集成在柱塞泵殼體內(nèi)的多自由度可調(diào)節(jié)壓力脈動衰減器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種集成在柱塞泵殼體內(nèi)的多自由度可調(diào)節(jié)壓力脈動衰減器。柱塞泵殼體內(nèi)，泵出口一側(cè)設(shè)有第一盲孔，其安裝有阻尼片，其上開有阻尼孔，第一盲孔內(nèi)設(shè)有空腔，空腔經(jīng)第一細(xì)管與液壓泵出口連通，第一、第二、第三盲孔內(nèi)的腔體分別為第一、第二、第三管道，柱塞泵殼體同一側(cè)面開有第三、第二盲孔，第二、第三管道之間通過第二細(xì)管連通，第一、第三管道之間連通；第一、第二、第三盲孔通過各自螺堵和密封組件密封。本發(fā)明方便地集成在泵殼內(nèi)，可根據(jù)工作環(huán)境和油液參數(shù)變化多自由度調(diào)整衰減器的工作頻率范圍，為主動壓力脈動衰減器設(shè)計提供了依據(jù)；適用于安裝空間受到嚴(yán)格限制的場合；并且加工安裝方便，可靠性高，可長期無故障工作。
【專利說明】集成在柱塞泵殼體內(nèi)的多自由度可調(diào)節(jié)壓力脈動衰減器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種壓力脈動衰減器，特別是涉及一種集成在柱塞泵殼體內(nèi)的多自由度可調(diào)節(jié)壓力脈動衰減器。
【背景技術(shù)】
[0002]軸向柱塞泵以其可以實現(xiàn)多種變量形式在工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，脈動式的流量的輸出是其固有特性。流量脈動經(jīng)系統(tǒng)阻抗變換后形成壓力脈動。壓力脈動和隨之產(chǎn)生的機械振動使液壓系統(tǒng)可靠性下降甚至導(dǎo)致液壓系統(tǒng)失效，因此液壓系統(tǒng)的壓力脈動必須得到有效抑制。尤其是在對可靠性及安全性有著嚴(yán)格要求的飛機液壓系統(tǒng)中。抑制壓力脈動一般采用三種方法:通過優(yōu)化配流盤設(shè)計等途徑減小泵源影響；合理布置管路及相關(guān)元件以調(diào)整負(fù)載阻抗；加裝壓力脈動衰減器。按照工作原理，壓力脈動衰減器主要分為諧振型(利用諧振原理)和干涉型衰減器(利用波的干涉原理)兩種。
[0003]對于諧振型衰減器，由于油液的可壓縮性形成的容性C，油液運動時的慣性I及油液與管壁面的摩檫或流經(jīng)阻尼孔形成的阻性R，衰減器的動態(tài)模型是一個RIC串聯(lián)形成的阻抗。諧振型壓力脈動衰減器的原理是在諧振頻率處(L1.rvTr),壓力脈動衰減器阻抗值最小，此時衰減器效果最好。因此壓力脈動衰減器設(shè)計的要點在于調(diào)節(jié)參數(shù)I和C，使得諧振頻率接近于泵工作轉(zhuǎn)速對應(yīng)的脈動頻率。對于航空液壓柱塞泵，考慮到安裝空間緊湊，常常把壓力脈動衰減器集成在泵殼體內(nèi)，即內(nèi)置壓力脈動衰減器的方式，一般采用亥姆霍茲型諧振型衰減器。該衰減器由細(xì)管和空腔組成，空腔容積越大，能衰減越低工作轉(zhuǎn)速對應(yīng)的壓力脈動。但也存在著衰減頻率不能調(diào)節(jié)以應(yīng)對工況和油液參數(shù)的變化，衰減額定工作轉(zhuǎn)速對應(yīng)的壓力脈動時，空腔總?cè)莘e相對較大的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種集成在柱塞泵殼體內(nèi)的多自由度可調(diào)節(jié)壓力脈動衰減器，可適用于航空液壓軸向柱塞泵殼體，可以在較大范圍內(nèi)多自由度地調(diào)節(jié)衰減器的工作頻率，以應(yīng)對工況和油液參數(shù)的變化，為主動壓力脈動衰減器的設(shè)計提供了依據(jù)。同時空腔總?cè)莘e相對較小，以滿足空間緊湊型的要求。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
