CN200971837Y - 一种柱塞泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于液压泵技术领域，涉及一种柱塞泵，包括斜盘式轴向柱塞泵本体，其特征在于：所述斜盘式轴向柱塞泵本体输出口P0串联一比例流量阀，比例流量阀的泄油口与柱塞泵总泄油口T连接，出油口连接负载工作端P1，在负载工作端P1连接一阻尼管，所述阻尼管的另一端P2连接安全阀和比例溢流阀的进油口，安全阀和比例溢流阀的出油口连接柱塞泵总泄油口T；在所述斜盘式轴向柱塞泵本体输出口P0和负载工作端P1之间设有一负载感应控制装置，该负载感应控制装置调节斜盘式轴向柱塞泵本体的斜盘倾角大小，从而控制油泵的输出排量。采用该结构的柱塞泵，结构简单、控制精度高、响应速度快、可从源头最大程度降低能耗，且柱塞泵输出的流量和压力能够与负载需求相一致。

Description

一种柱塞泵

技术领域

本实用新型属于液压泵技术领域，特别涉及一种柱塞泵的集成控制改进技术。

背景技术

液压系统均需采用油泵提供动力源去推动执行元件工作，由溢流阀和节流阀分别控制执行元件的压力和速度。近年随着比例技术的发展，出现了压力流量复合比例阀对系统压力和流量进行综合控制的解决方案。上述控制方式，均采用泵外阀控方式进行控制，油泵一般采用定量泵或手动变量泵，油泵富余的功率通过溢流阀发热的方式流失，造成能源的极大浪费；系统发热的增加，也会缩短液压元器件的使用寿命；而且上述控制方式具有控制精度低，系统反应速度慢的缺点。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、控制精度高、响应速度快、可从源头最大程度降低能耗的柱塞泵，且柱塞泵输出的流量和压力能够与负载需求相一致。

本实用新型的目的是这样实现的：一种柱塞泵，包括斜盘式轴向柱塞泵本体，其特征在于：所述斜盘式轴向柱塞泵本体输出口P0串联一比例流量阀，比例流量阀的泄油口与柱塞泵总泄油口T连接，出油口连接负载工作端P1，在负载工作端P1连接一阻尼管，所述阻尼管的另一端P2连接安全阀和比例溢流阀的进油口，安全阀和比例溢流阀的出油口连接柱塞泵总泄油口T；在所述斜盘式轴向柱塞泵本体输出口P0和负载工作端P1之间设有一负载感应控制装置，该负载感应控制装置调节斜盘式轴向柱塞泵本体的斜盘倾角大小，从而控制油泵的输出排量。

所述负载感应控制装置包括一敏感阀、一控制柱塞及一可变节流阀，敏感阀相当于一个两位三通液控换向阀，常开时使控制柱塞的控制腔通过敏感阀与柱塞泵总泄油口T连接，常闭时使控制柱塞的控制腔通过敏感阀与斜盘式轴向柱塞泵本体输出口P0连接，其敏感阀两个控制端分别通过阻尼孔和另一阻尼孔与比例流量阀的进油口、出油口相连，通过感应比例流量阀进出油口之间的压力变化，驱动控制柱塞对斜盘式轴向柱塞泵本体斜盘倾角实施变量控制。

所述比例流量阀的泄油口通过单向阀与总泄油口T单向隔离，以避免油泵泄油对比例流量阀控制精度的影响。

本实用新型的积极效果：斜盘式轴向柱塞泵本体、比例控制以及负载感应控制技术高度集成为一整体，在工作压力低于比例溢流阀设定值时，当负载感应控制装置检测到负载工作压力变化，将驱动斜盘式轴向柱塞泵本体的斜盘倾角发生角度变化，实施变量控制，油泵工作状态为压力自适应恒流量；在工作压力高于比例溢流阀设定值时，比例溢流阀打开，负载感应控制装置实施变量控制，油泵工作状态为流量自适应恒压力；当负载不需要流量时，负载感应控制装置实施变量控制，此时斜盘式轴向柱塞泵本体的斜盘倾角非常小，柱塞泵本体工作在近乎零流量状态，压力达到比例溢流阀的设定值。采用该结构的柱塞泵，柱塞泵内部输出的流量和压力能够与负载需求相一致；同时因为结构上采用比例控制技术与柱塞泵本体高度集成，因而响应速度快、控制精度高、能耗低；液压系统外部溢流、卸压环节少，液压系统发热量小，在斜盘式轴向柱塞泵本体的可调范围内，输出流量不随原动机的转速变化而变化，工作性能稳定。

