交流液壓是液壓技術的新領域。多相多路交流液壓脈沖閥是新領域中的首創(chuàng)。

發(fā)明人從1968年開始檢索了大量的國內(nèi)外文獻與專利資料，目的在于了解交流液壓與液壓振動（還有振搗與振蕩）〔HYdraulicalAlternatingCurrentandVibration（andTampingOrOscillation）〕技術的發(fā)展現(xiàn)狀。首先檢索期刊類文獻，主要液壓與氣動（HydraulicsandPneumatics）、機械設計（ASAM）、液壓氣動力能（HydraulicPneumaticMechanicalPower）、及AD、PD報告等等。檢索先由英美再涉及德日法。我國僅在七十年代有一點三相交流液壓原理與應用的綜合性翻譯報導（《機床與液壓》1974.1;75.6.;76.6.;77.7.;78.3.），取材于ASAM諸多，到1981年沈陽機電學院主編的《液壓傳動系統(tǒng)》大學教科書第十章中才略有介紹，并指出：雖有一些三相交流液壓典型元件，“還有許多問題需要解決，理論尚不完善，設計全憑經(jīng)驗與實驗，離廣泛應用尚有一段距離”。日本A.Hibi和W.M.J.Schlosser兩教授于1979與1980年在《Power》Vol.25等期上發(fā)表三相交流液壓典型元件的實驗報告，Schlosser客座教授的按語：“交流液壓傳動每隔一定時間就成為人們注意的中心，……雖然對于此種傳動裝置究竟有何用途，尚無法給出明確答案，但是不應忘記以下史實：1889年柏林的AEG公司邀請愛迪生參觀他們當時剛剛研制成功的交流發(fā)電機時，他拒絕邀請，并說交流發(fā)電機不值一看”。三相交流液壓的典型元件，隨頻率的提高效率顯著降低，發(fā)熱與噪音嚴重影響壽命與使用，它只在特定條件下與時限內(nèi)使用。所以究竟有何用途尚無明確答案，離廣泛應用尚有一段距離。

其次是利用德溫特（Derwant）公司的WPA等檢索工具，檢索有關專利文獻。先按上述四個主題分類檢索，并不斷擴大相關的分類號，每半年作一次深入的檢索，以期達到全面，檢索結果各國專利中沒有多相多路交流液壓脈沖閥。

各國專利文獻中，直流液壓的位移自反饋結構（還有速度和加速度自反饋結構）的振動器，用于鑿巖振搗者諸多，它不能調(diào)頻，效率小于38.5%，發(fā)熱與噪音影響壽命與使用。其次是直流液壓中的自激振蕩結構的振動器，它通過調(diào)壓來調(diào)頻，是一個不穩(wěn)定系統(tǒng)，或有用于鑿巖與振動篩的。再次是電液伺服閥，從五十年代發(fā)展，到七十年代完備，美國Moog公司用了十五年研制，取得國際專利，它可調(diào)頻調(diào)幅調(diào)力，精度高。廣泛用于航空航天航海武器和較大功率的自動控制與低頻振動臺方面;由于其控制閥與功率閥的效率低于38.5%，難于做室外作業(yè)機械。應用受到限制，以上均不屬于交流液壓。

再則根據(jù)文獻與專利，又檢索了有關生產(chǎn)廠家的報告與產(chǎn)品目錄，例如美國的Moog公司、Partic公司、瑞士的Matisa公司、奧地利的Plasser公司、瑞典的Atlas公司、日本的鷺宮公司與古河公司等等。了解它們的技術特性與發(fā)展狀況，沒有多相多路交流液壓產(chǎn)品。

本發(fā)明能調(diào)頻調(diào)幅調(diào)力、一維或多維出力作功，交流液壓脈沖閥的效率達到80%，可以作大功率的自動控制，還可作振動、搗固、摧毀、破碎、破冰、壓實、篩選、運輸、清理、鑿巖、鉆探、打樁、頂管、切料、榨油、各種振動臺等。使野外機械實現(xiàn)最優(yōu)化作業(yè)，達到節(jié)能高效安全目的，促進開發(fā)能源與交通礦業(yè)。

三相交流液壓或直流液壓振動與電液伺服等，輸出液壓交變功率時，壓力流體需要反向，速度V突然由V變成零，反向后又由零變成V，這叫速度瞬變，如此循環(huán)往復。一次瞬變的能量損失E為：

