齿轮泵控式电液联动执行机构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了齿轮泵控式电液联动执行机构，包括：双向齿轮油泵，双向齿轮油泵由伺服电机驱动，双向齿轮油泵的两个油口分别通过油管与液压锁的两个P端口一对一相连通，液压锁上与两个P端口一一对应的两个A端口分别通过油管与油缸的两个腔室一对一相连通，还包括不与大气连通且能提供低压液压油的缓冲油箱，双向齿轮油泵的两个油口分别串联一个单向阀后均与缓冲油箱的油口相连通，双向齿轮油泵的泄油口通过油管与缓冲油箱的油口相连通。上述的齿轮泵控式电液联动执行机构响应速度快和定位精度高，且其液压回路结构简单，能耗低、可靠性高。
【专利说明】
齿轮泵控式电液联动执行机构
技术领域
[0001 ]本发明涉及电液执行机构领域，具体涉及一种用于电液执行机构的执行机构。
【背景技术】
[0002]电液执行机构是自动化技术工具中接收控制信息并对受控对象施加控制作用的装置，通常受控对象为阀门。目前，电液执行机构中的执行机构通常为伺服阀控制式电液联动执行机构，该种执行机构通过控制伺服阀调节液压油流动方向及流量大小来实现对受控对象的调节，该种执行机构通常采用开放式循环液压回路，液压回路中的动力液压油通常由另外设置的液压站提供，并且该液压站通常会同时给若干个伺服阀控制式电液联动执行机构提供液压油;上述的伺服阀控制式电液联动执行机构有如下缺点:一、由于使用另外设置的液压站提供动力液压油，并且通过伺服阀来控制执行机构，导致该执行机构的液压回路结构复杂，体积大，能耗高;二、执行机构中的伺服阀对油液的洁净度要求很高，但是该执行机构采用的是开放式循环液压回路，即:液压回路与大气连通，所以油液易被外界环境污染，从而该执行机构易发生故障，可靠性差，需经常维护。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是:将提供一种液压回路结构简单、能耗低、液压油不易被污染的齿轮栗控式电液联动执行机构。
[0004]为了解决上述问题，本发明采用的技术方案为:齿轮栗控式电液联动执行机构，包括:双向齿轮油栗，其特点是:双向齿轮油栗由伺服电机驱动，其中:双向齿轮油栗具有自吸性能好、效率高、结构简单耐污染、能双向输出高压动力油流、且输出流量基本和转速成正比的特点;伺服电机具有极高的方向和速度响应能力、超高的定位能力，从而伺服电机驱动的双向齿轮油栗能向外输出快速响应、精确流量的液压油流，双向齿轮油栗的两个油口分别通过油管与液压锁的两个P端口一对一相连通，液压锁上与两个P端口一一对应的两个A端口分别通过油管与油缸的两个腔室一对一相连通，还包括液压油腔不与大气连通且能提供带压力的低压液压油的缓冲油箱，双向齿轮油栗的两个油口分别串联一个单向阀后与缓冲油箱的油口相连通，双向齿轮油栗的泄油口通过油管与缓冲油箱的油口相连通；当伺服电机驱动双向齿轮油栗开始工作时，缓冲油箱能通过单向阀向双向齿轮油栗的吸油口输送低压液压油，以便双向齿轮油栗的出油口能向液压锁上对应的那个P端口输送能使液压锁开启的高压液压油，当液压锁开启后高压液压油从该P端口流入液压锁，再从相对应的A端口流出至油缸的进油腔，从而驱动油缸运动，油缸出油腔中的液压油从另一个A端口流入液压锁，再从相对应的另一个P端口流出至双向齿轮油栗的吸油口中进行循环供油，此时，缓冲油箱不再通过单向阀向双向齿轮油栗的吸油口提供低压液压油，使得双向齿轮油栗和油缸之间的液压回路成为闭式循环回路。
