CN111197607B - 一种单向恒压变量的液压能源转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液压功率转换技术领域，具体涉及一种单向恒压变量的液压能源转换装置，包括第一壳体和第二壳体，第一壳体与第二壳体通过安装座连接在一起，第一壳体端部设有第一进油口和第一出油口，安装座上设有第一回油口，第一壳体内部设有第一腔体，第一腔体内装有第一内轴，第一内轴上装有第一转子和第一斜盘，第一转子上装有第一柱塞部件，第一斜盘上装有回程盘组件。本发明可实现液压能源从Ⅰ号液压系统到Ⅱ号液压系统的单方向转换传递并保证了Ⅱ号液压系统输出功率的恒压变量需求确保Ⅱ号液压系统的安全，提高系统的安全性及可靠性，有效的避免液压系统功能丧失，有力的保障任务的顺利完成和设备的安全。

Description

一种单向恒压变量的液压能源转换装置

技术领域

本发明涉及液压功率转换及恒压变量技术领域，特别是涉及一种单向恒压变量的液压能源转换装置。

背景技术

液压泵、液压马达分别作为液压系统的动力元件、执行元件，在液压系统中起着十分重要的作用。液压泵是将机械能转换为液压能，为液压系统用户提供具有一定压力、流量的液压能源。液压马达是将液压能转换为机械能，为执行机构提供具有一定扭矩、转速的机械能，有的液压系统中会使用到电动泵，电动泵是将电能转换为液压能。

随着工业自动化、智能化的发展，越来越多液压产品使用客户对液压系统的可靠性、安全性提出了更高的要求。通常情况下，在设计重要的液压系统时，一般会设计两套或两套以上的液压系统并且这些液压系统之间相互独立，每套液压系统负责或承担着独立的功能和任务，而在每套独立的液压系统中，安装布置单独的液压泵或电动泵，通过将系统的机械能或电能输入给液压泵或电动泵，然后输出具有一定压力、流量的液压能源，一旦液压泵或电动泵功能消失、性能降低，将会使该套液压系统的功能丧失，使命及任务不能完成，影响整个设备或机器的安全，严重情况下，会出现机毁人亡的事故和灾难。因此，急需提出一种单向恒压变量的液压能源转换装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单向恒压变量的液压能源转换装置，以现有技术中存在的问题。

本发明实现其目的采用的技术方案如下：

一种单向恒压变量的液压能源转换装置，包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体与第二壳体通过安装座连接在一起，所述第一壳体端部设有第一进油口和第一出油口，所述安装座上设有第一回油口，所述第一壳体内部设有第一腔体，所述第一腔体内装有第一内轴，所述第一内轴上装有第一转子和第一斜盘，所述第一转子上装有第一柱塞部件，所述第一斜盘上装有回程盘组件；所述第二壳体端部设有第二进油口和第二出油口、内部设有第二腔体，所述安装座上设有第二回油口，所述第二腔体内装有第二内轴，所述第二内轴上装有第二转子和第二斜盘，所述第二转子上装有第二柱塞部件，所述第二斜盘上装有卡盘，所述第二壳体内还设有阀腔和与所述阀腔适配的阀芯，所述阀腔与所述第二壳体外侧之间设有与所述第二出油口连接的油路斜孔，所述安装座内设有活塞腔，所述活塞腔内装有弹簧和活塞，所述第二斜盘一侧位于所述阀芯与活塞之间；所述第一内轴与第二内轴在同一直线上并通过置于所述安装座内的传动轴连接，所述安装座内设有密封组件。

