CN116816740A - 一种数字液压泵 - Google Patents

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刘志奇
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Abstract

本发明涉及液压技术领域，更具体而言，涉及一种数字液压泵，包括数字泵，所述数字泵的高压口连接有流量调节单元，所述流量调节单元包括可调节流阀Ⅰ、定排量泵、卸荷溢流阀和至少一个蓄能器，所述可调节流阀ⅠA口与数字泵高压口连通，可调节流阀ⅠB口与蓄能器进液口连通，所述定排量泵通过卸荷溢流阀与蓄能器连通。本发明通过将多个定量泵与阀控的流量调节单元组合，一方面保证了较大流量时数字泵的流量调节响应速度，另一方面保证了小流量时数字泵的流量调节精度，降低了泵控与阀控不匹配导致的压力冲击，与现有变排量柱塞泵相比，调节速度更快，很大提高了液压系统的整体响应速度和精度。

Description

一种数字液压泵
技术领域
本发明涉及液压技术领域，更具体而言，涉及一种数字液压泵。
背景技术
由多个不同排量的定量泵进行组合，每个定量泵由一个电磁阀进行控制，通过微计算机对多个电磁阀进行数字控制，多定量泵组可以输出不同等级的流量，称为多泵式数字控制泵，简称为数字泵。统计资料表明，目前广泛应用的斜盘式或斜轴式变量柱塞泵的工作效率比较高，但系统流量很大时，其造价会非常高，且其工作噪声也高于多泵式数字控制泵。
随着微计算机和传感器技术的发展，一方面可以对液压系统工况进行实时监测，通过微计算机对监测信号进行处理后，再对电磁阀进行数字控制，使多泵式数字控制泵输出合理的流量，因此该类数字泵应用场合越来越多。
通过相关研究发现，多泵式数字控制泵在较大流量工况时的流量调节速度快，能够很好的适应执行机构的瞬时流量需求，而在小流量工况时，流量波动大，流量和压力工作特性均比较差。研究人员将上述多个定量泵与一个小排量的变量泵组合，通过微计算机输出指令信号，实现两者优势互补，一方面提高了较大流量时数字泵的流量调节响应速度，另一方面改善了小流量时数字泵的流量调节精度，但是，试验结果表明，小排量的变量泵响应速度仍低于阀控速度。
因此，有必要对现有技术进行改进。
发明内容
为了克服现有技术中存在的不足，提供一种新的数字液压泵，将多个定量泵与阀控的流量调节单元组合，一方面提高了较大流量时数字泵的流量调节响应速度，另一方面改善了小流量时数字泵的流量调节精度，对于提高液压设备性能、节能减排很有意义。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种数字液压泵，包括数字泵，所述数字泵的高压口连接有流量调节单元，所述流量调节单元包括流量控制阀、定排量泵、至少一个蓄能器和卸荷组件，所述流量控制阀的A口与数字泵高压口连通，流量控制阀B口与蓄能器进液口连通，所述定排量泵通过卸荷组件与蓄能器连通。
进一步的，所述流量控制阀为可调节流阀Ⅰ或高速开关阀；所述卸荷组件为单向阀Ⅰ、溢流阀、二通阀Ⅰ的组合件或卸荷溢流阀。
为了提高流量调节单元的调节范围，所述流量控制阀与蓄能器之间设置有三通阀Ⅰ，所述三通阀Ⅰ的合流口与可调节流阀ⅠB口连通，三通阀Ⅰ的两个分流口分别与蓄能器、低压油源连通。
