀速向上运动阶段，密封腔的体积以恒定的速度减小，单脉冲液压泵通过缸体（3）右侧的单向阀（4）输出大小恒定的流量；
减速阶段：输入轴（7）恒速转动时，T2-T3输入轴（7）由120°匀速转动到150°，柱塞（5）处于减速阶段，柱塞（5）的速度逐渐减小为0，然后进入反向加速阶段；
反向加速阶段：输入轴（7）恒速转动时，T3-T4输入轴（7）由150°匀速转动到169°，柱塞（5）处于反向加速阶段，柱塞（5）的速度从0开始减小；
反向匀速阶段：输入轴（7）恒速转动时，T4-T5输入轴（7）由169°匀速转动到341°，柱塞（5）处于反向匀速运动阶段，密封腔的体积以恒定的速度增加，单脉冲液压泵通过缸体（3）左侧的单向阀（4）吸入大小恒定的流量；
反向减速阶段：输入轴（7）恒速转动时，T5-T6输入轴（7）由341°匀速转动到360°，柱塞（5）处于反向减速阶段，柱塞（5）的速度逐渐增加为0，回到初始位置开始下一个工作循环；
三个所述柱塞（5）在一个工作周期内分别输出流量，三个分别的流量叠加起来形成整个工作周期内大小恒定的输出流量。
2.根据权利要求1所述的一种单脉冲液压泵，其特征在于：所述柱塞（5）底端转动连接有轴承（9），所述轴承（9）与所述单脉冲凸轮（8）抵接。
3.根据权利要求1所述的一种单脉冲液压泵，其特征在于：所述单向阀（4）的数量为两个。
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