一種電磁力互動(dòng)柱塞泵，屬于流體機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，主體結(jié)構(gòu)包括機(jī)體、電磁線圈、互動(dòng)系統(tǒng)、配流系統(tǒng)；所述機(jī)體的上面為頂蓋，下面為泵體，泵體下部與配流系統(tǒng)相接；機(jī)體內(nèi)部空腔左右對(duì)稱，所述電磁線圈嵌裝固定在機(jī)體的上部空腔內(nèi)；所述互動(dòng)系統(tǒng)主要位于機(jī)體中部空腔內(nèi)，包括銜鐵柱塞、互動(dòng)齒輪、齒輪軸；所述配流系統(tǒng)包括出流質(zhì)單向閥、進(jìn)流質(zhì)單向閥及其它管路；各電磁線圈的電磁力都分別通過互動(dòng)齒輪推動(dòng)另一側(cè)銜鐵柱塞壓出高壓流質(zhì)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)本側(cè)銜鐵柱塞回程并吸入流質(zhì)。本發(fā)明專利技術(shù)解除了傳統(tǒng)電磁泵對(duì)復(fù)位彈簧或永磁鐵的依賴，便于泵腔的布置，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝與維護(hù)方便。工作時(shí)往復(fù)慣性力完全抵消，系統(tǒng)工作平穩(wěn)、振動(dòng)噪聲小。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于流體機(jī)械
，具體涉及一種電磁力互動(dòng)柱塞泵。
技術(shù)介紹
對(duì)于水泵、油泵及空氣壓縮機(jī)，通常由內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。傳統(tǒng)的方法是：首先通過內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)將旋轉(zhuǎn)機(jī)械動(dòng)力經(jīng)過中間環(huán)節(jié)如聯(lián)軸器、皮帶傳動(dòng)等進(jìn)行機(jī)械動(dòng)力參數(shù)變換，繼而經(jīng)過柱塞泵的曲柄連桿機(jī)構(gòu)或斜盤滑靴機(jī)構(gòu)等將旋轉(zhuǎn)機(jī)械動(dòng)力轉(zhuǎn)換為柱塞的往復(fù)直線機(jī)械動(dòng)力，最后通過柱塞將其往復(fù)直線機(jī)械動(dòng)力轉(zhuǎn)換輸出為流體動(dòng)力。這方面的專利與文獻(xiàn)眾多。上述能量組合系統(tǒng)雖然可以將熱能或電能轉(zhuǎn)換輸出為流體壓力能，但是由于系統(tǒng)中曲柄連桿機(jī)構(gòu)的連桿擺動(dòng)引起活塞側(cè)向力比較大，不僅造成了機(jī)械效率損失，活塞與缸壁、柱塞與缸壁之間的嚴(yán)重磨損及額外熱負(fù)載，同時(shí)曲柄連桿機(jī)構(gòu)受力強(qiáng)度大，各鉸接點(diǎn)處的摩擦損耗嚴(yán)重，系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的不均勻度大。最為嚴(yán)重的是由于系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換、傳遞路線長(zhǎng)，經(jīng)過多個(gè)中間傳遞環(huán)節(jié)，造成了轉(zhuǎn)換傳遞效率低，能量浪費(fèi)嚴(yán)重，系統(tǒng)復(fù)雜、笨重，生產(chǎn)成本與運(yùn)行成本高、污染嚴(yán)重等問題。