CN105065611A - 一种液压耦合器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液压耦合器，包括液压油泵、液压马达、第一比例溢流阀、第二比例溢流阀、换向阀、油箱等。本发明具有较高的工作效率，体积小，限载安全保护，启动性能充分可调，可以实现无级调速，调速范围更宽等特性，同时，把第二比例溢流阀设置在液压马达回油管路上可以实现工作机的液压制动，并设置合理的制动曲线，获得理想的制动性能。本发明应用于汽轮机和风机的启动过程中，实现汽轮机和风机工作过程的平稳启动、限制安全保护、调速、液压制动等功能，具有更广泛的应用前景。

Description

一种液压耦合器
技术领域
本发明涉及动力装置的启动过程中使用的耦合器，具体涉及到一种液压耦合器，属于电气与机电技术领域。
背景技术
目前，在汽轮机和风机的启动过程中，广泛使用液力偶合器，实现工作过程的平稳启动。但由于液力偶合器存在工作效率低、体积大、原动机和工作机之间存在转速差、叶轮设计和加工难度大等缺点，特别是大功率液力偶合器，其缺点更为突出。为了克服液力偶合器的以上缺点，本申请提出，一种液压耦合器，主要由液压油泵、液压马达、比例溢流阀等液压元件组成，一方面液压油泵、液压马达、比例溢流阀等液压元件均为成熟定型的产品，性能稳定，采购成本低，另一方面，利用液压油泵、液压马达、比例溢流阀等组成的液压耦合器，具有较高的工作效率，启动性能充分可调，可以实现无级调速，调速范围更宽的特性，同时，把第二比例溢流阀设置在液压马达回油管路上可以实现工作机的液压制动，并设置合理的制动曲线，获得理想的制动性能。所以，本申请提出的液压耦合器具有更广泛的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液压耦合器。
本发明采用的技术方案为：一种液压耦合器，包括液压油泵（1）、液压马达（2）、第一比例溢流阀（3）、油箱（4）、第二比例溢流阀（5）、换向阀（6）、连接管路（1-7）；所述油箱（4）包括油箱右侧板（4-1）和油箱左侧板（4-2）；所述液压油泵（1）包括油泵输入轴（1-1）、油泵吸油口（1-3）、油泵出油口（1-6）、油泵泄漏口（1-8），所述液压油泵（1）安装于油箱（4）内侧，并通过油泵安装螺钉（1-5）安装在油箱右侧板（4-1）上，液压油泵（1）的端面和油箱右侧板（4-1）之间设置有油泵端面密封垫（1-2），起到密封作用，防止油液泄漏，所述油泵输入轴（1-1）可以通过联轴器和原动机相连接，所述油泵吸油口（1-3）通过油泵吸油管（1-4）连通油箱（4）中的工作油液，所述油泵泄漏口（1-8）通过油泵泄漏油管（1-9）连通油箱（4）中的工作油液，所述油泵出油口（1-6）与连接管路（1-7）相连通，并通过连接管路（1-7）与液压马达（2）的马达进油口（2-6）及第一比例溢流阀（3）的第一比例溢流阀进油管（3-1）相连通.。
所述液压马达（2）包括马达输出轴（2-1）、马达回油口（2-3）、马达进油口（2-6）、马达泄漏口（2-7），所述液压马达（2）安装于油箱（4）内侧，并通过马达安装螺钉（2-5）安装在油箱左侧板（4-2）上，液压马达（2）的端面和油箱左侧板（4-2）之间设置有马达端面密封垫（2-2），起到密封作用，防止油液泄漏，所述马达输出轴（2-1）可以通过联轴器和工作机相连接，所述马达回油口（2-3）通过马达回油管（2-4）分别连通第二比例溢流阀进油管（5-1）和换向阀进油管（6-1），进而与第二比例溢流阀（5）和换向阀（6）的进油口相连通，所述马达泄漏口（2-7）通过马达泄漏油管（2-8）连通油箱（4）中的工作油液，所述马达进油口（2-6）与连接管路（1-7）相连通，并通过连接管路（1-7）与液压油泵（1）的油泵出油口（1-6）及第一比例溢流阀（3）的第一比例溢流阀进油管（3-1）相连通；所述第一比例溢流阀（3）的进油口通过第一比例溢流阀进油管（3-1）与连接管路（1-7）相连通，并通过连接管路（1-7）分别与油泵出油口（1-6）和马达进油口（2-6）相连通；所述油箱（4）内部存放有工作油液，油箱（4）的油箱右侧板（4-1）上开设有通孔，油泵输入轴（1-1）从油箱右侧板（4-1）上的通孔穿出，油箱（4）的油箱左侧板（4-2）上开设有通孔，马达输出轴（2-1）从油箱左侧板（4-2）上的通孔穿出。
