[发明专利]直燃式柱塞液压泵

说明书

技术领域：

本发明涉及液压动力领域，具体是一种使用燃料将热能直接转化为液压能的直燃式柱塞液压泵。 

背景技术：

随着液压技术的成熟应用，出现了越来越多整机以液压能为驱动动力的机械设备，例如液压挖掘机、全液压压路机、液压凿岩钻机、全液压叉车等，它们共同的特点是：没有传统的机械传动机构，机械的所有动作都是由液压能驱动液压马达和液压油缸完成。液压泵则是提供液压能的动力元件，其作用是将原动机的机械能转换成液压能，向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。柱塞式液压泵依靠柱塞在缸体中往复运动，使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸油、压油。柱塞泵具有额定压力高、结构紧凑、效率高和流量调节方便等优点，被广泛应用于高压、大流量和流量需要调节的场合，如前所述的各种液压机械设备中。 

柱塞泵现有技术以轴向柱塞泵、径向柱塞泵两大类为主，都是通过发动机或电动机驱动柱塞泵轴，再将轴的旋转运动转变为柱塞的往复运动，从而实现将原动机的机械能转换成液体的压力能。在这一个能量转换过程中我们发现，其经历了：热能通过柴油发动机转变为机械能，机械能再通过液压油泵转变为液压能这样一个过程，在当前机械效率转换水平有限的情况下，这两个转换步骤中都存在很高的能量损失。特别是柴油发动机在将热能转换成 机械能这一过程中，仅利用了小部分热能膨胀做功，大部分热能通过排气及散热器释放出去，能量损耗很大。在目前全球石油资源日益减少，能源价格不断上涨的形势下，各项经济建设活动中如何节能减排已成为一个全球关注的课题。 

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是提供一种直接使用燃料将热能转化为液压能的直燃式柱塞液压泵，以减少能量转换中间环节，降低能量损耗，从而实现节能降耗的目的。 

本发明以如下技术方案解决上述技术问题： 

本发明直燃式柱塞液压泵包括燃烧器1、高温换热器2、蒸汽室3、至少一个汽缸柱塞机构10、蒸汽型制冷机15和控制系统；所述高温换热器2通过管道与燃烧器1连接，并置于蒸汽室3之中；所述蒸汽室3为密封容器，其内设有置于高温换热器2上方的喷水头4，喷水头4通过水管连接供水阀5、水泵7和水箱8；所述汽缸柱塞机构10安装在蒸汽室3上方，它主要由汽缸20和柱塞21构成，汽缸20的活塞和柱塞21的活塞通过带复位机构的顶杆30相连，汽缸20的底端设有连通蒸汽室3的进汽阀2，其侧壁设有排汽阀23，柱塞21的顶端设有连接高压油管12的出油口以及连接油箱的进油口，其进油口和出油口上分别设有单向阀26；所述排汽阀23经排汽管14与蒸汽型制冷机15相接，蒸汽型制冷机15的冷凝水排水管连接水箱8。 

所述顶杆30上的复位机构为弹簧11，弹簧11套在顶杆30上并置于汽缸20活塞的上方。 

所述顶杆30上的复位机构为摇臂结构，该摇臂结构由摇臂座24、摇臂 25和连杆31构成，摇臂25的中部与摇臂座24活动连接，摇臂25的两端分别经连杆31与两个汽缸柱塞机构10的顶杆30连接，连杆31与摇臂25之间及连杆31与顶杆30之间均为铰接。 

所述蒸汽型制冷机15设有连接液压油水冷器17或/和空调18的循环冷水管16。 

本发明还可以在连接水箱8与喷水头4的水管上接有低温换热器6，低温换热器6与高温换热器2经管道相接。 

在蒸汽室3上安装有至少一个与排汽管14相通的安全阀13。 

所述控制系统包括微电脑处理器29、安装在顶杆30上的行程传感器27、安装在高温换热器2上的温度传感器19、安装在蒸汽室3内的压力传感器9、设在燃烧器1上的燃烧器控制器29、供水阀5、进汽阀22及排汽阀23，微电脑处理器28的信号输入端以并联方式连接行程传感器27、温度传感器19和压力传感器9，其信号输出端以并联方式连接燃烧器控制器29、供水阀5、进汽阀22及排汽阀23。 

本发明不需要原动机提供动力，不是通过发动机将热能转换为机械能，再由液压泵将机械能转变为液压能。本发明与现有技术相比，省去了复杂的曲轴连杆飞轮等机构，燃料产生的大部分热能用于做功，能量损耗小。因此具有结构简单、节能高效的优点，将为全液压机械设备提供具有革命性改进的动力来源。 

附图说明：

图1是本发明直燃式柱塞液压泵的主体结构示意图。 

图2是本发明采用另一种结构的汽缸柱塞机构的结构示意图。 

图3是本发明直燃式柱塞液压泵的控制系统原理图。 

图中：