多智能材料单元驱动的循环配油式柱塞泵及其工作方法技术

本发明专利技术公开一种多智能材料单元驱动的循环配油式柱塞泵及其工作方法，其中多智能材料单元驱动的循环配油式柱塞泵包括3个智能材料泵、配油转阀及其阀体，3个智能材料泵在相位相互相差120°的正弦电压作用下，经配油转阀循环配油实现3个智能材料泵的流量循环输出。配油转阀由电机带动旋转，其每转的时间与智能材料泵的驱动电压周期相同，配油转阀上有非对称的180°凹槽，实现对智能材料泵的油口与泵腔的连通和断开，将3个智能材料泵的输入电压同时反相，可实现多智能材料单元驱动的循环配油式柱塞泵输出流量反向，形成双向泵。

Circulating oil distribution plunger pump driven by multi intelligent material unit and its working method

The invention discloses a multi intelligent material unit driven circulation oil plunger pump and its working methods, including cyclic oil plunger pump unit driven by multi intelligent materials including 3 smart materials with oil transfer pump, valve and valve body 3, a sinusoidal voltage intelligent material pump in the phase difference of 120 degrees of each other the oil flow cycle, the output rotary valve cycle with oil to achieve the 3 intelligent material pump. The oil distribution valve driven by motor rotation, the driving voltage of the cycle time per turn and intelligent material pump, with a 180 degree turn oil groove asymmetric valve, realize the connection and disconnection of intelligent material pump oil outlet and pump chamber, the input voltage of 3 intelligent material pump at the same time anti phase, can realize the intelligent material driven circulation oil plunger pump output flow reverse, the formation of the two-way pump.

【技术实现步骤摘要】
多智能材料单元驱动的循环配油式柱塞泵及其工作方法
：本专利技术涉及智能材料泵
，尤其涉及一种多智能材料单元驱动的循环配油式柱塞泵及其工作方法。
技术介绍
：液压泵是液压传动系统中的核心动力装置，是能量转换单元。相对于传统泵，新型的智能材料泵其能将传统泵的驱动源部分、传动部分及泵体三者合为一体，可实现结构简单、体积小、重量轻、耗能低、无噪声、无电磁干扰，可根据施加电压或频率控制输出微小流量，智能材料泵已经在医疗、化学、机器人、燃料供给、电子器件水冷技术方案以及航空航天等领域得到了广泛的应用。而与传统液压泵相比，智能材料泵的输出流量小，且由于采用被动阀片或主动阀片，智能材料泵的输出流量存在脉动现象。对于智能材料泵流量的提高，若采用增加智能材料长度或智能材料的简单累加，流量虽会提高，但流量脉动问题会更加严重。因此，对智能材料泵输出流量的提升的同时而不增加流量脉动，对智能材料泵的应用具有重要的工程意义。