进一步地，所述第一腔体内装有第一衬套，所述第一衬套内设有与所述第一转子适配的第一转子轴承。

进一步地，所述第一壳体端部设有分油盖，所述第一进油口设置在所述分油盖上。

进一步地，所述第二斜盘上设有用于固定所述卡盘的压板。

进一步地，所述第二转子端部与所述第二腔体内腔壁之间设有配油盘。

进一步地，所述第二斜盘与所述第二内轴之间装有斜盘耳轴轴承。

进一步地，所述第二内轴端部通过分油盖轴承安装在所述第二壳体内。

进一步地，所述密封组件包括配合密封在所述第一内轴与所述安装座之间的第一密封机构，以及配合密封在所述第二内轴与所述安装座之间的第二密封机构。

进一步地，所述安装座上设有四个用于与设备或机器进行安装固定的光孔。

进一步地，所述安装座上设有连通第一密封机构与第二密封机构之间的漏油接口。

本发明的有益效果：通过传动轴连接在两套相互独立的液压系统之间，并设置密封组件隔离两套液压系统，当Ⅱ号液压系统发生故障时，在不发生油液交换的情况下，将Ⅰ号液压系统液压系统的液压能源转换传递给Ⅱ号液压系统，使得Ⅱ号液压系统能够正常完成系统任务，同时，保证Ⅱ号液压系统故障时不影响Ⅰ号液压系统液压系统的正常工作，并且可以根据Ⅱ号液压系统流量负载需求，能够对第二斜盘倾角进行自调节并调整其输出流量的大小，实现Ⅱ号的恒压变量功能，确保Ⅱ号液压系统的安全，实现液压能源从Ⅰ号液压系统到Ⅱ号液压系统的单方向转换传递并保证了Ⅱ号液压系统输出功率的恒压变量需求确保Ⅱ号液压系统的安全，提高系统的安全性及可靠性，有效的避免液压系统功能丧失，有力的保障任务的顺利完成和设备的安全。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的说明，但本发明要求保护的范围并不局限于此。

参照图1，一种单向恒压变量的液压能源转换装置，包括第一壳体100和第二壳体200，所述第一壳体100与第二壳体200通过安装座300连接在一起，所述第一壳体100端部设有第一进油口101和第一出油口，所述安装座300上设有第一回油口102，所述第一壳体100内部设有第一腔体103，所述第一腔体103内装有第一内轴104，所述第一内轴104上装有第一转子105和第一斜盘106，所述第一转子105上装有第一柱塞部件107，所述第一斜盘106上装有回程盘组件108。

第二壳体200端部设有第二进油口201和第二出油口、内部设有第二腔体203，所述安装座300上设有第二回油口202，所述第二腔体203内装有第二内轴204，所述第二内轴204上装有第二转子205和第二斜盘206，所述第二转子205上装有第二柱塞部件207，所述第二斜盘206上装有卡盘208，所述第二壳体200内还设有阀腔209和与所述阀腔209适配的阀芯210，所述阀腔209与所述第二壳体200外侧之间设有与所述第二出油口连接的油路斜孔211，所述安装座300内设有活塞腔310，所述活塞腔310内装有弹簧212和活塞213，所述第二斜盘206一侧位于阀芯210与活塞213之间；第二斜盘206与第二内轴204之间装有斜盘耳轴轴承216；第二斜盘206上设有用于固定卡盘208的压板214；第二转子205端部与所述第二腔体203内腔壁之间设有配油盘215。第一内轴104与第二内轴204在同一直线上并通过置于所述安装座300内的传动轴320连接，所述安装座300内设有密封组件330。

第一壳体100连接在安装座300的左侧，第二壳体200连接在安装座300的右侧，中间的安装座300内通过密封组件330隔绝两侧的第一壳体100和第二壳体200；而左侧的第一壳体100内相当于一套液压马达，可标记为Ⅰ号液压系统，右侧的第二壳体200内相当于一套液压泵，标记为Ⅱ号液压系统，而由于二者之间通过传动轴320连接，即可通过左侧的液压马达驱动右侧的液压泵转动输出液压动力。

具体地，通过第一进油口101输入的高压油在进入第一壳体100后，进入到第一转子105上设置的与第一柱塞部件107适配的第一柱塞腔，从而开始推动第一柱塞部件107不断向外伸出，第一柱塞腔容积不断增大，高压油通过第一柱塞部件107作用在第一斜盘106上，第一斜盘106给第一柱塞部件107的反作用力的径向分力，使得第一转子105产生转矩而作旋转运动，第一转子105的旋转，第一柱塞部件107、回程盘组件108一起旋转，从而驱动第一内轴104转动；第一内轴104与第二内轴204均通过花键与传动轴320刚性联接，第一内轴104转动时即可通过传动轴320带动第二内轴204转动，第二内轴204带动第二转子205做旋转运动，第二柱塞部件207自下死点开始不断往外伸出，柱塞腔容积不断增大，直至上死点止，在这个过程中，第一柱塞腔刚好与第一进油口101的高压进油连通，高压油液压入第一柱塞腔内，同时，安装第二柱塞部件207的第二柱塞腔刚好与第二进油口201连通，油液被吸入第二柱塞腔内。

随着第一转子105的继续旋转，第一柱塞部件107在第一斜盘106的约束下由上死点开始不断进入腔内，第一柱塞腔容积不断减小，直至下死点止；在这个过程中，第一柱塞腔刚好与第一出油口相通，油液通过第一出油口排出，同时，第二柱塞腔也刚好与第二出油口相通，油液通过第二出油口排出，这是左侧的液压马达和右侧的液压泵的排油过程。而由于回程盘组件108的机械限位，使得第一斜盘106工作面与第一柱塞部件107的轴线之间有一夹角，同理，由于卡盘208与压板214共同的机械限位，使得第二斜盘206工作面与第二柱塞部件207轴线之间也有一夹角，每当第一转子105、第二转子205旋转一周，两侧的液压系统中的各个柱塞部件均会做直线往复运动及伴随转子做圆周运动，有半周吸油、半周排油，周而复始，从而实现连续的吸油和排油。此外，Ⅰ号液压系统中各摩擦副之间油液的泄漏通过第一回油口102流回Ⅰ号液压系统，Ⅱ号液压系统中各摩擦副之间油液的泄漏通过第二回油口202流回Ⅱ号液压系统，以避免油液泄露。

