CN213929181U - 液控薄膜反馈节流装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种液控薄膜反馈节流装置，包括液控薄膜反馈节流器，液控薄膜反馈节流器包括用于高压油液进入的节流器供油口、用于高压油液流入静压轴承的静压轴承供油口、在压力驱动下可弹性形变的弹性金属膜片、被弹性金属膜片分隔开的上压力腔和下压力腔，下压力腔与弹性金属膜片间隙密封；上压力腔与节流器供油口直接连通，下压力腔与节流器供油口通过一级固定节流器连通；静压轴承供油口与下压力腔通过二级固定节流器连通，且下压力腔与弹性金属膜片之间的间隙变大时，静压轴承供油口与下压力腔通过该间隙连通。本实用新型结构简单、应用灵活、不受工况限制。

Description

液控薄膜反馈节流装置

技术领域

本实用新型涉及静压支撑技术领域，特别涉及一种液控薄膜反馈节流装置。

背景技术

基于静压支撑技术的设备主要有毛细管节流器、小孔节流器和薄膜反馈节流器。毛细管节流器与小孔节流器为固定节流器，其特点是节流器的液阻为定值，不随负载的变化而变化；液控薄膜反馈节流器为可变节流器，其特点是液阻能够随着负载的变化而变化，可随负载变化调整压力，使用可变节流器的静压轴承具有很高的油膜刚性。

传统的薄膜反馈节流器采用双向薄膜反馈方式，弹性金属膜片上下双向作用，使用过程中必须采用双薄膜反馈节流器工作，以达到静压轴承的动态平衡，双向薄膜反馈方式的薄膜反馈节流器会受到工况限制，应用不够灵活。

实用新型内容

本实用新型旨在解决传统的薄膜反馈节流器因采用双向薄膜反馈方式受到工况限制，应用不够灵活的技术问题，提供一种液控薄膜反馈节流装置。

为实现上述目的，本实用新型采用以下具体技术方案：

本实用新型提供的液控薄膜反馈节流装置，包括液控薄膜反馈节流器，液控薄膜反馈节流器包括用于高压油液进入的节流器供油口、用于高压油液流入静压轴承的静压轴承供油口、在压力驱动下可弹性形变的弹性金属膜片、被弹性金属膜片分隔开的上压力腔和下压力腔，下压力腔与弹性金属膜片间隙密封；上压力腔与节流器供油口直接连通，下压力腔与节流器供油口通过一级固定节流器连通；静压轴承供油口与下压力腔通过二级固定节流器连通，且下压力腔与弹性金属膜片之间的间隙变大时，静压轴承供油口与下压力腔通过该间隙连通。

优选地，通过上压力腔与下压力腔的压力差驱使弹性金属膜片发生弹性形变，关闭或增大下压力腔与弹性金属膜片之间的间隙。

优选地，由密封安装的上壳体和下壳体围出压力腔，弹性金属膜片安装在上壳体与下壳体之间，将压力腔分隔成上压力腔和下压力腔。

优选地，下壳体的中心为静压轴承供油口，静压轴承供油口凸出有一圈形成闭环的凸台，弹性金属膜片与上壳体围成上压力腔，弹性金属膜片、下壳体与凸台围成下压力腔，凸台与弹性金属膜片形成间隙密封。

优选地，上壳体与下壳体之间通过密封圈密封；上壳体与下壳体的工艺孔分别通过密封钢珠密封。

优选地，在上壳体上开设有用于监测上压力腔压力的测压孔，在测压孔内安装有丝堵。

优选地，液控薄膜反馈节流装置还包括与液控薄膜反馈节流器固定的测压模块，液控薄膜反馈节流器与测压模块之间通过密封圈密封，测压模块包括供油接口、静压轴承腔、泄油槽、泄油口、静压腔供油口、油孔和间隙回油接口；其中，供油接口通过油孔与节流器供油口连通，静压轴承腔通过静压腔供油口与静压轴承供油口连通，泄油槽通过泄油口与间隙回油接口连通。

优选地，在间隙回油接口处安装有吸油泵。

优选地，在测压模块上开设有用于监测静压轴承腔压力的静压轴承腔测压接口。

本实用新型能够取得以下技术效果：

1、在静压轴承承受负载时，液控薄膜反馈节流器通过弹性金属膜片的弹性变形提供辅助的压力支撑、流量输出，使得静压轴承的刚度超过毛细管节流器或小孔节流器的5倍以上。

2、液控薄膜反馈节流器采用单向薄膜反馈方式，既自反馈模式，应用灵活，不受工况限制，且结构简单、造价低。

附图说明

图1是根据本实用新型一个实施例的液控薄膜反馈节流装置的整体结构示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的液控薄膜反馈节流器的结构示意图；

