CN101956684B - 一种柱塞式水泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种柱塞式水泵，主要包括腔体、旋转主轴和柱塞配流单元。柱塞配流单元包括配流阀组件、柱塞滑靴组件及支承阀组件，柱塞滑靴组件将腔体分成相互独立的高压腔和低压腔，高压腔与配流阀组件流体相通，低压腔与支承阀组件流体连通。柱塞滑靴组件在旋转主轴的带动下往复运动，进而促使配流阀组件和支承阀组件协同作业，使得配流阀组件通过水泵入口和水泵出口进行吸水和排水动作，同时使得支承阀组件向旋转单元提供流体润滑。本发明超高压泵输出的高压水与用于静压支承和润滑的低压水相互独立，保证了水泵在超高压条件下的容积效率和摩擦副高速重载条件下的流体支承与润滑，提高水泵的使用寿命。

Description

一种柱塞式水泵

技术领域

本发明涉及容积式液压泵，具体涉及一种柱塞式水泵，更具体地涉及一种全水滑润超高压柱塞式水泵。

背景技术

随着世界能源危机的出现及人们环保意识的提高，以及水介质本身所具有的特殊理化特性，使水液压技术在许多领域(如水下作业，载人潜器浮力调节等)具有油压系统无法比拟的优势，从而使得水液压技术得到了快速的发展。

但由于水的粘度约为常用液压油的1/30～1/50，不易形成水膜，润滑性差，同时由于水特别是海水的腐蚀性强，材料的选择上受到了限制，这给水压元件摩擦副的设计带来很大困难，因此，相对油压泵，较成熟的轴向水压泵的压力以中高压为主，压力为12-21MPa为主。

现有技术的一种全水润滑的海/淡水泵采用配流盘配流，其流量从10L/min到170L/min，压力达到14～16MPa，总效率大于82％，该系列泵的结构原理图如附图1所示，具有结构紧凑、摩擦副全部由水润滑、维护方便的优点，但该泵存在以下几点不足：

1.最高工作压力为16MPa，不满足特殊场合的需要，如大深度(下潜深度大于3000米)载人潜器浮力调节系统的要求。

2.采用配流盘配流，一方面对污染敏感，不适合用于开式系统中，另一方面难以保证高压化后的容积效率。

3.采用斜盘滑靴机构，柱塞对缸体的侧向力较大，高压化后该对摩擦副将磨损严重。

更高压力的水压泵常采用曲柄连杆结构，主要摩擦副采用矿物油润滑的油水分离结构，该结构的水压泵是目前国际上使用最广的超高压水泵之一，如现有技术的一种三柱泵，压力范围为55～275MPa。但该结构水泵主要存在的问题：

1)转速较低(100～500rev/min)，体积大，功率重量比低；如果提高转速可以减小泵的体积，但是水腔和润滑油腔之间的密封件将发热严重，容易失效，尤其是在高压情况下这种情况将会加剧；与此同时，密闭润滑油腔的油液也会由于散热不畅而造成温度升高，从而引起油液变质。

2)需要采用油进行润滑，势必造成油污染，另外将其用于深海环境时，需要添加压力补偿装置，使得其整体结构复杂。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种柱塞式水泵，其可实现所有摩擦副的水润滑，并保证在超高压工作条件下，该泵具有较高的容积效率和功率重量比，同时减小摩擦副在高速重载条件下的摩擦磨损，提高泵的使用寿命。该泵适宜以海水或淡水作为工作介质，也适宜以其他低粘度流体作为工作介质。

本发明实施例提供的一种柱塞式水泵包括泵主体、旋转单元以及柱塞配流单元，其中，该泵主体包括腔体、水泵入口以及水泵出口；该旋转单元包括旋转主轴，并设于该泵主体内；该柱塞配流单元设于该泵主体内，该柱塞配流单元包括配流阀组件、柱塞滑靴组件以及支承阀组件，其中，该柱塞滑靴组件设于该腔体内，并将该腔体分成相互独立的高压腔、低压腔以及润滑腔，该支承阀组件与低压腔流体相通，该配流阀组件与高压腔流体相通，该旋转单元设于该润滑腔内并经过流道及支承阀组件与该低压腔流体连通，该柱塞滑靴组件在该旋转主轴的带动下进行往复运动，进而促使该配流阀组件和该支承阀组件协同作业，使得该配流阀组件通过水泵入口和水泵出口进行吸水和排水动作，同时使得该支承阀组件向该旋转单元提供流体润滑。

