CN114876791A - 一种流量智能校准齿轮泵 - Google Patents

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刘伟
鲁国超
孔青松
张红涛
焦文华
孟嘉嘉
潘科
王轩
王刘朝
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Abstract

本发明公开了一种流量智能校准齿轮泵，涉及齿轮泵相关技术领域，包括齿轮泵泵体，齿轮泵泵体上开设有主进油口、主出油口，齿轮泵泵体内设置有改变齿轮泵内液体的流向的主阀，主阀上设置有第一进油口、第一出油口、节流口，第一出油口、节流口分别作为主阀两个位置的出油端，齿轮泵泵体内还设置有先导阀，齿轮泵泵体上还设置有用于检测泵内液体压力的压力传感器，先导阀的阀芯连接有驱动电机，压力传感器与驱动器连接，将方向控制阀、压力传感器等与齿轮泵集成设计，利用压力与流量的对应关系校准流量。通过先导阀控制主阀的换向，能够满足大流量条件下主阀阀芯所需的换向力，同时整泵的结构紧凑、尺寸小、重量轻。

Description

一种流量智能校准齿轮泵
技术领域
本发明属于齿轮泵相关技术领域，更具体地说，特别涉及一种流量智能校准齿轮泵。
背景技术
齿轮泵是液压、燃油系统等的动力元件，齿轮泵在工作过程中，由于齿轮端面存在相对运动、摩擦，长期将导致齿轮端面磨损，齿轮端面间隙增大，齿轮端面间隙的泄露量随之增大，则齿轮泵出口流量降低，且现有齿轮泵工作过程中无法对其实际流量进行实时检测及校准，因次齿轮泵长期工作后其流量将不能满足使用要求，寿命较低。
发明内容
本申请实施例通过提供一种流量智能校准齿轮泵，解决现有技术中存在的问题，将方向控制阀、压力传感器等与齿轮泵集成设计，利用压力与流量的对应关系校准流量。通过先导阀控制主阀的换向，能够满足大流量条件下主阀阀芯所需的换向力，同时整泵的结构紧凑、尺寸小、重量轻。
为了实现以上目的，本发明采用了以下技术方案：
一种流量智能校准齿轮泵，包括齿轮泵泵体，所述齿轮泵泵体上开设有主进油口、主出油口，所述齿轮泵泵体上设置有电机组件、齿轮泵组件、控制阀组件；所述控制阀组件包括设置在齿轮泵泵体内用于改变齿轮泵内液体的流向的主阀，所述主阀上设置有第一进油口、第一出油口、节流口，所述第一出油口、节流口分别作为主阀两个位置的出油端，所述齿轮泵泵体内还设置有用于控制主阀阀芯换向的先导阀，所述齿轮泵泵体上还设置有用于检测泵内液体压力的压力传感器，所述先导阀的阀芯连接有驱动电机电机组件，所述压力传感器与外接驱动器相连。
为了进一步优化本发明，可优先选用以下技术方案：
优选的，所述先导阀上设置有第二进油口、第三调节口、第四调节口、第五调节口，所述第一进油口、第二进油口与主进油口相连，所述第一出油口与主出油口相连。
优选的，所述主阀上对应主阀阀芯两端位置开设有分别与先导阀的第三调节口、第五调节口相连的第一调节口、第二调节口，所述主阀内对应主阀阀芯一端位置设置有复位弹簧。
优选的，所述第四调节口设置在先导阀中部，所述第四调节口与先导阀内腔室保持常连通。
优选的，所述主阀、先导阀均为两位四通阀。
优选的，所述节流口回流至齿轮泵进口处。