图3是根据本实用新型一个实施例的测压模块的结构示意图。

其中的附图标记包括：液控薄膜反馈节流器1、上壳体101、弹性金属膜片102、下壳体103、密封钢珠104、节流器供油口105、一级固定节流器106、二级固定节流器107、静压轴承供油口108、密封圈109、丝堵110、上压力腔111、下压力腔112、间隙113、测压模块2、供油接口201、油孔202、静压腔供油口203、静压轴承腔204、泄油槽205、泄油口206、间隙回油接口207、螺孔208、静压轴承腔测压接口209、螺钉3。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，而不构成对本实用新型的限制。

下面将对本实用新型实施例提供的液控薄膜反馈节流装置进行详细说明。

图1示出了根据本实用新型一个实施例的液控薄膜反馈节流装置的整体结构。

如图1所示，本实用新型实施例提供的液控薄膜反馈节流装置，包括：液控薄膜反馈节流器1和测压模块2，液控薄膜反馈节流器1通过螺钉3紧固在测压模块2上，液控薄膜反馈节流器1采用单向薄膜反馈方式调节流入测压模块2内静压轴承的高压油液的流量，使静压轴承达到动态平衡。

下面分别对液控薄膜反馈节流器1和测压模块2的结构及工作原理进行详述。

图2示出了根据本实用新型一个实施例的液控薄膜反馈节流器的结构。

如图2所示，液控薄膜反馈节流器1包括上壳体101、弹性金属膜片102、下壳体103、密封钢珠104、节流器供油口105、一级固定节流器106、二级固定节流器107、静压轴承供油口108和密封圈109，上壳体101与下壳体103通过密封圈109密封安装，两者围成压力腔，弹性金属膜片102安装在上壳体101与下壳体103之间，将压力腔分隔成上压力腔111和下压力腔112，上压力腔111直接与节流器供油口105相连通，高压油液从节流器供油口105流入上压力腔111，下压力腔112与节流器供油口105通过一级固定节流器106连通，高压油液从节流器供油口105进入固定节流器106，经一级固定节流器106降压后进入下压力腔112，静压轴承供油口108与下压力腔112通过二级固定节流器107连通，下压力腔112内的高压油液经二级固定节流器107进一步降压后流入静压轴承供油口108。下压力腔112与弹性金属膜片102之间具有间隙113，当该间隙113关闭时，形成间隙密封，下压力腔112的高压油液无法通过该间隙113流入静压轴承供油口108，当该间隙113增大时，下压力腔112内通过该间隙113与静压轴承供油口108相连通，下压力腔112内的高压油液通过该间隙113流入静压轴承供油口108。

更为具体地，下壳体103的中心为静压轴承供油口108，在静压轴承供油口108上凸出有一圈形成闭环的凸台，凸台与弹性金属膜片102具有间隙113，形成间隙密封，弹性金属膜片102与上壳体101围成上压力腔111，弹性金属膜片102、下壳体103与凸台围成下压力腔112，由于静压轴承供油口108占据了下压力腔112的面积，所以下压力腔112的面积小于上压力腔111的面积。

一级固定节流器106和二级固定节流器107安装于下压力腔112内，用于对高压油液进行逐级降压，高压油液先经一级固定节流器106降压后进入下压力腔112内，再经二级固定节流器107降压后流至静压轴承供油口108，实现静压轴承的正常工作。

在本实用新型的一个示例中，上壳体101与下壳体103的工艺孔分别由过密封钢珠104的过盈安装进行密封。

在本实用新型的一个具体实施例中，节流器供油口105分别开设在上壳体101、下壳体103相对应的位置，用于连通下压力腔112与上压力腔供油111，向下压力腔112与上压力腔111供油。

高压油液从节流器供油口105进入液控薄膜反馈节流器1后分成两路，一路进入上压力腔111，进入上压力腔111的高压油液的压力维持不变，另一路经过一级固定节流器106降压后进入下压力腔112，再经过二级固定节流器107降到静压轴承的正常工作的压力后流至静压轴承供油口108。

由于上压力腔111的压力大于下压力腔112的压力，以及上压力腔111的受力面积大于下压力腔112的受力面积，故弹性金属膜片102因上压力腔111与下压力腔112的压力差向下压力腔112的方向弯曲，关闭间隙113，形成间隙密封。当静压轴承承受载荷时，静压轴承供油口108处的压力升高，推动弹性金属膜片102向上压力腔111的方向弯曲。