工作时，Ⅱ号液压系统的压力P通过直径为φb的油路斜孔211进入阀腔209内，直接作用在阀芯210上对第二斜盘206一个向左的液压力Fy，弹簧212处于预压缩状态，其产生的弹力大小为Ft，方向向右，通过活塞213作用于第二斜盘206上；当压力P小于设定压力值时，该液压力F小于弹簧212的弹力，即Fy＜Ft，第二斜盘206在一对斜盘耳轴轴承216的支承和弹簧212弹力的作用下，始终处于最大倾角状态，此时右侧液压系统处于大流量供应状态。当其不需要流量供应时，其系统压力会增大，当压力P大于设定压力值时，该液压力大于弹簧212的弹力，即Fy＞Ft，第二斜盘206在弹簧212弹力的推动作用下，绕着一对斜盘耳轴轴承216顺时针摆动，使第二斜盘206的倾角减小，输出流量减小。当系统压力P继续升高至额定压力时，第二斜盘206的倾角摆至零，无流量输出，压力始终维持在额定压力状态，由于设定压力与额定压力差值较小，因此实现了右侧液压系统的恒压变量过程，这就实现了在两套相互独立的Ⅰ号液压系统、Ⅱ号液压系统之间，当Ⅱ号液压系统发生故障时，在不发生油液交换的情况下，将Ⅰ号液压系统的液压能源转换传递给Ⅱ号液压系统，使得发生故障的Ⅱ号液压系统能够正常完成系统任务，同时，保证Ⅱ号液压系统故障时不影响Ⅰ号液压系统的正常工作，并且Ⅱ号液压系统可以根据其系统流量负载压力的变化需求，能够对第二斜盘206的倾角进行自调节并调整其输出流量的大小，最终实现Ⅱ号液压系统的恒压变量功能，确保系统安全。同时，由结构及工作原理可以看出，本发明只能实现液压能源功率由Ⅰ号液压系统到Ⅱ号液压系统的单方向转换。

通过将液压马达与液压泵背靠背式安装固定于安装座上，并通过传动轴进行扭矩、转速的传递，由于安装座内设有密封组件330，从而可以确保安装座300两侧形成了两套独立的液压系统，使两套液压系统之间不会发生油液交换，并且由于右侧的液压泵内具有阀腔209、阀芯210、活塞腔310、弹簧212、活塞213等组成的调压变量系统，可以实现右侧的液压系统输出功率的恒压变量功能。本发明可广泛用于工程机械、船舶等各领域所有配备液压系统的机器设备中任意两套相互独立的Ⅰ号液压系统与Ⅱ号液压系统之间，当一套Ⅱ号液压系统发生故障时，在不发生油液交换的情况下，将另外一套Ⅰ号液压系统的液压能源转换传递给发生故障的Ⅱ号液压系统，使得发生故障的Ⅱ号液压系统能够正常完成系统任务，同时，保证Ⅱ号液压系统故障时不影响Ⅰ号液压系统的正常工作，并且可以根据Ⅱ号液压系统流量负载需求，能够对第二斜盘倾角进行自调节并调整其输出流量的大小，实现Ⅱ号液压系统的恒压变量功能，确保Ⅱ号液压系统的安全，实现液压能源从Ⅰ号液压系统到Ⅱ号液压系统的单方向转换传递并保证了Ⅱ号液压系统输出功率的恒压变量需求确保Ⅱ号液压系统的安全，提高系统的安全性及可靠性。

在前述实施例的基础上，第一腔体103内装有第一衬套109，所述第一衬套109内设有与所述第一转子105适配的第一转子轴承110，Ⅰ号液压系统的第一转子105的径向力由第一转子轴承110承担，第一衬套109用于对第一转子轴承110进行机械限位；此外，第二内轴204端部通过分油盖轴承217安装在所述第二壳体200内，Ⅱ号液压系统的第二转子205的径向力由分油盖轴承217承担。

在前述实施例的基础上，第一壳体100端部设有分油盖111，以便于组装和维护，所述第一进油口101和第一出油口设置在所述分油盖111上。

在前述实施例的基础上，进一步地，所述密封组件330包括配合密封在所述第一内轴104与所述安装座300之间的第一密封机构331，以及配合密封在所述第二内轴204与所述安装座300之间的第二密封机构332。通过第一密封机构331和第二密封机构332密封在Ⅰ号液压系统于Ⅱ号液压系统之间，对二者进行隔离，使Ⅰ号液压系统、Ⅱ号液压系统中的油液相互独立，不会发生油液交换。