技术实现思路
：本专利技术针对现有技术的不足，提供一种多智能材料单元驱动的循环配油式柱塞泵及其工作方法，能够实现智能材料泵流量提升的同时，智能材料泵输出流量脉动减少。本专利技术采用如下技术方案：一种多智能材料单元驱动的循环配油式柱塞泵，包括：3个沿周向互成120°分布的且结构相同的智能材料泵Ⅰ、智能材料泵Ⅱ和智能材料泵Ⅲ，配油转阀，阀体；所述智能材料泵Ⅰ包括：外壳，安装于外壳下的底座，安装于外壳内的上端盖与下端盖，安装于外壳内的骨架，安装于骨架内的智能材料棒，安装于智能材料棒上表面的输出杆，安装于输出杆与上端盖之间的碟簧，安装于输出杆上的活塞，安装于活塞上的活塞盖，安装于外壳上的泵罩，安装于泵罩上的泵头，泵头上设有智能材料泵Ⅰ排油口1a、智能材料泵Ⅰ吸油口1b，活塞与输出杆采用螺钉连接，上端盖、下端盖与外壳采用螺纹连接，上端盖、碟簧与输出杆为智能材料棒提供预压力；配油转阀包括：第一轴肩、第二轴肩和阀芯，所述阀芯两侧有非对称180°凹槽、第一轴肩与阀芯形成第一油腔L、第二轴肩与阀芯形成第二油腔R，配油转阀上的轴通过联轴器与电机相连并由电机带动进行旋转运动；所述阀体为正六边形，阀体周向有3对互成120°的进(出)油口，包括与智能材料泵Ⅰ排油口1a相连的智能材料泵Ⅰ阀体进油口4a、与智能材料泵Ⅰ吸油口1b相连的智能材料泵Ⅰ阀体出油口4b、与智能材料泵Ⅱ排油口2a相连的智能材料泵Ⅱ阀体进油口5a、与智能材料泵Ⅱ吸油口2b相连的智能材料泵Ⅱ阀体出油口5b、智能材料泵Ⅲ排油口3a相连的智能材料泵Ⅲ阀体进油口6a、与智能材料泵Ⅲ吸油口3b相连的智能材料泵Ⅲ阀体出油口6b、多智能材料单元驱动的循环配油式柱塞泵出油口P以及多智能材料单元驱动的循环配油式柱塞泵进油口T。进一步地，智能材料泵Ⅰ、智能材料泵Ⅱ和智能材料泵Ⅲ的驱动电压相位相差120°，智能材料泵Ⅰ、智能材料泵Ⅱ和智能材料泵Ⅲ的吸排油周期相差120°，电机带动配油转阀的运动周期与驱动正弦电压的周期相同，凹槽平面与竖直方向呈60°为配油转阀的起始位置。进一步地，所述智能材料棒中的材料包括磁致伸缩材料、压电材料、电致伸缩材料。本专利技术还采用如下技术方案：一种多智能材料单元驱动的循环配油式柱塞泵的工作方法，步骤如下：电机顺时针旋转一圈分为6个阶段，每一阶段电机旋转60°，油液不断从多智能材料单元驱动的循环配油式柱塞泵出油口P出，多智能材料单元驱动的循环配油式柱塞泵进油口T入；第一阶段智能材料泵Ⅰ吸油，智能材料泵Ⅰ排油口1a被阀芯堵住，智能材料泵Ⅰ吸油口1b与第二油腔R连通，智能材料泵Ⅰ从第二油腔R吸油；智能材料泵Ⅱ排油，智能材料泵Ⅱ排油口2a与第一油腔L连通，智能材料泵Ⅱ吸油口2b被阀芯堵住，智能材料泵Ⅱ向第一油腔L排油；智能材料泵Ⅲ吸油，智能材料泵Ⅲ排油口3a被阀芯堵住，智能材料泵Ⅲ吸油口3b与第二油腔R连通，智能材料泵Ⅲ从第二油腔R吸油；第二阶段，智能材料泵Ⅰ排油，智能材料泵Ⅰ排油口1a与第一油腔L连通，智能材料泵Ⅰ吸油口1b被阀芯堵住，智能材料泵Ⅰ向第一油腔L排油；智能材料泵Ⅱ排油，智能材料泵Ⅱ排油口2a与第一油腔L连通，智能材料泵Ⅱ吸油口2b被阀芯堵住，智能材料泵Ⅱ向第一油腔L排油；智能材料泵Ⅲ吸油，智能材料泵Ⅲ排油口3a被阀芯堵住，智能材料泵Ⅲ吸油口3b从第二油腔R吸油；第三阶段，智能材料泵Ⅰ排油，智能材料泵Ⅰ排油口1a与第一油腔L连通，智能材料泵Ⅰ吸油口1b被阀芯堵住，智能材料泵Ⅰ向第一油腔L排油；智能材料泵Ⅱ吸油，智能材料泵Ⅱ排油口2a被阀芯堵住，智能材料泵Ⅱ吸油口2b与第二油腔R连通，智能材料泵Ⅱ从第二油腔R吸油；智能材料泵Ⅲ吸油，智能材料泵Ⅲ排油口3a被阀芯堵住，智能材料泵Ⅲ吸油口3b与第二油腔R连通，智能材料泵Ⅲ从第二油腔R吸油；第四阶段，智能材料泵Ⅰ排油，智能材料泵Ⅰ排油口1a与第一油腔L连通，智能材料泵Ⅰ吸油口1b被阀芯堵住，智能材料泵Ⅰ向第一油腔L排油；智能材料泵Ⅱ吸油，智能材料泵Ⅱ排油口2a被阀芯堵住，智能材料泵Ⅱ吸油口2b与第二油腔R连通，智能材料泵Ⅱ从第二油腔R吸油；智能材料泵Ⅲ排油，智能材料泵Ⅲ排油口3a与第一油腔L连通，智能材料泵Ⅲ吸油口3b被阀芯堵住，智能材料泵Ⅲ向第一油腔