該衰減器集成在柱塞泵殼體內(nèi)，液壓泵出口一側(cè)設(shè)有第一盲孔，第一盲孔中部安裝有阻尼片，第一盲孔通過第一螺堵和第一密封組件密封，阻尼片與第一螺堵之間的第一盲孔內(nèi)設(shè)有空腔，空腔通過第一細(xì)管與液壓泵出口相連接，位于阻尼片內(nèi)側(cè)的第一盲孔內(nèi)的腔體為第一管道；柱塞泵殼體同一側(cè)面開有第三盲孔和第二盲孔，第三盲孔通過第三螺堵和第三密封組件密封，第三盲孔內(nèi)的腔體為第三管道，第一管道與第三管道相連通；第二盲孔通過第二螺堵和第二密封組件密封，第二盲孔內(nèi)的腔體為第二管道，第二管道與第三管道通過第二細(xì)管相連通。
[0006]所述的第一管道中間段與第三管道末端直接連通，第三管道中間段與第二管道中間段之間通過第二細(xì)管連通。
[0007]所述的第一螺堵、第二螺堵和第三螺堵上均加工有兩個環(huán)形槽，第一密封組件、第二密封組件和第三密封組件包括O型圈和環(huán)形擋板，O型圈和環(huán)形擋板均嵌在兩個環(huán)形槽中進行密封。
[0008]所述的阻尼片中心開有阻尼孔。
[0009]通過調(diào)整第二螺堵和第三螺堵的擰入長度調(diào)整第二管道與第三管道的長度，從而調(diào)整衰減器工作頻率。
[0010]通過更換所述的阻尼片，改變阻尼孔的孔徑和長度，從而調(diào)整衰減器工作頻率。
[0011]本發(fā)明具有的有益效果是:
本發(fā)明加工容易，結(jié)構(gòu)形式多樣，能夠根據(jù)殼體情況，方便集成在殼體內(nèi)；總空腔容積小，避免大空腔的出現(xiàn)；可多自由度調(diào)節(jié)衰減頻率，以應(yīng)對工況和油液參數(shù)的變化，為主動壓力脈動衰減器的設(shè)計提供了依據(jù)；本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于對安全性和可靠性要求較高同時空間受到嚴(yán)格限制的場合，特別應(yīng)用于航空液壓系統(tǒng)中，對于航空液壓能源系統(tǒng)的減振降噪有著重要的意義。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中:1.軸向柱塞泵殼體；2.第一管道；3.阻尼片；4.空腔；5.第一密封組件；
6.第一螺堵；7.第二管道；8.第二螺堵；9.第二密封組件；10.第二細(xì)管；11.第三螺堵；12.第三密封組件；13.第三管道；14.第一細(xì)管；15.液壓泵出口。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0015]如圖1所示，本發(fā)明包括開有阻尼孔的阻尼片3、空腔4、適當(dāng)直徑的三個管道(直徑均大于1mm)及相應(yīng)盲孔上的螺堵及密封組件、相互之間連接的細(xì)管(直徑為5mm左右)；該衰減器集成在柱塞泵殼體I內(nèi)，液壓泵出口 15—側(cè)設(shè)有第一盲孔，第一盲孔中部安裝有阻尼片3，阻尼片3通過抵在其上的第一螺堵6和第一管道2開口處的擴孔端面固定，阻尼片上開有阻尼孔，阻尼孔前端設(shè)置開口，對液流進行預(yù)收縮。第一盲孔通過第一螺堵6和第一密封組件5密封，阻尼片3與第一螺堵6之間的第一盲孔內(nèi)設(shè)有空腔4，空腔4通過第一細(xì)管14與液壓泵出口 15相連接，位于阻尼片3內(nèi)側(cè)的第一盲孔內(nèi)的腔體為第一管道2 ;柱塞泵殼體I同一側(cè)面開有第三盲孔和第二盲孔，第三盲孔通過第三螺堵11和第三密封組件12密封，位于第三螺堵11內(nèi)側(cè)的第三盲孔內(nèi)的腔體為第三管道13，第一管道2與第三管道13相連通；第二盲孔通過第二螺堵8和第二密封組件9密封，位于第二螺堵8內(nèi)側(cè)的第二盲孔內(nèi)的腔體為第二管道7，第二管道7與第三管道13通過第二細(xì)管10相連通。
[0016]所述的第一螺堵6、第二螺堵8和第三螺堵11上均加工有兩個環(huán)形槽，第一密封組件5、第二密封組件9和第三密封組件12包括O型圈和環(huán)形擋板，O型圈和環(huán)形擋板均嵌在兩個環(huán)形槽中進行密封。環(huán)形擋板用于防止O型圈在高壓下擠出，形成可靠密封。