一种流量智能校准齿轮泵的流量校准方法，包括以下步骤：当泵需要校准时，上位机发出指令，先导电磁阀通电，液动力推动主阀阀芯向右移动，关闭泵出口，打开节流口，产生节流，不同流量下，对应的节流压力不同，若压力传感器获得的压力比标定值小，则说明齿轮泵流量有所下降，通过提高电机转速来弥补压力的下降，使节流压力达到标定值，完成流量修定；当泵按一组标定工况进行修正后，完成泵的流量标定，同时按修正值拟合新的流量指令曲线并保存，此时完成流量校准；当电磁阀断电后，恢复正常工作状态，新的流量指令按新标定流量曲线工作。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
1、该泵主要应用于如下所述工况：①泵长时间工作出口流量保持设定值不变，保证出口流量满足使用要求；②泵使用寿命要求长，由于零件磨损会导致流量下降，限制齿轮泵使用寿命。通过流量智能校准，反馈给电机，电机调整转速补偿流量下降；③系统有最高安全工作压力的要求；
2、本产品集成式结构设计，实现流量的智能校准，保证出口流量稳定，满足设定值要求；将方向控制阀、压力传感器等与齿轮泵集成设计。利用压力与流量的对应关系校准流量。通过先导阀控制主阀的换向，能够满足大流量条件下主阀阀芯所需的换向力，同时整泵的结构紧凑、尺寸小、重量轻。
3、本产品实时检测系统压力，超过设定压力后泄流，保证使用安全；通过压力传感器检测系统压力，如超过设定压力，则先导阀线圈通电，使出口关闭，油液从节流口泄流。
4、本产品可提高齿轮泵使用寿命；齿轮泵在使用过程中，浮动侧板与齿轮发生磨擦，导致齿轮端面间隙增大，泄漏量随之增大，出口流量减小，限制齿轮泵的使用寿命。通过流量智能校准，可大大提高齿轮泵使用寿命。
4、齿轮泵泵头上集成有压力传感器和换向阀，通过检测泵体内的压力，来判断流量的变化情况，若实测压力小于标定压力值，则泵的流量降低，通过提高电机转速，使节流压力达到标定值，完成流量修定，同时按修正值拟合新的流量指令曲线并保存，此时完成流量校准。
附图说明
图1为本齿轮泵的整体结构示意图；
图2为本齿轮泵的侧视图；
图3为齿轮泵B_B处剖视图；
图4为齿轮泵C-C处剖视图；
图5为本泵体的工作原理图；
图6为泵体的初始状态示意图；
图7为泵体的正常工作状态示意图；
图8为流量校准状态的结构示意图；
图9为泵体的流程图；
图10为控制阀体壳体结构示意图；
图11为控制阀体壳体内部结构示意图。
其中，1-电机组件，2-齿轮泵组件，3-控制阀组件，4-先导阀，5-主进油口，6-主出油口，7-复位弹簧，8-主阀阀芯，9-节流口一，10-压力传感器，11-先导阀阀芯，12-第一调节口，13-第二调节口，14-第二进油口，15-第三调节口，16-第四调节口，17-第五调节口，18-驱动源。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
实施例1：
如图1-11所示，一种流量智能校准齿轮泵，包括齿轮泵泵体，齿轮泵泵体上开设有主进油口5、主出油口6，齿轮泵泵体上安装有电机组件1、齿轮泵组件2、控制阀组件3；控制阀组件包括安装在齿轮泵上的控制阀壳体，控制阀壳体内安装用于改变齿轮泵内液体的流向的主阀，主阀上开设有第一进油口、第一出油口、节流口一，第一出油口、节流口一9分别作为主阀两个位置的出油端，节流口回流至齿轮泵主进油口处，第一出油口与主出油口相通；控制阀壳体内还安装有用于控制主阀阀芯换向的先导阀4，齿轮泵泵体上还设置有用于检测泵内液体压力的压力传感器10，先导阀阀芯11连接有驱动源18，压力传感器通过控制器与驱动源18电连接。其中主阀、先导阀均为两位四通阀，控制阀壳体上对应先导阀阀芯11、主阀阀芯8位置开设有安装孔，保证整体结构的紧凑性；其中先导阀上设置有第二进油口14、第三调节口15、第四调节口16、第五调节口17，第一进油口、第二进油口与主进油口相连，第一出油口与主出油口相连，第四调节口设置在先导阀中部，第四调节口与先导阀内腔室保持常连通。此外，为了实现控制调节，在主阀上对应主阀阀芯两端位置开设有分别与先导阀的节流口9、第五调节口相连的第一调节口12、第二调节口13，主阀内对应主阀阀芯一端位置设置有复位弹簧7，便于主阀阀芯复位。