本实用新型通过弹性金属膜片102的弹性变形，实现间隙密封113的关闭或增大。由于只采用一个弹性金属膜片102，因此液控薄膜反馈节流器1为单向薄膜反馈方式，即自反馈模式。单向薄膜反馈方式的液控薄膜反馈节流器1相比双薄膜反馈方式的控薄膜反馈节流器，结构更加简单、造价更低、应用灵活、不受工况限制。

在静压轴承承受负载时，液控薄膜反馈节流器通过弹性金属膜片的弹性变形提供辅助的压力支撑、流量输出，使得静压轴承的刚度超过毛细管节流器或小孔节流器的5倍以上。

为了监测上压力腔111的压力，在上壳体101上开设有用于监测上压力腔111压力的测压孔，在测压孔内安装有丝堵110。

图3示出了根据本实用新型一个实施例的测压模块的结构。

如图3所示，测压模块2包括供油接口201、油孔202、静压腔供油口203、静压轴承腔204、泄油槽205、泄油口206、间隙回油接口207和螺孔208，螺孔209开设在测压模块2的四个角部，用于拧紧螺钉3，实现测压模块2与液控薄膜反馈节流器1的固定连接，测压模块2与液控薄膜反馈节流器1之间通过密封圈109进行密封。供油接口201用于连通外界与节流器供油口105，使高压油液从供油接口201进入节流器供油口105。静压轴承位于静压轴承腔204内，静压腔供油口203用于连通静压轴承腔204与静压轴承供油口108，下压力腔112内的高压油液依次经静压轴承供油口108、静压腔供油口203流入静压轴承腔204。泄油口206用于连通泄油槽205与间隙回油接口207，在间隙回油接口207处安装有吸油泵，静压轴承的间隙泄油收集于泄油槽205，并流至泄油口206，通过吸油泵将间隙泄油泵回液压站油箱中。

为了实现对静压轴承腔204的压力监测，在测压模块2上开设有静压轴承腔测压接口209。

上述内容详细说明了本实用新型提供的液控薄膜反馈节流装置的结构，液控薄膜反馈节流装置的测试方法，包括如下步骤：

S1、高压油液进入薄膜反馈节流器后分为两路，一路进入到上压力腔，上压力腔的压力为P0，另一路通过一级固定节流器进入下压力腔，下压力腔的压力为P1，下压力腔的高压油液通过二级固定节流器与静压轴承供油口后进入静压轴承腔，静压轴承腔的压力为P2，实现静压轴承腔内静压轴承的正常工作；其中，P1＜P0，P2＜P1。

结合图1-图3，高压油液是依次通过测压模块2的供油接口201进入到油孔202，再通过油孔202到达薄膜反馈节流器1的节流器供油口105，此时供油压力为系统压力P0。高压油液分离成两路，一路直接通过节流器供油口105进入到上压力腔111内，上压力腔的压力为P0，另一路通过一级固定节流器106后进入下压力腔112内，因阻尼作用，压力由P0降至P1；下压力腔112内的部分高压油液通过二级固定节流器107后到达静压轴承供油口108，因阻尼作用，压力由P1降至P2，并通过测压模块2的静压腔供油口203流入静压轴承腔204内，此时静压轴承腔204内的压力P2，实现静压轴承的正常工作。

静压轴承的间隙泄油收集于测压模块2的泄油槽205，再到达泄油口206，通过安装于间隙回油接口207的吸油泵泵回液压站油箱中。

S2、通过上压力腔与下压力腔的压力差驱使弹性金属膜片向下压力腔弯曲，关闭弹性金属膜片与下压力腔之间的间隙形成间隙密封，并处于临界状态。

因上压力腔111的压力P0大于下压力腔112的压力P1，并且上压力腔111的受力面积大于下压力腔112的受力面积，故弹性金属膜片102向下压力腔112的方向弯曲。当上压力腔111内的压力P0与下压力腔112内的压力P1的压力差△P驱使弹性金属膜片102发生弹性形变，在弹性弹性形变刚好等于弹性金属膜片102与下壳体103的凸台之间的行程时，关闭弹性金属膜片102与下壳体103的凸台之间的间隙113形成间隙密封，并处于临界状态。

S3、在静压轴承承受载荷时，静压轴承腔的内部压力升高，通过静压轴承供油口进入静压轴承腔内的高压油液流量减少，静压轴承腔供油口处的压力升高，推动弹性金属膜片向上压力腔弯曲，增大弹性金属膜片与下压力腔之间的间隙。

当静压轴承承受载荷时，静压轴承腔204的内部压力升高，通过静压腔供油口203至静压轴承腔204内的高压液体流量减小，静压轴承供油口108处的压力随之升高，从而打破原有的平衡状态，推动弹性金属膜片102向上压力腔111的方向弯曲，此时弹性金属膜片102与凸台形成的间隙113增大。