[0017]第一管道2中間段與第三管道13末端直接連通，第三管道13的中間段與第二管道7中間段之間通過第二細(xì)管10連通。即第三管道13末端通過分支節(jié)點連接到第一管道2上，第二細(xì)管10和第三管道13之間、第二細(xì)管10和第二管道7之間也均以分支節(jié)點的形式相連，使得管道能夠根據(jù)具體殼體情況靈活布置在不同平面上，從而使得該種形式的壓力脈動衰減器很容易地集成在殼體內(nèi)。第一細(xì)管14和空腔4的連接方式也保證了第一細(xì)管14可以根據(jù)需要放置在液壓泵出口 15的不同位置上。附圖1為清楚表示，提供了剖面圖，圖中所有管道分布表示在同一平面上，但實際的柱塞泵殼體I內(nèi)，各個盲孔和各個管道的方向和位置可不在同一平面上。本發(fā)明中盲孔均可以通過直接鉆孔的方式加工；第一細(xì)管和第二細(xì)管可以預(yù)鑄在泵殼內(nèi)，或通過增加工藝孔的方式直接鉆孔，工藝孔用帶密封件的螺堵密封。第一管道2，第二管道7，第三管道13相互連接的方式使得該種類型的壓力脈動衰減器安裝靈活性大大提高。
[0018]本發(fā)明的工作原理如下:
對于一個相對低的流量脈動頻率，一般的衰減器都設(shè)計一個很大空腔以增大C或又細(xì)又長的管道以增大I，對于移動液壓特別是飛機液壓系統(tǒng)，空間受到嚴(yán)格限制的場合，該種設(shè)計并不適用。一個實用的方案是利用阻尼孔和管道的阻抗特性來設(shè)計衰減器，從而為獲得總空腔容積小，多自由度可調(diào)節(jié)的壓力脈動衰減器提供可能。
[0019]由于油液的可壓縮型形成的容性C，油液運動時的慣性I及油液與管壁面的摩檫形成的阻性R，管道的動態(tài)模型是一個RIC串聯(lián)形成的阻抗，管道直徑較大時，容性起主導(dǎo)作用，管道直徑較小時(細(xì)管)，慣性和阻性起主導(dǎo)作用。對于阻尼孔來說，由于阻尼孔前后收縮流的存在，使得油液流經(jīng)阻尼孔時不僅體現(xiàn)為阻性，還體現(xiàn)為慣性，特別是在阻尼孔直徑較小時，這種作用更明顯，慣性和阻性對阻尼孔直徑和長度的變化也更敏感。利用管道和阻尼孔的這種阻抗特性，通過在衰減器中合理加入、布置阻尼孔和管道(通過分支節(jié)點加入)，即可調(diào)整壓力脈動衰減器整體的1、C，從而調(diào)整脈動衰減器衰減頻率。若新加入的阻尼孔參數(shù)和管道長度都在一定長度內(nèi)可調(diào)，就獲得了多自由度可調(diào)節(jié)壓力脈動衰減器。
[0020]需要調(diào)節(jié)阻尼孔參數(shù)時，只需擰下第一螺堵6，裝入相應(yīng)尺寸的阻尼片即可，而管道長度的調(diào)接則利用可調(diào)節(jié)擰入長度的螺堵即可；以后可考慮利用這種調(diào)節(jié)自由度，把測得的泵轉(zhuǎn)速輸入給控制器，控制器來控制執(zhí)行器來調(diào)節(jié)相關(guān)參數(shù)，為主動式壓力脈動衰減器提供了可能。為了使螺堵密封可靠，在每個螺堵處加工兩個環(huán)形槽安裝密封圈和擋板(防止密封圈在高壓下擠出)。
[0021]本發(fā)明的具體實施工作過程如下:
液壓泵以一定工作轉(zhuǎn)速工作時，在泵出口產(chǎn)生流量脈動，一小部分脈動流量經(jīng)第一細(xì)管14流向空腔4，空腔4的液流經(jīng)過阻尼片3的阻尼孔后流向第一管道2，在第一管道2和第三管道13的連通點處，液流進行分支，分支出來的一部分液流流向第三管道13，流向第三管道13的液流在第二細(xì)管10和第三管道13連通點繼續(xù)進行分支，分支出來的一部分液經(jīng)第二細(xì)管后最終流向第二管道7形成的封閉腔體內(nèi)。
[0022]第二管道和第三管道直徑一般大于15_，此時容性起主要作用，通過調(diào)整第二螺堵8和第三螺堵11的擰入長度調(diào)整第二管道7與第三管道13的有效長度，小范圍調(diào)整第二管道和第三管道的容性，從而可小范圍調(diào)整衰減器工作頻率。通過更換所述的阻尼片3，改變阻尼孔的孔徑(直徑一般小于2_)和長度，從而可大范圍調(diào)整衰減器工作頻率，為主動壓力脈動衰減器的設(shè)計提供了依據(jù)。實際工作過程中，可根據(jù)工況和油液參數(shù)的變化，利用更換阻尼片粗調(diào)壓力脈動衰減器工作頻率，利用第二螺堵8和第三螺堵11細(xì)調(diào)衰減器工作頻率，從而使得該脈動衰減器在期望頻率范圍內(nèi)很好地衰減壓力脈動。