[0005]进一步的，前述的齿轮栗控式电液联动执行机构，其中:缓冲油箱的结构包括:箱体，在箱体内腔中设置有能沿着箱体移动的活塞，活塞将箱体内腔隔成两个互不连通的腔室，即:储油腔和顶推腔，在储油腔的箱体壁上开设有与储油腔相连通的通孔，该通孔即为缓冲油箱的油口，在顶推腔中设置有能顶推活塞的顶推弹簧，顶推弹簧顶推活塞后能使储油腔中的液压油成为带压力的低压液压油。
[0006]进一步的，前述的齿轮栗控式电液联动执行机构，其中:与活塞相对的顶推腔的箱体壁上开设有透孔，在透孔中穿设有一根直杆，直杆的内端与活塞相固定，从而直杆能随着活塞的移动而伸缩。
[0007]进一步的，前述的齿轮栗控式电液联动执行机构，其中:在直杆旁边的箱体外侧设置一根与直杆平行的标尺，在标尺上沿着标尺轴向由内向外还依次相邻设置有补油标示段、正常工作标示段、油温过高标示段，随着直杆的伸缩，直杆外端在标尺上的投影在三段标示段上移动，通过观察直杆外端在标尺上的投影位置来判断缓冲油箱中液压油的情况。
[0008]进一步的，前述的齿轮栗控式电液联动执行机构，其中:缓冲油箱的油口还分别通过两个溢流阀与双向齿轮油栗的两个油口相连通，两个溢流阀能分别调节双向齿轮油栗的两个油口处的压力。
[0009]进一步的，前述的齿轮栗控式电液联动执行机构，其中:缓冲油箱中低压液压油的压力不高于IMpa。
[0010]本发明的优点为:本发明所述的齿轮栗控式电液联动执行机构由低能耗的伺服电机驱动双向齿轮油栗输出高压液压油来直接驱动油缸运动，避免使用伺服阀和液压站，在保证执行机构响应速度和定位精度的前提下，大大简化了执行机构的液压回路，同时也降低了能耗;并且该执行机构的液压回路不与大气连通，所以该执行机构的液压回路中的液压油不易被外界环境污染，大大提高了执行机构的可靠性。
【附图说明】
[0011]图1为本发明所述的齿轮栗控式电液联动执行机构的结构示意图。
[0012]图2为图1中所示的缓冲油箱的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的详细描述。
[0014]如图1所示，齿轮栗控式电液联动执行机构，包括:双向齿轮油栗I，双向齿轮油栗I由伺服电机2驱动，从而使得双向齿轮油栗I能输出快速响应、精确流量的液压油流，双向齿轮油栗I的两个油口分别通过油管与液压锁3的两个P端口一对一相连通，液压锁3上与两个P端口一一对应的两个A端口分别通过油管与油缸4的两个腔室一对一相连通，液压锁3是一种具有自锁功能的常规液压部件，液压锁3关闭时，液压锁上两组分别一一对应的P、A端口之间均被关断而不能相互连通，从而液压锁3能将油缸4的两个腔室中的液压油锁定在两个腔室中，使得油缸4无法动作；只有向液压锁3的一个P端口输送高压液压油后才能使液压锁3开启，即:使两组分别一一对应的P、A端口分别相互连通，这样油缸4的进油腔才能进油、出油腔才能出油;还包括液压油腔不与大气连通且能提供带压力的低压液压油的缓冲油箱5，在本实施例中，如图2所示，缓冲油箱5的结构包括:箱体51，在箱体51内腔中设置有能沿着箱体51移动的活塞52，活塞52将箱体51内腔隔成两个互不连通的腔室，S卩:储油腔53和顶推腔54，在储油腔53的箱体壁上开设有与储油腔53相连通的通孔55