液压机,特别是液压压力交换器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种液压机，包括能够围绕转动轴线转动的滚筒、用于驱动所述滚筒的电机连接件、在所述滚筒的第一前表面处的第一前板配置、在所述滚筒的第二表面处的第二前板配置，所述滚筒包括多个缸，所述第一前板配置包括第一前板、压力靴和第一密封装置，所述第一前板包括至少一个高压供给端口。这种压力交换器应该具有简单的构造。为此，所述压力靴至少包括连接至所述高压供给端口的高压通道和沿朝向所述滚筒的方向被所述高压供给端口中的压力加载的外部压力区域，所述外部压力区域大于所述压力靴的面对所述滚筒的一侧上的内部压力区域。
【专利说明】液压机，特别是液压压力交换器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种液压机，包括能够围绕转动轴线转动的滚筒、用于驱动所述滚筒的电机连接件、设置在所述滚筒的第一前表面处的第一前板配置以及设置在所述滚筒的第二表面处的第二前板配置，所述滚筒包括多个缸，所述第一前板配置包括第一前板和压力靴，所述第一前板包括至少一个端口。
【背景技术】
[0002]从EP 1508361 Al中已知成液压压力交换器形式的这样的液压机。这种类型的压力交换器例如能够用在反渗透系统中，在反渗透系统中液体在相当高的压力下被泵吸通过隔膜。不通过隔膜的液体被供给至压力交换器的高压供给端口。这个高压被传递至正在被供给至滚筒的第二前表面的流体。在每个缸中的活塞被用于影响压力传递。当缸与高压供给端口流体连接时，高压流体进入该缸，并将活塞移至另一侧，由此将高压传递至另一侧处的液体。滚筒转动。在经过预定的转动角度之后，该缸与低压供给端口接触，其中处于低压下的新鲜的液体填充缸，从而将活塞再次移回。
[0003]在高压供给端口(以及所有其他端口)与缸之间的路径必须尽可能得紧密，以避免泄漏。在已知的情况中，每个缸在每个端部处设置有衬套。该衬套沿轴向向外受压，以用足够大的力接触压力靴，用于建立需要的紧密度。。这个力还用于在每个前表面处沿轴向向外按压压力靴，使得压力靴抵靠所述滚筒的每个前表面处的前板。
【发明内容】
[0004]本发明所涉及的目的是提供具有简单构造的液压机。
[0005]通过如上所述的液压机实现所述目的，其中所述压力靴能够沿所述转动轴线的方向相对于所述滚筒移动，并且至少包括连接至所述端口的高压通道和沿朝向所述滚筒的方向被所述端口中的压力加载的外部压力区域，所述外部压力区域大于所述压力靴的面对所述滚筒的一侧上的内部压力区域。
[0006]术语“滚筒”仅仅是用于解释的目的。滚筒不必要是圆柱体。术语“滚筒”仅仅意味着以上所述的能够围绕转动轴线转动的缸的载体。此外，缸可以具有圆形或任何其他形状的横截面。此外，缸可以是沿着纵向呈直线或弯曲的。压力靴通过高压供给端口处的压力压靠滚筒的前表面。仅仅在一侧上需要压力靴。滚筒的另一侧抵靠第二前板配置。这样，可以实现在滚筒的两个前表面上均等压力。这自动地导致滚筒上的力的平衡(与压力无关)。
[0007]优选地，所述压力靴被保持为不能转动。这样，滚筒的第一前表面抵靠压力靴，并且仅仅在该前表面与压力靴之间产生摩擦。这减小磨损。由于压力靴不转动，所需衬套的数量被显著地减少。对于连接所述第一前板和所述压力靴的高压端口来说，仅仅需要一个衬套。在另一端口的区域中第一前板与压力靴之间可能需要第二衬套。压力靴仅仅能够沿着转动轴线的方向移动，其中这种移动非常小。
[0008]优选地，所述外部压力区域布置在所述通道中。不需要其他区域。进入通道的液体自动地作用在外部压力区域上。
[0009]优选地，所述通道包括沿着朝向所述滚筒的方向减小的截面面积。减小的截面面积自动地提供外部压力区域，在高压供给端口处压力作用在所述外部压力区域上。
