本发明专利技术公开了一种油缸式双向油水转换增大水流量发生装置，包括油压缸、增量水缸活塞、通轴活塞杆、增量水缸、油压缸活塞、卡键、卡键帽、油压缸导向套和支架；油压缸为双出杆油缸，油压缸缸筒的两端连接法兰，油压缸缸筒以内螺纹与油压缸导向套连接，缸筒体内通过油压缸导向套连接通轴活塞杆；油压缸的两端通过连接法兰对称连接增量水缸，增量水缸的内径大于油压缸的内径；通轴活塞杆的两端位于增量水缸内，增量水缸活塞安装在通轴活塞杆的两端部；增量水缸缸体靠近油压缸的一端分别安装内置非接触式位置传感器，用于采集增量水缸活塞的位置信息，控制通轴活塞杆换向；增量水缸缸体的两端由缸底堵头密封；缸底堵头设有进出水口。
【技术实现步骤摘要】
一种油缸式双向油水转换增大水流量发生装置
本专利技术涉及一种油缸式双向油水转换增大水流量发生装置，适用于将中、高油压传动控制转换为低、中压增大水流量输出的装置。
技术介绍
系列高压大流量容积式水泵，随着煤炭石油等行业高效智能化，自动化技术发展的需要，近几年已有较大的发展和提高，高压水细射流切割，高压水清洗除锈，液体喷砂、喷丸等行业也都对不同压力、排水量的水泵提出不同的要求，但是现有的往复柱塞泵水泵每转排量是固定的，本质上是定量泵，很难做到液压、油泵所能实现的各种变量控制，达到改进性能、提高效率、实现节能的目标。如某型号BRW630系乳化液泵为卧式风冷五柱塞往复泵，公称流量达630升/分，公称压力达40Mpa，配用电机功率500KW，该泵执行的是国家煤炭行业标准MT/T88.2-2000《煤矿用乳化液泵站.乳化液泵》，该标准泵的公称压力系列P的范围分别为4.0～12.5～25～50Mpa；流量L分别为25～80～200～500升/分。BRW630泵配用的电机500KW是按最高压力，最大流量配置的，但实际工况一般要求煤矿综采工作面液压支架各执行油缸为追求工作速度需要大流量时，其压力为低压或中压即可实现，支柱等行程终段或工作缸过程遇阻也仅需短时高压完成作业，因此如能按工作压力流量曲线配置，则在满足最大压力，最大流量功率曲线条件可能仅需250KW～300KW即可满足实际需要，具有显著的节能效果，其油压系统自适应的复合功率控制同步转化为水压系统，也可为实现水压智能控制创造了有利的技术条件。本专利的专利技术人曾于2012年申请了专利技术专利《一种油水转换变量乳化液泵站》(ZL201212460903)，现处于有效保护状态；于2019年同日申请了专利技术和技术专利《一种油缸式双向油水转换高压水发生装置》(专利技术专利公开号为：CN110219790A；技术专利号为：2019209351514)。专利技术人于本专利中提出的一种油缸式双向油水转换增大水流量发生装置，具有容积效率、机械效率高，密封可靠，寿命长、工艺性能好的优点，能实现中低压多种比例增大流量的水流输出，上述三项专利技术组合成一个完整泵站，以一个适当排量的高压油压泵，通过油水转换，可实现油压以恒功率，恒压复合自适应变量控制的功能，并同步在水流输出上得到实现，既满足大流量，又满足高压、超高压水压的要求；同时极大降低系统配置动力功率的要求，油泵将在等功率曲线最佳范围内运转。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种油缸式双向油水转换增大水流量发生装置，其可靠性高，使用寿命长，适合于中低压大排量油水转换。