根据本发明的一优选实施例，该配流阀组件包括一体设置的吸入阀与压出阀，其中，该吸入阀的入口与该水泵入口流体连通，该压出阀的出口与该水泵出口流体连通，该吸入阀的出口与该压出阀的入口流体连通。

根据本发明的另一优选实施例，该旋转单元还包括依次设于该旋转主轴上的复位弹簧、回程盘和斜盘，该柱塞滑靴组件包括阶梯柱塞、连杆和滑靴，其中该连杆通过球铰副在该连杆的两端分别与该阶梯柱塞和该滑靴可动连接，该腔体内还设有柱塞通道，该阶梯柱塞的可滑动设置于该柱塞通道内，其中，该回程盘的一侧与该复位弹簧相接触，该回程盘的另一侧与该滑靴相接触，在该复位弹簧的作用下该回程盘使得该滑靴的底部紧贴于该斜盘的表面，进而使得该斜盘的旋转运动经该滑靴、该连杆传递到该阶梯柱塞，促使该阶梯柱塞在该柱塞通道内往复运动，所述阶梯柱塞的小直径端和大直径端分别与所述柱塞通道间形成相互独立的所述高压腔和所述低压腔。。

根据本发明的又一优选实施例，该柱塞滑靴组件还包括设于该柱塞通道内的阶梯柱塞套，该阶梯柱塞设于该阶梯柱塞套内，并与该阶梯柱塞套直接可滑动接触。

根据本发明的又一优选实施例，该阶梯柱塞包括设于其表面的凹坑以及径向设置的与该高压腔流体连通的阻尼孔，该凹坑与该阻尼孔相连通。

根据本发明的又一优选实施例，该斜盘的与该滑靴的底部接触的该表面上镶有高分子材料耐磨层，该高分子材料耐磨层可以为PEEK或聚四氟乙烯。

根据本发明的又一优选实施例，该连杆与该阶梯柱塞形成球铰副的球头端采用两个半球环卡紧，该半球环的表面加工有螺纹，该半球环与该阶梯柱塞或者该连杆之间螺纹连接。

根据本发明的又一优选实施例，该支承阀组件包括支承吸入阀和支承压出阀，该低压腔与该支承吸入阀的出口和该支承压出阀的入口流体连通，该旋转单元还包括与该旋转主轴配合的轴向滑动轴承和径向滑动轴承，该旋转主轴和该泵主体的内部分别设置有流体通道，该流体通道相应地使该承压出阀与该轴向滑动轴承和径向滑动轴承保持流体连通，从而实现对该轴向滑动轴承和该径向滑动轴承的润滑和支承。

根据本发明的又一优选实施例，该柱塞滑靴组件的滑靴的底部设有阶梯形的支承腔，该支承腔与该低压腔流体连通；该旋转单元还包括设于该泵主体的内部的阻尼器，该轴向滑动轴承的一端面设有环形槽，该环形槽与该阻尼器流体连通，该阻尼器还通过该泵主体的内部设置的流道与该支承压出阀的出口流体连通。

本发明的实施例包括但不限于以下的技术效果：

1.该水泵的所有摩擦副均由工作介质水进行润滑，减小了泵的体积，同时使得泵工作中产生的热量被工作介质带走，保证该泵较低的热平衡温度；全水润滑使该泵无需定期更换润滑油，简化了维护，降低了使用成本，同时解决了润滑油可能外泄造成的环境污染，具有环境友好的特点。

2.阶梯柱塞与阶梯柱塞套间形成的两个密闭容腔分别与相互独立的配流阀组件和支承阀组件相通，使超高压泵输出的高压水与用于静压支承和润滑的低压水相互独立，保证了超高压水泵的超高压条件下的容积效率和摩擦副高速重载条件下的流体支承与润滑。

3.通过动静压混合流体支承，解决了高速重载条件下，滑动轴承在水润滑工况下严重的摩擦磨损问题，实现高压水泵的全水润滑。全水润滑超高压水泵具有环保，维护方便优点，特别在深海使用时，与油水分离的高压水泵相比，无需增加压力补偿器，简化了结构，提高了可靠性。