E＝1/2MV2＝1/2ρLAV2

式中：M……壓力流體的質量

ρ……壓力流體的質量密度

L……導管長度

A……導管切面積

由上式可知，流量愈大能量損失也愈大，速度稍增能量損失劇增，頻率愈高能量損失愈大，損失之能量轉變?yōu)闊崮?，對負載敏感、降低效率，影響使用與壽命。

本發(fā)明為全液壓交流液壓脈沖閥（以下簡稱脈沖閥），具有多層次多環(huán)節(jié)的相環(huán)結構、各相各路相互組合、匹配、疊加、互補的油路結構，消減了速度瞬變的能損，所以脈沖閥的效率達到80%，交流液壓能調(diào)頻調(diào)幅調(diào)力，一維或多維出力作功。圖1為其原理圖。1、2為變量泵。3為閥體上的油路。4為閥體上的相環(huán)。5為油馬達，6為油缸，5、6為多維出力作功。7是分解為單作用缸等。8是將其匹配組合疊加成為一個強力缸（或其他執(zhí)行機構）。

直流液壓振動與電流伺服閥速度瞬變時，L的長度一般從其四邊滑閥開始到油泵處，約有幾米長。而本發(fā)明的L結構長度在幾厘米以內(nèi)，同時某層某環(huán)發(fā)生瞬變，匹配他層他環(huán)不發(fā)生瞬變，加以補償。這樣消減了瞬變的能量損失、水錘、嘯叫、高頻自激振蕩等等。

圖2為工作圖。9、10為流量控制圖。11為脈沖閥。12為驅動機構，驅動脈沖閥閥芯旋轉的油馬達。13、14為交流工作腔。

調(diào)頻系獨立進行。由變量泵2及流量控制閥10調(diào)定進入油馬達12流量后油馬達12以ω（c/s）頻率旋轉，脈沖閥11即產(chǎn)生頻率為nω（c/s）的交流液壓，驅動執(zhí)行機構8以頻率nω（c/s）出力作功。n為偶數(shù)。

調(diào)定某一頻率后，執(zhí)行機構即以該頻率起動作功，避免發(fā)生通過共振。這是特有的優(yōu)點。

調(diào)幅亦系獨立進行。由變量泵1及流量控制閥9調(diào)定進入脈沖閥的流量后，執(zhí)行機構8便以調(diào)定的頻率nω（c/s）和相應的振幅作功。振幅的大小與流量成正比。并可掃描。

調(diào)頻調(diào)幅即改變了作功狀態(tài)，就是調(diào)力。同時調(diào)節(jié)系統(tǒng)的壓力也可調(diào)節(jié)功率。

本發(fā)明的脈沖閥11是無矩閥芯。各相各路作用在閥芯上的諸力力矩為零。也是多層次多環(huán)節(jié)的相應結構，同樣具有組合匹配疊加補償?shù)奶卣?。無矩閥芯使頻率穩(wěn)定，波形穩(wěn)定，減少高次諧波和畸變波形，使誤差調(diào)節(jié)簡化，便于室外工作。

本發(fā)明的脈沖閥11如圖3所示。12為油馬達它驅動無矩閥芯18旋轉。21、22為油馬達12連通變量泵2的進出油口。15為閥體。3為各相環(huán)上的油路結構。17為連通變量泵1，閥體15的進出油口。13、14為通往執(zhí)行機構8的交流工作腔，16為微型蓄能器。19為閥芯的相環(huán)油路。20為儀表腔。23為流量誤差調(diào)節(jié)機構。

閉環(huán)位移控制系統(tǒng)如圖4所示。11為脈沖閥。12為油馬達。23為脈沖閥的流量誤差調(diào)節(jié)機構、調(diào)節(jié)輸入執(zhí)行機構的流量，執(zhí)行機構驅動負載，負載位移用檢測元件26測量后轉換為電信號，反饋至比較元件25與給定信號比較，將差值信號經(jīng)放大器24放大后輸給流量調(diào)節(jié)機構23，控制輸入流量，直到差值信號為零或者極小為止。

本發(fā)明的實現(xiàn)方法：一九六八年發(fā)明人開始業(yè)余自費檢索，1974年業(yè)余設計出初步方案。一九八0年六月自行設計出第一次樣機，十月自費作了第一型實驗樣機取得了參數(shù)。一九八一年五月自行設計出第二型實驗樣機及第三型樣機改進設計。

一九八一年八月八日河北省冀科計字〔1981〕006號聯(lián)合文件將《多相多路交流液壓脈沖閥》列為省《新產(chǎn)品試制》項目。一九八三年九月十四日通過階段成果評議鑒定，九月二十三日《多相多路交流液壓裝置》列為河北省六五計劃推廣應用的攻關項目，課題編號為：8402120。

擬進一步推廣到粉碎篩分油母頁巖，用以發(fā)電，爐渣做水泥（高標號）等，綜合利用豐富廉價的資源來開發(fā)能源;還擬作金屬礦放料機，以促進礦業(yè)節(jié)能。