一种油缸进出口独立控制的液驱三缸往复泵的制作方法

本发明涉及往复泵领域，具体涉及一种油缸进出口独立控制的液驱三缸往复泵。

背景技术：

1、目前市面上的往复泵以曲轴十字头结构为主流，其行程受曲轴尺寸的限制，一般都较小，为了实现大流出量的输出，其往复次数较快，造成液力端进出口单向阀的失效快和泵组管线的振动大。其往复次数较快也造成了其吸入性能差，无法输送较高粘度的介质。曲柄滑块结构的运动特性决定了输送出的瞬时流量是脉动的，流量脉动限制了其在对流量脉动有要求的工况下的运用，也会造成泵组管线振动大。目前市面上液压驱动往复泵常见的为两缸，也有三缸及五缸往复泵，主要用于混泥土、膏体等输送。油缸活塞分别前后运动，没有特殊控制，在多个缸体吸排切换时，瞬时流量很小，此时的流量脉动大，油缸排油口压力大，系统节流损失高，系统效率低。油缸仅在一个运动方向上为排出行程，实现同样流量输出时，结构尺寸大。

技术实现思路

1、本发明意在提供一种油缸进出口独立控制的液驱三缸往复泵，以解决现有技术中往复泵采用曲轴十字头结构驱动，流量脉动大，油缸排油口压力大，系统节流损失高，系统效率低的问题。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种油缸进出口独立控制的液驱三缸往复泵，包括动力端和液力端，动力端包括液驱动力源，液驱动力源的输出端连接有控制阀组，控制阀组连接有驱动组件；

3、控制阀组的输出端连接有三个油缸，每个油缸均设有左油口和右油口，每个油缸的左油口、右油口均连接有插装逻辑阀；控制阀组包括三组排油孔，三组排油孔之间设有120°的相位差，每组包括两个排油孔，每组的两个排油孔分别与一个油缸左油口、右油口连接的插装逻辑阀连通。

4、优选的，作为一种改进，控制阀组包括筒状的阀体、阀套和轴杆状的阀芯，阀套固定在阀体内，阀芯转动连接在阀套内；阀体中部沿径向开设有阀体进油孔，以阀体进油孔的轴线为中心在阀体内壁上左、右对称分布有六个环槽，每个环槽内均开设有与阀体外部连通的阀体出油孔，六个阀体出油孔以阀体进油孔的轴线为中心对称分布，阀体进油孔单侧的相邻阀体出油孔之间相位差为90°；阀套中部沿径向开设有阀套进油孔，阀套进油孔与阀体进油孔同轴设置，以阀套进油孔的轴线为中心在阀套上左、右对称分布有六组阀套出油孔，每组阀套出油孔对应连通阀体上的一个环槽，阀套进油孔单侧的相邻两组阀套出油孔之间相位差90°，每组阀套出油孔包括以阀套轴线对称分布的两个孔；阀芯内部设有轴向的油道，阀芯中部外壁沿径向开设有与阀套进油孔连通的进油环槽，进油环槽上开设有与油道连通的阀芯进油孔，以阀芯进油孔的轴线为中心在阀芯上左、右对称分布有六组阀芯出油孔，每组阀芯出油孔对应间歇性连通阀套上的一组阀套出油孔，阀芯进油孔单侧的相邻两组阀芯出油孔之间相位差30°，每组阀芯出油孔包括以阀芯轴线对称分布的两个孔；阀体两端设有密封结构，阀芯两端设有轴向防窜结构。

5、优选的，作为一种改进，阀套出油孔和阀芯出油孔均为方形孔，阀芯进油孔沿阀芯周向均匀设置有多个。

6、优选的，作为一种改进，密封结构包括连接在阀体两端的环形盖板，环形盖板压紧在阀体、阀套的端面外侧，环形盖板上设有位于阀体、阀套分界面两侧的密封圈。

7、优选的，作为一种改进，轴向防窜结构包括连接在环形盖板上的调节盖板，调节盖板套设在阀芯上，阀芯两端设有轴肩，轴肩与调节盖板之间设置有套设在阀芯上的推力轴承,调节盖板上还设有对调节盖板与环形盖板之间、调节盖板与阀芯之间进行密封的密封圈。

