[发明专利]能控制流体介质从高压区向低压区喷流的能量消散结构

说明书

本发明提供了一种能控制流体介质从高压区向低压区喷流的能量消散结构，它起到既能均衡高压区和低压区连通瞬间的压力差,又能有效地,可控地消散一部分喷流动能,起到降低压力脉动,降低流体机械噪声的作用，其设置在结构主体上，且结构主体上具有高压区和低压区，本能量消散结构包括设置在高压区和低压区之间且供介质在高压区和低压区之间流动的流道，且流道内具有用于阻滞介质和/或使介质在流道内流动的能量消散结构。本发明具有均衡压力差,降低压力脉动,降低工作噪声的作用。

技术领域

本发明属于流体缓冲设备技术领域，具体涉及一种能控制流体介质从高压区向低压区喷流的能量消散结构。

背景技术

流体在遇到障碍时会在障碍物周围产生涡流，流体流动时克服内摩擦力和克服湍流时流体质点间相互碰撞并交换动量，产生能量损失，表现为一定的压降。流体通道内的阻力能够消散流体的部分动能。将部分流体动能转变为热能，有助于减轻流体机械中由于流体动能产生的振动和噪声。在依靠流体介质工作的流体机械(例如，液压泵/马达/阀)，存在高压区和低压区，由于流体介质内溶解有一定的气体或者存在极微小的气泡，使得流体介质表现出微小的可压缩性。高压区低压区连通时，低压区的流体介质在高压作用下被压缩，流体介质从高压区流向低压区。尽管流体介质的流量极小，但是会在极端时间内(例如1毫秒)形成速度极高的喷流，在压力均衡之后,喷流结束。

举例说明，在9柱塞轴向柱塞泵上，缸体上有9个柱塞孔负责吸油/排油，缸体转速为1800rpm时，缸体每分钟转动30圈，任意一个柱塞孔都会沿着圆周运动，在经过配流盘低压区时完成吸油，再向高压区接近，在柱塞孔与高压区连通的瞬间，产生上述喷流，压力均衡之后，缸体继续转动完成排油。此过程每秒钟发生270次。在高压区35MPa，低压区0.1MPa的情况下，喷流速度可达250m/sec～300m/sec。这种喷流造成压力脉动，引起整个流体机械的振动，是流体机械噪声的主要根源。为了降低噪音，人们采用各种结构在高低压连通的瞬间泄流并均衡压力。其中轴向柱塞泵配流盘上还利用槽或孔进行泄流。但这些泄流结构只是窄槽和/或细孔，能起到均衡压力的作用，无法有效消散喷流的能量，因而效果有限。喷流的动能表现为振动和噪声向外传播。

为了解决现有技术存在的不足，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种带缓冲腔的汽车水泵[201320194030.1]，其包括泵体，泵体内设有泵体内腔，泵体内腔内设有转轴，转轴上套设有水封装置，水封装置将泵体内腔隔离成第一、第二泵体腔，转轴贯穿第一、第二泵体腔，第一泵体腔内设叶轮，叶轮套设在转轴外，转轴远离第一泵体腔的一端穿出第二泵体腔，形成转轴穿出段，转轴穿出段上设置有皮带轮装置，泵体上设有与第一泵体腔连通的流体通道，流体通道靠第一泵体腔的一侧设有缓冲腔，缓冲腔内径大于流体通道的内径，缓冲腔与第一泵体腔和流体通道连通。

上述方案在一定程度上通过缓冲腔解决了流体流量过大导致的噪音问题，但是该方案依然存在着诸多不足，例如流体降速不明显，能量消散效果差等问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，结构简单，能量消散效果好的能控制流体介质从高压区向低压区喷流的能量消散结构。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本能控制流体介质从高压区向低压区喷流的能量消散结构，设置在结构主体上，且结构主体包括静止的高压区和可朝向高压区移动的低压区，高压区静止,低压区可以沿着直线,圆周或某一特定轨迹向高压区接近,工作时会在某一位置连通，本结构包括设置在高压区内的流道，且流道内具有用于阻滞介质和/或使介质在流道流动时使流体能量得到消散的能量消散结构，当低压区移动到与高压区连通时，由于压差瞬间产生喷流，流道内的能量消散结构起到消散流体能量的作用。流道降低了喷流的冲击，具有较好的降噪效果。