[发明专利]一种多排多作用内曲线转子驱动数字变量径向柱塞泵

说明书

本发明公开了一种多排多作用内曲线转子驱动数字变量径向柱塞泵，基于旋转的内曲线转子及回程压板上开设的内曲线导轨驱动柱塞滚子组件执行往复运动，柱塞与壳体中的柱塞孔形成的密闭柱塞腔，其容积随着柱塞往复运动而周期性地增大与缩小，在壳体中与每一柱塞腔相连通的通道中都分别内嵌入安装了吸油单向阀、排油单向阀及高速数字开关阀，以实现泵的吸排油功能，并通过主动控制高速数字开关阀阀口的启闭状态及启闭次序，实现泵从最大排量至零排量工况以近似线性变化规律平稳地进行变排量控制调节。本发明适应于低速工况，通过多作用内曲线导轨及多排内曲线转子的设计，易于达到大排量，解决了当前液压泵难于实现低速大排量及变排量调节工况难题。

技术领域

本发明涉及液压元件技术领域，尤其涉及一种多排多作用内曲线转子驱动数字变量径向柱塞泵。

背景技术

随着化石燃料的大量使用，化石燃料的减少开始制约人类经济社会的发展，化石燃料燃烧后的排放物对环境的日益破坏，促使人类寻找可再生的环境友好型能源。风能是一种安全、清洁、可再生的绿色能源，在可再生能源中属于技术最成熟、最具规模化发展前途的一种能源。传统的风力发电机组普遍采用以增速齿轮箱为主传动的交流励磁双馈发电机(DFIG)和无齿轮箱直接驱动的多级永磁同步发电机(PMSG)。风力发电的环境和工况一般比较恶劣，所以含齿轮箱的DFIG维修成本最高，且齿轮箱故障的高发期出现在投入运行后的5～8年间，这与风力机的设计寿命15～20年存在明显差距；对于无齿轮箱结构的PMSG，具有永磁直驱电机的极对数过多、体积庞大、总量过重、成本高昂等缺点。为了克服以上问题，应用液压技术的风力发电机组应运而生。

为达到2020年非化石能源占总能源需求15％这一目标，新型风力发电机组的研制和装备将逐渐成为风电产业发展的主要方向和制高点，也是风电产业的新增长点。为实现这一目标，研发应用于风电领域的高压低速大排量液压泵具有重要意义：液压型风力机组中采用的液压泵是该风力发电机组的核心元件，为了适应风力场恶劣的环境及风力发电大功率化的要求，液压泵必须是个高压泵，同时兼具低转速，大排量的特点。

采用常规的液压泵形式在低速工况下实现泵的大排量化是不现实的，这往往会使得泵的体积非常庞大。高压低速大排量，兼具变排量控制功能，目前这种技术特点的液压泵鲜见报道，主要原因有：①实现泵的大排量化，主要途径之一是通过提高泵的转速来实现。但随着转速的增大，液压泵内组件的磨损及惯性力会变大，从而影响泵的使用寿命；②给液压泵提供直接动力的原动机一般是电机或者发动机，而这些原动机实现高效运转的工作转速往往会超过1000r/min，当泵处于低速运行时，中间需要连接变速箱。所以当液压泵工作在低速工况时，一方面很难找到理想的匹配动力源，另一方面与泵大排量化趋势相矛盾，即不能体现液压技术功重比大的优点。基于传统市场需求和低速大排量液压泵技术不成熟的特点，一直制约着低速大排量液压泵的发展。而随着风力发电、海洋能发电等新兴战略性产业的兴起和蓬勃发展，可以预见低速大排量液压泵的应用前景将非常广阔。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种多排多作用内曲线转子驱动数字变量径向柱塞泵，当转子旋转一周时，单个柱塞就能完成多次的吸排油，目的是为了实现液压泵的低速大排量化及径向柱塞泵的变排量控制，解决常规液压泵在低速工况下难于实现大排量化问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种多排多作用内曲线转子驱动数字变量径向柱塞泵，其特征在于：包括壳体，壳体中间转动安装有通过原动机控制转动的传动轴，所述壳体和传动轴之间形成有环形腔；所述环形腔内设有固定套装在传动轴上的内曲线转子，所述壳体内设有若干呈径向放射状间隔排布的柱塞孔，内曲线转子的环形外壁上设有与柱塞孔位置对应的环形凹槽，环形凹槽底部连通有环形的导轨腔，导轨腔底面为等加速等减速内曲线导轨，导轨腔顶面为等加速等减速内曲线回程导轨。