CN2139179Y

CN2139179Y - 配有数控电力驱动的高压柱塞泵

Info

Publication number: CN2139179Y
Application number: CN 92222096
Authority: CN
Inventors: 石行
Original assignee: Xicheng Xinkai General Testing Factory Beijing City
Current assignee: Xicheng Xinkai General Testing Factory Beijing City
Priority date: 1992-05-21
Filing date: 1992-05-21
Publication date: 1993-07-28
Anticipated expiration: 2002-05-21

Abstract

一种配有数控电力驱动的高压柱塞泵，是由包括有缸体、缸套、柱塞、进液阀、排液阀组成的常规液力部分和由可编程控制器，可变频逆变电源、数控稀土同步电机和摆线行星减速器组成的数控动力驱动部分构成的机电一体化新产品，由减速器输出轴上的齿轮驱动柱塞杆上镶着的齿条往复运动，推动柱塞在缸套内吸压液体。彻底抛弃传统的传动机械，使柱塞行程可大大增长，排液压力、流量都稳定可控，能延长零部件使用寿命，提高容积效率。

Description

本实用新型涉及一种新型结构的液压能源装置，确切地说，涉及一种配有数控电力驱动的高压柱塞泵。

柱塞泵和齿轮泵、叶片泵相比较，由于柱塞泵的柱塞与缸体孔是园柱配合，容易取得较高的配合精度而密封性大大提高，因此，柱塞泵能承受较高的压力和有较高的容积效率。它可以得到较大的流量，自吸能力强，并且流量容易调节。所以，柱塞泵被广泛应用于石油、冶金、机械（如拉床、龙门刨床、行走机械）的液压系统中，但是，传统的高压柱塞泵传动结构复杂、易损件多，体积笨重。由于采用曲柄连杆把动力系统的旋转运动转变为柱塞的反复直线运动，所以，得到的直线运动也呈正弦规律变化，单个柱塞泵的排液量同样是正弦规律变化，造成输出压力的波动。这种压力不稳定的波动现象会引起一系列的液压机械和使用对象的工艺方面的麻烦和被动。

本实用新型的目的是提供一种能克服上述缺陷，传动机构简单，输液压力和流量稳定，并改善其工作条件的配有数控电力驱动的高压柱塞泵。

本实用新型是包括有由缸体1、缸套2、柱塞3、进液阀11、排液阀12组成的液力部分和电力驱动两部分组成的，其特征是柱塞杆4上镶有齿条4A，该齿条沿导向滚轮5作往复运动并由与其相啮合的齿轮6作驱动，齿轮6装在由数控稀土同步电机8为动力的摆线行星减速器7的输出轴上，数控电机8接有对其控制的可变频逆变电源9和对可变频逆变电源进行控制并和其他装置共用的可编程控制器10。

本实用新型是以当代微电子技术为核心的电子信息技术改造传统机械产品，实现机电一体化的范例。它主要是应用可以全方位实时数控的电力拖动装置为驱动，对原柱塞泵的动力部分和传动部分进行改造的结果。这种全数控电力拖动装置（专利申请号CN92100001.4）是由系统管理中枢（可编程控制器）的微型计算机对电机的输出转速、转动加速度、转向、扭矩、行程按照实时工况的优化需要而进行实时数字控制，因而不要需要常规的，庞大而复杂的传动系统把原动力的旋转运动转换成柱塞的往复运动，这样，可以彻底抛弃传统的传动机械：曲柄连杆、十字头、十字头导向机构等机构另部件，使柱塞的运动方向、速度等各种运动元素完全由微机对生产过程的各种信息数据，进行适时的采集、分析、处理、传输、利用后，发出的指令进行实时控制，这样，可以保证本发明排液流量、压力双稳定、完全消除曲柄连杆机构造成的正弦规律波动，在整个工作过程中，始终实现优化被控状态。而且，取消了曲柄连杆的制约，柱塞的行程可以根据工艺需要而实现大幅度增加，这样，又大大改善了泵的工作条件，可以有效延长油泵、柱塞、阀门的使用寿命，泵的容积效率得到进一步提高。