本专利技术采用的技术方案是：一种油缸式双向油水转换增大水流量发生装置，其特征在于，包括油压缸、增量水缸活塞、通轴活塞杆、增量水缸、油压缸活塞、卡键、卡键帽、油压缸导向套和支架；所述油压缸为双出杆油缸，油压缸缸筒的两端焊接连接法兰，油压缸缸筒以内螺纹与油压缸导向套连接，油压缸缸筒内通过油压缸导向套连接通轴活塞杆；所述油压缸活塞由左、右卡键结构与通轴活塞杆固定，左、右卡键结构分别由卡键、卡键帽和卡簧组成；所述油压缸的两端通过连接法兰对称连接增量水缸缸筒，增量水缸缸筒的内径大于油压缸缸筒的内径；通轴活塞杆的两端位于增量水缸内，增量水缸活塞安装在通轴活塞杆的两端部；增量水缸缸筒靠近油压缸的一端分别安装内置非接触式位置传感器，所述内置非接触式位置传感器采集增量水缸活塞的位置信息，控制通轴活塞杆往复换向；增量水缸缸筒的两端由缸底堵头密封；缸底堵头分别设有进出水口C、D；所述通轴活塞杆与增量水缸活塞以及油压缸导向套之间，油压缸导向套与油压缸缸筒之间，油压缸活塞与油压缸缸筒之间均设置耐高压、低摩擦的油压密封及导向组件；增量水缸活塞与增量水缸缸筒(2-1)之间设置耐高压、低摩擦、耐水质的密封装置。所述增量水缸活塞与内置非接触式位置传感器之间留有适量的间隙和活动长度，以保证电感非接触信号的采集，其位置不影响通轴活塞杆的全行程正常运移。由于增量水缸有杆腔为与大气相通的低压腔，所述内置非接触式位置传感器安装于增量水缸内，能够有效保证其工作的可靠性。所述油压缸及增量水缸用了一根通轴活塞杆，通轴活塞杆中间固定安装了油压缸活塞，两端固定安装了增量水缸活塞，通轴活塞杆中间的油压缸活塞两端面采用双卡键结构固定，从而实现同步运动的三个活塞固定在同一根轴上，最大限度保证了三级固定联结同轴；同时油压缸缸筒内安装左右两件油压缸导向套及通过法兰对接联结增量水缸缸筒，通轴活塞杆外径与油压缸导向套内孔形成两处运动摩擦副，其间设有轴用油压密封及导向组件；油压缸活塞及增量水缸活塞的外圆与油压缸缸筒内径、增量水缸缸筒内径形成三处运动摩擦副，一共形成五付运动摩擦副；在双向油水转换高压水发生装置的设计结构和相关联结件加工、安装精度的保证下，最大限度的实现三级静配合、五级运动配合的同轴度，从而实现工作时摩擦阻力最小，机械效率最高。所述增量水缸缸筒通过螺栓与连接法兰和支架连接。所述进出水口分别安装有单向水阀组成整流回路，以控制实现自动进水和双向连续增量水输出。所述增量水缸缸筒的密封采用高可靠低摩擦耐水介质密封，缸体内壁镀硬铬，防锈蚀耐磨。所述增量水缸的实际水压作用面积与油压缸的油压作用面积之比为1.5：1～6:1。增量水缸有杆腔是空腔，其连接法兰开设有与外部相通的沟槽，用于观察水的渗漏和起到排气作用。在增量水缸的缸底堵头及通轴活塞杆两端设置双向间隙缓冲机构，以减轻转向冲击；同时实现内置非接触式位置传感器发讯换向；其位置尺寸的优化实现了冲击最小，安全可靠。本专利技术所有孔用及轴用密封选用行业工程油缸可靠性、寿命俱佳的品种。所述油压缸的内径为Du，增量水缸缸筒的内径为Ds,通轴活塞杆直径为d，油压缸的有效截面积与增量水缸缸筒的有效截面积之比为，计算公式：该有效截面积之比也是输出水流量和油压供油泵流量之比，即增量比可根据需要输出的最大流量及压力、功率等因素综合选取，其缸径Du、Ds及d的大小则可由需要输出的流量选取，增量比一般可选1.5:1～6:1，压力水长期往复运动工作渗漏部分可从增量水缸缸筒焊接连接法兰部分泄漏槽排出，若泄漏量超规定值则需维修更换密封。本专利技术的有益效果是：由于其特殊的设计结构采用通轴活塞杆，同一活塞杆上安装了油压缸活塞以及两只增量水缸活塞，并在油缸导向套的约束下最大限度的保证了多级同心，各摩擦副实现摩擦最小，各密封可实现仅有微小泄漏量，容积效率接近100％，因此本专利技术的总效率远高于现有水泵的水平。由于油缸结构、直径及行程不受限制，适当增大其往复工作频率仍远小于曲柄连杆柱塞泵柱塞的运动速度，从而大大增加了其可靠性及寿命。该装置中间的油压缸控制部分可用常规工程液压中高压系统的原理，元件安全可靠成熟；输出水部分控制阀仅需设计选用水阀即可使系统变得简单可靠。增量水缸筒关键要求是内壁镀铬，解决防止生锈、耐磨的技术条件，其余生产制造工艺为现有技术决。采用内置非接触式位置传感器控制增量水缸活塞换向，方便对油缸进行控制。附图说明...
