管路23與單向閥18和單向閥19的之間的管路連接；
[0023]三、通過機(jī)械連接關(guān)系:油壓作動(dòng)器5的兩端分別與上構(gòu)件13和下構(gòu)件12的中部鉸接，設(shè)有位移傳感器11的上構(gòu)件13的兩端分別與雙出桿水壓缸10上方的活塞桿連接，下構(gòu)件12的兩端分別與雙出桿水壓缸10下方的活塞桿連接；
[0024]四、水壓變量泵與外部連接關(guān)系:電機(jī)26通過泵軸2與油壓泵I機(jī)械連接，進(jìn)水口27通過管路連接水箱24 ;出水口 28連接水壓系統(tǒng)工作部；進(jìn)油口 30、出油口 29與油箱25連接。
[0025]五、所述油壓作動(dòng)器兩端的上構(gòu)件(13)和下構(gòu)件(12)之間可以均布兩個(gè)以上的雙出桿水壓缸(10)。
[0026]本發(fā)明的工作原理如下:
[0027](I)油壓元件的工作:電機(jī)26驅(qū)動(dòng)油壓泵1，油壓泵I提供壓力油給超高速比例方向流量閥4控制油壓作動(dòng)器5(的活塞)按比例閥設(shè)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律動(dòng)作。
[0028](2)水壓元件的工作:當(dāng)油壓作動(dòng)器5上下往復(fù)移動(dòng)時(shí)，通過下構(gòu)件12、上構(gòu)件13帶動(dòng)雙出桿水壓缸10的活塞桿上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。以雙出桿水壓缸10向下運(yùn)動(dòng)為例，當(dāng)雙出桿水壓缸10活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，雙出桿水壓缸10上腔體積增加，形成負(fù)壓(吸水)，水箱24中的水經(jīng)單向閥18進(jìn)入上腔；下腔體積減小，水經(jīng)單向閥17、管路21、管路22到出水口 28出水控制工作部。
[0029](3)控制過程:該水壓變量泵比例的控制本質(zhì)，是變水控為油控。
[0030]通過比例閥方向流量閥4比例控制進(jìn)入油壓作動(dòng)器5的液壓油流量，控制作動(dòng)速度，進(jìn)而比例控制水壓缸出水流量；不論是油壓系統(tǒng)還是水壓系統(tǒng)，安全閥3是必要的，本發(fā)明通過安全閥3限定油壓元件承受的最高壓力，通過比例溢流閥9為比例調(diào)節(jié)油壓作動(dòng)器5上、下腔設(shè)定最高壓力，由于油壓作動(dòng)器5與雙出桿水壓缸10的機(jī)械連接，比例溢流閥9壓力與雙出桿水壓缸10的水壓呈線性關(guān)系，就間接按比例設(shè)定了水壓出口 28的最高壓力(安全壓力)，當(dāng)比例溢流閥9的壓力調(diào)節(jié)接近零時(shí)，水壓泵的水壓也接近零，相當(dāng)?shù)蛪盒逗伞?br>[0031]在上構(gòu)件13上安裝的位移傳感器11，用于測(cè)得構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)位置信號(hào)，并將該型號(hào)反饋給高速比例方向流量閥4的控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)油壓作動(dòng)器5活塞桿的位置精確控制，避免雙出桿水壓缸10的活塞與缸體產(chǎn)生機(jī)械沖擊，提高雙出桿水壓缸的壽命，(可以起到緩沖閥的作用)。
[0032]由于油壓作動(dòng)器5在換向時(shí)可以通過控制高速比例方向流量閥4快速通過零位，并由蓄能器15進(jìn)行補(bǔ)償，消除了死區(qū)。如果控制油壓作動(dòng)器5勻速運(yùn)動(dòng)，則可以使得流量無脈動(dòng)，負(fù)載剛度也很大。
[0033]通過采用雙出桿水壓缸10，將水壓缸轉(zhuǎn)換成水壓泵、水壓缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密封性能好，易于實(shí)現(xiàn)高壓。雙出桿水壓缸10并聯(lián)連均布連接、受力均勻。且水壓缸數(shù)量可以多變，易于實(shí)現(xiàn)大流量、型號(hào)易擴(kuò)展。既適合作為傳輸介質(zhì)的水壓泵結(jié)構(gòu)。也適合作為能量傳輸水壓泵結(jié)構(gòu)。
