CN101418793A - 一种高性能液压泵 - Google Patents

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本发明公开了一种高性能液压泵，它包括壳体、转子、两个叶片、四条密封条和两块垫块。本发明所有密封处均为面密封，排量大，压力高，效率高，比功率大，结构紧凑，加工相对容易，成本较低，寿命长。

Description

一种高性能液压泵
技术领域
本发明涉及一种液压泵，尤其涉及一种新型高性能叶片泵整体方案设计。
背景技术
现有的叶片泵结构均为一转子偏心置于油缸体内，叶片径向与转子半径成一定角度置于转子内，工作时转子高速旋转，叶片在离心力的作用下甩出，与油缸体形成密封腔，旋转时容积变化产生压力。。这种形式叶片泵由于叶片和油缸体之间是靠一条接触线密封，因此密封性能较差，输出压力较低，加上旋转时叶片与转子及油缸体间产生很大摩擦，致使叶片泵整体磨损快，寿命短，效率低。另外，旋转时为了保证叶片能在转子内安全进出，转子必须有相当的直径，这样势必排量较小。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种高性能液压泵，既能实现大排量，全部密封处又均为面密封，不易磨损。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种高性能液压泵，它包括壳体、转子、两个叶片、四条密封条和两块垫块。其中：
叶片近似半圆形，共有相同的两片，其中一片A1和B1是平行的平面，叶片宽度与图3b壳体的空心圆环宽度相等，C1是中心为O1半径与壳体柱面E3半径相同的柱面，D1是球心为O1半径与图2b转子球台C2半径相同的球面，E1是柱面，E1柱面以过球心O1的对称轴为中心轴，以O1K1为半径。
密封条共有相同的四条，其中一条上侧是一半径与叶片柱面E1半径相等的柱面，下侧是平面，球心O1与该平面的垂直距离为图2b转子平板厚度的一半，G1是球心为O1半径与图2b转子中心球台C2半径相等的球面，F1是球心为O1半径等于图2a转子线段O2M2的球面，H1和I1两个面是平行的平面，其半长OP1与图3b壳体柱面F3半径相等，宽度与叶片宽度相等，R1和S1是两斜度与图3b中面D3对于B3的斜度相等的斜面。叶片和密封条均为轴对称。
转子当中是两头平行截掉两个球冠的腰鼓形球台，球台中间如同插入一块平板，鼓形球台两头是两个相同的圆台，A2和B2是平行的圆平面，R2和S2也是平行的圆平面，C2和D2是球心为O2的球面，平板上下两面I2和J2是平行的平面，E2和F2是中心轴过O2半径与壳体柱面F3半径相同的柱面，G2和H2是两个相同的圆台侧面，一侧圆台上下两底分别是圆平面A2和圆平面R2，另一侧圆台上下两底分别是圆平面B2和圆平面S2，两圆台侧面G2和H2的空间位置以如下而定：保证装配好后两圆台侧面G2和H2和相应的壳体圆环平行平面C3和D3相贴合，整个转子不仅关于球台中心O2对称，也是轴对称。
壳体是两头平行截掉两个球冠的腰鼓形球面，厚度与转子的宽度K2M2相等，A3和B3是平行的圆平面，F3是柱面，其中心轴过O3，半径与转子左右外侧E2和F2柱面的半径相等，壳体柱面的对角是一空心圆环，圆环宽度与叶片厚度相等，C3和D3是平行的圆平面，E3是中心为O3的柱面，其外径与叶片柱面C1的外经相等，且大于壳体柱面F3的外径，圆环平行的C3和D3两平面的空间位置以如下而定：保证装配好后C3和D3两平面与相应的转子两圆台侧面G2和H2相贴合，K3G3H3的球面为排油面，G3H3的位置是当转子由初始位置顺时针旋转九十度时转子平板左侧平面的位置，L3I3J3的球面为进油面，I3J3的位置是当转子由初始位置顺时针旋转九十度时转子平板右侧平面的位置。整个壳体关于球台中心O3对称。
垫块是一段圆环，共有相同的两条，其中一条外侧A4是半径与壳体对角圆环E3外径相等的柱面，内测B4是半径等于图2a转子线段O2M2的球面，厚度与叶片宽度相等，两腰部C4和D4是半径与叶片底面柱面E1的半径相等的柱面。垫块形状为轴对称。
进一步地，所述密封条的球面G1也可为半径为OL的柱面，与之配合的转子球面C2和D2的相应部分也为半径相等的柱面；所述叶片柱面C1和壳体柱面E3间也可安放一圈滚珠。
