减震型柱塞泵的制作方法

本发明属于农用喷雾设备技术领域，特指一种减震型柱塞泵。

背景技术：

目前，农业用单柱塞双缸泵的驱动方法多为小型汽油机，驱动方式是由小型汽油机通过减速齿轮箱驱动柱塞左右往复运动；由于泵的结构是对称左右布置，所以在柱塞左右往复运动时振动是不可避免的，且泵的排水室和进水室分置两端，水流的脉动现象也是系统性原因。

由于目前这种结构的双缸柱塞泵多用在背负式喷出机上，汽油机的振动，噪声叠加上泵的振动，所以使该产品的操作者劳动强度较大，但由于其工作压力高，达2.0-4.0MPa，所以在果园，小面积南方稻田(特别是东南亚国家)还是有较多的市场，2015年海关数据表明，该品种的年总产销售在200万台左右。

而国内目前电动式喷雾器多用隔膜泵，因其价格便宜，整机价格才90-100元，生产条件几乎没入准入门槛和监管，加上我国农村人口老龄化，对操作者要求极低，所以劣市驱良市的现象是目前植保机械农村市场的真实写照；研究院所、大学和地方农机补贴机构也好大喜功，只研究和补贴大型的，没人研究适用南方的小的喷雾机机型特别是小型喷雾机产品泵；导致我国南方及东南亚各国小型植保机械一直走模仿抄袭日本机型的路子，以日本机型为崇，近10年没有创新。在万方数据平台上近5年电动喷雾器和背负式喷雾机特别是所用泵研究的的论文中，学术研究的论文了了无几，可以说目前国内小型背负式喷雾机产品特别是背负式喷雾机用高压泵/高压大轴功率电动电膜泵的研究几为空白。

因此，在新能源电池蓬勃发展的今天，市场上缺乏一种轻型的便携的压力在2.0-3.0MPa，喷量在6-8LPM的新能源喷雾器。以目前市场上电动机驱动柱塞泵+48V锂电/铅电看来，按标准计算出柱塞泵的压力3.0MPA和流量8LPM，则水动率需要3.0MPa×8/60＝400W,考虑到泵的机械效率和电机的效率一般取70％，电机动率500～600W，电池48V要在60AH以上方可工作2～3小时，以上配置重量在30KG以上且造价在2000人民币以上，是目前5.5HP汽油机加配FST-22柱塞泵(整机出厂价以500元计，喷量15-20LPM，压力4MPa,汽油机功率5.5HP)的4倍；可以说这一技术方案几乎没有市场前景，这也是目前大功率电动喷雾机没有市场化的主要原因。

技术实现要素：

本发明是根据我公司年产量38万台汽油机驱动小型柱塞泵的经验和基础上，对电机驱动柱塞泵部分做了大量的验证性试验，在目前的配置机和结构上设计了一种圆环形柱塞，并由多组电磁线圈驱动，在目前的电池功率和造价前提下；达到基本植保要求即压力2.0MPa左右，流量6-8LPm；整机重量10kg(电池重量另计)，工作小时3小时以上48V，60AH；机具机械震动和出水压力脉动大为减小。

本发明的目的是这样实现的：一种减震型柱塞泵，包括非封闭的圆环形柱塞，圆环形柱塞在所包围的电磁线圈驱动下可进行顺时针/逆时针圆周方向转动，圆环形柱塞的两个自由端分别配合在缸体的两个压力腔中，两个压力腔关于缸体中心对称分布，缸体的进水室与两个压力腔、排水室与两个压力腔分别由进水阀和出水阀阻隔。