[0023]由此，本發(fā)明能夠根據(jù)具體殼體情況變換結(jié)構(gòu)形式，方便地集成在泵殼內(nèi)；配有易于更換的阻尼片，很容易對阻尼孔直徑進行調(diào)整，從而大范圍調(diào)整衰減器能夠衰減的頻率范圍；管道末端用可調(diào)整擰入長度的螺堵堵住，對衰減器衰減頻率進行小范圍進行調(diào)節(jié)。
[0024]本發(fā)明多自由度可調(diào)節(jié)的特性使得衰減器能夠根據(jù)工作環(huán)境和油液參數(shù)的變化進行調(diào)整，為主動壓力脈動衰減器的設(shè)計提供了依據(jù)；空腔總?cè)莘e相對較小，適用于安裝控件受到嚴(yán)格限制的場合；衰減器由一系列基本元素構(gòu)成，加工安裝方便，可靠性高，能夠長期無故障工作。
[0025]上述【具體實施方式】用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)，對本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種集成在柱塞泵殼體內(nèi)的多自由度可調(diào)節(jié)壓力脈動衰減器，其特征在于:該衰減器集成在柱塞泵殼體(I)內(nèi)，液壓泵出口( 15) —側(cè)設(shè)有第一盲孔，第一盲孔中部安裝有阻尼片(3),第一盲孔通過第一螺堵(6)和第一密封組件(5)密封,阻尼片(3)與第一螺堵(6)之間的第一盲孔內(nèi)設(shè)有空腔(4)，空腔(4)通過第一細(xì)管(14)與液壓泵出口(15)相連接，位于阻尼片(3)內(nèi)側(cè)的第一盲孔內(nèi)的腔體為第一管道(2);柱塞泵殼體(I)同一側(cè)面開有第三盲孔和第二盲孔，第三盲孔通過第三螺堵(11)和第三密封組件(12)密封，第三盲孔內(nèi)的腔體為第三管道(13)，第一管道(2)與第三管道(13)相連通；第二盲孔通過第二螺堵(8)和第二密封組件(9)密封，第二盲孔內(nèi)的腔體為第二管道(7)，第二管道(7)與第三管道(13)通過第二細(xì)管(10)相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成在柱塞泵殼體內(nèi)的多自由度可調(diào)節(jié)壓力脈動衰減器，其特征在于:所述的第一管道(2)中間段與第三管道(13)末端直接連通，第三管道(13)中間段與第二管道(7)中間段之間通過第二細(xì)管(10)連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成在柱塞泵殼體內(nèi)的多自由度可調(diào)節(jié)壓力脈動衰減器，其特征在于:所述的第一螺堵(6)、第二螺堵(8)和第三螺堵(11)上均加工有兩個環(huán)形槽，第一密封組件(5 )、第二密封組件(9 )和第三密封組件(12 )包括O型圈和環(huán)形擋板，O型圈和環(huán)形擋板均嵌在兩個環(huán)形槽中進行密封。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成在柱塞泵殼體內(nèi)的多自由度可調(diào)節(jié)壓力脈動衰減器，其特征在于:所述的阻尼片(3)中心開有阻尼孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成在柱塞泵殼體內(nèi)多自由度可調(diào)節(jié)壓力脈動衰減器，其特征在于:通過調(diào)整第二螺堵(8)和第三螺堵(11)的擰入長度調(diào)整第二管道(7)與第三管道(13)的長度，從而調(diào)整衰減器工作頻率。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種集成在柱塞泵殼體內(nèi)的多自由度可調(diào)節(jié)壓力脈動衰減器，其特征在于:通過更換所述的阻尼片(3)，改變阻尼孔的孔徑和長度，從而調(diào)整衰減器工作頻率。
【文檔編號】F15D1/00GK104033374SQ201410259805
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月12日
【發(fā)明者】歐陽小平, 李磊, 方旭, 楊華勇 申請人:浙江大學(xué)