S4、下压力腔内的高压油液随着间隙的增大迅速流至静压轴承腔内，同时下压力腔的压力由P1下降至P3，驱使弹性金属膜片再次向下压力腔弯曲，关闭间隙，此时静压轴承腔的内部压力由P2提高至P4，再次处于临界状态。

由于下压力腔112内的压力P1大于静压轴承腔204内的压力P2，故下压力腔112内的高压液体将会迅速流至静压轴承腔204内，静压轴承腔204内的压力逐渐升高，在静压轴承腔204内液体流量增加的同时，下压力腔112内的压力由P2下降至P3，此时上压力腔111内的压力P0与下压力腔112内的压力P3的压力差为△P'，由于△P'大于△P，弹性金属膜片102的弹性模量一定，且上压力腔111与下压力腔112的面积差△S未变，因此弹性金属膜片102将再次向下压力腔112的方向弯曲，关闭间隙113，再次处于临界状态。此时静压轴承腔204内的压力由P2提高至P4，因P4大于P3，故静压轴承腔204内的压力大于下压力腔112内的压力。

由此说明在静压轴承腔204压力增大的同时，静压轴承腔204的输入流量也随之增大。这恰恰是毛细管节流器及小孔节流器等固定节流器无法实现的功能。因为固定节流器阻尼完全取决于机械结构，当静压轴承受到的载荷逐渐增加时，静压轴承腔内压力随之升高，输入流量随之减小，直到输入流量为零时，静压轴承将失效。所以采用可变阻尼的液控薄膜反馈节流器能够大幅度地提高固定阻尼节流器的油膜刚度。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种液控薄膜反馈节流装置，其特征在于，包括液控薄膜反馈节流器，所述液控薄膜反馈节流器包括用于高压油液进入的节流器供油口、用于高压油液流入静压轴承的静压轴承供油口、在压力驱动下可弹性形变的弹性金属膜片、被所述弹性金属膜片分隔开的上压力腔和下压力腔，所述下压力腔与所述弹性金属膜片间隙密封；所述上压力腔与所述节流器供油口直接连通，所述下压力腔与所述节流器供油口通过一级固定节流器连通；所述静压轴承供油口与所述下压力腔通过二级固定节流器连通，且所述下压力腔与所述弹性金属膜片之间的间隙变大时，所述静压轴承供油口与所述下压力腔通过该间隙连通。

2.根据权利要求1所述的液控薄膜反馈节流装置，其特征在于，通过所述上压力腔与所述下压力腔的压力差驱使所述弹性金属膜片发生弹性形变，关闭或增大所述下压力腔与所述弹性金属膜片之间的间隙。

3.根据权利要求1所述的液控薄膜反馈节流装置，其特征在于，由密封安装的上壳体和下壳体围出压力腔，所述弹性金属膜片安装在所述上壳体与所述下壳体之间，将所述压力腔分隔成所述上压力腔和所述下压力腔。

4.根据权利要求3所述的液控薄膜反馈节流装置，其特征在于，所述下壳体的中心为静压轴承供油口，所述静压轴承供油口凸出有一圈形成闭环的凸台，所述弹性金属膜片与所述上壳体围成所述上压力腔，所述弹性金属膜片、所述下壳体与所述凸台围成所述下压力腔，所述凸台与所述弹性金属膜片之间形成间隙密封。

5.根据权利要求3所述的液控薄膜反馈节流装置，其特征在于，所述上壳体与所述下壳体之间通过密封圈密封；所述上壳体与所述下壳体的工艺孔分别通过密封钢珠密封。

6.根据权利要求3-5中任一项所述的液控薄膜反馈节流装置，其特征在于，在所述上壳体上开设有用于监测所述上压力腔压力的测压孔，在所述测压孔内安装有丝堵。

7.根据权利要求1所述的液控薄膜反馈节流装置，其特征在于，还包括与所述液控薄膜反馈节流器固定的测压模块，所述液控薄膜反馈节流器与所述测压模块之间通过密封圈密封，所述测压模块包括供油接口、静压轴承腔、泄油槽、泄油口、静压腔供油口、油孔和间隙回油接口；其中，所述供油接口通过所述油孔与所述节流器供油口连通，所述静压轴承腔通过所述静压腔供油口与所述静压轴承供油口连通，所述泄油槽通过所述泄油口与所述间隙回油接口连通。

8.根据权利要求7所述的液控薄膜反馈节流装置，其特征在于，在所述间隙回油接口处安装有吸油泵。

9.根据权利要求7所述的液控薄膜反馈节流装置，其特征在于，在所述测压模块上开设有用于监测所述静压轴承腔压力的静压轴承腔测压接口。

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