自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓約束活塞發(fā)動(dòng)機(jī)、缸間齒輪聯(lián)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、電磁泵等都能夠克服前述系統(tǒng)的弊端，直接將燃料燃燒熱能或電能轉(zhuǎn)化為流體壓力能，傳遞路線短、能量效率高，這方面的文獻(xiàn)與專利也十分豐富。它們與本專利同屬柱塞泵，其中，缸間齒輪聯(lián)動(dòng)液壓發(fā)動(dòng)機(jī)與本專利技術(shù)結(jié)構(gòu)最為相近，都是兩個(gè)柱塞，柱塞之間通過齒輪聯(lián)動(dòng)，但其動(dòng)力腔是燃燒室，燃料燃燒產(chǎn)生的燃?xì)鈮毫ν苿?dòng)活塞-柱塞組件移動(dòng)將本缸燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為本缸的流體壓力能并即時(shí)輸出，具有傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的供油系、冷卻行、潤(rùn)滑系、進(jìn)排氣系、配氣機(jī)構(gòu)、曲柄連桿機(jī)構(gòu)等，結(jié)構(gòu)復(fù)雜；其聯(lián)動(dòng)齒輪的功用是將左缸做功沖程的部分能量傳遞到飛輪中儲(chǔ)存，在其它沖程飛輪釋放能量再通過聯(lián)動(dòng)齒輪傳遞到左缸，為左缸相應(yīng)沖程提供能量。電磁泵的動(dòng)力腔是直線電機(jī)或電磁線圈，前者控制復(fù)雜，技術(shù)還不夠成熟，用得較少，所以主要是后者。電磁線圈通電時(shí)變?yōu)榫哂蠳極、S極的電磁鐵。通常在柱塞上設(shè)置一永磁體，令其極性與電磁線圈相反，則通電時(shí)電磁線圈推動(dòng)柱塞遠(yuǎn)離，柱塞泵出流質(zhì)；并設(shè)置一回位彈簧，斷電時(shí)，彈簧推動(dòng)柱塞回位并吸入流質(zhì)。也有的不設(shè)置永磁體，這樣的話電磁線圈通電時(shí)，磁化并吸引柱塞接近，柱塞泵出流質(zhì)；并設(shè)置一回位彈簧，斷電時(shí)，彈簧推動(dòng)柱塞回位并吸入流質(zhì)。上述電磁泵，前者既有永磁體又有彈簧，結(jié)構(gòu)松散笨重，不便于安裝維護(hù)，成本高；后者的泵體結(jié)構(gòu)布置嚴(yán)重受限于電磁線圈的結(jié)構(gòu)尺寸，同時(shí)也有回位彈簧，導(dǎo)致效率低、徑向尺寸大。另外上述電磁泵單缸工作時(shí)，柱塞往復(fù)移動(dòng)的慣性難以平衡，工作振動(dòng)劇烈、噪聲大、不穩(wěn)定；多缸協(xié)同工作時(shí)，各缸柱塞的聯(lián)動(dòng)控制又較為復(fù)雜。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)目的在于克服上述各流體動(dòng)力裝置能量轉(zhuǎn)換傳遞效率低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重、工作不平穩(wěn)等突出弊端，尋求設(shè)計(jì)一種直接利用電磁能轉(zhuǎn)換成流體壓力能并輸出的電磁泵。為了實(shí)現(xiàn)上述功能，本專利技術(shù)動(dòng)力腔采用電磁線圈，通電時(shí)電磁線圈變?yōu)殡姶盆F，磁化軟磁材料的柱塞并吸引柱塞向上移動(dòng)，通過齒輪齒條機(jī)構(gòu)帶動(dòng)另一柱塞向下移動(dòng)，將本缸電磁能轉(zhuǎn)化為另一缸的流體壓力能輸出。