针对超高压强流体条件下的节能高压液压泵装置及使用方法。装置内部腔体为圆筒形，通过一横向运动活塞将腔体分隔为泵液缸与驱动缸。一侧的泵液缸布置泵出口与进液口，另一侧的驱动缸布置高压液入口与泄液口。泵出口和高压液入口与外界超高压流体连通，并同时开启与闭合。通过电机与驱动缸内高压液体共同驱动活塞运动，来有效降低所需电机输入功率。活塞与一个紧密贴合液压泵腔体壁面的圆筒形滑片相连，活塞与圆筒滑片在往复运动的同时进行旋转运动，通过在滑片开槽，实现泵出口和高压液入口与外部高压流体的联通与闭合，以及进液口与泄液口的开闭。本发明专利技术可以降低液压泵的能耗，安全处置超高压流体的排放，对能源有效回收与再利用具有重要意义。再利用具有重要意义。再利用具有重要意义。
【技术实现步骤摘要】
针对超高压强流体条件下的节能高压液压泵装置及使用方法
[0001]本专利技术属于流体液压泵
，特别设计针对外界超高压流体环境下的低能耗高压液压泵技术与装置。
技术介绍
[0002]在环境工程、化学工程、生物医药工程等实际应用中，经常遇到超高压流体流体压强为100乃至1000个大气压条件下的流体输运问题。在驱动流体输运过程中，高压泵技术起着非常关键的作用。目前的高压液压泵多为柱塞式液压泵，采用大功率电机驱动柱塞运动，改变柱塞杠的容积来进行吸液与压液。其不仅耗能巨大，泵体结构也存在密封性、安全性等隐患。泵出液体的最高出口压强也受到电机最大功率的限制。另一方面，超高压流体的排放多通过降压并泄流至外界环境中，其不但浪费了流体能量，忽略了能量的回收利用，同时在降压处理过程中亦存在重要的安全问题。针对以上问题，亟需一种针对超高压流体输运条件下，可进行流体能量回收再利用的、低能耗高效率的高压液压泵技术与装置。
技术实现思路
[0003]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种针对超高压流体条件下的低能耗液压泵技术与装置。通过加设驱动缸，回收超高压流体输运中排放的高能流体的能量，使其与电机共同驱动活塞运动，大幅降低液压泵的能耗。同时，解决了超高压流体的泄流问题，显著提高了高压液压泵的安全性。
[0004]此装置通过以下技术方案实现上述技术目的。
[0005]针对超高压强流体条件下的节能高压液压泵装置，包括泵液缸1、驱动缸2、泵液缸的泵出口3、泵液缸的进液口4、驱动缸的高压液入口5、驱动缸的泄液口6、液压泵壳体7、活塞8、圆筒形滑片9、活塞轴杆10、曲柄连杆机构11、两轴全向铰链12、连接轴13、轴承14、伺服电机15、小齿轮16和大齿轮17；
[0006]圆筒形滑片9与活塞8固定相连，并在圆筒形滑片9上布置开槽；泵液缸的泵出口3与驱动缸的高压液入口5与外界超高压流体连通，并分别通过圆筒形滑片9上的泵出槽3
‑
a与高压液槽5
‑
a实现开启与闭合；泵液缸的进液口4与供给水连通，通过圆筒形滑片9上的进液槽4
‑
a进行开闭；驱动缸的泄液口6通过泄液槽6
‑
a进行开闭；
[0007]活塞的往复运动由伺服电机15与驱动缸内的高压流体共同驱动，曲柄连杆机构11一端固定，另一端通过两轴全向铰链12与连接轴13铰接，连接轴13通过轴承14与活塞轴杆10连接，活塞轴杆10上固定大齿轮17，大齿轮17与小齿轮16啮合，通过伺服电机15驱动小齿轮16和大齿轮17实现活塞轴杆10、活塞8与圆筒形滑片9的旋转运动。
[0008]进一步地，圆筒形滑片9紧贴液压泵腔体内壁，并同时进行沿活塞轴向的往复运动以及旋转运动，通过泵液缸的泵出口3与泵出槽3
‑
a、驱动缸的高压液入口5与高压液槽5
‑
a、泵液缸的进液口4与进液槽4
‑
a、驱动缸的泄液口6与泄液槽6
‑
a的周期性对接，实现各流体出入口的开闭。
[0009]进一步地，圆筒形滑片9上的泵出槽3
‑
a与高压液槽5
‑
a沿圆筒形滑片9轴向布置，进液槽4
‑
a与泄液槽6
‑
a亦沿圆筒形滑片9轴向布置；而泵出槽3
‑
a与进液槽4
‑
a，以及高压液槽5
‑
a与泄液槽6
‑
a，分别沿圆筒形滑片9周向周期性布置。
[0010]进一步地，活塞8每往复运动一次，圆筒形滑片9上各槽道周期性交替一次，实现各流体出入口的一次开、闭过程。
[0011]上述针对超高压强流体条件下的节能高压液压泵装置的使用方法，泵液缸的泵出口3与驱动缸的高压液入口5外部为超高压流体；在泵出液体过程中，活塞8向泵出口方向运动，同时圆筒形滑片9上的泵出槽3
‑
a和高压液槽5
‑
a分别与泵液缸的泵出口3与驱动缸的高压液入口5连通，泵液缸的泵出口3与驱动缸的高压液入口5开启，使驱动缸内的高压流体推动活塞8运动；在此过程中，泵液缸的进液口4与驱动缸的泄液口6通过圆筒形滑片9使其封闭；在给泵体供液与泄液过程中，活塞8由伺服电机15驱动向驱动缸的泄液口6运动，同时圆筒形滑片9上的进液槽4