所述第二比例溢流阀（5）的进油口通过第二比例溢流阀进油管（5-1）、马达回油管（2-4）与马达回油口（2-3）相连通，所述第二比例溢流阀（5）的回油口通过第二比例溢流阀回油管（5-2）连通油箱（4）中的工作油液，所述换向阀（6）的进油口通过换向阀进油管（6-1）、马达回油管（2-4）与马达回油口（2-3）相连通，所述换向阀（6）的回油口通过换向阀回油管（6-2）连通第二比例溢流阀回油管（5-2），并连通油箱（4）中的工作油液。
当液压耦合器工作、换向阀（6）处于左位工作状态时，液压马达（2）的回油可以通过马达回油口（2-3）、马达回油管（2-4）、换向阀进油管（6-1）、换向阀（6）的左位、换向阀回油管（6-2）回到油箱（4）中，工作机处于正常工作状态；当液压耦合器工作、换向阀（6）处于右位工作状态时，液压马达（2）的回油可以通过马达回油口（2-3）、马达回油管（2-4）、第二比例溢流阀进油管（5-1）、第二比例溢流阀（5）、第二比例溢流阀回油管（5-2）回到油箱（4）中，工作机处于制动状态。
当液压耦合器启动时，与马达输出轴（2-1）相连接的工作机具有较大的惯性负载和摩擦负载，为了使工作机能够平稳启动，降低原动机的启动冲击和启动负载，对第一比例溢流阀（3）设置较低的控制信号，对应于第一比例溢流阀（3）较低的开启压力，并逐步增加第一比例溢流阀（3）的控制信号，对应于马达的工作油压平稳增加，马达输出轴（2-1）的输出力矩逐步增加，平稳实现工作机启动过程，最终控制第一比例溢流阀（3）的开启压力达到与略大于工作机额定转矩对应的油压，一方面保证在工作机额定负载范围内，第一比例溢流阀（3）不会产生溢流，液压油泵（1）输出的工作油液充分进入液压马达（2）内，提高液压耦合器的工作效率，另一方面，当工作机遇到故障状态，出现超载时，第一比例溢流阀（3）的进油口压力升高，大于第一比例溢流阀（3）的开启压力时，第一比例溢流阀（3）产生溢流，限制液压马达（2）的工作油压，最终限制工作机的工作负载，防止液压耦合器及原动机超载，起到安全保护作用。所以，通过在液压油泵（1）和液压马达（2）的通路上设置第一比例溢流阀（3）可以实现工作机的平稳启动，通过设置第一比例溢流阀（3）控制信号的不同曲线，可以非常容易的控制工作机的启动过程，同时，液压耦合器中使用第一比例溢流阀（3）后，能够轻易实现液压耦合器的过载保护功能。
当液压耦合器工作、换向阀（6）处于左位工作状态时，原动机通过联轴器带动油泵输入轴（1-1）一起转动，油泵吸油口（1-3）通过油泵吸油管（1-4）从油箱（4）中吸取工作油液，工作油液从油泵出油口（1-6）排出，并通过连接管路（1-7）进入马达进油口（2-6），液压马达（2）的回油可以通过马达回油口（2-3）、马达回油管（2-4）、换向阀进油管（6-1）、换向阀（6）的左位、换向阀回油管（6-2）回到油箱（4）中，液压马达（2）工作，驱动马达输出轴（2-1）旋转，并通过联轴器带动工作机工作。液压油泵（1）的泄漏油通过油泵泄漏口（1-8）、油泵泄漏油管（1-9）流回油箱（4）中；液压马达（2）的泄漏油通过马达泄漏口（2-7）、马达泄漏油管（2-8）流回油箱（4）中。
当液压耦合器工作、换向阀（6）处于右位工作状态，同时，第一比例溢流阀（3）控制信号设置为零，使得液压马达（2）的工作油压处于最低状态，液压马达（2）的回油可以通过马达回油口（2-3）、马达回油管（2-4）、第二比例溢流阀进油管（5-1）、第二比例溢流阀（5）、第二比例溢流阀回油管（5-2）回到油箱（4）中，实现工作机的液压制动。