L排油；第五阶段，智能材料泵Ⅰ吸油，智能材料泵Ⅰ排油口1a被阀芯堵住，智能材料泵Ⅰ吸油口1b与第二油腔R连通，智能材料泵Ⅰ从第二油腔R吸油；智能材料泵Ⅱ排油，智能材料泵Ⅱ排油口2a与第一油腔L连通，智能材料泵Ⅱ吸油口2b被阀芯堵住，智能材料泵Ⅱ向第一油腔L排油；智能材料泵Ⅲ排油，智能材料泵Ⅲ排油口3a与第一油腔L连通，智能材料泵Ⅲ吸油口3b被阀芯堵住，智能材料泵Ⅲ向第一油腔L排油；第六阶段，智能材料泵Ⅰ吸油，智能材料泵Ⅰ排油口1a被阀芯堵住，智能材料泵Ⅰ吸油口1b与第二油腔R连通，智能材料泵Ⅰ从第二油腔R吸油；智能材料泵Ⅱ排油，智能材料泵Ⅱ排油口2a与第一油腔L连通，智能材料泵Ⅱ吸油口2b被阀芯堵住，智能材料泵Ⅱ向第一油腔L排油；智能材料泵Ⅲ排油，智能材料泵Ⅲ排油口3a与第一油腔L连通，智能材料泵Ⅲ吸油口3b被阀芯堵住，智能材料泵Ⅲ向第一油腔L排油，如此循环往复，油液不断从多智能材料单元驱动的循环配油式柱塞泵出油口P出，多智能材料单元驱动的循环配油式柱塞泵进油口T入。进一步地，通过将智能材料泵Ⅰ、智能材料泵Ⅱ和智能材料泵Ⅲ的相位相互差120°，当驱动电压信号分别反相，实现多智能材料单元循环泵的吸排油反向，形成双向泵。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术多智能材料单元驱动的循环配油式柱塞泵，将三个智能材料泵沿着周向互成120°对称分布，配油转阀由电机带动以与智能材料泵驱动周期相匹配的转速进行旋转运动，通过配油转阀实现智能材料泵的流量累加输出的同时，输出流量的脉动减少，提高智能材料泵工作时的可靠性，将三个智能材料泵驱动电压的相位分别反向，可以实现多智能材料单元驱动的循环配油式柱塞泵的吸排油反向，形成双向泵。附图说明：图1为本专利技术多智能材料单元驱动的循环配油式柱塞泵的整体结构图。图2为图1中单个智能材料泵的结构示意图。图3为本专利技术多智能材料单元驱动的循环配油式柱塞泵的配油转阀。图4为本专利技术多智能材料单元驱动的循环配油式柱塞泵的配油转阀阀体。图5为本专利技术实施例提供的三个智能材料泵的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多智能材料单元驱动的循环配油式柱塞泵，其特征在于：包括：3个沿周向互成120°分布的且结构相同的智能材料泵Ⅰ、智能材料泵Ⅱ和智能材料泵Ⅲ，配油转阀，阀体；所述智能材料泵Ⅰ包括：外壳(2)，安装于外壳(2)下的底座(1)，安装于外壳(2)内的上端盖(5)与下端盖(3)，安装于外壳(2)内的骨架(11)，安装于骨架(11)内的智能材料棒(12)，安装于智能材料棒(12)上表面的输出杆(4)，安装于输出杆(4)与上端盖(5)之间的碟簧(10)，安装于输出杆(4)上的活塞(6)，安装于活塞上(6)的活塞盖(9)，安装于外壳(2)上的泵罩(7)，安装于泵罩(7)上的泵头(8)，泵头(8)上设有智能材料泵Ⅰ排油口(1a)、智能材料泵Ⅰ吸油口(1b)，活塞(6)与输出杆(4)采用螺钉连接，上端盖(5)、下端盖(3)与外壳(2)采用螺纹连接，上端盖(5)、碟簧(10)与输出杆(4)为智能材料棒(12)提供预压力；配油转阀包括：第一轴肩(13)、第二轴肩(15)和阀芯(14)，所述阀芯(14)两侧有非对称180°凹槽、第一轴肩(13)与阀芯(14)形成第一油腔L、第二轴肩(15)与阀芯(14)形成第二油腔R，配油转阀上的轴通过联轴器与电机相连并由电机带动进行旋转运动；所述阀体为正六边形，阀体周向有3对互成120°的进(出)油口，包括与智能材料泵Ⅰ排油口(1a)相连的智能材料泵Ⅰ阀体进油口(4a)、与智能材料泵Ⅰ吸油口(1b)相连的智能材料泵Ⅰ阀体出油口(4b)、与智能材料泵Ⅱ排油口(2a)相连的智能材料泵Ⅱ阀体进油口(5a)、与智能材料泵Ⅱ吸油口(2b)相连的智能材料泵Ⅱ阀体出油口(5b)、智能材料泵Ⅲ排油口(3a)相连的智能材料泵Ⅲ阀体进油口(6a)、与智能材料泵Ⅲ吸油口(3b)相连的智能材料泵Ⅲ阀体出油口(6b)、多智能材料单元驱动的循环配油式柱塞泵出油口P以及多智能材料单元驱动的循环配油式柱塞泵进油口T。...