本发明具有的有益效果是：
1)所有密封处均为面密封；
2)排量大，压力高，效率高；
3)比功率大；
4)结构紧凑，加工相对容易；
5)成本较低，寿命长。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1中，(a)是本发明的部件叶片和密封条形状示意图，(b)是(a)的左视图；
图2中，(a)是本发明的部件转子形状示意图，(b)是(a)的W-W剖面示意图；
图3中，(a)和(b)是本发明的部件壳体形状示意图，(c)是(b)的M-M剖面示意图；
图4中，(a)是本发明的整体结构示意图，(b)是(a)的K向示意图，(c)是(a)的N-N剖面示意图；
图5是本发明的运行原理示意图；
图6中，(a)是图4(a)的U-U剖面示意图，(c)是图5的V-V剖面示意图，(b)和(d)是本发明的工作过程原理示意图；
图中：1、壳体，2、转子，3、叶片，4、密封条，5、垫块。
具体实施方式
图1a和图1b所示为本发明的叶片3和密封条4的形状。叶片3近似半圆形，共有相同的两片，其中一片A1和B1是平行的平面，叶片3宽度与图3b壳体1的空心圆环宽度相等，C1是中心为O1半径与壳体1柱面E3半径相同的柱面，D1是球心为O1半径与转子球台C2半径相同的球面，E1是柱面，E1柱面以过球心O1的对称轴为中心轴，以O1K1为半径。
密封条4共有相同的四条，其中一条上侧是一半径与叶片柱面E1半径相等的柱面，下侧是平面，球心O1与该平面的垂直距离为转子平板厚度的一半，G1是球心为O1半径与转子中心球台C2半径相等的球面，球面G1也可为半径为OL的柱面，与之配合的转子球面C2和D2的相应部分也为半径相等的柱面，F1是球心为O1半径等于图2a转子2线段O2M2的球面，H1和I1两个面是平行的平面，其半长OP1与图3b壳体1柱面F3半径相等，宽度与叶片3宽度相等，R1和S1是两斜度与图3b中面D3对于B3的斜度相等的斜面。叶片3和密封条4均为轴对称。
图2a和图2b所示为本发明的转子2的形状。转子2当中是两头平行截掉两个球冠的腰鼓形球台，球台中间如同插入一块平板，鼓形球台两头是两个相同的圆台，A2和B2是平行的圆平面，R2和S2也是平行的圆平面，C2和D2是球心为O2的球面，当密封条4的球面G1为半径为OL的柱面时，与之配合的球面C2和D2的相应部分也为半径相等的柱面，平板上下两面I2和J2是平行的平面，E2和F2是中心轴过O2半径与壳体1柱面F3半径相同的柱面，G2和H2是两个相同的圆台侧面，一侧圆台上下两底分别是圆平面A2和圆平面R2，另一侧圆台上下两底分别是圆平面B2和圆平面S2，两圆台侧面G2和H2的空间位置以如下而定：保证装配好后两圆台侧面G2和H2和相应的壳体圆环平行平面C3和D3相贴合，整个转子2不仅关于球台中心O2对称，也是轴对称。
图3a、图3b和图3c所示为本发明的壳体1的形状。壳体1是两头平行截掉两个球冠的腰鼓形球面，厚度与转子2的宽度K2M2相等，A3和B3是平行的圆平面，F3是柱面，其中心轴过O3，半径与转子左右外侧E2和F2柱面的半径相等，壳体1柱面的对角是一空心圆环，圆环宽度与叶片3厚度相等，C3和D3是平行的圆平面，E3是中心轴通过O3的柱面，其外径与叶片柱面C1的外经相等，且大于壳体1柱面F3的外径，圆环平行的C3和D3两平面的空间位置以如下而定：保证装配好后C3和D3两平面与相应的转子两圆台侧面G2和H2相贴合，点K3G3H3的球面为排油面，G3H3的位置是当转子转到图5所示位置时转子平板左侧平面的位置，L3I3J3的球面为进油面，I3J3的位置是当转子转到图5所示位置时转子平板右侧平面的位置，图5所示位置即转子由初始位置图4a(图2b转子平板上下两面I2和J2处于水平位置)顺时针旋转九十度时的位置。整个壳体1关于球台中心O3对称。
叶片柱面C1和壳体柱面E3间也可安放一圈滚珠。
图4c中5所示为本发明的垫块5的形状。垫块5是一段圆环，共有相同的两条，其中一条外侧A4是半径与壳体1对角圆环E3外径相等的柱面，内测B4是半径等于图2a转子2线段O2M2的球面，厚度与叶片3宽度相等，两腰部C4和D4是半径与叶片3底面柱面E1的半径相等的柱面。垫块5形状为轴对称。
如图4和图5所示，本发明的一种新型高性能叶片式液压泵包括壳体1、转子2、两个叶片3、四条密封条4和两个垫块5。
