隔膜泵及隔膜泵精准补排油控制方法技术

本发明专利技术公开了一种隔膜泵及隔膜泵精准补排油控制方法，所述隔膜泵包括泵体和隔膜，所述隔膜将泵体内腔分隔为液压油腔室和介质腔室，在隔膜中部设有隔膜导杆，所述隔膜导杆能够随隔膜一起运动，在液压油腔室上间隔设有补排油控制阀和导杆位移探头，所述补排油控制阀与一控制器相连通，所述导杆位移探头的信号输出端与所述控制器相接，导杆位移探头的探头伸入液压油腔室内，并与隔膜导杆的端部相邻，能够实时检测隔膜导杆端部位置，并将导杆端部的位置信息反馈到控制器；当控制器接收隔膜导杆的位移信息后，根据隔膜导杆的位移信息，判断隔膜导杆当前的位移区间，并根据隔膜导杆当前位移区间，判断液压油腔室的油量情况。判断液压油腔室的油量情况。判断液压油腔室的油量情况。

【技术实现步骤摘要】
隔膜泵及隔膜泵精准补排油控制方法


[0001]本专利技术涉及一种隔膜泵领域，具体涉及一种隔膜泵及隔膜泵精准补排油控制方法。

技术介绍

[0002]隔膜泵又称控制泵，是执行器的主要类型，通过接受调节控制单元输出的控制信号，借助动力操作去改变流体流量。隔膜泵在控制过程中的作用是接受调节器或计算机的控制信号，改变被调介质的流量，使被调参数维持在所要求的范围内，从而达到生产过程的自动化。隔膜泵主要是通过隔膜片的来回鼓动改变工作室容积从而吸入和排出液体，在液压隔膜泵应用里，控制液压腔室里的液压油达到动态平衡是液压隔膜泵性能保障的关键技术。
[0003]现有隔膜泵主要采用了以下2种控制模式：一种是机械式补排排油控制，另一种是电磁补排油控制。这两种都要人为设定补油或排油的极限位置。通过补油探头(或机械式补油阀)来判断隔膜补油起点位置，或者是通过排油探头(或机械式排油阀)来判断隔膜排油起点位置。无论哪种，皆无法反应隔膜在前后极限位置附近的运动特性，且信号皆为开关量信号，因此很难精确反应液压腔室缺油或多油量，进而无法时时提供精准的补排油控制。同时，排油探头和补油探头均为开关量信号，无法反应出隔膜在补排油位置的运动特性，隔膜导杆带磁环，导杆支架和迟缓均需要采用无磁材料制作，这造成加工难度增加，成本增加。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种隔膜泵及隔膜泵精准补排油控制方法，解决现有隔膜泵补排油控制不够精准，需要认为设定补排油极限位置的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种隔膜泵，包括泵体，在泵体中部设有隔膜，所述隔膜将泵体内腔分隔为液压油腔室和介质腔室，在液压油腔室远离隔膜的一端设有一活塞组件，所述活塞组件的活塞能够在水平方向往复移动，并推动液压油腔室内的液压油运动后，推动隔膜一起运动；在介质腔室上下两端分别设有一个用于吸入介质的进口阀组部件和一个用于输送介质的排出阀组部件；其特征在于，在隔膜中部设有一个末端伸入液压油腔室内并呈水平设置的隔膜导杆，所述隔膜导杆能够随隔膜一起运动，在液压油腔室上间隔设有一个补排油控制阀和一个导杆位移探头，所述补排油控制阀与一控制器相连通，所述导杆位移探头的信号输出端与所述控制器相接，导杆位移探头的探头伸入液压油腔室内，并与隔膜导杆的端部相邻，能够实时检测隔膜导杆端部位置，并将导杆端部的位置信息反馈到控制器；所述控制器用于接收导杆位移探头所发出的隔膜导杆位移位置，并记录隔膜导杆的回程位置信息后，通过隔膜导杆回程位置信息判断液压油腔室的缺油或多油状态，以及隔膜运动状态异常情况，同时，计算隔膜导杆位移量、缺油量、多油量，并根据所计算出的缺油量控制补排油控制阀