4.斜盘连杆的驱动结构形式，减小了柱塞对阶梯柱塞套的侧向力，从而减轻这对摩擦副的磨损。

5.阶梯柱塞可降低超高压条件下，连杆球头与柱塞及滑靴副间的接触比压，增加滑靴流体支承的面积，从而可提高滑靴与斜盘间的流体支承和润滑性能。

6.位于柱塞的球形凹坑还通过细小阻尼孔与高压腔连通，使柱塞与阶梯柱塞套间形成双阻尼效应，预防柱塞卡死，并减小两者之间直接磨损。柱塞表面的凹坑还具有减小配合面接触应力、限制磨粒运动及形成局部动压支承的作用，从而解决高速重载条件下柱塞副的磨损问题，提高了超高压泵的使用寿命。

7.配流阀为吸入阀与压出阀集成一体的整体组件形式，维护时可以快速更换组件，缩短维护时间。配流阀采用球阀结构，同时采用软硬结合密封形式，阀座为PEEK(聚醚醚酮)，阀芯为陶瓷，结构简凑，不仅提高了高压条件下密封可靠性，同时降低阀芯与阀座之间的撞击声，从而降低泵的整体噪声。阀芯采用工程陶瓷，由于陶瓷相对金属具有硬度高、密度小的特点，因此提高抗气蚀的能力，同时减小阀芯的重量，提高配流配的响应特性，减小配流阀的滞后时间，从而提高高速下容积效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中

图1为现有技术的柱塞泵的结构原理图；

图2为根据本发明实施例的柱塞式水泵的结构示意图，其中图2a中显示了对应高压腔容积最小时的状态，图2b中显示了对应高压腔容积最大时的状态；

图3为图2中所示柱塞式水泵的配流阀组件的结构示意图；

图4为图2中所示柱塞式水泵的柱塞滑靴组件的结构示意图；

图5为图4中所示柱塞滑靴组件的半球环的结构示意图；

图6为图4中所示柱塞滑靴组件的阶梯柱塞的局部结构示意图，具体显示了其中的抗卡死阻尼结构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

根据本发明实施例的柱塞式水泵的结构示意图如图2所示。该柱塞式水泵包括泵主体、旋转单元以及柱塞配流单元等模块。其中，该泵主体包括腔体以及水泵入口和水泵出口。该旋转单元包括旋转主轴1。该柱塞配流单元主要包括柱塞滑靴组件24、配流阀组件14以及支承阀组件。其中该支承阀组件包括支承吸入阀18和支承压出阀19。该柱塞滑靴组件24设于该腔体内，并将该腔体分成相互独立的高压腔17、低压腔20以及润滑腔7，该支承阀组件与该低压腔流19体相通，该配流阀组件14与该高压腔16流体相通，该旋转单元设于该润滑腔7内并经过流道该支承阀组件与该低压腔流体相通。

如图所示，泵主体主要由端盖11、缸体10以及壳体3组合而成。其中缸体10的一端连接壳体3，另一端设有端盖11，端盖11、缸体10和壳体3内的空腔共同组成了上述的腔体。旋转主轴1固定于缸体10和壳体3所构成的润滑腔7内。以旋转主轴1为中心沿同一圆周均匀分布有多个柱塞配流单元(一般为3～7个，具体数量根据不同使用环境对水压泵流量脉动的不同要求确定)。下面将详细描述具体结构和工作过程。

后端盖11左端面加工有两螺纹孔，分别为超高压水泵的入口和出口，右端面加工有通流孔12和环形通流槽15。在后端盖11的径向均匀分布有与柱塞配流单元数相等的阶梯孔，阶梯孔的外侧加工有螺纹，用于配流阀组件14的安装与固定，配流阀组件安装到位以后，再安装锁紧螺母13将配流阀组件14锁死，预防配流阀组件14在液压力循环作用下出现松动，提高了该海/淡泵在水下使用时的可靠性。

配流阀组件如图3所示，包括阀体29、吸入阀和压出阀，吸入阀的入口通过环形通流槽15与水泵入口相通，吸入阀的出口与压出阀入口相通，压出阀的出口与水泵出口相通。图中阀体29的上部分安装压出阀，下部分安装吸入阀。压出阀从上至下依次为压出阀锁紧螺母37、压出阀弹簧36、压出阀阀芯35、压出阀阀座34，吸入阀从上至下依次为吸入阀弹簧33、吸入阀阀芯32、吸入阀阀座31、吸入阀锁紧螺母30。压出阀和吸入阀相接处既作为吸入阀的出口又作为压出阀入口。将吸入阀与压出阀设计成组件的形式，维护时配流阀组件可进行整体更换，使得故障平均可修复时间MTTR(Mean Time To Repair，平均修复时间)得到减小，提高了现场的可维护性。