8、优选的，作为一种改进，液驱动力源包括变量泵，变量泵的出口设有先导溢流阀，先导溢流阀的主阀芯带方向滑阀，变量泵的出口与控制阀组的阀体进油孔连通。

9、优选的，作为一种改进，变量泵同轴双联有一个控制油泵作为控制阀组的驱动组件。

10、优选的，作为一种改进，变量泵和控制油泵的进口均设置有吸入过滤器、出口均设有蓄能器。

11、优选的，作为一种改进，油缸为双出杆油缸，液力端在双出杆油缸的两端对称布置有两套。

12、优选的，作为一种改进，油缸的活塞杆与液力端的活塞之间为硬连接。

13、本方案的原理是：实际应用时，动力端中，通过主电机驱动变量泵为液力端提供驱动油源，变量泵双联一个控制油泵提供控制油源，双联泵的进口均设置吸入过滤器过滤吸入杂质，出口均设置蓄能器缓冲平稳压力。变量泵出口设置先导溢流阀，主阀带方向滑阀，可保护系统也可使系统卸荷。控制阀组的阀体进油孔连接变量泵出口，控制阀组的阀体出油孔分别连接三个油缸的六个口，通过控制阀组周期性的打开和关闭，控制油缸的活塞按照匀加速-匀速-匀减速规律做周期性的往复运动，三个油缸的运动在相位上相差120°，使得三个油缸活塞的瞬时速度之和为一定值。三个油缸的六个油口同时分别与六个插装逻辑阀相连，当控制阀组控制油缸的一个油口为进口时，油缸另一个口对应的插装逻辑阀阀口全部打开，实现油缸进出口独立控制，减小油缸排油口压力，降低系统的节流损失，提高系统效率。

14、液力端中，油缸活塞杆与液力端活塞为硬连接，油缸活塞的周期性往复运动变成液力端活塞的周期性往复运动，在液力端泵腔中形成周期性的容积变化，在泵入口压力的作用下，周期性打开和关闭进出口单向阀，实现介质的泵送。三个油缸活塞的瞬时速度之和为一定值决定液力端活塞的瞬时速度之和也为一定值，从而泵的输出瞬时流量是无脉动的。采用双出杆油缸的两端对称布置两套液力端，可使油缸在两个运动方向运动时均可泵送介质，同等泵送效率下减小泵的结构尺寸，避免单出杆油缸两个运动方向有效活塞面积不一致的问题，同时使油缸两个方向均受载减小换向冲击。液力端的对称布置可使油缸在左右往复运动时，油缸内负载压力一致，从而使控制阀组阀前阀后压差一致，流量仅与控制阀组阀口的开度有关，通过控制阀口开度的变化，即可控制油缸的运动规律。