打开补油通道，向液压油腔室内补油，根据所计算出的多油量控制补排油控制阀打开排油通道，将液压油腔室内的液压油排出；当活塞组件向介质腔室一侧运动时，推动液压油和隔膜一起运动，并迫使介质压力升高，进口阀组部件的进口阀关闭，排出阀组部件的排出阀开启，通过排出阀输送介质；当活塞组件向液压油腔室一侧运动时，液压油腔室内压力降低，在排出阀组部件的出口管路压力作用下，排出阀关闭，同时，在进口阀组部件的进口压力作用下，进口阀组部件的进口阀开启，推动隔膜带动隔膜导杆一起运动，吸入介质。
[0007]进一步的，所述泵体包括从左至右相互连接的缸套、液力管、缸体和缸盖，所述缸套、液力管和缸体的内腔相互连通，形成所述液压油腔室，所述活塞组件安装在缸套内，在缸体内腔设有一导杆支架，所述隔膜导杆一端与隔膜固定连接，另一端穿过导杆支架后，伸出导杆支架外，并能够在外力作用下与隔膜一起水平移动。
[0008]进一步的，所述隔膜安装在缸体内，由一环形安装部和膜部组成；在缸体与隔膜之间设有内衬体。
[0009]进一步的，导杆位移探头包括探头装置盒和位移探头，在探头装置盒顶端设有一探头信号线接口，所述探头信号线接口通过一信号线与控制器相接；所述导杆位移探头呈竖向设置，且导杆位移探头的位移探头底部与隔膜导杆之间具有间隙。
[0010]进一步的，所述隔膜导杆靠近导杆位移探头的一端与导杆位移探头的中部相对应。
[0011]一种隔膜泵精准补排油控制方法，所述隔膜泵如上所述，所述隔膜泵补排油控制方法如下：
[0012]当控制器接收隔膜导杆的位移信息后，根据隔膜导杆的位移信息，判断隔膜导杆当前的位移区间，并根据隔膜导杆当前位移区间，判断液压油腔室的油量情况；具体的，根据隔膜正常运动行程和隔膜导杆在该行程的位移区间，将导杆位移探头的探测宽度划分为五个区间，从液压油腔室一侧向介质腔室一侧依次划分为严重缺油及隔膜运动状态极度异常区间、缺油行程区间、正常行程区间、多油行程区间、严重多油及隔膜运动状态极度异常区间，当隔膜导杆当前回程区间处于严重缺油及隔膜运动状态极度异常区间时，则判定液压油腔室处于严重缺油及隔膜运动状态极度异常状态；当隔膜导杆当前回程区间处于缺油行程区间时，则判定液压油腔室处于缺油状态；当隔膜导杆当前回程区间处于多油行程区间时，则判定液压油腔室处于多油状态；当隔膜导杆当前回程区间处于严重多油及隔膜运动状态极度异常区间时，则判定液压油腔室处于严重多油及隔膜运动状态极度异常状态；
[0013]当判定液压油腔室处于缺油状态时，缺油量满足以下函数关系式：缺油量Q
qy
＝f(x、d、D)，式中，x为当前隔膜导杆的回程位移量，d为所述隔膜中心部位最小不可挠曲尺寸，D为所述隔膜夹持尺寸；在计算出缺油量后，控制器根据所述缺油量及补油压力参数来控制控制补排油控制阀打开补油通道的时间，进而实现向液压油腔室精确补油；
[0014]当判定液压油腔室处于多油状态时，多油量满足以下函数关系式：多油量Q
dy
＝g(x、d、D)，式中，x为当前隔膜导杆的回程位移量，d为所述隔膜中心部位最小不可挠曲尺寸，D为所述隔膜夹持尺寸；在计算出多油量后，控制器根据所计算出的多油量结合排油压力来控制补排油控制阀打开排油通道的时间后，从而将液压油腔室内的液压油精准排出。
[0015]进一步的，当判定液压油腔室处于严重缺油及隔膜运动状态极度异常状态或液压油腔室处于严重多油及隔膜运动状态极度异常状态时，控制器发出报警信号。