【技术保护点】
1.一种油缸式双向油水转换增大水流量发生装置，其特征在于，包括油压缸(1)、增量水缸(2)、通轴活塞杆(3)、增量水缸活塞(4)、油压缸活塞(5)、卡键(6)、卡键帽(7)、油压缸导向套(8)和支架(9)；所述油压缸(1)为双出杆油缸，油压缸缸筒(1-1)的两端焊接连接法兰(1-2)，油压缸缸筒(1-1)以内螺纹与油压缸导向套(8)连接，油压缸缸筒(1-1)内通过油压缸导向套(8)连接通轴活塞杆(3)；所述油压缸活塞(5)由左、右卡键结构与通轴活塞杆(3)固定，左、右卡键结构分别由卡键(6)、卡键帽(7)和卡簧(11)组成；所述油压缸(1)的两端通过连接法兰(1-2)对称连接增量水缸缸筒(2-1)，增量水缸缸筒(2-1)的内径大于油压缸缸筒(1-1)的内径；通轴活塞杆(3)的两端位于增量水缸(2)内，增量水缸活塞(4)安装在通轴活塞杆(3)的两端部；增量水缸缸筒(2-1)靠近油压缸(1)的一端分别安装内置非接触式位置传感器(12)，所述内置非接触式位置传感器(12)采集增量水缸活塞(4)的位置信息，控制通轴活塞杆(3)往复换向；增量水缸缸筒(2-1)的两端由缸底堵头(10)密封；缸底堵头(10)分别设有进出水口C、D；所述通轴活塞杆(3)与增量水缸活塞(4)以及油压缸导向套(8)之间，油压缸导向套(8)与油压缸缸筒(1-1)之间，油压缸活塞(5)与油压缸缸筒(1-1)之间均设置耐高压、低摩擦的油压密封及导向组件；增量水缸活塞(4)与增量水缸缸筒(2-1)之间设置耐高压、低摩擦、耐水质的密封装置。/n...
【技术特征摘要】
1.一种油缸式双向油水转换增大水流量发生装置，其特征在于，包括油压缸(1)、增量水缸(2)、通轴活塞杆(3)、增量水缸活塞(4)、油压缸活塞(5)、卡键(6)、卡键帽(7)、油压缸导向套(8)和支架(9)；所述油压缸(1)为双出杆油缸，油压缸缸筒(1-1)的两端焊接连接法兰(1-2)，油压缸缸筒(1-1)以内螺纹与油压缸导向套(8)连接，油压缸缸筒(1-1)内通过油压缸导向套(8)连接通轴活塞杆(3)；所述油压缸活塞(5)由左、右卡键结构与通轴活塞杆(3)固定，左、右卡键结构分别由卡键(6)、卡键帽(7)和卡簧(11)组成；所述油压缸(1)的两端通过连接法兰(1-2)对称连接增量水缸缸筒(2-1)，增量水缸缸筒(2-1)的内径大于油压缸缸筒(1-1)的内径；通轴活塞杆(3)的两端位于增量水缸(2)内，增量水缸活塞(4)安装在通轴活塞杆(3)的两端部；增量水缸缸筒(2-1)靠近油压缸(1)的一端分别安装内置非接触式位置传感器(12)，所述内置非接触式位置传感器(12)采集增量水缸活塞(4)的位置信息，控制通轴活塞杆(3)往复换向；增量水缸缸筒(2-1)的两端由缸底堵头(10)密封；缸底堵头(10)分别设有进出水口C、D；所述通轴活塞杆(3)与增量水缸活塞(4)以及油压缸导向套(8)之间，油压缸导向套(8)与油压缸缸筒(1-1)之间，油压缸活塞(5)与油压缸缸筒(1-1)之间均设置耐高压、低摩擦的油压密封及导向组件；增量水缸活塞(4)与增量水缸缸筒(2-1)之间设置耐高压、低摩擦、耐水质的密封装置。
2.根据权利要求1所述的一种油缸式双向油水转换增大水流量发生装置，其特征在于，油压缸(1)及增量水缸(2)用了一根通轴活塞杆(3)，通轴活塞杆(3)中间固定安装了油压缸活塞(5)，两端固定安装了增量水缸活塞(4)，通轴活塞杆(3)中间的油压缸活塞(5)两端面采用双卡键结构固定，从而实现同步运动的三个活塞固定在同一根轴上，最大限度保证了三级固定联结同轴；同时油压缸缸筒(1-1)内安装左右两件油压缸导向套(8)及通过法兰对接联结增量水缸缸筒(2-1)，通轴活塞杆(3)外径与油压缸导向套(8)内孔形成两处...
【专利技术属性】
技术研发人员：范天锦，陈国安，孙兆勇，范文毅，张宁，孟波，
申请(专利权)人：徐州金鼎恒立液压件有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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