一種基於活塞機構的自動換向水力機械的製作方法
2023-11-05 13:36:12
一種基於活塞機構的自動換向水力機械的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於活塞機構的自動換向水力機械，其包括外缸體、上缸體、下缸體、上活塞、下活塞、活塞杆、動力輸出杆套、動力輸出杆、換向閥、閥套和流速控制開關；本發明基於流體力學原理、水力結構設計理論、以及數值模擬等問題進行優化研究，因此性能較渦輪式和螺杆式更加穩定，採用雙極活塞結構，動力更強，由於不採用射流原件等昂貴且易損耗部件，因此壽命長、成本低。
【專利說明】一種基於活塞機構的自動換向水力機械
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種增壓器，具體涉及一種基於活塞機構的自動換向水力機械，應用於建築、環境保護等行業，例如驅動水泥擠注設備、水力增壓泵等。
【背景技術】
[0002]目前，現有的自動換向水力機械大多依靠電子控制、旋轉閥射流原件等方式實現，這些樣機均在試製階段，且具有工件壓降高、核心部件容易失效，工作壽命短等問題。
[0003]本發明利用一個完整活塞和一個半開放活塞巧妙的實現了在水力機械的往復運動，具有適用於環境惡劣、水力效率聞，不易損壞等特點。
【發明內容】
[0004]針對上述問題，本發明的目的是提供一種基於活塞機構的自動換向水力機械。
[0005]為實現上述目的，本發明提供了一種基於活塞機構的自動換向水力機械，其包括外缸體、上缸體、下缸體、上活塞、下活塞、活塞杆、動力輸出杆套、動力輸出杆、換向閥、閥套和流速控制開關，其特徵在於，所述的上缸體和所述的下缸體分別同軸的設置在所述的外缸體裡面，且所述的上缸體設置在所述的下缸體的上部，所述的動力輸出杆套一體固定的設置在所述的下缸體的底部，所述的上活塞設置在所述的上缸體內，所述的下活塞設置在所述的下缸體內，所述的上活塞和所述的下活塞通過所述的活塞杆連接成一體，所述的活塞杆內部沿軸向設置有一段中心流道，所述的活塞杆的上端開有與所述的中心流道相通的中心流道上通孔，所述的活塞杆的下端開有與所述的中心流道相通的中心流道下通孔，所述的動力輸出杆設置在所述的動力輸出杆套內，所述的動力輸出杆的上端與所述的下活塞的底部固定連接，所述的動力輸出杆的下端設置動力輸出端，所述的換向閥可滑動的套設在所述的活塞杆上，所述的閥套套設在所述的換向閥外面，所述的流速控制開關設置在所述的閥套的上側，所述的閥套的下部設置有閥套下通孔，所述的下缸體的頂部設置有下活塞缸上出口，所述的流速控制開關與所述的閥套下通孔和所述的下活塞缸上出口相溝通，所述的閥套遠離所述的速度控制開關的一側設置有低壓流道，所述的上缸體的底部設置有上活塞下腔溝通流道，所述的閥套上設置有閥套排液道，所述的換向閥與所述的閥套之間設置有上活塞下腔排液道，所述的上活塞下腔溝通流道通過所述的上活塞下腔排液道和所述的閥套排液道與所述的低壓流道相溝通。
[0006]進一步，所述的上活塞下部與所述的上缸體之間形成有上活塞下腔，所述的下活塞上部與下缸體之間形成有下活塞上腔，所述的換向閥上端設置有換向閥上端蓋，所述的換向閥下端設置有換向閥下端蓋，所述的換向閥上端蓋設置在所述的上活塞下腔內，所述的換向閥下端蓋設置在所述的下活塞上腔內。
[0007]進一步，所述的閥套的上端設置有高壓流道。
[0008]進一步，作為優選，在所述的下活塞的上部設置有一下活塞防撞塊，以保障撞擊時不直接損壞下活塞。
[0009]進一步，所述的換向閥與所述的閥套之間還形成有扇形槽，當所述的上活塞和所述的下活塞運動到下死點時封閉所述的上活塞下腔和所述的閥套排液道，當上活塞和下活塞運動到上死點時溝通上活塞下腔和所述的閥套排液道。
[0010]進一步,所述的動力輸出端可以推動動力液或其他機械結構。
[0011]本發明在工作時，其工作原理如下:
[0012]1、復位衝程時，上活塞上腔、上活塞下腔、下活塞下腔與高壓流體溝通，下活塞上腔與低壓流道溝通，推動上活塞、下活塞及動力輸出杆復位。
[0013]2、做功衝程時，上活塞下腔、下活塞下腔與低壓流道溝通，上活塞上腔和下活塞上腔與高壓流道溝通，壓差推動上活塞、下活塞及動力輸出杆向下運行，輸出動力。