本发明的运行工作原理如下：
如图6c，在叶片泵的一端，转子2，叶片3，密封条4和壳体1将油腔分割成三个各自独立的密封腔Q1，Q2和Q3。当转子2自图4a或6a位置顺时针旋转时，腔Q2开始吸油，Q3为吸油腔，Q1为排油腔，如图6b。转子2顺时针继续旋转，吸油腔Q2和Q3不断扩大，排油腔Q1不断缩小。当转到图5或图6c位置时，吸油腔Q3达到最大。这时，吸油腔Q2及Q3和排油腔Q1仍保持隔离。当转子2继续旋转时，腔Q3开始排油，这时腔Q2仍为吸油腔，腔Q1仍为排油腔，如图6d。当转子2转到图4a或6a位置时，腔Q1油排尽，这时腔Q2仍为吸油腔，腔Q3仍为排油腔。当转子2继续旋转，新的吸油腔开始吸油，腔Q2还在吸油，腔Q3还在排油。当转子2又转到图6c位置时，吸油腔Q2达到最大，继而开始排油，这时，新的吸油腔仍在吸油，腔Q3仍在排油。如此周而复始。在叶片泵的另一端，情况也和这一端完全相同。
上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本方面进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本方面作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1一种高性能液压泵，其特征在于，它包括壳体、转子、两个叶片、四条密封条和两块垫块。其中：
叶片为轴对称，由面A1、B1、C1、D1、E1组成，平面A1和B1平行，叶片宽度与壳体的空心圆环宽度相等，C1是中心为O1半径与壳体柱面E3半径相同的柱面，D1是球心为O1半径与转子球台C2半径相同的球面，E1是以过球心O1的对称轴为中心轴，以O1K1为半径的柱面。
密封条为轴对称，其上侧是一半径与叶片柱面E1半径相等的柱面，下侧是平面，球心O1与该平面的垂直距离为转子平板厚度的一半，G1是球心为O1半径与转子中心球台C2半径相等的球面，F1是球心为O1半径等于转子线段O2M2的球面，H1和I1两个面是平行的平面，其半长OP1与壳体柱面F3半径相等，宽度与叶片宽度相等，R1和S1是两斜度与面D3对于B3的斜度相等的斜面。
转子当中是两头平行截掉两个球冠的腰鼓形球台，鼓形球台两头是两个相同的圆台，A2和B2是平行的圆平面，R2和S2也是平行的圆平面，C2和D2是球心为O2的球面，平板上下两面I2和J2是平行的平面，E2和F2是中心轴过O2半径与壳体柱面F3半径相同的柱面，G2和H2是两个相同的圆台侧面，一侧圆台上下两底分别是圆平面A2和圆平面R2，另一侧圆台上下两底分别是圆平面B2和圆平面S2，两圆台侧面G2和H2的空间位置以如下而定：保证装配好后两圆台侧面G2和H2和相应的壳体圆环平行平面C3和D3相贴合，整个转子不仅关于球台中心O2对称，也是轴对称。
壳体是两头平行截掉两个球冠的腰鼓形球面，厚度与转子的宽度K2M2相等，A3和B3是平行的圆平面，F3是柱面，其中心轴过O3，半径与转子左右外侧E2和F2柱面的半径相等，壳体柱面的对角是一空心圆环，圆环宽度与叶片厚度相等，C3和D3是平行的圆平面，E3是中心为O3的柱面，其外径与叶片柱面C1的外经相等，且大于壳体柱面F3的外径，圆环平行的C3和D3两平面的空间位置以如下而定：保证装配好后C3和D3两平面与相应的转子两圆台侧面G2和H2相贴合，K3G3H3的球面为排油面，G3H3的位置是当转子由初始位置顺时针旋转九十度时转子平板左侧平面的位置，L3I3J3的球面为进油面，I3J3的位置是当转子由初始位置顺时针旋转九十度时转子平板右侧平面的位置。整个壳体关于球台中心O3对称。
垫块是一段圆环，为轴对称，其外侧A4是半径与壳体对角圆环E3外径相等的柱面，内测B4是半径等于转子线段O2M2的球面，厚度与叶片宽度相等，两腰部C4和D4是半径与叶片底面柱面E1的半径相等的柱面。
2、根据权利要求1所述的高性能液压泵，其特征在于，所述密封条的球面G1也可为半径为OL的柱面，与之配合的转子球面C2和D2的相应部分也为半径相等的柱面。
3、根据权利要求1所述的高性能液压泵，其特征在于，所述叶片柱面C1和壳体柱面E3间也可安放一圈滚珠。
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