配流阀组件采用径向布置，减小水泵的轴向尺寸，提高了功率重量比。配流阀密封形式采用球阀，同时采用软硬配对，阀座为PEEK，阀芯为陶瓷，结构简凑，不仅提高了高压条件下的密封可靠性，同时降低了阀芯与阀座之间的撞击声，从而降低水泵的整体噪声。阀芯采用陶瓷，由于陶瓷相对金属，具有硬度高，密度小的特点，因此提高抗气蚀能力；同时有利于减小阀芯的重量，提高配流阀的响应特性，减小配流阀的滞后时间，从而提高了高速下容积效率。

缸体10加工有流道9，使水泵入口与润滑腔相通。缸体10沿轴向加工有与柱塞相同的阶梯孔，在径向分布有两倍于柱塞数的阶梯孔，其中两个一组与轴向阶梯相通。轴向阶梯孔内安装阶梯柱塞套8，每一组径向分布的阶梯孔分别用于安装支承吸入阀18和支承压出阀18，支承吸入阀18的入口通过流道16、后端盖的环形通流槽15与超高压海水泵的入口相通。阶梯柱塞套8内安装有阶梯柱塞组件24，如图4所示。阶梯柱塞组件24包括阶梯柱塞38、半球环40、连杆39和滑靴41。连杆39加工有细长阻尼孔与滑靴41的底部支承腔44相通，支承腔44为多级阶梯形结构。在阶梯柱塞较大直径端有阶梯形螺纹孔，螺纹孔底部加工有球窝。每一个柱塞组件24有两个半球环40，如图5所示，两者由事先已加工好外螺纹和球窝的零件切开而形成两个零件，其外螺纹与柱塞的内螺纹相配合，球窝与连杆球头相配合。连杆39两端是大小不同球头，将小球头与柱塞内球窝相配合，然后将一对半球环旋入阶梯柱塞38的螺纹内，使连杆与阶梯柱塞38连接，两者间形成球铰副。该结构消除了常用滚压法安装连杆小球头和柱塞时在柱塞表面产生的塑性变形，提高了柱塞表面与柱塞孔间的配合精度，使密封性和摩擦性能都得到了提高。连杆的大球头与滑靴的球窝配合，可通过滚压成型使两者相连，形成球铰副。阶梯柱塞38较小直径端表面加工有球形凹坑43和细小阻尼孔42，如图6所示。

斜盘连杆式驱动结构，主要是减小阶梯柱塞38与阶梯柱塞套8间的侧向力以及阶梯柱塞38所受的弯矩。柱塞小直径端与阶梯柱塞套8之间的容腔为高压腔17，该腔压力水通过位于端盖上的配流阀与水泵出口相通，输出超高压压力水；而柱塞大直径端与阶梯柱塞套8之间则形成低压腔20，该低压腔20与滑靴41支承腔44相通，实现滑靴41与斜盘间的静压支承，静压支承与滑靴41底部的多级阶梯结构的支承腔44产生的动压支承共同作用提高滑靴与斜盘间的支承性能，用于支承的水介质通过滑靴41与斜盘的轴向间隙流入润滑腔7(如图2所示)，而润滑腔与泵入口相通。低压腔20还与支承吸入阀18出口和支承压出阀19入口相通，通过支承压出阀19对轴向滑动轴承6、径向滑动轴承5和21提供压力支承，实现动静压混合支承和润滑。阶梯柱塞38表面的球形凹坑43通过细小阻尼孔42及位于阶梯柱塞头部的一排凹坑与高压腔17相连通，使阶梯柱塞38与阶梯柱塞套8间形成双阻尼效应，解决了为提高超高压泵的容积效率而减小阶梯柱塞套8与阶梯柱塞38间隙导致的柱塞卡死问题，并且减小两者之间直接接触的概率。这些凹坑不仅减小配合面接触应力、限制磨粒运动，而且形成局部动压支承。通过连杆机构、二级阻尼、表面形貌设计等方法，解决了高速重载条件下柱塞副的磨损问题。