当数字泵具有一个以上高压口或两个数字泵并列使用时，为了对不同高压口的流量进行调节，所述可调节流阀Ⅰ与数字泵之间设置有三通阀Ⅱ，所述三通阀Ⅱ的合流口与流量控制阀的A口连通，三通阀Ⅱ的两个分流口分别与数字泵的不同高压口连通。
为了提高流量调节单元的调节能力，所述蓄能器设置有两个，两个蓄能器连接有同一个三通阀Ⅲ的不同分流口，所述三通阀Ⅲ的合流口与数字泵的高压口、卸荷组件连通。
优选的，所述三通阀Ⅲ的高压口连接有压力传感器。
优选的，所述定排量泵的出油口连接有二通阀Ⅰ的A口，所述二通阀Ⅰ的B口与低压油源连通。
优选的，数字泵包括至少三个定排量吸排油单元，所述定排量吸排油单元连接有同一原动机，定排量吸排油单元的出油口并联连接有单向阀Ⅱ和二通阀Ⅱ，所述二通阀Ⅱ的A口与定排量吸排油单元连通，二通阀ⅡB口与低压油源连通；
单向阀Ⅱ进油口与定排量吸排油单元出油口连通，单向阀Ⅱ出油口与数字泵的高压口连通。
进一步的，所述数字泵的高压口设置有压力传感器。
本发明与现有技术相比所具有的有益效果为：
1、本发明通过将多个定量泵与阀控的流量调节单元组合，一方面保证了较大流量时数字泵的流量调节响应速度，另一方面保证了小流量时数字泵的流量调节精度，降低了泵控与阀控不匹配导致的压力冲击，与现有变排量柱塞泵相比，调节速度更快，很大提高了液压系统的整体响应速度和精度。
2、本发明通过设置三通阀Ⅱ，可对单泵多高压口的液压泵进行流量调节，也可对双泵系统的流量进行调节。
3、本发明通过设置三通阀Ⅲ，可连接两个不同性能的蓄能器，实现对流量的多级调节。
附图说明
下面将通过附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
图1为流量调节单元的一种结构示意图；
图2为实施例1结构示意图；
图3为实施例2结构示意图；
图4为图3中流量调节单元的结构示意图；
图5为流量调节单元的另一种结构示意图；
图6为实施例3结构示意图；
图7为实施例4结构示意图；
图8为图7中流量调节单元的结构示意图。
图中：1-数字泵，1.1-定排量吸排油单元，1.2-单向阀Ⅱ，1.3-二通阀Ⅱ，1.4-可调节流阀Ⅱ，2-流量调节单元，2.1-可调节流阀Ⅰ，2.2-定排量泵，2.3-卸荷溢流阀，2.31-单向阀Ⅰ，2.32-溢流阀，2.33-二通阀Ⅰ，2.4-蓄能器，2.5-三通阀Ⅰ，2.6-三通阀Ⅱ，2.7-三通阀Ⅲ，2.8-压力传感器，3-低压油源，4-原动机，5-液压缸。
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。
实施例1：
如图1至图2所示，一种数字液压泵，包括数字泵1，数字泵1的高压口连接有流量调节单元2，流量调节单元2包括流量控制阀、定排量泵2.2、卸荷组件和一个蓄能器2.4，流量控制阀为可调节流阀Ⅰ2.1或高速开关阀，本实施例采用可调节流阀Ⅰ；卸荷组件为卸荷溢流阀2.3或由单向阀2.31、溢流阀2.32、二通阀Ⅰ2.33组成的组合件，本实施例采用卸荷溢流阀。
可调节流阀Ⅰ2.1的A口与数字泵1的高压口连通，在可调节流阀Ⅰ2.1与蓄能器2.4之间设置有三通阀Ⅰ2.5，三通阀Ⅰ2.5的合流口与可调节流阀Ⅰ2.1的B口连通，三通阀Ⅰ2.5的两个分流口分别与蓄能器2.4、低压油源3连通，定排量泵2.2通过卸荷溢流阀2.3与蓄能器2.4连通。