，该通孔55即为缓冲油箱5的油口，在顶推腔54中设置有能顶推活塞52的顶推弹簧56，顶推弹簧56顶推活塞52后能使储油腔53中的液压油成为带压力的低压液压油，在本实施例中，缓冲油箱5中低压液压油的压力不高于IMpa;双向齿轮油栗I的两个油口分别串联一个单向阀6后与缓冲油箱5的油口相连通，双向齿轮油栗I的泄油口通过油管与缓冲油箱5的油口相连通;当伺服电机2驱动双向齿轮油栗I开始工作时，由于此时液压锁3处于关闭状态，所以双向齿轮油栗I的吸油口会因吸不到液压锁3输出的油而压力降低，此时缓冲油箱5能通过单向阀6向双向齿轮油栗I的吸油口输送低压液压油，以便双向齿轮油栗I的出油口能向液压锁3上对应的那个P端口输送能使液压锁3开启的高压液压油，当液压锁3开启后高压液压油从该P端口流入液压锁3，再从相对应的A端口流出至油缸4的进油腔，从而驱动油缸4运动，油缸4的出油腔中的液压油从另一个A端口流入液压锁3，再从相对应的另一个P端口流出至双向齿轮油栗I的吸油口中进行循环供油，此时，从油缸4出油腔中流出的液压油的压力高于缓冲油箱5中液压油的压力，使得缓冲油箱5不再通过单向阀6向双向齿轮油栗I的吸油口提供低压液压油，此时，双向齿轮油栗I和油缸4之间的液压回路成为闭式循环回路。当双向齿轮油栗I停止工作时，液压锁3就会关闭，此时油缸4两个腔室中的液压油就会被锁定在两个腔室中，从而油缸4不会因负载变化而产生位置变化。
[0015]在实际应用中，由于液压油本身受压发生形变、液压回路中温度的变化、油缸上两个腔室的制造误差、液压回路中各液压部件的机械变形等因素影响，使得本发明所述的执行机构的液压回路中的液压油不可避免的会产生体积变化，这样就极易造成双向齿轮油栗自吸不畅或者油路困油现象的发生，油路困油现象是指多余的液压油困于液压回路中无法排出，上述二种情况均会引起液压回路功能性故障或损坏，而缓冲油箱5的引入有效解决了上述问题，当双向齿轮油栗吸油不畅时，缓冲油箱5能通过单向阀6向双向齿轮油栗的吸油口提供使其正常供油的低压液压油；当发生油路困油现象时，多余的液压油能从双向齿轮油栗的泄油口流入到缓冲油箱中。另外，由于缓冲油箱5中的液压油腔不与大气连通且能提供低压液压油，一方面使执行机构中的液压油不易受到外界环境的污染，从而大大提高了执行机构的可靠性，另一方面使液压回路的工作不再依赖于大气压，从而使液压回路不再受到安装方向和海拔高度的影响。
[0016]在本实施例中，与活塞52相对的顶推腔54的箱体壁上开设有透孔57，在透孔57中穿设有一根直杆58，直杆58的内端与活塞52相固定，从而直杆58能随着活塞52的移动而伸缩，在直杆58旁边的箱体51外侧设置一根与直杆58平行的标尺59，在标尺59上沿着标尺59轴向由内向外还依次相邻设置有补油标示段591、正常工作标示段592、油温过高标示段593，随着直杆58的伸缩，直杆58外端在标尺59上的投影在三段标示段上移动，通过观察直杆58外端在标尺59上的投影位置来判断缓冲油箱5中液压油的情况，当直杆58外端在标尺59上的投影位置位于补油标示段591时，说明缓冲油箱5中液压油不够，工人就需要给缓冲油箱5进行补油，当直杆58外端在标尺59上的投影位置位于正常工作标示段592时，说明缓冲油箱5工作正常，当直杆58外端在标尺59上的投影位置位于油温过高标示段593时，说明缓冲油箱5中液压油的油温过高，导致液压油过度膨胀，此时需要关机维护。
