CN208697189U - 使用齿轮泵增压的高水压发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了使用齿轮泵增压的高水压发生器，包括机体以及设置于机体的伺服控制器、伺服驱动件、齿轮泵、油箱、增压器和蓄能器，伺服驱动件的动力输出端与齿轮泵的动力输入轴通过联轴器连接，伺服驱动件为永磁电机，齿轮泵的进油口与油箱连接，齿轮泵的出油口与增压器通过管道连接，增压器与蓄能器配合，伺服控制器与伺服驱动件连接。由于齿轮泵是定量油泵，其本身不具备变量控制，但是齿轮泵与永磁电机连接，永磁电机又连接伺服控制系统，通过伺服控制系统可以实现对永磁电机的变量控制，从而达到让齿轮油泵对油压输出多少的控制。上述使用齿轮泵增压的高水压发生器具有油压稳定性好、适用性强、使用寿命长、控制精准等诸多优点。

Description

使用齿轮泵增压的高水压发生器

技术领域

本实用新型涉及水切割机械设备领域，特别涉及一种使用齿轮泵增压的高水压发生器。

背景技术

水切割机能够达到切割效果的原理是通过高水压发生器内的油压对水进行加压并使水从一个小枪嘴喷射出来，通过水的高速喷射带动磨料而实现切割。目前，国内外主要是通过在高水压发生器内使用油压式的增压器来实现水刀的正常工作。

然而，现有的高水压发生器大多使用柱塞泵来控制油箱的油量进而控制增压器进行相应的工作，由于油箱的油使用一段时间后，油品会起变化，上述高水压发生器使用了柱塞泵，油品变差会造成增压器内油压降低，严重影响油压的稳定性，甚至是造成柱塞泵的损坏，进而导致整个增压器和水切割机不能正常运行。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、油压稳定性好、控制精准的的使用齿轮泵增压的高水压发生器，至少可以解决上述问题之一。

为实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种使用齿轮泵增压的高水压发生器，包括机体以及设置于机体的伺服控制器、伺服驱动件、齿轮泵、油箱、增压器和蓄能器，伺服驱动件的动力输出端与齿轮泵的动力输入轴通过联轴器连接，伺服驱动件为永磁电机，齿轮泵的进油口与油箱连接，齿轮泵的出油口与增压器通过管道连接，增压器与蓄能器配合，伺服控制器与伺服驱动件连接。

由此，齿轮泵将液压油从油箱抽出，将其供向增压器并对增压器进行液压控制，使得增压器左右换向，由于油压不断地输入，增压器内活塞不断进行往复运动，增压器内的活塞杆将高压水缸里的水推向水蓄能器，再由蓄能器向刀头部分输送水压形成水刀完成切割，由于齿轮泵是定量油泵，其本身不具备变量控制，但是齿轮泵与永磁电机连接，永磁电机又连接伺服控制系统，通过伺服控制系统可以实现对永磁电机的变量控制，从而达到让齿轮油泵对油压输出多少的控制。

在一些实施方式中，增压器包括高压水缸、低压油缸、活塞和活塞杆，低压油缸与齿轮泵的出油口连接，活塞杆设置于活塞的两端，高压水缸设置于活塞杆的两端，活塞杆的一端伸入高压水缸内，用于将高压缸内的水推动至蓄能器。由此，齿轮泵将液压油从油箱抽出，将其供向增压器的低压油缸，由于油压不断地输入，使得增压器左右换向，活塞不断进行往复运动，进而推动活塞杆将高压水缸里的水推向水蓄能器，再由蓄能器向刀头部分输送水压形成水刀进行切割。

在一些实施方式中，使用齿轮泵增压的高水压发生器还包括油阀总成，油阀总成设置于机体，油阀总成包括溢流阀和换向阀，溢流阀两端分别与齿轮泵的出油口和油箱连接，换向阀分别于齿轮泵的出油口和增压器的低压油缸相连接。由此，当未按下高压水按钮时，从齿轮泵送出的液压油经溢流阀直接流回油箱，少量液压油进入增压器的低压油缸，不足以推动活塞产生换向；当按下高压水按钮时，溢流阀闭合，液压油经过换向阀进入低压油缸，推动活塞运动，同时活塞另一端的液压油被推出低压油缸流回油箱，当活塞被推至油缸末端后，会触发换向阀进行换向，从而使得液压油从油缸的另一端进入，活塞回程，当活塞到达油缸末端后，又会触发换向阀进行换向，如此循环就形成了增压器的往复运动。

在一些实施方式中，使用齿轮泵增压的高水压发生器还包括油冷却器，油冷却器设置于机体，油冷却器分别与溢流阀和油箱连接。由于刚从溢流阀出来的油的温度较高，如果直接进入油箱会对油箱内的油品以及油箱本体造成影响，在溢流阀与油箱之间设置油冷却器可以对油进行冷却，进而保证各部件安全、顺利的运行。