通过可调节流阀Ⅰ2.1控制进出蓄能器2.4的流量，通过三通阀Ⅰ2.5控制数字泵1高压口的液压油进入蓄能器还是排入低压油源，实现更大范围的流量调节。
数字泵1可采用现有数字泵，也可采用本实施例所公开的一种数字泵。
一种数字泵，包括至少三个定排量吸排油单元1.1，定排量吸排油单元1.1连接有同一原动机4，通过原动机4对定排量吸排油单元1.1进行驱动，定排量吸排油单元1.1的出油口并联连接有单向阀Ⅱ1.2和二通阀Ⅱ1.3，二通阀Ⅱ1.3的A口与定排量吸排油单元1.1连通，二通阀Ⅱ1.3的B口与低压油源3连通；单向阀Ⅱ1.2进油口与定排量吸排油单元1.1出油口连通，单向阀Ⅱ1.2出油口与数字泵1的高压口连通。所述数字泵1的高压口设置有压力传感器。
当该液压系统不工作时，流量调节单元2中的定排量泵2.2的流量通过卸荷溢流阀2.3流回低压油源。当该液压系统工作时，根据液压缸5所需的流量值，数字泵1通过控制多个二通阀Ⅱ1.3，当工作压力小于额定工作压力的1/2时，使数字泵1输出的流量稍大于液压缸5所需的流量值，通过流量调节单元2中的可调节流阀Ⅰ2.1将数字泵1与数字缸5相差的流量排回低压油源3，使数字泵1的输出流量等于液压缸5的所需流量，液压缸5按照预定的速度输出；当工作压力大于额定工作压力的1/2时，使数字泵1输出的流量稍小于液压缸5所需的流量值，通过流量调节单元2中的可调节流阀Ⅰ2.1将蓄能器和定排量泵2.2中的流量补充给数字泵1，使数字泵1的输出流量等于液压缸5的所需流量，液压缸5按照预定的速度输出。
实施例2：
如图3、图4所示，在实施例1的基础上，当数字泵1设置有两个、两个数字泵的高压口分别连接有液压缸时，为了对两个高压口的流量进行调节，在实施例1的基础上，可调节流阀Ⅰ2.1与数字泵1之间设置有三通阀Ⅱ2.6，三通阀Ⅱ2.6的合流口与可调节流阀Ⅰ2.1A口连通，三通阀Ⅱ2.6的两个分流口分别与两个数字泵1的高压口连通。
通过设置三通阀Ⅱ2.6，实现单流量调节单元对双数字泵的流量调节。
当该液压系统不工作时，流量调节单元中的泵的流量通过卸荷溢流阀流回低压油源。
设定两个数字泵1分别为1#泵和2#泵，当该液压系统工作时，如果1#泵的工作压力大于等于（或小于）2#泵的工作压力，将可调节流阀Ⅰ2.1打开，将三通阀Ⅱ2.6的油路切换到1#泵（或2#泵）。当数字泵1的最大工作压力小于额定工作压力的1/2时，根据两个液压缸5所需的流量值，1#泵和2#泵通过控制多个二通阀，使1#泵和2#泵输出的流量之和稍大于液压缸1、2所需的流量值，通过流量调节单元2中的可调节流阀Ⅰ2.1将1#泵、2#泵与数字缸1、2相差的流量排回低压油源，使数1#泵、2#泵的输出流量等于液压缸1、2的所需流量，通过可调节流阀Ⅱ1.4使液压缸1、2按照预定的速度输出。
当数字泵的最大工作压力大于等于额定工作压力的1/2时，根据液压缸1、2所需的流量值，1#泵、2#泵输出的流量之和稍小于液压缸1、2所需的流量值，通过流量调节单元2中的可调节流阀Ⅰ2.1将蓄能器2.4和定排量泵2.2的流量补充给数字泵，使1#泵、2#泵的输出流量等于液压缸1、2的所需流量，通过可调节流阀Ⅱ1.4使液压缸1、2按照预定的速度输出；
实施例3：
