[发明专利]一种数字控制水液压变量柱塞泵

说明书

技术领域

本发明涉及容积泵技术领域，尤其涉及一种数字控制水液压变量柱塞泵。

背景技术

近年来，直接以水（过滤后的天然水，包括海水和淡水）代替矿物油作为工作介质的水液压传动与控制技术获得了突破性的进展，而且在广泛的工程应用中，相比传统油液压传动证明了具有环保、洁净、高效、使用维护方便、运行成本低等突出优越性。水液压传动与控制技术已经被广泛的应用于高压水雾化、海水淡化、高压水清洗、舞台驱动与控制、潜器浮力调节系统、海洋工程以及其他传动与控制领域。

水液压泵是水液压传动与控制系统的核心工作元件，一直作水液压技术中的关键技术被研究。在水液压系统中，以变量泵作为控制核心的泵控系统与阀控系统相比，具有效率高、发热量小、节约能源等突出优点。

相比传统油液压泵的柱塞式、叶片式和齿轮式等结构，由于水与矿物油相比，在理化特性方面有着较大的差别，如水的粘度较小，水膜厚度较薄，腐蚀性大，增加了密封、润滑的难度，目前国内外水液压泵以采用柱塞式结构为主。如丹麦Danfoss生产的Nessie系列水泵、德国Hauhinco水泵、美国Elwood淡水泵、日本小松工作室生产海水泵、华中科技大学研制的海水疏干泵及浮力调节泵、浙江大学研制的纯水泵等均为水液压柱塞泵，但目前市场和报道上所见产品均为水液压定量柱塞泵。以矿物油作为工作介质的油液压变量泵已经非常成熟，而以水作为工作介质的水液压变量柱塞泵成型产品国内外均未见相关报道。

申请公布号为：CN 104976165 A，发明专利申请公开：一种水压变量泵。该专利文献公开了一种水压变量泵，该泵采用油压系统驱动油缸，油缸通过机械连杆驱动双作用水压缸往复动作，实现吸排水过程。通过油压缸动作的变量控制，间接实现水压缸吸排水的变量控制。其原理与阀配流柱塞泵工作原理类似，但以水压缸替代柱塞泵柱塞做为吸排水工作元件时，由于水缸运动速度低，水缸往复运动的工作频率远远低于柱塞泵的工作频率，导致该泵存在压力脉动大等突出缺点，在以压力信号作为闭环控制反馈的信号的变量泵系统应用受到了很大的限制。

随着水液压传动与控制技术在食品、消防、钢铁、冶金、煤矿、化工、注塑、海洋工程、医药、粮食、包装、环保、水处理等领域的广泛应用，一般水液压定量泵加水液压控制阀的控制方式在功率调节、节约能源、提高效率、提高控制精度、实现数字化控制等方面已经远远不能满足越来越高的传动与控制要求。

发明内容

为解决目前没有水液压变量泵产品的不足，本发明提供了一种数字控制水液压变量柱塞泵。

本发明包括后端盖、配流盘、旋转缸体组件、壳体、水液压电液比例阀、奇数个柱塞滑靴组件、回程盘、变量斜盘、连接杆、销钉、斜盘衬套、变量弹簧、变量活塞、前端盖和轴，壳体上分别设有A高压水通道、B高压水通道和C高压水通道，后端盖和前端盖分别固定安装在壳体的两端，配流盘安装在后端盖上，并位于壳体内，斜盘衬套的一侧安装在前端盖上，变量斜盘活动安装在斜盘衬套上，旋转缸体组件通过滑动轴承活动安装在壳体的内壁上，并位于配流盘和斜盘之间，柱塞滑靴组件活动安装在旋转缸体组件内，且柱塞滑靴组件的球状柱塞末端活动装配在变量斜盘上，回程盘活动的安装在旋转缸体组件和柱塞滑靴组件之间，前端盖上分别设有轴通过孔、变量活塞通过孔和活塞腔，轴穿过前端盖上的轴通过孔密封装配在前端盖上，并与旋转缸体组件传动相连，变量活塞上设有凸台，变量活塞活动装配在前端盖上的活塞腔内，变量活塞的一端穿过前端盖上的变量活塞通过孔，且凸台抵在前端盖上，变量弹簧的两端分别抵在前端盖活塞腔的一侧和变量活塞的凸台上，变量活塞的另一端通过连接杆与变量斜盘的一侧传动相连，水液压电液比例阀安装在壳体的外壁上，且水液压电液比例阀的P口和泵高压出水P口分别与A高压水通道相通，水液压电液比例阀的T口和壳体内腔分别与C高压水通道相通，水液压电液比例阀的压力控制出水口和变量活塞前后腔分别与B高压水通道相通。

变量斜盘与斜盘衬套为球面接触，其中变量斜盘外球面采用注塑聚醚醚酮PEEK工程塑料的工艺。

斜盘衬套上过盈安装有销钉，销钉与变量斜盘球面内部沟槽按照设定的间隙配合。

本发明的技术效果体现在：

1、采用水液压电液比例阀与变量活塞、变量斜盘等变量机构配合，通过控制斜盘倾角的变化，实现水液压泵排量的数字控制。

2、变量斜盘外球面以注塑工艺注塑聚醚醚酮PEEK工程塑料，与衬套之间形成自润滑摩擦副，有效减少斜盘卡死等问题。