CN101694211B - 一种柱塞泵用配流盘 - Google Patents

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一种柱塞泵用配流盘，属于液压柱塞泵用配流盘，目的在于减小柱塞泵配流过程中的气蚀、振动、噪声，改善泵的工作稳定性。本发明形状为圆环形，圆环上具有互相隔绝并相对于横轴对称的低压区腰形槽和高压区腰形槽，低压区腰形槽和高压区腰形槽分别由分为N段的腰形通孔构成；低压区腰形槽和高压区腰形槽的入口分别开有低压区减振槽和高压区减振槽，低压区减振槽或高压区减振槽的前端是圆孔形结构，末端是八字形或弧形渐开口结构，中部为带缩口的圆弧过渡结构，各部位深度相同。本发明抗气蚀性能好、振动小、噪声低、工作稳定性好；适用于以海水、淡水、高水基、矿物油等作为工作介质的柱塞泵配流盘；同样也适用于以矿物油作为工作介质的油压柱塞泵。

Description

一种柱塞泵用配流盘
技术领域
本发明属于液压柱塞泵用配流盘，特别适用于以海水、淡水、高水基等作工作介质的水液压系统中端面配流式柱塞泵。 
技术背景
相对于液压油而言，由于水的粘度小、汽化压力高、弹性模量大，使得水压柱塞泵的振动和噪声问题成为泵研制的关键技术难题之一。柱塞泵的噪声主要由机械噪声和流体噪声产生，流体噪声中又以配流噪声为主要噪声源。配流盘是端面配流式柱塞泵的关键零件，其配流性能直接影响到水压柱塞泵的振动和噪声性能。 
现有的配流盘采用对称结构，虽然结构简单，但无预升压和预降压，会引发气穴、压力冲击并由此产生气蚀振动和噪声；对称偏转结构的配流盘，转子上需要预升压、预卸压的几何空间体积不对称，易造成预卸压力超值，产生气穴，激发振动和噪声。 
图6为Danfoss公司水压泵(或马达)上采用的一种配流盘，其形状为圆环形，圆环中心为通孔，圆环由一体同心的内圆环和外圆环构成，内圆环内凹构成环形通流槽，外圆环上具有互相隔绝并相对于横轴对称的低压区腰形槽和高压区腰形槽，分别与柱塞泵吸入口和柱塞泵出口高压区连通，外圆环上低压区腰形槽内侧和外侧部分分别形成低压区内密封带和低压区外密封带；外圆环上高压区腰形槽内侧和外侧部分分别形成高压区内密封带和高压区外密封带；低压区腰形槽和高压区腰形槽的入口沿泵的旋转方向分别开有图7所示的U型减振槽，其前端7-1是圆弧形变过流截面，末端7-3和中部7-2为等深度的平行沟槽。它在预卸压过程中，局部会形成小旋涡团以及压 力过低的现象，对减振降噪不利。 
现有带减振结构的配流盘，如减振孔型、三角槽型、U型槽型等减振槽，在配流过渡过程中压力梯度的变化较大，往往会发生过卸压、超压、欠升压等现象，会产生较大的冲击和振动，不利于泵的减振降噪。 
发明内容
本发明提供一种柱塞泵用配流盘，目的在于减小柱塞泵配流过程中的气蚀、振动、噪声，改善泵的工作稳定性。 
本发明的一种柱塞泵用配流盘，其形状为圆环形，圆环中心为通孔，圆环由一体同心的内圆环和外圆环构成，内圆环内凹构成环形通流槽，外圆环上具有低压区腰形槽和高压区腰形槽，所述低压区腰形槽和高压区腰形槽互相隔绝并相对于横轴对称，分别与柱塞泵吸入口和柱塞泵出口高压区连通，外圆环上低压区腰形槽内侧和外侧部分分别形成低压区内密封带和低压区外密封带；外圆环上高压区腰形槽内侧和外侧部分分别形成高压区内密封带和高压区外密封带；所述低压区腰形槽和高压区腰形槽分别由分为N段的腰形通孔构成，腰形通孔之间为内凹筋板，N＝3～5；其特征在于： 
所述低压区腰形槽和高压区腰形槽的入口沿泵的旋转方向分别开有低压区减振槽和高压区减振槽，所述低压区减振槽或高压区减振槽，其前端是圆孔形结构，末端是八字形或弧形渐开口结构，中部为带缩口的圆弧过渡结构，各部位深度相同。 
所述的柱塞泵用配流盘，其进一步特征在于：所述高压区腰形槽包角小于所述低压区腰形槽包角。 
所述的柱塞泵用配流盘，所述低压区减振槽和高压区减振槽的形状、结构可以相同，其前端是圆孔形结构，末端是八字形或弧形渐开口结构，中部为带缩口的圆弧过渡结构，各部位深度相同。 
所述的柱塞泵用配流盘，在配流盘表面所述外圆环靠近外圆周部分还可以具有内凹的环状通流槽，所述通流槽与所述外圆环的外圆周通过连通槽连通，将外圆环上外圆周和通流槽之间的部分分隔形成多段辅助支承面。 
本发明低压区减振槽和高压区减振槽采用变过流面积形式，低压区减振槽和高压区减振槽上下表面平行，从结构上引导速度矢量方向的变化，保证了与柱塞初始接触时开口面积较大，不会在柱塞腔内引起局部高压。其次，低压区减振槽和高压区减振槽在中部位置上有一个缩口，其目的是起压力缓冲的作用。另外由于低压区减振槽和高压区减振槽采用横向张开角来控制过流面积，高压水相对低压区腰形槽和高压区腰形槽端面是平行进入的，有利于减少低压区腰形槽和高压区腰形槽局部产生小漩涡团。在低压区腰形槽和高压区腰形槽中具有内凹筋板，可以加强配流盘的刚度，减小变形。 
本发明利用优化的流道结构，使柱塞腔在预升压和预卸压过渡过程中压力和速度变化梯度均匀，无突变，并且在过渡过程中无过泄压、过升压或欠卸压、欠升压等现象，减小了配流过程的气蚀振动和压力冲击；与同类配流盘相比，抗气蚀性能好、振动小、噪声低、工作稳定性好；适用于以海水、淡水、高水基等作为工作介质的水液压系统中作为柱塞泵的配流盘；同样也适用于以矿物油作为工作介质的油压柱塞泵。 
附图说明
图1为本发明的结构示意图； 
图2为本发明中位于高压区腰形槽上的减振槽结构放大图； 
图3为本发明上采用的减振槽的另一种结构放大图； 
图4为本发明的另一种实施例，低压区减振槽3采用图2或图3所示的减振槽结构，高压区减振槽7采用图7所示的U型减振槽结构； 
图5为本发明的又一种实施例，在配流盘表面外沿设有内凹环状通流槽； 
图6是现有Danfoss公司水压泵(或马达)配流盘结构示意图，其配流盘采用U型减振槽； 
图7为U型减振槽结构放大图。 
具体实施方式
如图1所示，本发明的一种实施例，配流盘基体6形状为圆环形，圆环中心为通孔，圆环由一体同心的内圆环和外圆环构成，内圆环内凹构成环形通流槽8，外圆环上具有低压区腰形槽1和高压区腰形槽5，所述低压区腰形槽1和高压区腰形槽5互相隔绝并相对于横轴对称，分别与柱塞泵吸入口和柱塞泵出口高压区连通，外圆环上低压区腰形槽1内侧和外侧部分分别形成低压区内密封带11和低压区外密封带10；外圆环上高压区腰形槽5内侧和外侧部分分别形成高压区内密封带13和高压区外密封带12；所述低压区腰形槽和高压区腰形槽分别由分为3段的腰形通孔构成，腰形通孔之间为内凹筋板2，以提高配流盘的刚度，减小变形。 
低压区腰形槽1和高压区腰形槽5的入口沿泵的旋转方向分别开有低压区减振槽3和高压区减振槽7，它们前端是圆孔形结构，末端是八字形或弧形渐开口结构，中部为带缩口的圆弧过渡结构，各部位深度相同。
配流盘基体6上还具有下死点限位槽4和上死点限位槽9。该配流盘采用非正置结构，即高压区腰形槽5包角小于低压区腰形槽1包角，配流盘安装时采用无偏转安装，使上死点限位槽9和下死点限位槽4位于图1所示的纵轴上，同时保证柱塞泵斜盘最薄的一端也位于泵纵轴的上端，斜盘最厚的一端位于泵纵轴的下端。 
图2是图1中高压区减振槽7的一种实施状态，它的前端7-1是圆孔形变过流截面，末端7-3是八字形渐开口，中部7-2为带缩口的圆弧过渡区。 
图3是图1中高压区减振槽7的另一种实施状态，将图2中末端7-3的八字形渐开口变化为圆弧形渐开口。 
图4是本发明的另一种实施例。在配流盘低压区腰形槽入口的低压区减振槽3采用图2或图3所示结构的减振槽，在高压区腰形槽入口的高压区减振槽7采用图7所示的U型减振槽结构。 
图5是本发明的又一种实施例，在配流盘表面所述外圆环靠近外圆周部分还可以具有内凹的环状通流槽14，通流槽14与外圆环的外圆周通过8个连通槽16连通，将外圆环上外圆周和通流槽之间的部分分隔形成8段辅助支承面15。 