负载感应控制装置由一敏感阀、一控制柱塞及一可变节流阀组成，敏感阀两个控制端分别通过两个阻尼孔与比例流量阀的进油口、出油口相连，用于感应比例流量阀进油口、出油口之间的压力变化，该压力变化将引起敏感阀开度变化，控制柱塞伸出长度也将随之发生变化，从而自动调节斜盘式轴向柱塞泵本体斜盘倾角大小，控制输出排量，该结构简单，控制环节少，响应快。

比例流量阀的泄油口通过单向阀与总泄油口T单向隔离，主要是避免比例溢流阀或安全阀开关动作时，压力阀输出口压力变化对比例流量阀控制精度的影响。

附图说明

图1为柱塞泵结构示意图。

其中：——为主油路；  ———为控制油路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型具体实施方式作详细说明。

具体实施方式：如图1所示，本实用新型一种柱塞泵，包括斜盘式轴向柱塞泵本体8，所述斜盘式轴向柱塞泵本体8输出口P0串联一比例流量阀6，该比例流量阀6的泄油口与柱塞泵总泄油口T连接，出油口连接负载工作端P1，在负载工作端P1连接一阻尼管4，所述阻尼管4的另一端P2连接安全阀1和比例溢流阀2的进油口，安全阀1和比例溢流阀2的出油口连接柱塞泵总泄油口T；在所述斜盘式轴向柱塞泵本体8输出口P0和负载工作端P1之间设有一负载感应控制装置，该负载感应控制装置调节斜盘式轴向柱塞泵本体8的斜盘倾角大小。所述负载感应控制装置包括串接的一敏感阀3、一控制柱塞8及一可变节流阀10，敏感阀3相当于一个两位三通液动换向阀，常开时使控制柱塞的控制腔通过敏感阀3与柱塞泵总泄油口T连接，常闭时使控制柱塞的控制腔通过敏感阀3与斜盘式轴向柱塞泵本体8输出口P0连接，其敏感阀3两个控制端分别通过阻尼孔7和另一阻尼孔4与比例流量阀6的进油口、出油口相连，通过感应比例流量阀6进出油口之间的压力变化，驱动控制柱塞9对斜盘式轴向柱塞泵本体8斜盘倾角实施变量控制。作为本实用新型的进一步改进，所述比例流量阀6的泄油口通过单向阀5与总泄油口T单向隔离，主要是避免比例溢流阀2或安全阀1开关动作时，压力阀输出口压力变化对比例流量阀6控制精度的影响。上述元件集成为一结构紧凑的整体。

工作原理：

a、在工作压力低于比例溢流阀2设定值的任何稳态工况下，设敏感阀阀芯截面积为A、敏感阀弹簧力为F，P0与P2之间的压差引起的力如超过敏感阀3的弹簧力(即(P0-P2)×A＞F，例如负载减小)，敏感阀3开度将会增大，控制柱塞9的控制压力将会升高，控制柱塞9伸出长度将会增大，从而引起斜盘式轴向柱塞泵本体8斜盘倾角减小，输出排量减小，P0压力随之减小，直至新的平衡，此时的平衡点为系统的输出压力较工作状态变化前较低的状况，因为压力的降低，油泵泄漏将会减少，斜盘式轴向柱塞泵本体8的输出流量减少量与泄漏减少相适应，系统输出流量与压力变化前相同，系统工作在恒流量状态；如P0与P2之间的压差引起的力小于弹簧力，敏感阀3开度将会减小，控制柱塞9的控制压力将会降低，控制柱塞9伸出长度将会减小，斜盘式轴向柱塞泵本体8斜盘倾角增大，输出排量增大，P0压力增大，直至新的平衡，此时的平衡点为系统的输出压力较工作状态变化前较高的状况，系统也维持工作在恒流量状态。所以，在工作压力低于比例溢流阀2设定值的情况下，油泵工作状态为压力自适应恒流量状态。