15、本发明的优点包括：

16、1、流量脉动小，振动噪音小，运行平稳，理论上瞬时流量无脉动；

17、2、往复频率低，可大大提升阀组、密封件的寿命；

18、3、控制阀组相当于一个流量分配器，压降小，变量泵可无溢流或仅微量溢流，系统效率高；

19、4、油缸进出口采用控制阀组和比例阀组独立控制，油缸排油口压力低，提高系统效率；

20、5、油缸运动控制为开环控制，实现功能的同时，系统的整体成本低；

21、6、通过调节变量泵的排量即可无级地调节往复泵的流量，无需变频器，调量简单成本低；

22、7、泵组的往复次数低，除可用于普通往复泵的常规介质外，还可以输送粘度高的介质，比如泥浆、膏体等。

技术特征：

1.一种油缸进出口独立控制的液驱三缸往复泵，其特征在于：包括动力端和液力端，动力端包括液驱动力源，液驱动力源的输出端连接有控制阀组，控制阀组连接有驱动组件；

2.根据权利要求1所述的一种油缸进出口独立控制的液驱三缸往复泵，其特征在于：所述控制阀组包括筒状的阀体、阀套和轴杆状的阀芯，阀套固定在阀体内，阀芯转动连接在阀套内；阀体中部沿径向开设有阀体进油孔，以阀体进油孔的轴线为中心在阀体内壁上左、右对称分布有六个环槽，每个环槽内均开设有与阀体外部连通的阀体出油孔，六个阀体出油孔以阀体进油孔的轴线为中心对称分布，阀体进油孔单侧的相邻阀体出油孔之间相位差为90°；阀套中部沿径向开设有阀套进油孔，阀套进油孔与阀体进油孔同轴设置，以阀套进油孔的轴线为中心在阀套上左、右对称分布有六组阀套出油孔，每组阀套出油孔对应连通阀体上的一个环槽，阀套进油孔单侧的相邻两组阀套出油孔之间相位差90°，每组阀套出油孔包括以阀套轴线对称分布的两个孔；阀芯内部设有轴向的油道，阀芯中部外壁沿径向开设有与阀套进油孔连通的进油环槽，进油环槽上开设有与油道连通的阀芯进油孔，以阀芯进油孔的轴线为中心在阀芯上左、右对称分布有六组阀芯出油孔，每组阀芯出油孔对应间歇性连通阀套上的一组阀套出油孔，阀芯进油孔单侧的相邻两组阀芯出油孔之间相位差30°，每组阀芯出油孔包括以阀芯轴线对称分布的两个孔；阀体两端设有密封结构，阀芯两端设有轴向防窜结构。

3.根据权利要求2所述的一种油缸进出口独立控制的液驱三缸往复泵，其特征在于：所述阀套出油孔和阀芯出油孔均为方形孔，所述阀芯进油孔沿阀芯周向均匀设置有多个。

4.根据权利要求3所述的一种油缸进出口独立控制的液驱三缸往复泵，其特征在于：所述密封结构包括连接在阀体两端的环形盖板，环形盖板压紧在阀体、阀套的端面外侧，环形盖板上设有位于阀体、阀套分界面两侧的密封圈。

5.根据权利要求4所述的一种油缸进出口独立控制的液驱三缸往复泵，其特征在于：所述轴向防窜结构包括连接在环形盖板上的调节盖板，调节盖板套设在阀芯上，阀芯两端设有轴肩，轴肩与调节盖板之间设置有套设在阀芯上的推力轴承,调节盖板上还设有对调节盖板与环形盖板之间、调节盖板与阀芯之间进行密封的密封圈。

6.根据权利要求5所述的一种油缸进出口独立控制的液驱三缸往复泵，其特征在于：所述液驱动力源包括变量泵，变量泵的出口与控制阀组的阀体进油孔连通。

7.根据权利要求6所述的一种油缸进出口独立控制的液驱三缸往复泵，其特征在于：所述变量泵同轴双联有一个控制油泵作为控制阀组的驱动组件。

8.根据权利要求7所述的一种油缸进出口独立控制的液驱三缸往复泵，其特征在于：变量泵和控制油泵的进口均设置有吸入过滤器、出口均设有蓄能器。

9.根据权利要求8所述的一种油缸进出口独立控制的液驱三缸往复泵，其特征在于：所述油缸为双出杆油缸，所述液力端在双出杆油缸的两端对称布置有两套。

10.根据权利要求9所述的一种油缸进出口独立控制的液驱三缸往复泵，其特征在于：所述油缸的活塞杆与液力端的活塞之间为硬连接。

技术总结
本发明涉及往复泵领域，公开了一种油缸进出口独立控制的液驱三缸往复泵，包括动力端和液力端，动力端包括液驱动力源，液驱动力源的输出端连接有控制阀组，控制阀组连接有驱动组件；控制阀组的输出端连接有三个油缸，每个油缸均设有左油口和右油口，每个油缸的左油口、右油口均连接有插装逻辑阀；控制阀组包括三组排油孔，三组排油孔之间设有120°的相位差，每组包括两个排油孔，每组的两个排油孔分别与一个油缸左油口、右油口连接的插装逻辑阀连通。该液驱三缸往复泵具有流量脉动小、运行平稳、阀组寿命高、系统效率高等优点。

技术研发人员：谭平,张顺平,霍开子,张强,杜倪鹏,潘志敏
受保护的技术使用者：重庆水泵厂有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15