【技术特征摘要】
1.一种多智能材料单元驱动的循环配油式柱塞泵，其特征在于：包括：3个沿周向互成120°分布的且结构相同的智能材料泵Ⅰ、智能材料泵Ⅱ和智能材料泵Ⅲ，配油转阀，阀体；所述智能材料泵Ⅰ包括：外壳(2)，安装于外壳(2)下的底座(1)，安装于外壳(2)内的上端盖(5)与下端盖(3)，安装于外壳(2)内的骨架(11)，安装于骨架(11)内的智能材料棒(12)，安装于智能材料棒(12)上表面的输出杆(4)，安装于输出杆(4)与上端盖(5)之间的碟簧(10)，安装于输出杆(4)上的活塞(6)，安装于活塞上(6)的活塞盖(9)，安装于外壳(2)上的泵罩(7)，安装于泵罩(7)上的泵头(8)，泵头(8)上设有智能材料泵Ⅰ排油口(1a)、智能材料泵Ⅰ吸油口(1b)，活塞(6)与输出杆(4)采用螺钉连接，上端盖(5)、下端盖(3)与外壳(2)采用螺纹连接，上端盖(5)、碟簧(10)与输出杆(4)为智能材料棒(12)提供预压力；配油转阀包括：第一轴肩(13)、第二轴肩(15)和阀芯(14)，所述阀芯(14)两侧有非对称180°凹槽、第一轴肩(13)与阀芯(14)形成第一油腔L、第二轴肩(15)与阀芯(14)形成第二油腔R，配油转阀上的轴通过联轴器与电机相连并由电机带动进行旋转运动；所述阀体为正六边形，阀体周向有3对互成120°的进(出)油口，包括与智能材料泵Ⅰ排油口(1a)相连的智能材料泵Ⅰ阀体进油口(4a)、与智能材料泵Ⅰ吸油口(1b)相连的智能材料泵Ⅰ阀体出油口(4b)、与智能材料泵Ⅱ排油口(2a)相连的智能材料泵Ⅱ阀体进油口(5a)、与智能材料泵Ⅱ吸油口(2b)相连的智能材料泵Ⅱ阀体出油口(5b)、智能材料泵Ⅲ排油口(3a)相连的智能材料泵Ⅲ阀体进油口(6a)、与智能材料泵Ⅲ吸油口(3b)相连的智能材料泵Ⅲ阀体出油口(6b)、多智能材料单元驱动的循环配油式柱塞泵出油口P以及多智能材料单元驱动的循环配油式柱塞泵进油口T。2.如权利要求1所述的多智能材料单元驱动的循环配油式柱塞泵，其特征在于：智能材料泵Ⅰ、智能材料泵Ⅱ和智能材料泵Ⅲ的驱动电压相位相差120°，智能材料泵Ⅰ、智能材料泵Ⅱ和智能材料泵Ⅲ的吸排油周期相差120°，电机带动配油转阀的运动周期与驱动正弦电压的周期相同，凹槽平面与竖直方向呈60°为配油转阀的起始位置。3.如权利要求1所述的多智能材料单元驱动的循环配油式柱塞泵，其特征在于：所述智能材料棒中的材料包括磁致伸缩材料、压电材料、电致伸缩材料。4.一种多智能材料单元驱动的循环配油式柱塞泵的工作方法，其特征在于：步骤如下：电机顺时针旋转一圈分为6个阶段，每一阶段电机旋转60°，油液不断从多智能材料单元驱动的循环配油式柱塞泵出油口P出，多智能材料单元驱动的循环配油式柱塞泵进油口T入；第一阶段智能材料泵Ⅰ吸油，智能材料泵Ⅰ排油口(1a)被阀芯(14)堵住，智能材料泵Ⅰ吸油口(1b)与第二油腔R连通，智能材料泵Ⅰ从第二油腔R吸油；智能材料泵Ⅱ排油，智能材料泵Ⅱ排油口(2a)与第一油腔L连通，智能材料泵Ⅱ吸油口(2b)被阀芯(14)堵住，智能材料泵Ⅱ向第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱玉川，朱斌，罗樟，李宇阳，王振宇，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32