下面结合附图具体介绍本实用新型结构及工作原理。

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：缸体1、缸套2、柱塞3、柱塞杆4、进液阀11和排液阀12构成本实用新型的液力部分；数控稀土同步电机8、可变频逆变电源9、可偏程控制器10和摆线行星减速器7构成本发明的电力驱动部分。在柱塞杆4上镶有齿条4A，该齿条沿导向滚轮5作往复运动，使柱塞杆也随之往复运动。在由数控稀土同步电机8为动力的摆线行星减速器7的输出轴上装有齿轮6，齿轮6的转动就使得与其相啮合的齿条4A作往复运动了。数控电机8是由可变频逆变电源9对其实行数控变频调速控制的，而可变频逆变电源，则是接受可编程控制器10对其实行控制的。

本实用新型的液力部分与传统的柱塞泵或活塞式泵基本一样：工作液从进口13流入，通过进液阀11进入缸体，由柱塞3在缸套2中作往复运动引起缸内液体容积发生变化，将液体由进液阀11吸入缸中后加压再经排液阀12和出口14排出泵外，工作原理与常规的往复泵是一致的。其传动部分也是十分简单的：在柱塞3后端的柱塞杆4上镶有齿条4A，该齿条可以沿其导向滚轮5作往复滑动，并与齿轮6相啮合和受其驱动。齿轮6可以驱动一个齿条，构成单向柱塞泵，也可以同时驱动两个齿条，使之作同步异向往复运动而构成双向柱塞泵。齿轮6装在摆线行星减速器7的输出轴上，由数控稀土同步电机8经摆线行星减速器7减速后带动齿轮6转动。摆线行星减速器减速比大、效率高、体积小；也可采用可正反向旋转的其他减速器，只是工作效果不如前者。数控稀土同步电机8是由可变频逆变电源9和可编程控制器10控制其运转的。而这是由泵的用户根据使用状况和要求在PC机上编制好柱塞泵的实时控制运行程序后通过RS 232C串行通信接口送入可编程控制器后发出的实时指令进行操作的。可变频逆变电源9可以把普通工频交流电或直流电变成频率和相位都可变的交流电输出，而且它还可以被控改变输出电流的大小。通过控制改变可变频逆变电源9输出电流的频率和相位关系可以控制数控电机的转速和转向，通过控制改变可变频逆变电源9输出电流的大小，可以调节数控电机8的输出扭矩，从而可以控制电机的工况，并且，籍此能够实现控制柱塞泵的工况。如果需要，也可以把泵的输出参数和流程参数，以及监测这些参数的传感器也与可编程控制器接通，使泵能实时采集这些参数，参照优选工况参数进行实时控制，使本实用新型成为可变工况操作的高压柱塞泵。

本实用新型可以取代各种高压往复泵，包括单向作用柱塞泵和双向作用的柱塞泵，尤其适用于取代石油工业系统中的泥浆泵、水泥车泵、压裂车泵。以泥浆泵为例，采用本实用新型后，可使重量由原先的20吨减少到不超过10吨，而且，具备本实用新型中前述的诸项优点。

Claims

1、一种配有数控电力驱动的高压柱塞泵，是由包括有缸体1、缸套2、柱塞3、进液阀11、排液阀12组成的液力部分和电力驱动两部分组成的，其特征是柱塞杆4上镶有齿条4A，该齿条沿导向滚轮5作往复运动并由与其相啮合的齿轮6作驱动，齿轮6装在由数控稀土同步电机8为动力的摆线行星减速器7的输出轴上，数控电机8接有对其控制的可变频逆变电源9和对可变频逆变电源进行控制并和其他装置共用的可编程控制器10。

2、根据权利要求1所述的高压柱塞泵，其特征在于齿轮6可以驱动一个齿条，构成单向柱塞泵，也可以同时驱动两个齿条，构成双向柱塞泵。