本實用新型涉及水刀切割機領域，尤其涉及一種為水刀切割機提供動力的變頻調壓直驅泵。

背景技術：

目前，市面上使用的水刀采用雙向柱塞泵作為動力源。雙向柱塞泵通過油壓系統(tǒng)驅動，然后將水從其兩側壓出；因為壓出的水壓力有較大波動，需要配備一個儲能器，從雙向柱塞泵兩側輸出的水需進入儲能器，通過其對水壓的波動進行緩解，以穩(wěn)定從水刀噴嘴噴出的水的水壓。然而，儲能器內部壓力大，且壓力波動較大，容易出現(xiàn)爆炸的危險。使用的儲能器為了能承受高壓，對其材料和結構要求嚴格，花費的成本較高。雙向柱塞泵需要通過油泵將高壓油注入其中才能驅動，其中，油泵和高壓油管路部分的零部件數(shù)量多，耗費的設備成本較高，而且高壓油在做功的過程中也會給系統(tǒng)帶來一定的能耗，從而使雙向柱塞泵的工作效率較低。因此，需要設計一種無需油壓系統(tǒng)驅動、零部件數(shù)量少、結構緊湊且壓力波動小的水刀動力源。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種變頻調壓直驅泵，其輸出的水壓壓力穩(wěn)定，無需安裝儲能器，使用更安全，成本更低；通過調節(jié)曲軸的轉速能調節(jié)輸出的水壓，從而調節(jié)水刀噴嘴壓力大小，以切割不同的材料。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種變頻調壓直驅泵，包括同軸布置的柱塞桿和活塞，所述柱塞桿的一端與所述活塞連接；它還包括缸體，所述缸體內部設有曲軸，所述曲軸的一端連接有變頻驅動裝置；曲軸與活塞之間鉸接有活塞連桿；所述活塞位于缸體內，柱塞桿的另一端設有與其相適配、通過柱塞桿的往復直線運動輸出高壓水的增壓結構；所述活塞連桿、活塞和柱塞桿的數(shù)量為至少三組，所述曲軸包括主軸頸和分別與各活塞連桿鉸接的至少三個連桿頸，所述各連桿頸沿曲軸的軸向間隔布置且沿其徑向均布。

作為本實用新型的進一步改進，所述變頻驅動裝置包括相互連接的變頻器與三相異步電機，所述三相異步電機的輸出端與所述曲軸的一端連接。

作為本實用新型的更進一步改進，所述變頻驅動裝置包括伺服電機，所述伺服電機的輸出端與所述曲軸的一端連接。

作為本實用新型的更進一步改進，所述增壓結構包括與所述缸體依次連接的高壓缸和儲能塊，所述高壓缸內設有與所述柱塞桿同軸布置的導向孔，柱塞桿的一端伸入至所述導向孔內，所述儲能塊內設有一端與導向孔連通的增壓通孔，儲能塊的側壁與所述增壓通孔之間連接有進水通道，所述進水通道和增壓通孔之間設有進水閥，增壓通孔的另一端為出水端并設有出水閥。

作為本實用新型的更進一步改進，所述進水閥為隨所述柱塞桿一端遠離所述增壓通孔即打開、靠近增壓通孔即關閉的結構，所述出水閥為隨柱塞桿一端遠離所述增壓通孔即關閉、靠近增壓通孔即打開的結構。

作為本實用新型的更進一步改進，在所述缸體與所述高壓缸之間連接有連接塊，所述柱塞桿穿過所述連接塊；儲能塊與連接塊之間通過螺桿連接，所述螺桿的兩端分別位于儲能塊與連接塊上靠近邊緣處。

作為本實用新型的更進一步改進，所述儲能塊上的增壓通孔的出水端連接有內部設有空腔的集流塊，所述集流塊上設有出水口。

作為本實用新型的更進一步改進，所述缸體內設有曲軸腔和活塞腔，所述曲軸和活塞分別位于所述曲軸腔和活塞腔內，曲軸腔的一側設有缸蓋，所述缸蓋壓緊固定于缸體的端面上。

有益效果

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的變頻調壓直驅泵有以下優(yōu)點：

1、由于直驅泵無需油壓系統(tǒng)驅動，避免了使用油壓系統(tǒng)帶來的較高的能耗，系統(tǒng)能耗能減少一倍以上，從而使系統(tǒng)效率得到大幅度的提升；其零部件數(shù)量更少、結構更緊湊，制作成本明顯降低；