本專利技術(shù)不用彈簧、飛輪、永磁體等功能件，結(jié)構(gòu)緊湊、成本低、維護(hù)方便，工作時(shí)兩缸慣性力自然抵消，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。為了實(shí)現(xiàn)上述專利技術(shù)目的，本專利技術(shù)的主體結(jié)構(gòu)包括機(jī)體、電磁線圈、互動(dòng)系統(tǒng)、配流系統(tǒng)；所述機(jī)體包括頂蓋、泵體,上面為頂蓋，下面為泵體，泵體下部與配流系統(tǒng)相接；機(jī)體內(nèi)部空腔左右對(duì)稱，分為機(jī)體上部空腔、機(jī)體中部空腔和機(jī)體下部空腔三部分；所述電磁線圈嵌裝固定在機(jī)體的上部空腔內(nèi)。所述互動(dòng)系統(tǒng)包括銜鐵柱塞、互動(dòng)齒輪、齒輪軸，所述銜鐵柱塞分為左銜鐵柱塞、右銜鐵柱塞，裝在導(dǎo)套和滑套內(nèi)，為小間隙配合；所述導(dǎo)套分左導(dǎo)套、右導(dǎo)套，導(dǎo)套為套筒狀，嵌裝在機(jī)體上部空腔和機(jī)體中部空腔之間泵體的隔板上，對(duì)銜鐵柱塞起導(dǎo)向作用；所述滑套分左滑套、右滑套，呈套筒狀，嵌裝在泵體下部腔壁上，分別與左銜鐵柱塞、右銜鐵柱塞以小間隙配合，對(duì)左銜鐵柱塞、右銜鐵柱塞起導(dǎo)向作用，同時(shí)對(duì)左泵腔、右泵腔有密封效果；所述互動(dòng)齒輪在左銜鐵柱塞、右銜鐵柱塞之間，同時(shí)與左銜鐵柱塞、右銜鐵柱塞的齒條部分嚙合，互動(dòng)齒輪安裝在齒輪軸上，所述齒輪軸固定在泵體上。所述銜鐵柱塞形狀相同；銜鐵柱塞上部和下部為柱狀，銜鐵柱塞上部、下部的直徑可相同或不同，視具體情況而定；銜鐵柱塞上部為軟磁材料，如硅鋼或鐵；銜鐵柱塞中部為齒條，齒條的長(zhǎng)度稍大于銜鐵柱塞的行程，銜鐵柱塞的行程系指銜鐵柱塞上、下止點(diǎn)間距。所述互動(dòng)齒輪的內(nèi)孔與齒輪軸小間隙配合，所述齒輪軸的軸線與左銜鐵柱塞、右銜鐵柱塞軸線形成的平面垂直，與左銜鐵柱塞、右銜鐵柱塞軸線距離相等。所述機(jī)體上部空腔由頂蓋下表面、泵體上部?jī)?nèi)表面圍成，形狀與電磁線圈外形對(duì)映，可為塊狀、柱狀等，內(nèi)部嵌裝電磁線圈。機(jī)體上部空腔左右兩部分的軸線方向與相應(yīng)電磁線圈、導(dǎo)套、銜鐵柱塞、滑套的軸線方向一致。所述頂蓋為盤狀法蘭，通過螺栓、彈簧墊圈與泵體相連；頂蓋下表面固定有緩沖墊，固定方式可采用粘接或螺釘連接。所述緩沖墊分為左緩沖墊、右緩沖墊，緩沖墊形狀可為圓形、方形等，表面積大小與銜鐵柱塞上端面相近；緩沖墊材料可選用橡膠、軟金屬等；緩沖墊下表面正對(duì)銜鐵柱塞，銜鐵柱塞移動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)與其接觸，起減緩沖擊作用。所述機(jī)體中部空腔由泵體中部的內(nèi)表面圍成，主要用來容納互動(dòng)系統(tǒng)和潤(rùn)滑油。所述機(jī)體下部空腔為泵體下部的內(nèi)表面圍成的柱狀空腔，分為左右形狀相同的兩部分，左銜鐵柱塞下面的空間為左泵腔，右銜鐵柱塞下面的空間為右泵腔。所述電磁線圈分為左電磁線圈、右電磁線圈，各電磁線圈通電時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)，象磁鐵一樣吸引本線圈下面的銜鐵柱塞向電磁線圈的幾何形心移動(dòng)；斷電時(shí)電磁力消失。電磁線圈由多匝導(dǎo)線纏繞在鐵芯上做成，整體外形可為塊狀、柱狀等，嵌裝固定在機(jī)體的上部空腔內(nèi)，其軸線與對(duì)應(yīng)銜鐵柱塞軸線重合。電磁線圈的電壓信號(hào)可以是正弦信號(hào)、方波信號(hào)等。