如图5、图6所示，一种数字液压泵，包括数字泵1，数字泵1的高压口连接有流量调节单元2，流量调节单元2包括流量控制阀、定排量泵2.2、卸荷组件和两个蓄能器2.4，流量控制阀采用可调节流阀Ⅰ2.1；卸荷组件采用由单向阀2.31、溢流阀2.32、二通阀Ⅰ2.33组成的组合件，单向阀2.31、溢流阀2.32、二通阀Ⅰ2.33的进油口连通，溢流阀2.32、二通阀Ⅰ2.33的出油口与低压油源连通，单向阀2.31的出油口通过三通阀Ⅲ2.7与两个蓄能器连通。两个蓄能器采用不同规格，且第一蓄能器规格小于第二蓄能器，两个蓄能器2.4连接有同一个三通阀Ⅲ2.7的不同分流口，三通阀Ⅲ2.7的合流口与三通阀Ⅰ2.5连通。 三通阀Ⅲ2.7连接有压力传感器2.8，通过压力传感器对油压进行监测。
可调节流阀Ⅰ2.1的A口与数字泵1的高压口连通，在可调节流阀Ⅰ2.1与蓄能器2.4之间设置有三通阀Ⅰ2.5，三通阀Ⅰ2.5的合流口与可调节流阀Ⅰ2.1的B口连通，三通阀Ⅰ2.5的两个分流口分别与蓄能器2.4、低压油源3连通。
当该液压系统不工作时，流量调节单元2中的泵的流量通过卸荷组件流回低压油源。当该液压系统工作时，根据液压缸所需的流量值，数字泵1通过控制多个二通阀Ⅱ1.3，当工作压力小于额定工作压力的1/3时，使数字泵1输出的流量稍大于液压缸5所需的流量值，通过流量调节单元2中的可调节流阀Ⅰ2.1将数字泵1与数字缸5相差的流量排回低压油源，使数字泵1的输出流量等于液压缸5的所需流量，液压缸按照预定的速度输出；
当工作压力大于额定工作压力的1/3且小于2/3时，使数字泵1输出的流量稍小于液压缸5所需的流量值，通过流量调节单元2中的可调节流阀Ⅰ2.1将第一蓄能器和定排量泵2.2的流量补充给数字泵1，使数字泵1的输出流量等于液压缸5的所需流量，液压缸按照预定的速度输出；
当工作压力大于额定工作压力的2/3时，使数字泵1输出的流量稍小于液压缸5所需的流量值，通过流量调节单元2中的可调节流阀Ⅰ2.1将第二蓄能器和定排量泵2.2的流量补充给数字泵1，使数字泵1的输出流量等于液压缸5的所需流量，液压缸5按照预定的速度输出。
实施例4：
如图7、图8所示，在实施例3公开的数字液压泵的基础上，当数字泵包括并列设置的1#泵和2#泵时，可调节流阀Ⅰ2.1与数字泵1之间设置有三通阀Ⅱ2.6，三通阀Ⅱ2.6的合流口与可调节流阀Ⅰ2.1的A口连通，三通阀Ⅱ2.6的两个分流口分别与1#泵、2#泵的高压口连通。通过三通阀Ⅱ2.6控制流量调节单元对1#泵还是2#泵进行流量调节。
当该液压系统不工作时，流量调节单元中的泵的流量通过二通阀Ⅰ2.33流回低压油源。
当该液压系统工作时，如果1#泵的工作压力大于等于（或小于）2#泵的工作压力，将可调节流阀Ⅰ2.1打开，将三通阀Ⅱ2.6的油路切换到1#泵（或2#泵）。当数字泵的最大工作压力小于额定工作压力的1/3时，根据液压缸1、2所需的流量值，数字泵通过控制多个二通阀，使1#泵、2#泵输出的流量之和稍大于液压缸1、2所需的流量值，通过流量调节单元2中的可调节流阀Ⅰ2.1将1#泵、2#泵与数字缸1、2相差的流量排回低压油源，使数字泵1、2的输出流量等于液压缸1、2的所需流量，通过可调节流阀Ⅱ1.4使液压缸1、2按照预定的速度输出。