2、柱塞桿通過曲軸帶動作往復直線運動，其一端與增壓結構配合能對水輪流做功產生高壓水；由于柱塞桿的數(shù)量為至少三根，系統(tǒng)運行更平穩(wěn)，輸出的水壓壓力穩(wěn)定，無需安裝儲能器，使用更安全，成本更低；通過變頻驅動裝置能調節(jié)曲軸的轉速，從而調節(jié)輸出的水壓，實現(xiàn)調節(jié)水刀噴嘴壓力大小的目的，以切割不同厚度或不同材質的材料；

3、變頻驅動裝置包括三相異步電機和伺服電機，相對于雙向柱塞泵較慢的運行速度，其較高的轉速能夠使加壓后的水壓波動更小，用水刀噴嘴切割材料時更平穩(wěn)；

4、儲能塊內設有增壓通孔，柱塞桿的一端伸入至增壓通孔內；儲能塊上還設有與增壓通孔的側壁連通的進水通道；當柱塞桿上位于增壓通孔的一端向外側移動時，其造成的負壓將水從進水通道吸入，當該端柱塞桿向增壓通孔內移動時，其對增壓通孔內的水進行壓縮，從而輸出高壓水，結構簡單，性能可靠；

5、儲能塊與連接塊之間通過螺桿連接，螺桿的兩端分別位于儲能塊與連接塊上靠近邊緣處，盡可能保證儲能塊與連接塊之間的同軸度，大幅降低柱塞桿在快速移動過程中出現(xiàn)斷裂的幾率；

6、集流塊能夠將由各柱塞桿加壓后的水集中在一個空腔內，進一步降低水壓的波動，使從水刀噴嘴射出的水壓壓力更穩(wěn)定，確保切割效果良好；

7、缸體上設有缸蓋，打開缸蓋即可對缸體內的零部件進行維護，方便添加潤滑油。

通過以下的描述并結合附圖，本實用新型將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本實用新型的實施例。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為通過三相異步電機和變頻器實現(xiàn)變頻的變頻調壓直驅泵的結構原理圖；

圖2為柱塞桿通過曲軸聯(lián)動增壓的結構原理圖；

圖3為儲能塊的放大結構示意圖；

圖4為通過伺服電機實現(xiàn)變頻的變頻調壓直驅泵的結構原理圖。

圖中，1、缸體；11、曲軸腔；12、活塞腔；2、曲軸；3、活塞連桿；4、活塞；5、連接塊；6、柱塞桿；7、儲能塊；71、增壓通孔；72、進水通道；73、安裝通孔；8、螺桿；9、進水管；10、螺母；13、集流塊；131、出水口；14、缸蓋；15、三相異步電機；16、變頻器；17、伺服電機；18、高壓缸；19、進水閥；20、出水閥。

具體實施方式

現(xiàn)在參考附圖描述本實用新型的實施例。

實施例1

本實用新型的具體實施方式如圖1和圖2所示，一種變頻調壓直驅泵，包括同軸布置的柱塞桿6和活塞4。柱塞桿6的一端與活塞4連接。它還包括缸體1，缸體1內部設有曲軸2。曲軸2的一端連接有變頻驅動裝置。曲軸2與活塞之間鉸接有活塞連桿3?；钊?位于缸體1內。柱塞桿6的另一端設有與其相適配、通過柱塞桿6的往復直線運動輸出高壓水的增壓結構。

活塞連桿3、活塞4和柱塞桿6的數(shù)量為至少三組。本實施例中，活塞連桿3、活塞4和柱塞桿6的數(shù)量為三組。曲軸2包括主軸頸和分別與各活塞連桿3鉸接的三個連桿頸。各連桿頸沿曲軸2的軸向間隔布置且沿其徑向均布，工作時，三根柱塞桿6能夠輪流做功。

柱塞桿6通過曲軸2帶動作往復直線運動，其一端與增壓結構配合能對水輪流做功產生高壓水。由于柱塞桿6的數(shù)量為至少三根，系統(tǒng)運行更平穩(wěn)，輸出的水壓壓力穩(wěn)定，無需如雙向柱塞泵那樣安裝儲能器，使用更安全，成本更低；通過變頻驅動裝置能調節(jié)曲軸2的轉速，從而調節(jié)輸出的水壓，實現(xiàn)調節(jié)水刀噴嘴壓力大小的目的，以切割不同厚度或不同材質的材料。