所述配流系統(tǒng)包括出流質(zhì)單向閥、進(jìn)流質(zhì)單向閥、進(jìn)流質(zhì)總管、出流質(zhì)總管及一些連接管路。所述進(jìn)流質(zhì)單向閥包括左進(jìn)流質(zhì)單向閥、右進(jìn)流質(zhì)單向閥，左進(jìn)流質(zhì)單向閥一端與左泵腔通過管路聯(lián)通、一端與進(jìn)流質(zhì)總管通過管路聯(lián)通，右進(jìn)流質(zhì)單向閥一端與右泵腔通過管路聯(lián)通、一端與進(jìn)流質(zhì)總管通過管路聯(lián)通；所述出流質(zhì)單向閥包括左出流質(zhì)單向閥、右出流質(zhì)單向閥，左出流質(zhì)單向閥一端與左泵腔通過管路聯(lián)通、一端與出流質(zhì)總管通過管路聯(lián)通，右出流質(zhì)單向閥一端與右泵腔通過管路聯(lián)通、一端與出流質(zhì)總管通過管路聯(lián)通；進(jìn)流質(zhì)總管內(nèi)為低壓流質(zhì)，出流質(zhì)總管內(nèi)為高壓流質(zhì)。本專利技術(shù)工作時(shí)，交替給左電磁線圈、右電磁線圈通電、斷電，電信號(hào)可以為正弦信號(hào)、方波信號(hào)等，兩者相位相差180度左右。左電磁線圈通電、右電磁線圈斷電時(shí)，左電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，給左銜鐵柱塞一個(gè)向上的電磁力，左銜鐵柱塞沿著左導(dǎo)套、左滑套向上滑移，左銜鐵柱塞中間的齒條部分帶動(dòng)互動(dòng)齒輪繞齒輪軸順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過右銜鐵柱塞中間的齒條部分帶動(dòng)右銜鐵柱塞沿著右導(dǎo)套、右滑套向下滑移。此時(shí)左進(jìn)流質(zhì)單向閥打開、左出流質(zhì)單向閥關(guān)閉、右進(jìn)流質(zhì)單向閥關(guān)閉、右出流質(zhì)單向閥打開，低壓流質(zhì)通過進(jìn)流質(zhì)總管、左進(jìn)流質(zhì)單向閥進(jìn)入左泵腔，高壓流質(zhì)從右泵腔經(jīng)右出流質(zhì)單向閥、出流質(zhì)總管泵出，對(duì)外本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種電磁力互動(dòng)柱塞泵，其特征在于結(jié)構(gòu)包括機(jī)體、電磁線圈、互動(dòng)系統(tǒng)、配流系統(tǒng)；所述機(jī)體包括頂蓋(15)、泵體(10),上面為頂蓋(15)，下面為泵體(10)，泵體(10)下部與配流系統(tǒng)相接；機(jī)體內(nèi)部空腔左右對(duì)稱，分為機(jī)體上部空腔、機(jī)體中部空腔和機(jī)體下部空腔三部分；所述電磁線圈嵌裝固定在機(jī)體上部空腔內(nèi),所述互動(dòng)系統(tǒng)包括銜鐵柱塞、互動(dòng)齒輪(5)、齒輪軸(6)，所述銜鐵柱塞分為左銜鐵柱塞(4A)、右銜鐵柱塞(4B)，裝在導(dǎo)套和滑套內(nèi)，為小間隙配合；所述導(dǎo)套分左導(dǎo)套(3A)、右導(dǎo)套(3B)，導(dǎo)套為套筒狀，嵌裝在機(jī)體上部空腔和機(jī)體中部空腔之間泵體(10)的隔板上，對(duì)銜鐵柱塞起導(dǎo)向作用；所述滑套分左滑套(16A)、右滑套(16B)，呈套筒狀，嵌裝在泵體(10)下部腔壁上，分別與左銜鐵柱塞(4A)、右銜鐵柱塞(4B)以小間隙配合，對(duì)左銜鐵柱塞(4A)、右銜鐵柱塞(4B)起導(dǎo)向作用，同時(shí)對(duì)左泵腔(9A)、右泵腔(9B)有密封效果；所述互動(dòng)齒輪(5)在左銜鐵柱塞(4A)、右銜鐵柱塞(4B)之間，同時(shí)與左銜鐵柱塞(4A)、右銜鐵柱塞(4B)的齒條部分嚙合，互動(dòng)齒輪(5)安裝在齒輪軸(6)上，所述齒輪軸(6)固定在泵體(10)上。...