[0010]在优选实施例中，所述高压通道包括在面对所述第一前板的一侧上的圆形入口和面对所述滚筒的一侧上的肾形出口。圆形入口包括比肾形出口大的面积。圆形入口和肾形出口的面积差是高压供给端口处的压力沿朝向滚筒的方向作用在其上的面积。
[0011 ] 优选地，套管插入所述压力靴中的所述高压通道中以及所述第一前板中的所述端口中。该套管在第一前板与压力靴之间形成流体紧密路径。当圆形入口被使用时，使用圆筒形套管是非常简单的。
[0012]在优选实施例中，所述套管固定在所述压力靴中，并且能够移动、在所述第一前板中被密封。移动限制在轴向上，并且允许在滚筒的前表面和压力靴之间建立足够的压力接触。
[0013]优选地，所述第一前板包括两个端口，两个端口的中心沿第一直线布置，所述第二前板配置包括具有两个端口的第二前板，两个端口的中心沿第二直线布置，所述第一直线和所述第二直线成角度地彼此偏置。这样，能够具有在一侧上沿第一方向延伸的连接线，和在另一侧上沿相对于第一方向成角度地偏置的第二方向延伸的连接线。这在连接线的布置方面给出较大的自由度。
[0014]优选地，所述前板中的一个包括连接几何结构，所述连接几何结构至少具有第一安装表面，端口中的一个布置在所述第一安装表面中，所述第一安装表面相对于所述滚筒的转动轴线以预定角度布置，所述角度在10°至80°的范围内，尤其在30°至60°的范围内，优选在40°至50°的范围内。当安装表面相对于转动轴线以及相对于垂直转动轴线的平面以一角度布置时，较大的面积可以用于将线连接至安装表面。
[0015]在优选实施例中，所述压力靴在接触区域中抵靠所述滚筒，在该接触区域中两种不同的材料彼此接触，一种材料是钢，另一种材料是能够在钢上缓慢地摩擦滑动的塑料材料，尤其是基于聚芳醚酮、特别是聚醚醚酮(PEEK)、聚酰胺、聚缩醛、聚芳醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚砜、聚醚砜、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚丙烯酸酯、酚树脂、如酚醒清漆树脂(like novolacquer resins)等的耐高温热塑性塑料材料,优选设置有玻璃、石墨、聚四氟乙烯或碳的填充物，所述填充物尤其作为纤维使用。在这种情况中，液压机有益地是用作水液压装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]现在将参考附图详细地描述本发明的优选示例，其中:
[0017]图1是液压机的示意性纵向剖面；
[0018]图2是图1中的II部分的放大细节；
[0019]图3是液压机的透视图；
[0020]图4是从内侧看的压力靴的视图；
[0021 ]图5是根据图6的V-V剖面；
[0022]图6是从外侧看的压力靴的视图；以及
[0023]图7是压力靴的透视图。
【具体实施方式】
[0024]图1示出液压压力交换器形式的液压机I的示意性纵向剖面。然而，液压机也可以例如是泵、电机、换能器、放大器等。
[0025]液压机I包括能够围绕轴线3转动的滚筒2。使用术语“滚筒”是为了便于解释。该滚筒2不必要是圆柱形式的。滚筒2的主要目的是形成缸4的基础。缸4可以被认为是通道。它们不必要是具有圆形横截面。
[0026]第一前板配置5布置在滚筒2的第一前表面处。第二前板配置6布置在滚筒2的第二前表面处，滚筒2的第二前表面与滚筒2的第一前表面相对。第一前板配置5包括第一前板7和压力靴8。此外，密封装置9设置在第一前板配置5处。
[0027]第一前板7包括第一端口 10和第二端口 11。第一端口 10可以是高压供给端口，第二端口 11可以是低压返回端口。然而，也可以是其他压力和其他流向。
[0028]第一前板7连接至壳体12。壳体12连接至第二前板13，所述第二前板13布置在壳体12的相对于第一前板7的相对侧上。第二前板13是第二前板配置6的一部分。