b、如P1压力上升至大于比例溢流阀2的设定压力，此时比例溢流阀2打开，P2压力减小，因阻尼孔4的作用，在压力变化的瞬间，将会破坏敏感阀芯的受力平衡，(P0-P2)×A＞F，敏感阀3开度将会增大，控制柱塞9的控制压力将会升高，控制柱塞9伸出长度将会增大，从而引起斜盘式轴向柱塞泵本体8输出排量减小，P0压力减小，如P0压力的减小不足以使压力阀关闭，泵的输出流量将会持续减少，直至近乎零流量状态，此时的输出流量与I2无关。此时油泵工作状态为流量自适应恒压力状态。

c、在控制柱塞9上面铣两条单边很薄的平面，形成细长可变阻尼孔10，阻尼孔的长度与控制柱塞的密封长度成正比，因控制柱塞9的泄漏，阻尼孔4与可变节流阀10之间有流体流动，比例流量阀6、敏感阀3、控制柱塞9与沿程管道的设计，使P0与P2之间形成一定的压差，此时敏感阀3有微小开度，所通过的流量用以维持控制柱赛9的泄漏，控制柱塞9的压力损失与控制柱塞9的有效接触长度成正比，相当于一个可变阻尼，此时敏感阀3、控制柱塞9处于平衡状态，控制柱塞9能稳定停留在任何需要的位置。

d、工作系统开始工作瞬间，油泵无任何负载，P0与P2之间的压差引起的力不足以克服敏感阀3弹簧力，敏感阀3开度几乎为零，控制柱塞9伸出长度最小，斜盘式轴向柱塞泵本体8以最大排量开始工作。

e、流量的调节：如果比例流量阀6输入信号I2增大，控制流量阀6开口增大，在开口增大的瞬间，P0压力减小，P0与P2之间的压差引起的力不足以克服敏感阀3弹簧力，敏感阀3开度将会减小，控制柱塞9的控制压力将会降低，控制柱塞9伸出长度减小，斜盘式轴向柱塞泵本体8排量增大，使P0压力增大，直到系统压力升至I2变化前的压力，即系统压力不变、流量增加；同理可分析I2减小时，P0压力大于P2，将会使斜盘式轴向柱塞泵本体8排量减小至系统稳定，既系统压力不变，流量减少。

f、压力的调节：当负载压力小于比例压力阀的设定压力时，比例溢流阀2输入信号I1的变化，对油泵的工作压力无影响，当负载压力等于比例压力阀的设定压力时，如果比例溢流阀2输入信号I1增大，比例溢流阀2瞬间暂时关闭，因阻尼孔4的滞后作用，此时P2压力大于P0，敏感阀3开度将会减小，控制柱塞9的控制压力将会降低，控制柱塞9伸出长度减小，柱塞泵本体8排量增大，直到系统压力升至需要值，即流量不变，压力上升；同理可分析I1减小时，将会使斜盘式轴向柱塞泵本体8排量减小至系统压力降至需要值，即流量不变，压力下降。

Claims (3)

1、一种柱塞泵，包括斜盘式轴向柱塞泵本体(8)，其特征在于：所述斜盘式轴向柱塞泵本体(8)输出口P0串联一比例流量阀(9)，该比例流量阀(9)的泄油口与柱塞泵总泄油口T连接，出油口连接负载输出端P1，在负载输出端P1连接一阻尼管(4)，所述阻尼管(4)的另一端P2连接一安全阀(1)和比例溢流阀(2)的进油口，安全阀(1)和比例溢流阀(2)的出油口连接柱塞泵总泄油口T；在所述斜盘式轴向柱塞泵本体(8)输出口P0和负载输出端P1之间设有一负载感应控制装置，该负载感应控制装置驱动液压斜盘式轴向柱塞泵本体(8)输出流量大小。

2、根据权利要求1所述的柱塞泵，其特征在于：所述流量控制装置包括串接的一敏感阀(3)、一控制柱塞(9)及一可变节流阀(10)，敏感阀(3)相当于一个两位三通液控换向阀，使控制柱塞的控制腔通过敏感阀(3)与柱塞泵总泄油口T连接，常闭时使控制柱塞的控制腔通过敏感阀(3)与斜盘式轴向柱塞泵本体(8)输出口P0连接，其两个控制端分别通过阻尼孔(7)和另一阻尼孔(4)与比例流量阀(6)的进油口、出油口相连，通过感应比例流量阀(6)进出油口之间的压力变化，驱动控制柱塞(9)对斜盘式轴向柱塞泵本体(8)实施变量控制。

3、根据权利要求1所述的柱塞泵，其特征在于：所述比例流量阀(6)的泄油口通过单向阀(5)与总泄油口T单向隔离。

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