本公開涉及柱塞泵的，具體而言，涉及一種對置式直驅(qū)數(shù)字柱塞泵及流量控制方法。

背景技術(shù)：

1、柱塞泵是煤礦綜采工作面供液系統(tǒng)的核心動力設備，為液壓支架提供具有一定壓力的高壓乳化液。為了提高綜采工作面供液系統(tǒng)的性能和效率，降低能耗，柱塞泵需要根據(jù)液壓支架的實際用液需求快速地調(diào)節(jié)輸出流量。柱塞泵根據(jù)動力機構(gòu)的不同，可分為曲柄滑塊式、斜盤式、凸輪式、直驅(qū)式等。

2、對于曲柄滑塊式、斜盤式、凸輪式的柱塞泵，目前煤礦綜采工作面供液系統(tǒng)多采用閥控方式的流量控制策略，如電磁卸荷閥等。但是，一方面閥控方式的系統(tǒng)能耗高且損耗能量以熱能的形式耗散；另一方面，雖然采用變頻電機調(diào)節(jié)曲柄滑塊的輸出速度或者改變斜盤機構(gòu)的轉(zhuǎn)角來調(diào)節(jié)排量等方式也可以改變輸出流量，但是由于機械零部件的運動慣性，輸出流量的響應速度較慢，難以滿足煤礦遠距離供液或中央供液等供液場景的需求。

3、數(shù)字柱塞泵采用數(shù)字信號控制輸出流量，利用高速開關(guān)閥快速開啟關(guān)閉或者通過調(diào)控高頻直線電機、電液致動器等高頻驅(qū)動裝置的驅(qū)動頻率來調(diào)控輸出流量，可實現(xiàn)流量的快速響應。與高速開關(guān)閥結(jié)構(gòu)的數(shù)字柱塞泵相比，采用高頻驅(qū)動裝置作為動力源的直驅(qū)數(shù)字柱塞泵，其中間傳遞環(huán)節(jié)較少，具有結(jié)構(gòu)與控制簡單、維修方便的優(yōu)點。然而，直線電機或電液致動器通常具有一個最小的非零執(zhí)行速度或者非零行程，因此對應的數(shù)字柱塞泵輸出流量范圍有限，不能達到零到最大流量的連續(xù)調(diào)節(jié)，難以實現(xiàn)極小流量輸出和零流量輸出的需求，尤其不能滿足煤礦綜采工作面頻繁間歇供液的用液場景。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本公開旨在提供一種對置式直驅(qū)數(shù)字柱塞泵及流量控制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中柱塞泵輸出流量范圍有限，不能達到零到最大流量的連續(xù)調(diào)節(jié)，難以實現(xiàn)極小流量輸出和零流量輸出的需求的技術(shù)問題。

2、本公開的一方面提供一種對置式直驅(qū)數(shù)字柱塞泵，包括控制裝置和至少一個液體輸出單元，所述控制裝置用于對于所述液體輸出單元進行總輸出流量的調(diào)控以適用于滿流量輸出、部分流量輸出、極少流量輸出以及零流量輸出中的至少一個輸出狀態(tài)。

3、在一些實施例中，所述液體輸出單元為多個，多個所述液體輸出單元按照預定順序依次布置。

4、在一些實施例中，所述液體輸出單元包括控制單元以及相互連接且相對設置的第一柱塞腔和第二柱塞腔，所述控制單元與所述控制裝置連接，所述第一柱塞腔和所述第二柱塞腔之間通過柱塞腔連接流道連通，所述第一柱塞腔和所述第二柱塞腔內(nèi)分別設置可移動的第一柱塞和第二柱塞，所述第一柱塞通過第一柱塞桿與第一驅(qū)動裝置連接，所述第二柱塞通過第二柱塞桿與第二驅(qū)動裝置連接。

5、在一些實施例中，所述第一驅(qū)動裝置和/或所述第二驅(qū)動裝置為電液執(zhí)行器或電機。

6、在一些實施例中，所述柱塞腔連接流道通過第一流道與低壓回路連接，所述柱塞腔連接流道還通過第二流道與高壓回路連接。

7、在一些實施例中，所述第一流道上設置吸液單向閥，所述第二流道上設置排液單向閥。

8、本公開的一方面提供一種對置式直驅(qū)數(shù)字柱塞泵的流量控制方法，包括：

9、控制第一驅(qū)動裝置和第二驅(qū)動裝置基于最大驅(qū)動頻率分別驅(qū)動第一柱塞和第二柱塞到達零位；

10、當所述第一柱塞和所述第二柱塞到達零位后，響應于滿流量輸出信號，控制所述第一驅(qū)動裝置和所述第二驅(qū)動裝置基于最大驅(qū)動頻率分別驅(qū)動所述第一柱塞和所述第二柱塞向相互遠離的方向運動以實現(xiàn)吸液，在吸液結(jié)束后控制所述第一驅(qū)動裝置和所述第二驅(qū)動裝置基于最大驅(qū)動頻率分別驅(qū)動所述第一柱塞和所述第二柱塞向相互靠近的方向運動以實現(xiàn)排液。

11、在一些實施例中，還包括：

12、當所述第一柱塞和所述第二柱塞到達零位后，響應于部分流量輸出信號，控制所述第一驅(qū)動裝置和所述第二驅(qū)動裝置基于第一預定驅(qū)動頻率分別驅(qū)動所述第一柱塞和所述第二柱塞向相互遠離的方向運動以實現(xiàn)吸液，在吸液結(jié)束后控制所述第一驅(qū)動裝置和所述第二驅(qū)動裝置基于第一預定驅(qū)動頻率分別驅(qū)動所述第一柱塞和所述第二柱塞向相互靠近的方向運動以實現(xiàn)排液。