[0034]可見，由于本發(fā)明的特殊結(jié)構(gòu)和構(gòu)成，系統(tǒng)只采用了少量結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝要求很低的水壓元件(水壓缸、單向閥、或蓄能器)，驅(qū)動(dòng)和控制設(shè)計(jì)則采用油壓元件。該比例控制水壓變量泵能夠?qū)崿F(xiàn)精確的流量、壓力(最大安全壓力)比例控制和卸荷控制，還可實(shí)現(xiàn)流量沒有脈動(dòng)的特性，具有體積小、重量輕、響應(yīng)快，可靠性高、技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)。易于實(shí)現(xiàn)高壓、大流量，易于工業(yè)化，型號(hào)可擴(kuò)展、成本低。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水壓變量泵，包括油壓元件和水壓元件，電機(jī)(26)通過泵軸(2)與油壓泵(I)連接，其特征在于: 一、油壓泵(I)的輸入端通過管路的進(jìn)油口(30)連接油箱(25)，輸出端通過管路與高速比例方向流量閥⑷連接；高速比例方向流量閥⑷通過管路與油壓作動(dòng)器(5)連接；高速比例方向流量閥(4)通過管路與出油口(29)連接，該管路與油壓泵(I)輸出管路之間設(shè)有安全閥⑶；油壓作動(dòng)器(5)的進(jìn)、出口的管路之間與單向閥(6)和單向閥(7)的進(jìn)水口連接，比例溢流閥(9)的一端通過管路⑶與單向閥(6)和單向閥(7)的出水口并接，另一端與出油口(29)管路連接； 二、兩個(gè)雙出桿水壓缸(10)的上腔通過管路(14)連接，下腔通過管路(20)連接；管路(14)和管路(20)之間并聯(lián)了四個(gè)單向閥(16)、(17)、(18)、(19)，其中單向閥(18)、單向閥(19)的進(jìn)水口相互連接，單向閥(16)、單向閥(17)的出水口相互連接，并通過管路(21)與蓄能器(15)和出水口(28)之間的管路(22)連接；進(jìn)水口(27)通過管路(23)與單向閥(18)和單向閥(19)的之間的管路連接； 三、油壓作動(dòng)器(5)的兩端分別與上構(gòu)件(13)和下構(gòu)件(12)的中部鉸接，設(shè)有位移傳感器(11)的上構(gòu)件(13)的兩端分別與雙出桿水壓缸(10)上方的活塞桿連接，下構(gòu)件(12)的兩端分別與雙出桿水壓缸(10)下方的活塞桿連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水壓變量泵，其特征在于:所述油壓作動(dòng)器(5)兩端的上構(gòu)件(13)和下構(gòu)件(12)之間可以均布兩個(gè)以上雙出桿水壓缸(10)。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種水壓變量泵，屬于水壓比例控制技術(shù)領(lǐng)域。它能有效地解決水壓泵比例流量、壓力控制和低壓卸荷等問題。采用油壓元件和水壓元件進(jìn)行混合設(shè)計(jì)，通過管路將油壓元件和水壓元件分別連接，再利用機(jī)械連桿結(jié)構(gòu)將兩部分連接形成一體，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)油壓元件控制水壓缸，并控制油壓作動(dòng)器使機(jī)械機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，使水壓缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)吸水、排水，從而使水壓變量泵比例精確控制功能得到實(shí)現(xiàn)。主要用于傳輸介質(zhì)水壓泵和能量傳輸水壓泵結(jié)構(gòu)。
【IPC分類】F15B11/00, F15B1/02
【公開號(hào)】CN104976165
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510316152
【發(fā)明人】劉恒龍, 于蘭英, 柯堅(jiān), 王國(guó)志, 鄧斌, 吳文海, 秦劍
【申請(qǐng)人】西南交通大學(xué)
【公開日】2015年10月14日
【申請(qǐng)日】2015年6月10日