[0017]在本实施例中，缓冲油箱5的油口还分别通过两个溢流阀7与双向齿轮油栗I的两个油口相连通，两个溢流阀7能分别调节双向齿轮油栗I的两个油口处的压力，当双向齿轮油栗I的两个油口处的压力大于各溢流阀7设定的压力时，两个溢流阀7能分别将双向齿轮油栗I的两个油口处的液压油溢流至缓冲油箱5中，从而来限定双向齿轮油栗I的两个油口处的最高压力，从而也限定了执行机构的最大出力，保证系统安全。
【主权项】
1.齿轮栗控式电液联动执行机构，包括:双向齿轮油栗，其特征在于:双向齿轮油栗由伺服电机驱动，从而使得双向齿轮油栗能输出快速响应、精确流量的液压油流，双向齿轮油栗的两个油口分别通过油管与液压锁的两个P端口 一对一相连通，液压锁上与两个P端口 一一对应的两个A端口分别通过油管与油缸的两个腔室一对一相连通，还包括液压油腔不与大气连通且能提供带压力的低压液压油的缓冲油箱，双向齿轮油栗的两个油口分别串联一个单向阀后与缓冲油箱的油口相连通，双向齿轮油栗的泄油口通过油管与缓冲油箱的油口相连通；当伺服电机驱动双向齿轮油栗开始工作时，缓冲油箱能通过单向阀向双向齿轮油栗的吸油口输送低压液压油，以便双向齿轮油栗的出油口能向液压锁上对应的那个P端口输送能使液压锁开启的高压液压油，当液压锁开启后高压液压油从该P端口流入液压锁，再从相对应的A端口流出至油缸的进油腔，从而驱动油缸运动，油缸出油腔中的液压油从另一个A端口流入液压锁，再从相对应的另一个P端口流出至双向齿轮油栗的吸油口中进行循环供油，此时，缓冲油箱不再通过单向阀向双向齿轮油栗的吸油口提供低压液压油，使得双向齿轮油栗和油缸之间的液压回路成为闭式循环回路。2.根据权利要求1所述的齿轮栗控式电液联动执行机构，其特征在于:缓冲油箱的结构包括:箱体，在箱体内腔中设置有能沿着箱体移动的活塞，活塞将箱体内腔隔成两个互不连通的腔室，即:储油腔和顶推腔，在储油腔的箱体壁上开设有与储油腔相连通的通孔，该通孔即为缓冲油箱的油口，在顶推腔中设置有能顶推活塞的顶推弹簧，顶推弹簧顶推活塞后能使储油腔中的液压油成为带压力的低压液压油。3.根据权利要求2所述的齿轮栗控式电液联动执行机构，其特征在于:与活塞相对的顶推腔的箱体壁上开设有透孔，在透孔中穿设有一根直杆，直杆的内端与活塞相固定，从而直杆能随着活塞的移动而伸缩。4.根据权利要求3所述的齿轮栗控式电液联动执行机构，其特征在于:在直杆旁边的箱体外侧设置一根与直杆平行的标尺，在标尺上沿着标尺轴向由内向外还依次相邻设置有补油标示段、正常工作标示段、油温过高标示段，随着直杆的伸缩，直杆外端在标尺上的投影在三段标示段上移动，通过观察直杆外端在标尺上的投影位置来判断缓冲油箱中液压油的情况。5.根据权利要求1或2或3或4所述的齿轮栗控式电液联动执行机构，其特征在于:缓冲油箱的油口还分别通过两个溢流阀与双向齿轮油栗的两个油口相连通，两个溢流阀能分别调节双向齿轮油栗的两个油口处的压力。6.根据权利要求1或2或3或4所述的齿轮栗控式电液联动执行机构，其特征在于:缓冲油箱中低压液压油的压力不高于IMpa。
【文档编号】F16K31/04GK105952947SQ201610497543
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月30日
【发明人】刘贵明, 张健
【申请人】张家港市艾罗执行器有限公司