缸體1內設有曲軸腔11和活塞腔12。曲軸2和活塞4分別位于曲軸腔11和活塞腔12內。曲軸腔11的一側設有缸蓋14，缸蓋14通過螺栓壓緊固定于缸體1的端面上。打開缸蓋14即可對缸體1內的零部件進行維護，方便添加潤滑油。

變頻驅動裝置包括相互連接的變頻器16與三相異步電機15。三相異步電機15的輸出端與曲軸2的一端連接。工作時，通過變頻器16控制三相異步電機15的轉速，從而控制柱塞桿6的運動速度和運動周期，實現(xiàn)對輸出水壓大小的調節(jié)。

如圖2所示，增壓結構包括與缸體1依次連接的高壓缸18和儲能塊7，高壓缸18內設有與柱塞桿6同軸布置的導向孔181。柱塞桿6的一端伸入至導向孔181內。儲能塊7內設有一端與導向孔181連通的增壓通孔71，柱塞桿6的一端位于增壓通孔71的一側。增壓通孔71與柱塞桿6同軸布置，增壓通孔71上與導向孔181位置相反的一端為出水端。儲能塊7的側壁與增壓通孔71之間連接有進水通道72。進水通道72和增壓通孔71之間設有進水閥19，增壓通孔71的出水端設有出水閥20。

當柱塞桿6一端遠離增壓通孔71時，進水閥19打開，出水閥20關閉，增壓通孔71內形成的負壓將水從進水通道72吸入。當柱塞桿6一端靠近增壓通孔71時，進水閥19關閉，出水閥20打開，柱塞桿6一端對增壓通孔71內的水進行壓縮，使增壓通孔71的出水端輸出高壓水，其結構簡單，性能可靠。柱塞桿6對增壓通孔71內的水進行壓縮時，進水閥19關閉能防止高壓水從進水通道72泄露出去，避免壓力損失。

若只使用一個儲能塊7，當儲能塊7因安裝問題或使用時間過久而導致位置出現(xiàn)偏差，容易出現(xiàn)所有柱塞桿6均斷裂的情況。因此，儲能塊7的數(shù)量與柱塞桿6的數(shù)量對應，當其中一個儲能塊7出現(xiàn)問題時，其不會影響其它儲能塊7的正常運行。本實施例中，儲能塊7的數(shù)量為三個。

在缸體1與高壓缸18之間連接有連接塊5。連接塊5用于封住缸體1上設有活塞腔12的一側。柱塞桿6穿過連接塊5。儲能塊7與連接塊5之間通過螺桿8連接，螺桿8的兩端分別位于儲能塊7與連接塊5上靠近邊緣處。儲能塊7的邊緣處設有多個安裝通孔73。螺桿8的一端與連接塊5連接，另一端穿過儲能塊7上的安裝通孔73并與螺母10連接，螺母10將儲能塊7朝連接塊5的方向壓緊。該種連接結構能盡可能保證儲能塊7與連接塊5之間的同軸度，大幅降低柱塞桿6在快速移動過程中出現(xiàn)斷裂的幾率。

三個儲能塊7上的增壓通孔71的出水端均連接至一個集流塊13上。集流塊13內設有空腔。集流塊13上設有出水口131，出水口131用于與水刀噴嘴連接。集流塊13能夠將由各柱塞桿6加壓后的水集中在一個空腔內，進一步降低水壓的波動，使從水刀噴嘴射出的水壓壓力更穩(wěn)定，確保切割效果良好。

實施例2

與實施例1的不同之處在于，變頻驅動裝置包括伺服電機17，伺服電機17的輸出端與曲軸2的一端連接，如圖4所示。工作時，直接調節(jié)伺服電機17的轉速，從而控制柱塞桿6的運動速度和運動周期，實現(xiàn)對輸出水壓大小的調節(jié)。

以上結合最佳實施例對本實用新型進行了描述，但本實用新型并不局限于以上揭示的實施例，而應當涵蓋各種根據(jù)本實用新型的本質進行的修改、等效組合。