Claims (4)

1.一种柱塞泵用配流盘，其形状为圆环形，圆环中心为通孔，圆环由一体同心的内圆环和外圆环构成，内圆环内凹构成环形通流槽(8)，外圆环上具有低压区腰形槽(1)和高压区腰形槽(5)，所述低压区腰形槽(1)和高压区腰形槽(5)互相隔绝并相对于横轴对称，分别与柱塞泵吸入口和柱塞泵出口高压区连通，外圆环上低压区腰形槽(1)内侧和外侧部分分别形成低压区内密封带(11)和低压区外密封带(10)；外圆环上高压区腰形槽(5)内侧和外侧部分分别形成高压区内密封带(13)和高压区外密封带(12)；所述低压区腰形槽(1)和高压区腰形槽(5)分别由分为N段的腰形通孔构成，腰形通孔之间为内凹筋板(2)，N＝3～5；其特征在于：
所述低压区腰形槽(1)和高压区腰形槽(5)的入口沿泵的旋转方向分别开有低压区减振槽(3)和高压区减振槽(7)，所述低压区减振槽(3)或高压区减振槽(7)，其前端是圆孔形结构，末端是八字形或弧形渐开口结构，中部为带缩口的圆弧过渡结构，各部位深度相同。
2.如权利要求1所述的柱塞泵用配流盘，其特征在于：所述高压区腰形槽包角小于所述低压区腰形槽包角。
3.如权利要求1所述的柱塞泵用配流盘，其特征在于：
所述低压区减振槽和高压区减振槽的形状、结构相同，其前端是圆孔形结构，末端是八字形或弧形渐开口结构，中部为带缩口的圆弧过渡结构，各部位深度相同。
4.如权利要求1、2或3所述的柱塞泵用配流盘，其特征在于：
在配流盘表面所述外圆环靠近外圆周部分具有内凹的环状通流槽(14)，所述通流槽(14)与所述外圆环的外圆周连通。
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