优选的，所述圆环形柱塞装在铜质的含油轴承中，轴承嵌在同样曲率的电磁线圈里。

优选的，所述缸体的进排水室为整体加工或分体组装在一起。

优选的，在排水室内混合或连接有高压气室。

优选的，所述圆环形柱塞上配有阻尼线圈，用于在冲程的末端由线路控制实现圆环形柱塞减速和反向运动。

优选的，所述出水阀前端装有针对圆环形柱塞的减震弹簧。

优选的，所述两个压力腔内配合有圆柱形柱塞，圆环形柱塞的两个自由端分别通过连杆连接圆柱形柱塞。

本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：

本发明采用圆环状直线电机驱动技术，由特定的圆环形柱塞，可以在所包围的线圈驱动下进行圆周方向转动(顺时针/逆时针)；进排水室合为一体，从而减少目前单柱塞双缸泵左右运动柱塞时产生的振动等系统问题，并且柱塞嵌在圆弧型驱动线圈中，柱塞和驱动线圈之间以铜质含油轴承支撑，进排水室总成做成一体化且中心对称布置，有脉动的高压出水在排水室内混合或加上高压气室，从而减少了最后出水的脉动。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

附图标记：1、电磁线圈；2、进水口；3、进水室；4.1、右进水阀；4.2、左进水阀；5、圆环形柱塞；6、缸体；7.1、右出水阀；7.2、左出水阀；8、排水室；9、出水口；10、阻尼线圈；11、减震弹簧；12.1、右压力腔；12.2、左压力腔。

具体实施方式

下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述，参见图1：

一种减震型柱塞泵，包括非封闭的圆环形柱塞5，圆环形柱塞5在所包围的电磁线圈1驱动下可进行顺时针/逆时针圆周方向转动，圆环形柱塞5的两个自由端分别配合在缸体的两个压力腔(12.1/12.2)中，两个压力腔(12.1/12.2)关于缸体6中心对称分布，缸体6的进水室3与两个压力腔(12.1/12.2)、排水室8与两个压力腔(12.1/12.2)分别由进水阀(4.1/4.2)和出水阀(7.1/7.2)阻隔。

优选的，所述圆环形柱塞5装在铜质的含油轴承中，轴承嵌在同样曲率的电磁线圈1里。

优选的，所述缸体6的进排水室(3/8)为整体加工或分体组装在一起。

优选的，在排水室8内混合或连接有高压气室。

优选的，所述圆环形柱塞5上配有阻尼线圈10，用于在冲程的末端由线路控制实现圆环形柱塞5减速和反向运动。

优选的，所述出水阀(7.1/7.2)前端装有针对圆环形柱塞的减震弹簧。

优选的，所述两个压力腔(12.1/12.2)内配合有圆柱形柱塞，圆环形柱塞5的两个自由端分别通过连杆连接圆柱形柱塞；考虑到目前的加工工艺水平下，采用连杆装在圆环形柱塞的末端，连杆的另一端装在压力腔(12.1/12.2)的圆柱形柱塞上；从而使得圆环形柱塞5的圆弧运动更平稳的转成直线运动。

系统的工作过程和步骤是这样的，电磁线圈1通入周期性电源，驱动圆环形柱塞5向顺时针运行时，圆环形柱塞5右自由端朝向排水室8方向运动，右压力腔7.2形成高压，从而打开右出水阀7.1，将压力水压入排水室8；同时圆环形柱塞5左自由端远离排水室8，左压力腔12.2形成真空，真空吸力关闭左出水阀7.2，左进水阀4.2打开，进水室3中的水进入左压力腔12.2，这是左侧的一个完整的吸水工作过程和右侧的一个排水过程。在电磁力消失，下一周期反向驱动电源进入驱动线圈1后，圆环形柱塞5逆时针运动，进排水室(3/8)重复上述的排出一吸入的过程。需要说明的是，这里的进出水阀都是单向阀结构。

该柱塞泵的流量计算：设计柱塞18mm,行程2-4mm；冲次60/分；Q：理论流量mm3/s，Z为机组套，在此方案中2缸Z＝2，S为柱塞行程，M、D柱塞直径；n为柱塞冲击次数；Q＝2*18*18*3.14*4*60/4＝12LPM；

如行程2mm则理论流量6LPM；这是容积式泵的特点；如在组装大型机组时可以考虑几组圆环型柱塞叠加，并相对时序通入反相电源以达到减震。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。