所述液压油泵（1）可以是定量泵或者是变量泵，当液压油泵（1）为变量泵时，可以实现液压耦合器的调速功能，由于变量泵调速为容积调速，使得液压耦合器具有更高的调速效率。
所述液压马达（2）可以是定量马达或者是变量马达，当液压马达（2）为变量马达时，可以实现液压耦合器的调速功能，由于变量马达调速为容积调速，使得液压耦合器具有更高的调速效率。
所述第一比例溢流阀（3）和第二比例溢流阀（5）可以是手动调节溢流阀。
当液压耦合器使用变量泵或变量马达时，液压耦合器具备调速功能，同时液压耦合器具有更高的调速效率和更宽的调速范围。
本发明的有益效果是：
本发明由液压油泵、液压马达、比例溢流阀等液压元件组成，一方面液压油泵、液压马达、比例溢流阀等液压元件均为成熟定型的产品，性能稳定，采购成本低，另一方面，利用液压油泵、液压马达、比例溢流阀等组成的液压耦合器，具有较高的工作效率，体积小，限制安全保护，启动性能充分可调，可以实现无级调速，调速范围更宽等特性，同时，把第二比例溢流阀设置在液压马达回油管路上可以实现工作机的液压制动，并设置合理的制动曲线，获得理想的制动性能。所以，本发明提出的液压耦合器具有更广泛的应用前景。
附图说明
下面结合附图给出的实施例对本发明作进一步详细地说明。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种液压耦合器包括液压油泵1、液压马达2、第一比例溢流阀3、油箱4、第二比例溢流阀5、换向阀6、连接管路1-7；油箱4包括油箱右侧板4-1和油箱左侧板4-2；液压油泵1包括油泵输入轴1-1、油泵吸油口1-3、油泵出油口1-6、油泵泄漏口1-8，液压油泵1安装于油箱4内侧，并通过油泵安装螺钉1-5安装在油箱右侧板4-1上，液压油泵1的端面和油箱右侧板4-1之间设置有油泵端面密封垫1-2，起到密封作用，防止油液泄漏，油泵输入轴1-1可以通过联轴器和原动机相连接，油泵吸油口1-3通过油泵吸油管1-4连通油箱4中的工作油液，油泵泄漏口1-8通过油泵泄漏油管1-9连通油箱4中的工作油液，油泵出油口1-6与连接管路1-7相连通，并通过连接管路1-7与液压马达2的马达进油口2-6及第一比例溢流阀3的第一比例溢流阀进油管3-1相连通；
液压马达2包括马达输出轴2-1、马达回油口2-3、马达进油口2-6、马达泄漏口2-7，液压马达2安装于油箱4内侧，并通过马达安装螺钉2-5安装在油箱左侧板4-2上，液压马达2的端面和油箱左侧板4-2之间设置有马达端面密封垫2-2，起到密封作用，防止油液泄漏，马达输出轴2-1可以通过联轴器和工作机相连接，马达回油口2-3通过马达回油管2-4分别连通第二比例溢流阀进油管5-1和换向阀进油管6-1，进而与第二比例溢流阀5和换向阀6的进油口相连通，马达泄漏口2-7通过马达泄漏油管2-8连通油箱4中的工作油液，马达进油口2-6与连接管路1-7相连通，并通过连接管路1-7与液压油泵1的油泵出油口1-6及第一比例溢流阀3的第一比例溢流阀进油管3-1相连通；第一比例溢流阀3的进油口通过第一比例溢流阀进油管3-1与连接管路1-7相连通，并通过连接管路1-7分别与油泵出油口1-6和马达进油口2-6相连通；油箱4内部存放有工作油液，油箱4的油箱右侧板4-1上开设有通孔，油泵输入轴1-1从油箱右侧板4-1上的通孔穿出，油箱4的油箱左侧板4-2上开设有通孔，马达输出轴2-1从油箱左侧板4-2上的通孔穿出。