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種電磁力互動(dòng)柱塞泵，其特征在于結(jié)構(gòu)包括機(jī)體、電磁線圈、互動(dòng)系統(tǒng)、配流系統(tǒng)；所述機(jī)體包括頂蓋(15)、泵體(10),上面為頂蓋(15)，下面為泵體(10)，泵體(10)下部與配流系統(tǒng)相接；機(jī)體內(nèi)部空腔左右對(duì)稱，分為機(jī)體上部空腔、機(jī)體中部空腔和機(jī)體下部空腔三部分；所述電磁線圈嵌裝固定在機(jī)體上部空腔內(nèi),所述互動(dòng)系統(tǒng)包括銜鐵柱塞、互動(dòng)齒輪(5)、齒輪軸(6)，所述銜鐵柱塞分為左銜鐵柱塞(4A)、右銜鐵柱塞(4B)，裝在導(dǎo)套和滑套內(nèi)，為小間隙配合；所述導(dǎo)套分左導(dǎo)套(3A)、右導(dǎo)套(3B)，導(dǎo)套為套筒狀，嵌裝在機(jī)體上部空腔和機(jī)體中部空腔之間泵體(10)的隔板上，對(duì)銜鐵柱塞起導(dǎo)向作用；所述滑套分左滑套(16A)、右滑套(16B)，呈套筒狀，嵌裝在泵體(10)下部腔壁上，分別與左銜鐵柱塞(4A)、右銜鐵柱塞(4B)以小間隙配合，對(duì)左銜鐵柱塞(4A)、右銜鐵柱塞(4B)起導(dǎo)向作用，同時(shí)對(duì)左泵腔(9A)、右泵腔(9B)有密封效果；所述互動(dòng)齒輪(5)在左銜鐵柱塞(4A)、右銜鐵柱塞(4B)之間，同時(shí)與左銜鐵柱塞(4A)、右銜鐵柱塞(4B)的齒條部分嚙合，互動(dòng)齒輪(5)安裝在齒輪軸(6)上，所述齒輪軸(6)固定在泵體(10)上。
2.由權(quán)利要求1所述的一種電磁力互動(dòng)柱塞泵，其特征在于所述銜鐵柱塞(4A、4B)形狀相同；銜鐵柱塞上部和下部為柱狀，銜鐵柱塞上部、下部的直徑可相同或不同，視具體情況而定；銜鐵柱塞上部為軟磁材料，如硅鋼或鐵；銜鐵柱塞中部為齒條，齒條的長(zhǎng)度稍大于銜鐵柱塞的行程，銜鐵柱塞的行程系指銜鐵柱塞上、下止點(diǎn)間距。
3.由權(quán)利要求1所述的一種電磁力互動(dòng)柱塞泵，其特征在于所述互動(dòng)齒輪(5)的內(nèi)孔與齒輪軸(6)小間隙配合，所述齒輪軸(6)的軸線與左銜鐵柱塞(4A)、右銜鐵柱塞(4B)軸線形成的平面垂直，與左銜鐵柱塞(4A)、右銜鐵柱塞(4B)軸線距離相等。
4.由權(quán)利要求1所述的一種電磁力互動(dòng)柱塞泵，其特征在于所述機(jī)體上部空腔由頂蓋(15)下表面、泵體(10)上部?jī)?nèi)表面圍成，形狀與電磁線圈外形對(duì)映，可為塊狀、柱狀，內(nèi)部嵌裝電磁線圈,機(jī)體上部空腔左右兩部分的軸線方向與相應(yīng)電磁線圈、導(dǎo)套、銜鐵柱塞、滑套的軸線方向一致。
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張洪信，王新亮，張延君，尹懷仙，趙清海，張鐵柱，華青松，馬永志，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：青島大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：山東;37
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