数字型液压变压器制造技术

本发明专利技术公开了一种数字型液压变压器，其主体包括由n个齿轮泵/马达单元组成的分流/集流系统和二组分别由n个二位三通电磁开关阀组成的控制阀组；所述n个齿轮泵/马达单元通过通体螺丝和紧固螺母并排固定，其排量顺次按照2的指数规律配置，n为大于2的整数；所述入口控制阀组的n个二位三通电磁开关阀的状态对应一个n位二进制数N

Digital hydraulic transformer

The invention discloses a digital type hydraulic transformer, the main body includes N gear pump / motor unit split / catchment system and two groups respectively by n two position three way solenoid valve is composed of valve control group; the N gear pump / motor unit through the screws and fastening nuts are fixed the displacement, sequentially according to the configuration index rule 2, n as integer greater than 2; corresponding to the entrance of the control valve n two position three way solenoid valve of a n bit binary number N

【技术实现步骤摘要】
数字型液压变压器
本专利技术涉及一种液压装置，尤其涉及一种数字型液压变压器，用于液压系统中对变负载执行元件进行无节流损失的压力和流量控制。
技术介绍
液压变压器是指在液压传动中能够实现压力转换的一种液压元件。可以从液压恒压网络系统中无节流损失地获取能量，对执行元件进行运动控制。现有的液压变压器可分为定变压比的液压缸式液压变压器和变压比可调的液压马达+泵式液压变压器以及柱塞泵/马达复合结构液压变压器三类。第一类采用二个单杆液压缸并将其活塞杆刚性连接在一起的结构，由于两侧活塞的有效作用面积不同，因此两侧腔室内的压力不同，这样便实现了变压，但其变压比只能是固定值；第二类采用轴向柱塞泵和轴向柱塞马达通过刚性轴机械地连接在一起的结构形式，该变压器变压比可调，但结构复杂，且泄漏和能量损失都很大。第三类液压变压器将泵、马达有机地集成为一体，在结构上与斜轴式轴向柱塞马达基本相同，主要区别在配流盘的结构形式不同，配流盘上有三个形状相同的腰形槽，分别连接到高压、负载和低压油路，通过改变配流盘的旋转角度来控制油源和负载之间的流量比，进而调节输出压力的大小。这种变压器结构紧凑，效率较高，但受结构限制，变压比范围有限，需要专门的变压比调整动力机构。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术中的不足，提供一种新的数字型液压变压器，该液压变压器具有更大的变压比范围，并能采用二进制数字对变压比进行控制，实现液压系统压力和流量转换。为了解决上述存在的技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种数字型液压变压器，其主体包括由n个齿轮泵/马达单元组成的分流/集流系统和二组分别由n个二位三通电磁开关阀组成的控制阀组；所述n个齿轮泵/马达单元通过通体螺丝和紧固螺母并排固定，其排量顺次按照2的指数规律配置，n为大于2的整数；所述齿轮泵/马达单元是由壳体、主动齿轮、从动齿轮、左端盖、左端盖密封环、右端盖、右端盖密封环、浮动侧板和轴套轴瓦组成，主动齿轮和从动齿轮相互啮合，在壳体上对应啮合区两侧分别开有一个输入油口和一个输出油口；相邻齿轮泵/马达单元的主动齿轮轴通过机械连接刚性联接在一起，使各齿轮泵/马达单元同步转动；所述控制阀组包括入口控制阀组和出口控制阀组，所述入口控制阀组中包括n个二位三通电磁开关阀，分别控制各齿轮泵/马达单元的输入油口在油源压力油和低压油之间切换；每个二位三通电磁开关阀的工作状态采用二进制数“0”和“1”表示，当状态为“0”时，电磁铁失电，对应的齿轮泵/马达单元的输入油口接入低压油；当状态为“1”时，电磁铁得电，对应的齿轮泵/马达单元的输入油口接入油源压力油；所述出口控制阀组中包括n个二位三通电磁开关阀，分别控制各齿轮泵/马达单元的输出油口在负载压力油和低压油之间切换；每个二位三通电磁开关阀的工作状态采用二进制数“0”和“1”表示，当状态为“0”时，电磁铁失电，对应的齿轮泵/马达单元的输出油口接入低压油；当状态为“1”时，电磁铁得电，对应的齿轮泵/马达单元的输出油口接入负载压力油；所述入口控制阀组的n个二位三通电磁开关阀的状态对应一个n位二进制数Ni,所述出口控制阀组的n个二位三通电磁开关阀的状态对应一个n位二进制数No；通过对所述入口控制阀组和出口控制阀组工作状态进行二进制数字控制，实现外接负载油口和外接油源口之间的压力和流量转换，转换关系为：式中：Pi是油源压力油的压力，Po是负载压力油的油液压力，Qi是外接油源压力油的流量，Qo是负载压力油的流量。