在一些实施方式中，使用齿轮泵增压的高水压发生器还包括压力表，所述压力表设置于机体且与油阀总成相配合。由此，压力表用于显示油压，方便及时控制。

在一些实施方式中，使用齿轮泵增压的高水压发生器还包括水过滤器，水过滤器设置于机体，水过滤器两端分别与供水器和高压水缸连接。由此，供水器用于盛装水，通过水泵可以将供水器内的水输送至高压水缸，在供水器与高压水缸之间设置有水过滤器，可以有效的去除水中体积较大的杂质，避免含有杂质的水进入高压水缸对水缸造成损坏，在一定程度上延长了高压水缸的使用寿命。

本实用新型的有益效果是：

1、使用齿轮泵和普通柱塞泵相比，本实用新型齿轮泵由于是定量输出，输出的油压更加稳定，可以改善原来增压器油压供应不足的问题，使到增压器内的活塞换向稳定性更好。

2、本实用新型使用齿轮油泵和一般的柱塞油泵相比，最大的特点是可以不被油品的变化而影响油压。由于油品使用一段时间后，油品会起变化，使用柱塞油泵由于油品的变差而造成增压器内油压降低，严重的甚至造成柱塞泵损坏。齿轮油泵在油品要求上没有过于严格的要求，适用性强，就算油品起到变化，也不会影响增压器的增压工作，进而能延长增压器等部件的使用寿命，有效的降低维护成本。

3、本实用新型的齿轮泵采用伺服控制系统控制永磁电机来调节油量的输出大小，有利于对泵排量的精准控制。

因此，本实用新型的使用齿轮泵增压的高水压发生器具有油压稳定性好、适用性强、使用寿命长、控制精准等诸多优点。

附图说明

图1为本实用新型一实施方式的使用齿轮泵增压的高水压发生器的立体结构示意图；

图2为图1所示的使用齿轮泵增压的高水压发生器的正视结构示意图。

图1～2中的附图标记：1-机体；2-伺服控制器；3-伺服驱动件；4-齿轮泵；5-油阀总成；6-增压器；7-蓄能器；8-油冷却器；9-水过滤器；10-压力表；61-高压水缸；62-低压油缸；63-活塞杆。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

图1～2示意性地显示了根据本实用新型的一种实施方式的使用齿轮泵增压的高水压发生器。

如图1～2所示，该使用齿轮泵增压的高水压发生器包括机体1以及设置于机体1的伺服控制器2、伺服驱动件3、齿轮泵4、油箱、增压器6和蓄能器7。伺服驱动件3的动力输出端与齿轮泵4的动力输入轴通过联轴器连接。本实施方式的伺服驱动件3为永磁电机，齿轮泵4的进油口与油箱的出油口通过管道连接，齿轮泵4的出油口与增压器6通过管道连接。增压器6与蓄能器7配合，伺服控制器2与伺服驱动件3连接。本实施方式的增压器6包括高压水缸61、低压油缸62、活塞和活塞杆63。低压油缸62的进油口与齿轮泵4的出油口连接，低压油缸62的出油口与油箱的进油口连接。活塞设置于低压油缸62的内部，活塞杆63设置于活塞的两端，高压水缸61设置于活塞杆63的两端。高压水缸61的进水口与供水器通过管道相连接，高压水缸61的出水口与蓄能器7通过管道连接。活塞杆63的一端伸入高压水缸61内，用于将高压缸内的水推动至蓄能器7。

本实施方式的使用齿轮泵增压的高水压发生器还包括油阀总成5，油阀总成5设置于机体1。油阀总成5包括溢流阀和换向阀。溢流阀一端与齿轮泵4的出油口通过管道连接，另一端通过管道与油箱连接。换向阀的一端与齿轮泵4的出油口连接，另一端与低压油缸62的进油口相连接。

本实施方式的使用齿轮泵增压的高水压发生器还包括油冷却器8，油冷却器8为市场上常用的水冷式冷却器。油冷却器8设置于机体1，油冷却器8一端与溢流阀通过管道连接，另一端与油箱的进油口通过管道连接。由于刚从溢流阀出来的油的温度较高，如果直接进入油箱会对油箱内的油品以及油箱本体造成影响，在溢流阀与油箱之间设置油冷却器8可以对油进行冷却，进而保证各部件安全、顺利的运行。

本实施方式的使用齿轮泵增压的高水压发生器还包括压力表10，压力表10设置于机体1且与油阀总成5相配合。压力表10用于显示油压，方便及时控制。

本实施方式的使用齿轮泵增压的高水压发生器还包括水过滤器9，水过滤器9设置于机体1，水过滤器9一端与供水器的出水口通过管道连接，另一端通过管道与高压水缸61的进水口连接。供水器用于盛装原水，通过水泵可以将供水器内的水输送至高压水缸61，在供水器与高压水缸61之间设置有水过滤器9，可以有效的去除水中体积较大的杂质，避免含有杂质的水进入高压水缸61对水缸造成损坏，在一定程度上延长了高压水缸61的使用寿命。

