專利名稱：配有數控電力驅動的高壓柱塞泵的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種新型結構的液壓能源裝置，確切地說，涉及一種配有數控電力驅動的高壓柱塞泵。
柱塞泵和齒輪泵、葉片泵相比較，由于柱塞泵的柱塞與缸體孔是園柱配合，容易取得較高的配合精度而密封性大大提高，因此，柱塞泵能承受較高的壓力和有較高的容積效率。它可以得到較大的流量，自吸能力強，并且流量容易調節。所以，柱塞泵被廣泛應用于石油、冶金、機械(如拉床、龍門刨床、行走機械)的液壓系統中，但是，傳統的高壓柱塞泵傳動結構復雜、易損件多，體積笨重。由于采用曲柄連桿把動力系統的旋轉運動轉變為柱塞的反復直線運動，所以，得到的直線運動也呈正弦規律變化，單個柱塞泵的排液量同樣是正弦規律變化，造成輸出壓力的波動。這種壓力不穩定的波動現象會引起一系列的液壓機械和使用對象的工藝方面的麻煩和被動。
本發明的目的是提供一種能克服上述缺陷，傳動機構簡單，輸液壓力和流量穩定，并改善其工作條件的配有數控電力驅動的高壓柱塞泵。
本發明的結構如

圖1所示，它是包括有由缸體1、缸套2、柱塞3、進液閥11、排液閥12組成的液力部分和電力驅動兩部分組成的，其特征是柱塞桿4上鑲有齒條4A，該齒條沿導向滾輪5作往復運動并由與其相嚙合的齒輪6作驅動，齒輪6裝在由數控稀土同步電機8為動力的擺線行星減速器7的輸出軸上，數控電機8接有對其控制的可變頻逆變電源9和對可變頻逆變電源進行控制并和其他裝置共用的可編程控制器10。
本發明是以當代微電子技術為核心的電子信息技術改造傳統機械產品，實現機電一體化的范例。它主要是應用可以全方位實時數控的電力拖動裝置為驅動，對原柱塞泵的動力部分和傳動部分進行改造的結果。這種全數控電力拖動裝置(專利申請號CN92100001.4)是由系統管理中樞(可編程控制器)的微型計算機對電機的輸出轉速、轉動加速度、轉向、扭矩、行程按照實時工況的優化需要而進行實時數字控制，因而不要需要常規的，龐大而復雜的傳動系統把原動力的旋轉運動轉換成柱塞的往復運動，這樣，可以徹底拋棄傳統的傳動機械曲柄連桿、十字頭、十字頭導向機構等機構另部件，使柱塞的運動方向、速度等各種運動元素完全由微機對生產過程的各種信息數據，進行適時的采集、分析、處理、傳輸、利用后，發出的指令進行實時控制，這樣，可以保證本發明排液流量、壓力雙穩定、完全消除曲柄連桿機構造成的正弦規律波動，在整個工作過程中，始終實現優化被控狀態。而且，取消了曲柄連桿的制約，柱塞的行程可以根據工藝需要而實現大幅度增加，這樣，又大大改善了泵的工作條件，可以有效延長油泵、柱塞、閥門的使用壽命，泵的容積效率得到進一步提高。
本發明的液力部分與傳統的柱塞泵或活塞式泵基本一樣工作液從進口13流入，通過進液閥11進入缸體，由柱塞3在缸套2中作往復運動引起缸內液體容積發生變化，將液體由進液閥11吸入缸中后加壓再經排液閥12和出口14排出泵外，工作原理與常規的往復泵是一致的。其傳動部分也是十分簡單的在柱塞3后端的柱塞桿4上鑲有齒條4A，該齒條可以沿其導向滾輪5作往復滑動，并與齒輪6相嚙合和受其驅動。齒輪6可以驅動一個齒條，構成單向柱塞泵，也可以同時驅動兩個齒條，使之作同步異向往復運動而構成雙向柱塞泵。齒輪6裝在擺線行星減速器7的輸出軸上，由數控稀土同步電機8經擺線行星減速器7減速后帶動齒輪6轉動。擺線行星減速器減速比大、效率高、體積小;也可采用可正反向旋轉的其他減速器，只是工作效果不如前者。數控稀土同步電機8是由可變頻逆變電源9和可編程控制器10控制其運轉的。而這是由泵的用戶根據使用狀況和要求在PC機上編制好柱塞泵的實時控制運行程序后通過RS232C串行通信接口送入可編程控制器后發出的實時指令進行操作的。如果需要，也可以把泵的輸出參數和流程參數，以及監測這些參數的傳感器也與可編程控制器接通，使泵能實時采集這些參數，參照優選工況參數進行實時控制，使本發明成為可變工況操作的高壓柱塞泵。
本發明可以取代各種高壓往復泵，包括單向作用柱塞泵和雙向作用的柱塞泵，尤其適用于取代石油工業系統中的泥漿泵、水泥車泵、壓裂車泵。以泥漿泵為例，采用本發明后，可使重量由原先的20噸減少到不超過10噸，而且，具備本發明中前述的諸項優點。
權利要求
1.一種配有數控電力驅動的高壓柱塞泵，是由包括有缸體1、缸套2、柱塞3、進液閥11、排液閥12組成的液力部分和電力驅動兩部分組成的，其特征是柱塞桿4上鑲有齒條4A，該齒條沿導向滾輪5作往復運動并由與其相嚙合的齒輪6作驅動，齒輪6裝在由數控稀土同步電機8為動力的擺線行星減速器7的輸出軸上，數控電機8接有對其控制的可變頻逆變電源9和對可變頻逆變電源進行控制并和其他裝置共用的可編程控制器10。
2.根據權利要求1所述的高壓柱塞泵，其特征在于齒輪6可以驅動一個齒條，構成單向柱塞泵，也可以同時驅動兩個齒條，構成雙向柱塞泵。
全文摘要
一種配有數控電力驅動的高壓柱塞泵，是由包括有缸體、缸套、柱塞、進液閥、排液閥組成的常規液力部分和由可編程控制器，可變頻逆變電源、數控稀土同步電機和擺線行星減速器組成的數控動力驅動部分構成的機電一體化新產品。由減速器輸出軸上的齒輪驅動柱塞桿上鑲著的齒條往復運動，推動柱塞在缸套內吸壓液體，徹底拋棄傳統的傳動機械，使柱塞行程可大大增長，排液壓力、流量都穩定可控，能延長零部件使用壽命，提高容積效率。
文檔編號F04B9/00GK1079025SQ92103759
公開日1993年12月1日 申請日期1992年5月21日 優先權日1992年5月21日
發明者石行 申請人:北京市西城區新開通用試驗廠