当数字泵的最大工作压力大于额定工作压力的1/3且小于额定工作压力的2/3时，根据液压缸1、2所需的流量值，使1#泵、2#泵输出的流量之和稍小于液压缸1、2所需的流量值，根据数字泵和数字缸的流量差值，通过流量调节单元2中的可调节流阀Ⅰ2.1将第一蓄能器和定排量泵2.2的流量补充给数字泵，使1#泵、2#泵的输出流量等于液压缸1、2的所需流量，通过可调节流阀Ⅱ1.4使液压缸1、2按照预定的速度输出；
当数字泵的最大工作压力大于额定工作压力的2/3时，根据液压缸1、2所需的流量值，使1#泵、2#泵输出的流量之和稍小于液压缸1、2所需的流量值，根据数字泵和数字缸的流量差值，通过流量调节单元2中的可调节流阀Ⅰ2.1将第二蓄能器和定排量泵的流量补充给数字泵，使1#泵、2#泵的输出流量等于液压缸1、2的所需流量，通过可调节流阀Ⅱ1.4使液压缸1、2按照预定的速度输出；
上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种数字液压泵，包括数字泵（1），其特征在于：所述数字泵（1）的高压口连接有流量调节单元（2），所述流量调节单元（2）包括流量控制阀、定排量泵（2.2）、至少一个蓄能器（2.4）和卸荷组件，所述流量控制阀的A口与数字泵（1）高压口连通，流量控制阀B口与蓄能器（2.4）进液口连通，所述定排量泵（2.2）通过卸荷组件与蓄能器（2.4）连通。
2.根据权利要求1所述的一种数字液压泵，其特征在于：所述流量控制阀为可调节流阀Ⅰ（2.1）或高速开关阀；所述卸荷组件为单向阀Ⅰ（2.31）、溢流阀（2.32）、二通阀Ⅰ（2.33）的组合件或卸荷溢流阀（2.3）。
3.根据权利要求1所述的一种数字液压泵，其特征在于：所述流量控制阀与蓄能器（2.4）之间设置有三通阀Ⅰ（2.5），所述三通阀Ⅰ（2.5）的合流口与可调节流阀Ⅰ（2.1）B口连通，三通阀Ⅰ（2.5）的两个分流口分别与蓄能器（2.4）、低压油源（3）连通。
4.根据权利要求1所述的一种数字液压泵，其特征在于：所述可调节流阀Ⅰ（2.1）与数字泵（1）之间设置有三通阀Ⅱ（2.6），所述三通阀Ⅱ（2.6）的合流口与流量控制阀的A口连通，三通阀Ⅱ（2.6）的两个分流口分别与数字泵（1）的不同高压口连通。
5.根据权利要求1所述的一种数字液压泵，其特征在于：所述蓄能器（2.4）设置有两个，两个蓄能器（2.4）连接有同一个三通阀Ⅲ（2.7）的不同分流口，所述三通阀Ⅲ（2.7）的合流口与数字泵（1）的高压口、卸荷组件连通。
6.根据权利要求5所述的一种数字液压泵，其特征在于：所述三通阀Ⅲ（2.7）的高压口连接有压力传感器（2.8）。
7.根据权利要求1所述的一种数字液压泵，其特征在于：所述数字泵（1）包括至少三个定排量吸排油单元（1.1），所述定排量吸排油单元（1.1）连接有同一原动机（4），定排量吸排油单元（1.1）的出油口并联连接有单向阀Ⅱ（1.2）和二通阀Ⅱ（1.3），所述二通阀Ⅱ（1.3）的A口与定排量吸排油单元（1.1）连通，二通阀Ⅱ（1.3）B口与低压油源（3）连通；
单向阀Ⅱ（1.2）进油口与定排量吸排油单元（1.1）出油口连通，单向阀Ⅱ（1.2）出油口与数字泵（1）的高压口连通。
8.根据权利要求7所述的一种数字液压泵，其特征在于：所述数字泵（1）的高压口设置有压力传感器。
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