‑
a与泄液槽6
‑
a分别与泵液缸的进液口4与驱动缸的泄液口6连通，泵液缸的进液口4与驱动缸的泄液口6开启，实现流体向液压泵的供给与泵内液体的排出，此时泵液缸的泵出口3与驱动缸的高压液入口5均通过圆筒形滑片9使其关闭。
[0012]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过驱动缸将外部超高压流体引入泵体，使其在泵液过程中推动活塞运动，实现了对高压流体能量的有效回收利用，大幅降低了电机驱动活塞运动的能量消耗。解决了超高压流体输运中泄流降压问题，通过高压流体在驱动缸内对活塞的做功，大幅降低了排出流体的能量并实现了流体降压，提高了液压泵的安全性。
附图说明
[0013]图1是本专利技术一种针对超高压流体条件下的低能耗液压泵装置的结构示意图。
[0014]图2(a)是活塞与滑片的正视图，图2(b)是活塞与滑片的剖视图。
[0015]图3为旋转活塞轴杆上的齿轮系统啮合示意图。
[0016]图4为连接轴与轴承结构剖视图。
[0017]图5为两轴全向铰链示意图。
[0018]图中：1泵液缸、2驱动缸、3泵液缸的泵出口、4泵液缸的进液口、5驱动缸的高压液入口、6驱动缸的泄液口、7液压泵壳体、8活塞、9圆筒形滑片、10活塞轴杆、11曲柄连杆机构、12两轴全向铰链、13连接轴、14轴承、15伺服电机、16小齿轮、17大齿轮、3
‑
a泵出槽、4
‑
a进液槽、5
‑
a高压液槽、6
‑
a泄液槽。
具体实施方式
[0019]下面将结合附图对本专利技术作进一步详细描述。
[0020]如图1所示，针对超高压流体条件下的低能耗液压泵装置包括泵液缸1、驱动缸2、泵液缸的泵出口3、泵液缸的进液口4、驱动缸的高压液入口5、驱动缸的泄液口6、液压泵壳体7、活塞8、圆筒形滑片9、活塞轴杆10、曲柄连杆机构11、两轴全向铰链12、连接轴13、轴承14、伺服电机15、小齿轮16和大齿轮17。
[0021]通过一横向运动活塞将腔体分隔为两个液压缸，分别为泵液缸与驱动缸；圆筒形滑片9与活塞8相连，在圆筒形滑片9上沿周向周期性交替布置泵出槽3
‑
a、高压液槽5
‑
a、进液槽4
‑
a与泄液槽6
‑
a，当其分别与泵出口3、高压液入口5、进液口4与泄液口6连通时，各流
体通口开启。以圆筒形滑片9沿周向布置两组开槽为例，如图2(a)和图2(b)所示，在泵出液体过程中，活塞8向泵出口方向运动，圆筒形滑片9上的泵出槽3
‑...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.针对超高压强流体条件下的节能高压液压泵装置，其特征在于：包括泵液缸(1)、驱动缸(2)、泵液缸的泵出口(3)、泵液缸的进液口(4)、驱动缸的高压液入口(5)、驱动缸的泄液口(6)、液压泵壳体(7)、活塞(8)、圆筒形滑片(9)、活塞轴杆(10)、曲柄连杆机构(11)、两轴全向铰链(12)、连接轴(13)、轴承(14)、伺服电机(15)、小齿轮(16)和大齿轮(17)；圆筒形滑片(9)与活塞(8)固定相连，并在圆筒形滑片(9)上布置开槽；泵液缸的泵出口(3)与驱动缸的高压液入口(5)与外界超高压流体连通，并分别通过圆筒形滑片(9)上的泵出槽(3
‑
a)与高压液槽(5
‑
a)实现开启与闭合；泵液缸的进液口(4)与供给水连通，通过圆筒形滑片(9)上的进液槽(4
‑
a)进行开闭；驱动缸的泄液口(6)通过泄液槽(6
‑
a)进行开闭；活塞的往复运动由伺服电机(15)与驱动缸内的高压流体共同驱动，曲柄连杆机构(11)一端固定，另一端通过两轴全向铰链(12)与连接轴(13)铰接，连接轴(13)通过轴承(14)与活塞轴杆(10)连接，活塞轴杆(10)上固定大齿轮(17)，大齿轮(17)与小齿轮(16)啮合，通过伺服电机(15)驱动小齿轮(16)和大齿轮(17)实现活塞轴杆(10)、活塞(8)与圆筒形滑片(9)的旋转运动。2.根据权利要求1所述的节能高压液压泵装置，其特征在于：圆筒形滑片(9)紧贴液压泵腔体内壁，并同时进行沿活塞轴向的往复运动以及旋转运动，通过泵液缸的泵出口(3)与泵出槽(3
‑
a)、驱动缸的高压液入口(5)与高压液槽(5
‑
a)、泵液缸的进液口(4)与进液槽(4
‑
a)、驱动缸的泄液口(6)与泄液槽(6
‑
a)的周期性对接，实现各流体出入口的开闭。3.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：李爱民，张炳夫，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。