由于采用上述技术方案，本专利技术提供的一种数字型液压变压器，与现有技术相比具有这样的有益效果：本专利技术具有更大的变压比范围，理论上可达并能采用二进制数字对变压比进行控制，实现液压系统压力和流量转换；效率高，方便可靠。本专利技术比前述第一类液压变压器配置灵活，通过数字量控制可以方便满足多种变压比要求；本专利技术比前述第二类液压变压器结构紧凑，变压比调整方便省力，变压比范围大，无外泄漏，能量损失小。本专利技术比前述第三类液压变压器结构简单，变压比范围大，不必采用柱塞式泵/马达结构,不需专门变压比调整动力机构，响应快动态性能好。附图说明图1是数字型液压变压器结构图的主视图；图2是数字型液压变压器结构图的俯视图；图3是数字型液压变压器的液压原理图；图4是一个优选实施方案。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。本专利技术的一种数字型液压变压器，如图1和图2所示，其主体包括由齿轮泵/马达单元m1、齿轮泵/马达单元m2、齿轮泵/马达单元m3…齿轮泵/马达单元mn共n个齿轮泵/马达单元组成的分流/集流系统和二组分别由n个二位三通电磁开关阀组成的控制阀组，所述n个齿轮泵/马达单元通过通体螺丝1和紧固螺母2并排固定，其排量顺次按照2的指数规律配置，n为大于2的整数；所述齿轮泵/马达单元是由壳体12、主动齿轮11、从动齿轮10、左端盖3、左端盖密封环4、右端盖5、右端盖密封环9、浮动侧板7和轴套轴瓦8组成；主动齿轮11和从动齿轮10相互啮合，在壳体12上对应啮合区两侧分别开有一个输入油口20和一个输出油口13，如图2所示；相邻齿轮泵/马达单元的主动齿轮轴用花键轴套6相互刚性连接，使各齿轮泵/马达单元同步转动。所述控制阀组包括入口控制阀组19和出口控制阀组14，如图2、图3所示,在所述n个齿轮泵/马达单元的入口侧设置入口控制阀组19，在每个齿轮泵/马达单元的入口侧设置一个二位三通电磁开关阀；在齿轮泵/马达单元m1的入口侧设置二位三通电磁开关阀x1，二位三通电磁开关阀x1的A11口连接齿轮泵/马达单元m1的输入油口20，入口控制阀组的其它n-1个二位三通电磁开关阀亦做同样的连接；二位三通电磁开关阀x1的P11口与入口控制阀组的其它n-1个二位三通电磁开关阀的P12口、P13口…P1n口通过阀块连接在一起，并汇总为外接油源口P口18；二位三通电磁开关阀x1的T11口与入口控制阀组的其它n-1个二位三通电磁开关阀的T12口、T13口…T1n口通过阀块连接在一起，并连接到第一外接低压口T口17；所述入口控制阀组19的每个二位三通电磁开关阀的工作状态采用二进制数“0”和“1”表示，当状态为“0”时，电磁铁失电，对应的齿轮泵/马达单元的输入油口接入低压油；当状态为“1”时，电磁铁得电，对应的齿轮泵/马达单元的输入油口接入油源压力油；在所述n个齿轮泵/马达单元的出口侧设置出口控制阀组14，在每个齿轮泵/马达单元的出口侧设置一个二位三通电磁开关阀；在齿轮泵/马达单元m1的出口侧设置二位三通电磁开关阀y1，二位三通电磁开关阀y1的A21口连接齿轮泵/马达单元m1的输出油口13，所述出口控制阀组的其它n-1个二位三通电磁开关阀亦做同样的连接；二位三通电磁开关阀y1的P21口与出口控制阀组的其它n-1个二位三通电磁开关阀的P22口、P23口…P2n口通过阀块连接在一起，并汇总为外接负载油口A口15；二位三通电磁开关阀y1的T21口与出口控制阀组的其它n-1个二位三通电磁开关阀的T22口、T23口…T2n口通过阀块连接在一起，并连接到第二外接低压口T口16；第一外接低压口T口17与第二外接低压口T口16通过外管路连接在一起；所述出口控制阀组的每个二位三通电磁开关阀的工作状态采用二进制数“0”和“1”表示，当状态为“0”时，电磁铁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字型液压变压器，其特征在于，其主体包括由n个齿轮泵/马达单元组成的分流/集流系统和二组分别由n个二位三通电磁开关阀组成的控制阀组；所述n个齿轮泵/马达单元通过通体螺丝和紧固螺母并排固定，其排量顺次按照2的指数规律配置，n为大于2的整数；所述齿轮泵/马达单元是由壳体、主动齿轮、从动齿轮、左端盖、左端盖密封环、右端盖、右端盖密封环、浮动侧板和轴套轴瓦组成，主动齿轮和从动齿轮相互啮合，在壳体上对应啮合区两侧分别开有一个输入油口和一个输出油口；相邻齿轮泵/马达单元的主动齿轮轴通过机械连接刚性联接在一起，使各齿轮泵/马达单元同步转动；所述控制阀组包括入口控制阀组和出口控制阀组，所述入口控制阀组中包括n个二位三通电磁开关阀，分别控制各齿轮泵/马达单元的输入油口在油源压力油和低压油之间切换；每个二位三通电磁开关阀的工作状态采用二进制数“0”和“1”表示，当状态为“0”时，电磁铁失电，对应的齿轮泵/马达单元的输入油口接入低压油；当状态为“1”时，电磁铁得电，对应的齿轮泵/马达单元的输入油口接入油源压力油；所述出口控制阀组中包括n个二位三通电磁开关阀，分别控制各齿轮泵/马达单元的输出油口在负载压力油和低压油之间切换；每个二位三通电磁开关阀的工作状态采用二进制数“0”和“1”表示，当状态为“0”时，电磁铁失电，对应的齿轮泵/马达单元的输出油口接入低压油；当状态为“1”时，电磁铁得电，对应的齿轮泵/马达单元的输出油口接入负载压力油；所述入口控制阀组的n个二位三通电磁开关阀的状态对应一个n位二进制数N...