[0029]没有示出用于可转动地支撑和驱动滚筒2的装置，以便保持图示简单。然而，滚筒2能够可转动地被支撑在壳体12中。驱动轴能够通过第二前板13并且连接至电机(未示出)。
[0030]压力靴8不可转动地支撑在壳体12中，使得在转动方向上压力靴8相对于第一前板7保持固定。衬套或套管14插入压力靴8的入口 15 (图2)。该入口 15具有圆形形状，使得套管14能够制成为中空圆筒。套管14还插入第一端口 10中。这里，密封装置19用于形成第一端口 10与压力靴8的入口 15之间的流体紧密连接。
[0031]如在图4中所看到的，在与入口 15相对的侧面处压力靴8示出具有肾形的出口16。压力靴8的肾形出口 16布置所在的侧面面对滚筒2。肾形出口 16布置在与缸4相同的半径上。因此，在滚筒的转动期间缸4的端口与肾形出口 16处于重叠关系。如从图4-6中所看到的，压力靴8包括设置在第一端口 10与滚筒2之间的高压通道17。
[0032]被称为“外部压力区域”的压力区域18布置在该通道17中。外部压力区域大于所述压力靴8的面对所述滚筒2的一侧上的内部压力区域19。
[0033]由于这样的构造，沿朝向滚筒2的方向作用在压力靴8上的力大于沿相反方向作用的力，使得压力靴8牢固地压靠滚筒2。效果是:在高压通道17和与肾形出口 16重叠的缸4之间形成压力紧密连接。沿朝向滚筒2的方向作用的力是第一端口 10中的压力与外部压力区域18的乘积。沿相反的方向作用的力是相同的压力与稍微小一些的内部压力区域19的乘积。
[0034]由于这样的构造，仅仅需要在滚筒2的第一前表面上设置一个压力靴。使压力靴8压靠滚筒2的力还使滚筒2压靠第二前板13，使得在滚筒2与第二前板13之间也形成液体紧密密封。
[0035]这样，在滚筒2上形成力的平衡(与压力无关)。通过调整外部压力区域18和内部压力区域19的大小，能够非常精确地调整作用在压力靴8与滚筒2之间或者滚筒2与第二前板13之间的力。
[0036]由于套管14，压力靴8能够沿轴向(即，平行于轴线3)被移动。需要这种移动仅仅是为了使压力靴8压靠滚筒2。因此，这种移动可以保持为非常小。
[0037]如在图3中看到的，第一前板7包括两个端口(仅仅第二端口 11是可见的)。这些端口布置在第一直线上。
[0038]第二前板13也包括两个端口，S卩，第一端口 20和第二端口(不可见)。后两个端口也沿直线布置。如在图3中可以看到的，这两条直线成角度地彼此偏移。在图3示出的实施例中，第一直线垂直布置，第二直线相对于垂直方向成45°角布置。
[0039]如在图1和3中看到的，第一前板7包括具有至少一个安装表面21、22的连接几何结构。安装表面21、22相对于滚筒2的转动轴线3以预定角度布置。在这种情况中，该角度为大约45°。然而，可以在10°至80°的范围内，尤其在30°至60°的范围内，优选在40°至50°的范围内。
[0040]当液压机I用作水液压机时，压力靴8和滚筒2在接触区域中彼此抵靠。在该接触区域中，至少滚筒2的表面和压力靴8分别具有不同的材料，一种材料是钢，另一种材料是塑料材料，所述塑料材料在钢上具有低摩擦系数。特别地，所述塑料材料是基于聚芳醚酮、特别是聚醚醚酮(PEEK)、聚酰胺、聚缩醛、聚芳醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚砜、聚醚砜、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚丙烯酸酯、酚树脂、类酚醛清漆树脂(likenovolacquer resins)等的耐高温热塑性塑料材料,优选设置有玻璃、石墨、聚四氟乙烯或碳的填充物，所述填充物尤其作为纤维使用。这种材料组合确保即使在水代替润滑油用作液压流体的情况下也能具有长的使用期限。