第一密封机构331和第二密封机构332可采用机械密封，具体地，可在安装座300内分别设置用于安装第一密封机构331和第二密封机构332的第一后盖部件333和第二后盖部件334，并将第一密封机构331的定环335、第二密封机构332的定环336分别安装在第一后盖部件333和第二后盖部件334上，而第一密封机构331的动环337、第二密封机构332的动环338则分别安装在第一内轴104和第二内轴204上，这样既可通过两组机械密封有效的实现两侧的密封隔离，从而使Ⅰ号液压系统、Ⅱ号液压系统中的油液相互独立，不会发生油液交换。

在前述实施例的基础上，安装座300上设有四个用于与设备或机器进行安装固定的光孔340，以便通过与光孔340适配的螺栓来进行安装连接。

在前述实施例的基础上，安装座300上设有连通第一密封机构331与第二密封机构332之间的漏油接口350。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种单向恒压变量的液压能源转换装置，包括第一壳体(100)和第二壳体(200)，所述第一壳体(100)与第二壳体(200)通过安装座(300)连接在一起，其特征在于，所述第一壳体(100)端部设有第一进油口(101)和第一出油口，所述安装座(300)上设有第一回油口(102)，所述第一壳体(100)内部设有第一腔体(103)，所述第一腔体(103)内装有第一内轴(104)，所述第一内轴(104)上装有第一转子(105)和第一斜盘(106)，所述第一转子(105)上装有第一柱塞部件(107)，所述第一斜盘(106)上装有回程盘组件(108)；所述第二壳体(200)端部设有第二进油口(201)和第二出油口、内部设有第二腔体(203)，所述安装座(300)上设有第二回油口(202)，所述第二腔体(203)内装有第二内轴(204)，所述第二内轴(204)上装有第二转子(205)和第二斜盘(206)，所述第二转子(205)上装有第二柱塞部件(207)，所述第二斜盘(206)上装有卡盘(208)，所述第二壳体(200)内还设有阀腔(209)和与所述阀腔(209)适配的阀芯(210)，所述阀腔(209)与所述第二壳体(200)外侧之间设有与所述第二出油口连接的油路斜孔(211)，所述安装座(300)内设有活塞腔(310)，所述活塞腔(310)内装有弹簧(212)和活塞(213)，所述第二斜盘(206)一侧位于所述阀芯(210)与活塞(213)之间；所述第一内轴(104)与第二内轴(204)在同一直线上并通过置于所述安装座(300)内的传动轴(320)连接，所述安装座(300)内设有密封组件(330)。

2.根据权利要求1所述的单向恒压变量的液压能源转换装置，其特征在于，所述第一腔体(103)内装有第一衬套(109)，所述第一衬套(109)内设有与所述第一转子(105)适配的第一转子轴承(110)。

3.根据权利要求1所述的单向恒压变量的液压能源转换装置，其特征在于，所述第一壳体(100)端部设有分油盖(111)，所述第一进油口(101)设置在所述分油盖(111)上。

4.根据权利要求1所述的单向恒压变量的液压能源转换装置，其特征在于，所述第二斜盘(206)上设有用于固定所述卡盘(208)的压板(214)。

5.根据权利要求1所述的单向恒压变量的液压能源转换装置，其特征在于，所述第二转子(205)端部与所述第二腔体(203)内腔壁之间设有配油盘(215)。

6.根据权利要求1所述的单向恒压变量的液压能源转换装置，其特征在于，所述第二斜盘(206)与所述第二内轴(204)之间装有斜盘耳轴轴承(216)。

7.根据权利要求1所述的单向恒压变量的液压能源转换装置，其特征在于，所述第二内轴(204)端部通过分油盖轴承(217)安装在所述第二壳体(200)内。

8.根据权利要求1-7任一所述的单向恒压变量的液压能源转换装置，其特征在于，所述密封组件(330)包括配合密封在所述第一内轴(104)与所述安装座(300)之间的第一密封机构(331)，以及配合密封在所述第二内轴(204)与所述安装座(300)之间的第二密封机构(332)。

9.根据权利要求8所述的单向恒压变量的液压能源转换装置，其特征在于，所述安装座(300)上设有四个用于与设备或机器进行安装固定的光孔(340)。

10.根据权利要求8所述的单向恒压变量的液压能源转换装置，其特征在于，所述安装座(300)上设有连通第一密封机构(331)与第二密封机构(332)之间的漏油接口(350)。