第二比例溢流阀5的进油口通过第二比例溢流阀进油管5-1、马达回油管2-4与马达回油口2-3相连通，第二比例溢流阀5的回油口通过第二比例溢流阀回油管5-2连通油箱4中的工作油液，换向阀6的进油口通过换向阀进油管6-1、马达回油管2-4与马达回油口2-3相连通，换向阀6的回油口通过换向阀回油管6-2连通第二比例溢流阀回油管5-2，并连通油箱4中的工作油液。当液压耦合器工作、换向阀6处于左位工作状态时，液压马达2的回油可以通过马达回油口2-3、马达回油管2-4、换向阀进油管6-1、换向阀6的左位、换向阀回油管6-2回到油箱4中，工作机处于正常工作状态；当液压耦合器工作、换向阀6处于右位工作状态时，液压马达2的回油可以通过马达回油口2-3、马达回油管2-4、第二比例溢流阀进油管5-1、第二比例溢流阀5、第二比例溢流阀回油管5-2回到油箱4中，工作机处于制动状态。
当液压耦合器启动时，与马达输出轴2-1相连接的工作机具有较大的惯性负载和摩擦负载，为了使工作机能够平稳启动，降低原动机的启动冲击和启动负载，对第一比例溢流阀3设置较低的控制信号，对应于第一比例溢流阀3较低的开启压力，并逐步增加第一比例溢流阀3的控制信号，对应于马达的工作油压平稳增加，马达输出轴2-1的输出力矩逐步增加，平稳实现工作机启动过程，最终控制第一比例溢流阀3的开启压力达到与略大于工作机额定转矩对应的油压，一方面保证在工作机额定负载范围内，第一比例溢流阀3不会产生溢流，液压油泵1输出的工作油液充分进入液压马达2内，提高液压耦合器的工作效率，另一方面，当工作机遇到故障状态，出现超载时，第一比例溢流阀3的进油口压力升高，大于第一比例溢流阀3的开启压力时，第一比例溢流阀3产生溢流，限制液压马达2的工作油压，最终限制工作机的工作负载，防止液压耦合器及原动机超载，起到安全保护作用。所以，通过在液压油泵1和液压马达2的通路上设置第一比例溢流阀3可以实现工作机的平稳启动，通过设置第一比例溢流阀3控制信号的不同曲线，可以非常容易的控制工作机的启动过程，同时，液压耦合器中使用第一比例溢流阀3后，能够轻易实现液压耦合器的过载保护功能。
当液压耦合器工作、换向阀6处于左位工作状态时，原动机通过联轴器带动油泵输入轴1-1一起转动，油泵吸油口1-3通过油泵吸油管1-4从油箱4中吸取工作油液，工作油液从油泵出油口1-6排出，并通过连接管路1-7进入马达进油口2-6，液压马达2的回油可以通过马达回油口2-3、马达回油管2-4、换向阀进油管6-1、换向阀6的左位、换向阀回油管6-2回到油箱4中，液压马达2工作，驱动马达输出轴2-1旋转，并通过联轴器带动工作机工作。液压油泵1的泄漏油通过油泵泄漏口1-8、油泵泄漏油管1-9流回油箱4中；液压马达2的泄漏油通过马达泄漏口2-7、马达泄漏油管2-8流回油箱4中。
当液压耦合器工作、换向阀6处于右位工作状态，同时，第一比例溢流阀3控制信号设置为零，使得液压马达2的工作油压处于最低状态，液压马达2的回油可以通过马达回油口2-3、马达回油管2-4、第二比例溢流阀进油管5-1、第二比例溢流阀5、第二比例溢流阀回油管5-2回到油箱4中，实现工作机的液压制动。
作为优选方案，液压油泵1可以是定量泵或者是变量泵，当液压油泵1为变量泵时，可以实现液压耦合器的调速功能，由于变量泵调速为容积调速，使得液压耦合器具有更高的调速效率。
作为优选方案，液压马达2可以是定量马达或者是变量马达，当液压马达2为变量马达时，可以实现液压耦合器的调速功能，由于变量马达调速为容积调速，使得液压耦合器具有更高的调速效率。
作为优选方案，第一比例溢流阀3和第二比例溢流阀5也可以是手动调节溢流阀。
当液压耦合器使用变量泵或变量马达时，液压耦合器具备调速功能，同时液压耦合器具有更高的调速效率和更宽的调速范围。
本发明的有益效果是：