【权利要求】
1.一种液压机(1)，包括能够围绕转动轴线(3)转动的滚筒(2)、用于驱动所述滚筒(2)的电机连接件、设置在所述滚筒(2)的第一前表面处的第一前板配置(5)、设置在所述滚筒(2)的第二表面处的第二前板配置￠)，所述滚筒(2)包括多个缸(4)，所述第一前板配置(5)包括第一前板(7)和压力靴(8)，所述第一前板(7)包括至少一个端口(10)， 其特征在于，所述压力靴(8)能够沿所述转动轴线(3)的方向相对于滚筒(2)移动，并且至少包括连接至所述端口(10)的高压通道(17)和沿朝向所述滚筒(2)的方向被所述端口(10)中的压力加载的外部压力区域(18)，所述外部压力区域(18)大于所述压力靴(8)的面对所述滚筒(2)的一侧上的内部压力区域(19)。
2.根据权利要求1所述的压力交换器，其特征在于，所述压力靴(8)被保持为不能转动。
3.根据权利要求1或2所述的压力交换器，其特征在于，所述外部压力区域(18)布置在所述通道(17)中。
4.根据权利要求3所述的压力交换器，其特征在于，所述通道(17)包括沿着朝向所述滚筒(2)的方向减小的截面面积。
5.根据权利要求4所述的压力交换器，其特征在于，所述高压通道(17)包括在面对所述第一前板(7)的一侧上的圆形入口(15)和面对所述滚筒(2)的一侧上的肾形出口(16)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的压力交换器，其特征在于，套管(14)插入所述压力靴(8)中的所述高压通道(17)中以及所述第一前板(7)中的所述高压供给端口(10)中。
7.根据权利要求6所述的压力交换器，其特征在于，所述套管(14)固定在所述压力靴(8)中，并且能够移动、在所述第一前板(7)中被密封。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的压力交换器，其特征在于，所述第一前板(7)包括两个端口(10、11)，两个端口的中心沿第一直线布置，所述第二前板配置(6)包括具有两个端口(20)的第二前板，两个端口的中心沿第二直线布置，所述第一直线和所述第二直线成角度地彼此偏置。
9.根据权利要求8所述的压力交换器，其特征在于，所述前板(7、13)中的至少一个包括连接几何结构，所述连接几何结构至少具有第一安装表面(21、22)，端口(10、11)中的一个布置在所述第一安装表面中，所述第一安装表面(21、22)相对于所述滚筒(2)的转动轴线(3)以预定角度布置，所述角度在10°至80°的范围内，尤其在30°至60°的范围内，优选在40°至50°的范围内。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的压力交换器，其特征在于，所述压力靴(8)在接触区域中抵靠所述滚筒(2)，在该接触区域中两种不同的材料彼此接触，一种材料是钢，另一种材料是能够在钢上缓慢地摩擦滑动的塑料材料，尤其是基于聚芳醚酮、特别是聚醚醚酮(PEEK)、聚酰胺、聚缩醛、聚芳醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚砜、聚醚砜、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚丙烯酸酯、酚树脂、如酚醛清漆树脂等的耐高温热塑性塑料材料，优选设置有玻璃、石墨、聚四氟乙烯或碳的填充物，所述填充物尤其作为纤维使用。
【文档编号】F04B9/117GK104373316SQ201410400069
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年8月14日 优先权日:2013年8月15日
【发明者】哈拉迪尔·西古德松 申请人:丹佛斯公司