[0016]相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
[0017]⑴
、实现了单个模拟量信号检测探头对隔膜自然位置附近隔膜运动特性的实时检测，进而实现了液压腔室油量的精确控制。较“机械式”及“电磁式”不排油控制技术有着质的改变：机械式(电磁式)为点对点的控制，而该专利技术为连续模拟信号控制。
[0018]⑵
、能有效判断隔膜在自然位置附近运动的异常情况，并能实现隔膜破裂等故障诊断。
[0019]⑶
、可以根据缺油量或多油量的具体量化参数实现精准的补油或排油，让隔膜在每个工作行程中都处于液压油平衡状态。
[0020]⑷
、该控制技术能实现隔膜自动识别处于缺油或多油状本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隔膜泵，包括泵体，在泵体中部设有隔膜，所述隔膜将泵体内腔分隔为液压油腔室和介质腔室，在液压油腔室远离隔膜的一端设有一活塞组件，所述活塞组件的活塞能够在水平方向往复移动，并推动液压油腔室内的液压油运动后，推动隔膜一起运动；在介质腔室上下两端分别设有一个用于吸入介质的进口阀组部件和一个用于输送介质的排出阀组部件；其特征在于，在隔膜中部设有一个末端伸入液压油腔室内并呈水平设置的隔膜导杆，所述隔膜导杆能够随隔膜一起运动，在液压油腔室上间隔设有一个补排油控制阀和一个导杆位移探头，所述补排油控制阀与一控制器相连通，所述导杆位移探头的信号输出端与所述控制器相接，导杆位移探头的探头伸入液压油腔室内，并与隔膜导杆的端部相邻，能够实时检测隔膜导杆端部位置，并将导杆端部的位置信息反馈到控制器；所述控制器用于接收导杆位移探头所发出的隔膜导杆位移位置，并记录隔膜导杆的回程位置信息后，通过隔膜导杆回程位置信息判断液压油腔室的缺油或多油状态，以及隔膜运动状态异常情况，同时，计算隔膜导杆位移量、缺油量、多油量，并根据所计算出的缺油量控制补排油控制阀打开补油通道，向液压油腔室内补油，根据所计算出的多油量控制补排油控制阀打开排油通道，将液压油腔室内的液压油排出；当活塞组件向介质腔室一侧运动时，推动液压油和隔膜一起运动，并迫使介质压力升高，进口阀组部件的进口阀关闭，排出阀组部件的排出阀开启，通过排出阀输送介质；当活塞组件向液压油腔室一侧运动时，液压油腔室内压力降低，在排出阀组部件的出口管路压力作用下，排出阀关闭，同时，在进口阀组部件的进口压力作用下，进口阀组部件的进口阀开启，推动隔膜带动隔膜导杆一起运动，吸入介质。2.根据权利要求1所述的隔膜泵，其特征在于，所述泵体包括从左至右相互连接的缸套、液力管、缸体和缸盖，所述缸套、液力管和缸体的内腔相互连通，形成所述液压油腔室，所述活塞组件安装在缸套内，在缸体内腔设有一导杆支架，所述隔膜导杆一端与隔膜固定连接，另一端穿过导杆支架后，伸出导杆支架外，并能够在外力作用下与隔膜一起水平移动。3.根据权利要求2所述的隔膜泵，其特征在于，所述隔膜安装在缸体内，在缸体与隔膜之间设有内衬体。4.根据权利要求1或2或3所述的隔膜泵，其特征在于，导杆位移探头包括探头装置盒和位移探头，在探头装置盒顶端设有一探头信号线接口，所述探头信号线接口通过一信号线与控制器相接；所述导杆位移探头呈竖...

【专利技术属性】
技术研发人员：张顺平，雷文刚，王磊，谭平，杜倪鹏，霍开子，李奎，张强，
申请(专利权)人：重庆水泵厂有限责任公司，
类型：发明
国别省市：