[0014]3、當上活塞、下活塞運動至最底端時，將換位閥置於A閥位:高壓流體將從高壓流道流入，扇形槽流入上活塞下腔，並通過中心流道流入下活塞下腔，使上活塞下腔和下活塞下腔與高壓流體接觸；與此同時，由於下活塞上腔出口突然與低壓流道溝通，所以流速控制開關會在瞬間高速流體作用下關閉，而下活塞上腔的流體將從下活塞上腔出口流徑下通孔進入排液道，進而排至低壓流道。
[0015]4、當活塞運動至最頂端時，將換位閥置於B閥位:上活塞下腔的流體通過上活塞下腔排液道與低壓流道溝通；與此同時，下活塞下腔的流體會通過中心流道流入上活塞下腔，並排入低壓流道；由於此時已開始進入做功衝程，且下活塞上腔已與低壓流道隔斷，因此高壓流體會以一定速度流入下活塞上腔，這個速度不會使流速控制開關關閉。
[0016]本發明由於採取以上技術方案，其具有以下優點:
[0017]1、本發明基於流體力學原理、水力結構設計理論、以及數值模擬等問題進行優化研究，因此性能較渦輪式和螺杆式更加穩定。
[0018]2、本發明由於採用雙極活塞結構，因此動力更強。
[0019]3、本發明由於不採用射流原件等昂貴且易損耗部件，因此壽命長、成本低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是兩活塞運動到A閥位時該自動換向水力機械的結構示意圖；
[0021]圖2是兩活塞運動到B閥位時時該自動換向水力機械的結構示意圖；
[0022]圖中:1、上缸體，2、上活塞，3、中心流道上通孔，4、換向閥，5、換向閥上端蓋，6、中心流道，7、活塞杆，8、高壓流道，9、流速控制開關，10、閥套下通孔，11、下活塞缸上出口，12、換向閥下端蓋，13、活塞防撞塊，14、下活塞，15、中心流道下通孔，16、動力輸出杆套，17、動力輸出杆，18、動力輸出端，20、上活塞上腔，21、上活塞下腔，22、上活塞下腔溝通流道，23、上活塞下腔排液道，24、扇形槽，25、閥套，26、閥套排液道，27、低壓流道，28、下活塞上腔，29、下活塞下腔，30、外缸體。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本發明做進一步說明。
[0024]如圖1所示，本發明提供了本發明提供了一種基於活塞機構的自動換向水力機械，其包括外缸體30、上缸體1、下缸體、上活塞2、下活塞14、活塞杆7、動力輸出杆套16、動力輸出杆17、換向閥4、閥套25和流速控制開關9，上缸體I和下缸體分別同軸的設置在外缸體30裡面，且上缸體I設置在下缸體的上部，動力輸出杆套16—體固定的設置在下缸體的底部，上活塞2設置在上缸體I內，下活塞14設置在下缸體內，上活塞2和下活塞14通過活塞杆7連接成一體，活塞杆7內部沿軸向設置有一段中心流道6，活塞杆7的上端開有與中心流道6相通的中心流道上通孔3，活塞杆7的下端開有與中心流道6相通的中心流道下通孔15,動力輸出杆17設置在動力輸出杆套16內，動力輸出杆17的上端與下活塞14的底部固定連接，動力輸出杆17的下端設置有動力輸出端18，換向閥4可滑動的套設在活塞杆7上，閥套25套設在換向閥4外面，流速控制開關9設置在閥套25的上側，閥套25的下部設置有閥套下通孔10，下缸體的頂部設置有下活塞缸上出口 11，流速控制開關9與閥套下通孔10和下活塞缸上出口 11相溝通，閥套25遠離速度控制開關9的一側設置有低壓流道27，上缸體I的底部設置有上活塞下腔溝通流道22，閥套25上設置有閥套排液道26，換向閥4與閥套25之間設置有上活塞下腔排液道23，上活塞下腔溝通流道22通過上活塞下腔排液道23和閥套排液道26與低壓流道27相溝通。
[0025]在本實施例中，上活塞2下部與上缸體I之間形成有上活塞下腔21，下活塞14的上部與下缸體之間形成有下活塞上腔28，換向閥4上端設置有換向閥上端蓋5，換向閥下端設置有換向閥下端蓋12，換向閥上端蓋5設置在上活塞下腔21內，換向閥下端蓋12設置在下活塞上腔28內；閥套25的上端設置有高壓流道8。
[0026]在下活塞14的上部設置有一下活塞防撞塊13，以保障撞擊時不直接損壞下活塞14。
[0027]換向閥4與閥套25之間還形成有扇形槽24，當上活塞2和下活塞14運動到下死點時封閉上活塞下腔21和閥套排液道26，當上活塞2和下活塞14運動到上死點時溝通上活塞下腔21和閥套排液道26。
[0028]本發明在工作時，其工作原理如下:
[0029]1、復位衝程時，上活塞上腔20、上活塞下腔21、下活塞下腔29與高壓流體溝通，下活塞上腔28與低壓流道27溝通，推動上活塞2、下活塞14及動力輸出杆17復位。
[0030]2、做功衝程時，上活塞下腔21、下活塞下腔29與低壓流道27溝通，上活塞上腔20和下活塞上腔28與高壓流道8溝通，壓差推動上活塞2、下活塞14及動力輸出杆17向下運行，輸出動力。
[0031]3、當上活塞2、下活塞14運動至最底端時，將換位閥4置於A閥位:高壓流體將從高壓流道8流入，扇形槽24流入上活塞下腔，並通過中心流道6流入下活塞下腔29，使上活塞下腔21和下活塞下腔29與高壓流體接觸；與此同時，由於下活塞上腔出口 11突然與低壓流道27溝通，所以流速控制開關9會在瞬間高速流體作用下關閉，而下活塞上腔28的流體將從下活塞上腔出口 11流經閥套下通孔10進入閥套排液道26，進而排至低壓流道27。
[0032]4、當活塞運動至最頂端時，將換位閥4置於B閥位:上活塞下腔21的流體通過上活塞下腔排液道23與低壓流道27溝通；與此同時，下活塞下腔29的流體會通過中心流道6流入上活塞下腔21，並排入低壓流道27 ；由於此時已開始進入做功衝程，且下活塞上腔28已與低壓流道27隔斷，因此高壓流體會以一定速度流入下活塞上腔28，這個速度不會使流速控制開關9關閉。
【權利要求】
1.一種基於活塞機構的自動換向水力機械，其包括外缸體、上缸體、下缸體、上活塞、下活塞、活塞杆、動力輸出杆套、動力輸出杆、換向閥、閥套和流速控制開關，其特徵在於，所述的上缸體和所述的下缸體分別同軸的設置在所述的外缸體裡面，且所述的上缸體設置在所述的下缸體的上部，所述的動力輸出杆套一體固定的設置在所述的下缸體的底部，所述的上活塞設置在所述的上缸體內，所述的下活塞設置在所述的下缸體內，所述的上活塞和所述的下活塞通過所述的活塞杆連接成一體，所述的活塞杆內部沿軸向設置有一段中心流道，所述的活塞杆的上端開有與所述的中心流道相通的中心流道上通孔，所述的活塞杆的下端開有與所述的中心流道相通的中心流道下通孔，所述的動力輸出杆設置在所述的動力輸出杆套內，所述的動力輸出杆的上端與所述的下活塞的底部固定連接，所述的動力輸出杆的下端設置有動力輸出端，所述的換向閥可滑動的套設在所述的活塞杆上，所述的閥套套設在所述的換向閥外面，所述的流速控制開關設置在所述的閥套的上側，所述的閥套的下部設置有閥套下通孔，所述的下缸體的頂部設置有下活塞缸上出口，所述的流速控制開關與所述的閥套下通孔和所述的下活塞缸上出口相溝通，所述的閥套遠離所述的速度控制開關的一側設置有低壓流道，所述的上缸體的底部設置有上活塞下腔溝通流道，所述的閥套上設置有閥套排液道，所述的換向閥與所述的閥套之間設置有上活塞下腔排液道，所述的上活塞下腔溝通流道通過所述的上活塞下腔排液道和所述的閥套排液道與所述的低壓流道相溝通。
2.根據權利要求1所述的一種基於活塞機構的自動換向水力機械，其特徵在於，所述的上活塞下部與所述的上缸體之間形成有上活塞下腔，所述的下活塞上部與下缸體之間形成有下活塞上腔，所述的換向閥上端設置有換向閥上端蓋，所述的換向閥下端設置有換向閥下端蓋，所述的換向閥上端蓋設置在所述的上活塞下腔內，所述的換向閥下端蓋設置在所述的下活塞上腔內。
3.根據權利要求2所述的一種基於活塞機構的自動換向水力機械，其特徵在於，所述的閥套的上端設置有高壓流道。
4.根據權利要求3所述的一種基於活塞機構的自動換向水力機械，其特徵在於，在所述的下活塞的上部設置有一下活塞防撞塊，以保障撞擊時不直接損壞下活塞。
5.根據權利要求4所述的一種基於活塞機構的自動換向水力機械，其特徵在於，所述的換向閥與所述的閥套之間還形成有扇形槽，當所述的上活塞和所述的下活塞運動到下死點時封閉所述的上活塞下腔和所述的閥套排液道，當上活塞和下活塞運動到上死點時溝通上活塞下腔和所述的閥套排液道。
6.根據權利要求1-5任一項所述的一種基於活塞機構的自動換向水力機械,其特徵在於，所述的動力輸出端可以直接將能量傳遞給動力液。
【文檔編號】F15B3/00GK104329303SQ201410468131
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月15日 優先權日:2014年9月15日
【發明者】不公告發明人 申請人:北京沃客石油工程技術研究院