本泵体的工作原理：
(1)初始状态，齿轮泵不工作，先导阀不通电，主阀阀芯在复位弹簧作用下，处于右端，即主油路出口关闭，节流口打开。
(2)正常工作状态，齿轮泵工作，先导阀不通电，先导阀控制主阀阀芯向左移动，泵出口打开，齿轮泵实现持续供油。
(3)流量校准状态
当泵需要校准时，上位机发出指令，先导电磁阀通电，液动力推动主阀阀芯向右移动，关闭泵出口，打开节流口，产生节流，不同流量下，对应的节流压力不同，若压力传感器获得的压力比标定值小，则说明齿轮泵流量有所下降，通过提高电机转速来弥补压力的下降，使节流压力达到标定值，完成流量修定。当泵按一组标定工况进行修正后，完成泵的流量标定，同时按修正值拟合新的流量指令曲线并保存，此时完成流量校准。电磁阀断电后，恢复正常工作状态，新的流量指令按新标定流量曲线工作。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种流量智能校准齿轮泵，包括齿轮泵泵体，所述齿轮泵泵体上开设有主进油口、主出油口，所述齿轮泵泵体上设置有电机组件、齿轮泵组件、控制阀组件；所述控制阀组件包括设置在齿轮泵泵体内用于改变齿轮泵内液体的流向的主阀，其特征在于：所述主阀上设置有第一进油口、第一出油口、节流口，所述第一出油口、节流口分别作为主阀两个位置的出油端，所述齿轮泵泵体内还设置有用于控制主阀阀芯换向的先导阀，所述齿轮泵泵体上还设置有用于检测泵内液体压力的压力传感器，所述先导阀的阀芯连接有驱动电机电机组件，所述压力传感器与外接驱动器相连。
2.根据权利要求1所述的一种流量智能校准齿轮泵，其特征在于：所述先导阀上设置有第二进油口、第三调节口、第四调节口、第五调节口，所述第一进油口、第二进油口与主进油口相连，所述第一出油口与主出油口相连。
3.根据权利要求2所述的一种流量智能校准齿轮泵，其特征在于：所述主阀上对应主阀阀芯两端位置开设有分别与先导阀的第三调节口、第五调节口相连的第一调节口、第二调节口，所述主阀内对应主阀阀芯一端位置设置有复位弹簧。
4.根据权利要求2所述的一种流量智能校准齿轮泵，其特征在于：所述第四调节口设置在先导阀中部，所述第四调节口与先导阀内腔室保持常连通。
5.根据权利要求1所述的一种流量智能校准齿轮泵，其特征在于：所述主阀、先导阀均为两位四通阀。
6.根据权利要求1所述的一种流量智能校准齿轮泵，其特征在于：所述节流口回流至齿轮泵主进油口处。
7.一种流量智能校准齿轮泵的流量校准方法，其特征在于：包括以下步骤：当泵需要校准时，上位机发出指令，先导电磁阀通电，液动力推动主阀阀芯向右移动，关闭泵出口，打开节流口，产生节流，不同流量下，对应的节流压力不同，若压力传感器获得的压力比标定值小，则说明齿轮泵流量有所下降，通过提高电机转速来弥补压力的下降，使节流压力达到标定值，完成流量修定；当泵按一组标定工况进行修正后，完成泵的流量标定，同时按修正值拟合新的流量指令曲线并保存，此时完成流量校准；当电磁阀断电后，恢复正常工作状态，新的流量指令按新标定流量曲线工作。
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