本发明由液压油泵、液压马达、比例溢流阀等液压元件组成，一方面液压油泵、液压马达、比例溢流阀等液压元件均为成熟定型的产品，性能稳定，采购成本低，另一方面，利用液压油泵、液压马达、比例溢流阀等组成的液压耦合器，具有较高的工作效率，体积小，限制安全保护，启动性能充分可调，可以实现无级调速，调速范围更宽等特性，同时，把第二比例溢流阀设置在液压马达回油管路上可以实现工作机的液压制动，并设置合理的制动曲线，获得理想的制动性能。所以，本发明提出的液压耦合器具有更广泛的应用前景。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种液压耦合器，其特征在于：包括液压油泵（1）、液压马达（2）、第一比例溢流阀（3）、油箱（4）、第二比例溢流阀（5）、换向阀（6）、连接管路（1-7）；所述油箱（4）包括油箱右侧板（4-1）和油箱左侧板（4-2）；所述液压油泵（1）包括油泵输入轴（1-1）、油泵吸油口（1-3）、油泵出油口（1-6）、油泵泄漏口（1-8），所述液压油泵（1）安装于油箱（4）内侧，并通过油泵安装螺钉（1-5）安装在油箱右侧板（4-1）上，液压油泵（1）的端面和油箱右侧板（4-1）之间设置有油泵端面密封垫（1-2），起到密封作用，防止油液泄漏，所述油泵输入轴（1-1）通过联轴器和原动机相连接，所述油泵吸油口（1-3）通过油泵吸油管（1-4）连通油箱（4）中的工作油液，所述油泵泄漏口（1-8）通过油泵泄漏油管（1-9）连通油箱（4）中的工作油液，所述油泵出油口（1-6）与连接管路（1-7）相连通，并通过连接管路（1-7）与液压马达（2）的马达进油口（2-6）及第一比例溢流阀（3）的第一比例溢流阀进油管（3-1）相连通；
所述液压马达（2）包括马达输出轴（2-1）、马达回油口（2-3）、马达进油口（2-6）、马达泄漏口（2-7），所述液压马达（2）安装于油箱（4）内侧，并通过马达安装螺钉（2-5）安装在油箱左侧板（4-2）上，液压马达（2）的端面和油箱左侧板（4-2）之间设置有马达端面密封垫（2-2），起到密封作用，防止油液泄漏，所述马达输出轴（2-1）可以通过联轴器和工作机相连接，所述马达回油口（2-3）通过马达回油管（2-4）分别连通第二比例溢流阀进油管（5-1）和换向阀进油管（6-1），进而与第二比例溢流阀（5）和换向阀（6）的进油口相连通，所述马达泄漏口（2-7）通过马达泄漏油管（2-8）连通油箱（4）中的工作油液，所述马达进油口（2-6）与连接管路（1-7）相连通，并通过连接管路（1-7）与液压油泵（1）的油泵出油口（1-6）及第一比例溢流阀（3）的第一比例溢流阀进油管（3-1）相连通；所述第一比例溢流阀（3）的进油口通过第一比例溢流阀进油管（3-1）与连接管路（1-7）相连通，并通过连接管路（1-7）分别与油泵出油口（1-6）和马达进油口（2-6）相连通；所述油箱（4）内部存放有工作油液，油箱（4）的油箱右侧板（4-1）上开设有通孔，油泵输入轴（1-1）从油箱右侧板（4-1）上的通孔穿出，油箱（4）的油箱左侧板（4-2）上开设有通孔，马达输出轴（2-1）从油箱左侧板（4-2）上的通孔穿出；
所述第二比例溢流阀（5）的进油口通过第二比例溢流阀进油管（5-1）、马达回油管（2-4）与马达回油口（2-3）相连通，所述第二比例溢流阀（5）的回油口通过第二比例溢流阀回油管（5-2）连通油箱（4）中的工作油液，所述换向阀（6）的进油口通过换向阀进油管（6-1）、马达回油管（2-4）与马达回油口（2-3）相连通，所述换向阀（6）的回油口通过换向阀回油管（6-2）连通第二比例溢流阀回油管（5-2），并连通油箱（4）中的工作油液。
2.根据权利要求1所述的一种液压耦合器，其特征在于：所述液压油泵（1）是定量泵或者变量泵，当液压油泵（1）为变量泵时，实现液压耦合器的调速功能。
3.根据权利要求1所述的一种液压耦合器，其特征在于：所述液压马达（2）是定量马达或者变量马达，当液压马达（2）为变量马达时，实现液压耦合器的调速功能。
4.根据权利要求1所述的一种液压耦合器，其特征在于：所述第一比例溢流阀（3）和第二比例溢流阀（5）为手动调节溢流阀。
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