【技术特征摘要】
1.一种数字型液压变压器，其特征在于，其主体包括由n个齿轮泵/马达单元组成的分流/集流系统和二组分别由n个二位三通电磁开关阀组成的控制阀组；所述n个齿轮泵/马达单元通过通体螺丝和紧固螺母并排固定，其排量顺次按照2的指数规律配置，n为大于2的整数；所述齿轮泵/马达单元是由壳体、主动齿轮、从动齿轮、左端盖、左端盖密封环、右端盖、右端盖密封环、浮动侧板和轴套轴瓦组成，主动齿轮和从动齿轮相互啮合，在壳体上对应啮合区两侧分别开有一个输入油口和一个输出油口；相邻齿轮泵/马达单元的主动齿轮轴通过机械连接刚性联接在一起，使各齿轮泵/马达单元同步转动；所述控制阀组包括入口控制阀组和出口控制阀组，所述入口控制阀组中包括n个二位三通电磁开关阀，分别控制各齿轮泵/马达单元的输入油口在油源压力油和低压油之间切换；每个二位三通电磁开关阀的工作状态采用二进制数“0”和“1”表示，当状态为“0”时，电磁铁失电，对应的齿轮泵/马达单元的输入油口接入低压油；当状态为“1”时，电磁铁得电，对应的齿轮泵/马达单元的输入油口接入油源压力油；所述出口控制阀组中包括n个二位三通电磁开关阀，分别控制各齿轮泵/马达单元的输出油口在负载压力油和低压油之间切换；每个二位三通电磁开关阀的工作状态采用二进制数“0”和“1”表示，当状态为“0”时，电磁铁失电，对应的齿轮泵/马达单元的输出油口接入低压油；当状态为“1”时，电磁铁得电，对应的齿轮泵/马达单元的输出油口接入负载压力油；所述入口控制阀组的n个二位三通电磁开关阀的状态对应一个n位二进制数Ni,所述出口控制阀组的n个二位三通电磁开关阀的状态对应一个n位二进制数No；通过对所述入口控制阀组和出口控制阀组工作状态进行二进制数字控制，实现外接负载油口和外接油源口之间的压力和流量转换。2.根据权利要求1所述的一种数字型液压变压器，其特征在于：其主体包括由四联齿轮泵/马达单元(105)组成的分流/集流系统和分别由四个二位三通电磁开关阀组成的入口控制阀组及由四个二位三通电磁开关阀组成的出口控制阀组；所述四联齿轮泵/马达(105)包括第一齿轮泵/马达单元(M1)、第二齿轮泵/马达单元(M2)、第三齿轮泵/马达单元(M3)和第四齿轮泵/马达单元(M4)，所述四联齿轮泵/马达(105)中相邻齿轮泵/马达单元的主动齿轮轴用花键轴套相互连接，使四个齿轮泵/马达单元(105)同步转动；所述第一齿轮泵/马达单元(M1)、第二齿轮泵/马达单元(M2)、第三齿轮泵/马达单元(M3)和第四齿轮泵/马达单元(M4)的排量按照1：2：4：8配置；所述入口控制阀组包括第一二位三通电磁开关阀(101)、第二二位三通电磁开关阀(102、)第三二位三通电磁开关阀(103)和第四二位三通电磁开关阀(104)；所述出口控制阀组包括第五二位三通电磁开关阀(106)、第六二位三通电磁开关阀(107...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘涛，李伟建，张鑫宇，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13