本实施方式的使用齿轮泵增压的高水压发生器的工作原理为：

1、油路部分：在伺服控制器2的控制下，永磁电机驱动齿轮泵4将液压油从油箱中抽出，经单向阀传送到油压管路中，此时油路分成三路，一路接压力表10；第二路接换向阀；第三路接溢流阀。当未按下开高压水按钮时，从齿轮泵4输送出来的液压油经溢流阀、油冷却器8直接流回油箱，而少量的液压油通过换向阀进入增压器6的低压油缸62，此时的油压不足以推动活塞产生换向或换向缓慢；而当按下高压水按钮后，溢流阀闭合，液压油经换向阀进入增压器6的低压油缸62，推动油活塞运动，同时活塞另一边的液压油被推出低压油缸62，然后流回油箱。当活塞被推至油缸末端，碰撞换向阀控制开关，控制换向阀，使得液压油从低压油缸62的另一端进入，活塞回程，至低压油缸62末端又触发换向阀控制开关，活塞又回程，如此形成增压器6的往复运动。

2、水路部分：供水器中的水经水泵加压后，经水过滤器9进入增压器6两端的高压水缸61内，当活塞推动活塞杆63往复运动时，一端高压水缸61通过水单向阀进水，另一端高压水缸61的水被推出且经过水单向阀进入高压管路，如此循环，在两端的高压水缸61中交替进行，形成源源不断的高压水流。高压水流进入蓄能器7中稳定后再输送至水刀部分。刀头内有一个钻石喷嘴，喷嘴的孔径只有0.28～0.33mm。水通过喷嘴的细孔从而实现水的高速喷射，进而形成水刀，完成对材料的切割。

本实用新型的使用齿轮泵增压的高水压发生器采用齿轮泵4与永磁电机结合的方式对液压油进行控制，具有以下优点：首先，齿轮泵4具有结构简单、体积小、零件少/维护方便、使用寿命长、抗污染能力强等诸多优点。其次，齿轮泵4对油质的要求不高，可以在转速变化的情况下使用，将其用在水切割机油压要求不高的20MPa左右的系统的话是一个最佳的选择。最后，使用齿轮泵4和普通柱塞泵相比，齿轮泵4由于是定量输出，输出的油压更加稳定，可以改善原来增压器6油压供应不足的问题，使到增压器6内的活塞换向稳定性更好，采用伺服控制系统控制永磁电机来调节油量的输出大小，有利于对泵排量的精准控制。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.使用齿轮泵增压的高水压发生器，其特征在于，包括机体(1)以及设置于机体(1)的伺服控制器(2)、伺服驱动件(3)、齿轮泵(4)、油箱、增压器(6)和蓄能器(7)，所述伺服驱动件(3)的动力输出端与齿轮泵(4)的动力输入轴通过联轴器连接，所述伺服驱动件(3)为永磁电机，所述齿轮泵(4)的进油口与油箱连接，所述齿轮泵(4)的出油口与增压器(6)通过管道连接，所述增压器(6)与蓄能器(7)配合，所述伺服控制器(2)与伺服驱动件(3)连接。

2.根据权利要求1所述的使用齿轮泵增压的高水压发生器，其特征在于，所述增压器(6)包括高压水缸(61)、低压油缸(62)、活塞和活塞杆(63)，所述低压油缸(62)与齿轮泵(4)的出油口连接，所述活塞杆(63)设置于活塞的两端，所述高压水缸(61)设置于活塞杆(63)的两端，所述活塞杆(63)的一端伸入高压水缸(61)内，用于将高压缸内的水推动至蓄能器(7)。

3.根据权利要求2所述的使用齿轮泵增压的高水压发生器，其特征在于，还包括油阀总成(5)，所述油阀总成(5)设置于机体(1)，所述油阀总成(5)包括溢流阀和换向阀，所述溢流阀两端分别与齿轮泵(4)的出油口和油箱连接，所述换向阀分别于齿轮泵(4)的出油口和增压器(6)的低压油缸(62)相连接。

4.根据权利要求3所述的使用齿轮泵增压的高水压发生器，其特征在于，还包括油冷却器(8)，所述油冷却器(8)设置于机体(1)，所述油冷却器(8)分别与溢流阀和油箱连接。

5.根据权利要求3所述的使用齿轮泵增压的高水压发生器，其特征在于，还包括压力表(10)，所述压力表(10)设置于机体(1)且与油阀总成(5)相配合。

6.根据权利要求2所述的使用齿轮泵增压的高水压发生器，其特征在于，还包括水过滤器(9)，所述水过滤器(9)设置于机体(1)，所述水过滤器(9)两端分别与供水器和高压水缸(61)连接。