13、在一些實施例中，還包括：

14、當所述第一柱塞和所述第二柱塞到達零位后，響應于極小流量輸出信號，控制所述第一驅(qū)動裝置基于第二預定驅(qū)動頻率驅(qū)動所述第一柱塞并控制所述第二驅(qū)動裝置基于最小驅(qū)動頻率驅(qū)動所述第二柱塞朝第一方向運動，當所述第一柱塞抵達行程終點后控制所述第一驅(qū)動裝置基于第二預定驅(qū)動頻率驅(qū)動所述第一柱塞朝第二方向運動，同時控制所述第二驅(qū)動裝置基于最小驅(qū)動頻率驅(qū)動所述第二柱塞朝第二方向運動以實現(xiàn)排液，當所述第一柱塞和所述第二柱塞同時到達行程終點后，控制所述第一驅(qū)動裝置基于第二預定驅(qū)動頻率驅(qū)動所述第一柱塞朝第一方向運動同時控制所述第二驅(qū)動裝置基于最小驅(qū)動頻率驅(qū)動所述第二柱塞朝第一方向運動。

15、在一些實施例中，還包括：

16、當所述第一柱塞和所述第二柱塞到達零位后，響應于零流量輸出信號，控制所述第一驅(qū)動裝置和所述第二驅(qū)動裝置分別基于第三預定驅(qū)動頻率分別驅(qū)動所述第一柱塞和所述第二柱塞朝第一方向運動。

17、本公開實施例通過數(shù)字控制裝置協(xié)調(diào)控制兩個對置式分布的驅(qū)動裝置的驅(qū)動頻率和驅(qū)動方向，再結(jié)合兩個柱塞腔之間的連接流道結(jié)構(gòu)使全部流體或部分流體在兩個柱塞腔之間交替流動，從而能夠根據(jù)用液需求實時快速地調(diào)節(jié)總輸出流量，從而能夠在多種流量輸出狀態(tài)間快速切換，以滿足間歇用液、滿流量用液、部分流量用液、極小流量用液等復雜用液場景。

18、為使本公開的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

技術(shù)特征：

1.一種對置式直驅(qū)數(shù)字柱塞泵，其特征在于，包括控制裝置和至少一個液體輸出單元，所述控制裝置用于對于所述液體輸出單元進行總輸出流量的調(diào)控以適用于滿流量輸出、部分流量輸出、極少流量輸出以及零流量輸出中的至少一個輸出狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對置式直驅(qū)數(shù)字柱塞泵，其特征在于，所述液體輸出單元為多個，多個所述液體輸出單元按照預定順序依次布置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對置式直驅(qū)數(shù)字柱塞泵，其特征在于，所述液體輸出單元包括控制單元以及相互連接且相對設置的第一柱塞腔和第二柱塞腔，所述控制單元與所述控制裝置連接，所述第一柱塞腔和所述第二柱塞腔之間通過柱塞腔連接流道連通，所述第一柱塞腔和所述第二柱塞腔內(nèi)分別設置可移動的第一柱塞和第二柱塞，所述第一柱塞通過第一柱塞桿與第一驅(qū)動裝置連接，所述第二柱塞通過第二柱塞桿與第二驅(qū)動裝置連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的對置式直驅(qū)數(shù)字柱塞泵，其特征在于，所述第一驅(qū)動裝置和/或所述第二驅(qū)動裝置為電液執(zhí)行器或電機。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的對置式直驅(qū)數(shù)字柱塞泵，其特征在于，所述柱塞腔連接流道通過第一流道與低壓回路連接，所述柱塞腔連接流道還通過第二流道與高壓回路連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的對置式直驅(qū)數(shù)字柱塞泵，其特征在于，所述第一流道上設置吸液單向閥，所述第二流道上設置排液單向閥。

7.一種對置式直驅(qū)數(shù)字柱塞泵的流量控制方法，其特征在于，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的流量控制方法，其特征在于，還包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的流量控制方法，其特征在于，還包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的流量控制方法，其特征在于，還包括：

技術(shù)總結(jié)
本公開提供一種對置式直驅(qū)數(shù)字柱塞泵及流量控制方法，所述對置式直驅(qū)數(shù)字柱塞泵包括控制裝置和至少一個液體輸出單元，所述控制裝置用于對于所述液體輸出單元進行總輸出流量的調(diào)控以適用于滿流量輸出、部分流量輸出、極少流量輸出以及零流量輸出中的至少一個輸出狀態(tài)。本公開實施例通過數(shù)字控制裝置協(xié)調(diào)控制兩個對置式分布的驅(qū)動裝置的驅(qū)動頻率和驅(qū)動方向，再結(jié)合兩個柱塞腔之間的連接流道結(jié)構(gòu)使全部流體或部分流體在兩個柱塞腔之間交替流動，從而能夠根據(jù)用液需求實時快速地調(diào)節(jié)總輸出流量，從而能夠在多種流量輸出狀態(tài)間快速切換，以滿足間歇用液、滿流量用液、部分流量用液、極小流量用液等復雜用液場景。

技術(shù)研發(fā)人員：李鑒峰,李然,劉盡學,焦美嶺,李勇,張忠祥
受保護的技術(shù)使用者：北京天瑪智控科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6