旋转主轴1左端通过径向滑动轴承21分别与缸体10相连，右端通过轴向滑动轴承6和径向滑动轴承5与壳体3相连，并通过机械密封2从壳体3伸出。轴向滑动轴承6左端面加有环形槽和球形凹坑，环形槽连通阻尼器4，阻尼器4通过壳体3上的流道27与支承压出阀19的出口相通，通过阻尼器4可使轴向滑动轴承6支承压力随负载而变化。旋转主轴1上加工有流道28，使压力水可以经轴向滑动轴承6的内侧流至径向滑动轴承5及21，提供压力支承，润滑和冷却，用于润滑和冷却的这部分水介质通用轴向滑动轴承6及径向滑动轴承5和21流入了壳体3和缸体10所构成的润滑腔7，并经过缸体上与润滑腔相通的流道9流至泵的入口。径向滑动轴承5及21设计成偏心的结构，在介质水的作用下，形成动压，实现动压力混合支承和润滑。旋转主轴1上加工有侧面与旋转主轴成一定倾角(7～15度)的斜盘25，斜盘左侧镶有高分子材料(如PEEK、聚四氟乙烯)，使高分子材料直接与滑靴相接触，提高两者的摩擦特性。

该超高压水泵的工作过程是这样实现的：旋转主轴1顺时或逆时针转动，斜盘25随旋转主轴一起转动。复位弹簧22通过球铰26和回程盘23将作用力均匀地施加于滑靴41之上，使滑靴41紧贴在斜盘上滑动。阶梯柱塞38通过连杆39受到斜盘25给滑靴的作用力，使阶梯柱塞38在阶梯柱塞套8中作往复运动。当斜盘沿极限位置即高压腔17容积最小(如图2a所示)位置开始运动时，配流阀组件14的压出阀阀芯35处于关闭状态。滑靴41在回程盘23的压紧力作用下，带动阶梯柱塞38向右运动，封闭的高压腔17的容积逐渐增大，压力下降，当下降到一定值时，吸入阀因入水口的压力大于高压腔17内的压力和吸入阀弹簧作用力的合力时，吸入阀开启，水由水泵入口进入吸入阀入口再流入高压腔17中，实现吸水。当斜盘从如图2a所示极限位置转过180°后到达图2b所示位置即为高压腔17容积最大时，此时阶梯柱塞38处于全部外伸的状态。旋转主轴1继续旋转，滑靴41受斜盘25的作用力，推动柱塞39向左动运，高压腔17的容积为逐渐减小，高压腔内的压力升高，将吸入阀关闭，同时克服压出阀弹簧36作用力及水泵水口压力的合力，将压出阀芯35打开，使高压腔17内的高压水经压出阀出水口流出水泵出口，实现排水。当旋转主轴旋转一周，各柱塞吸水及排水各一次，随着旋转主轴的不断旋转，各柱塞也连续地独立完成吸水与排水的动作，从而使泵连续输出流量。在旋转主轴旋转360°的过程中，阶梯柱塞38与阶梯柱塞套8形成的低压腔20也在做相应的变化，容积变大时，通过支承吸入阀18吸水，当容积变小时，一部分压力水通过流道流至连杆球铰副内，并经连杆流入滑靴41底部，支承滑靴；另一部分压力水经缸体上的流道27，流至阻尼器4，经阻尼器4流至轴向滑动轴承6的环形槽内，起支承与润滑的作用。从轴向滑动轴承6内侧流出的压力水通过旋转主轴内的流道28，流至左右径向滑动轴承5及21，提供静压支承，加上径向轴承自身的动压支承，实现动静压混合支承和润滑。

以上针对本发明的一优选实施例进行了相应介绍。需要说明的是，以上实施例可以有多种变型。比如，可以省去阶梯柱塞套8，而将阶梯柱塞38直接放置于腔体内对应的柱塞通道内。此外，图4中所示的柱塞滑靴组件24中的阶梯柱塞38的大直径端为球窝结构，而连杆39与阶梯柱塞38的连接端设置为球头，而实际应用中，可以不受此限，球头也可以设置在阶梯柱塞上36上，对应地球窝设置在连杆上，这时需要半球环40与连杆39之间螺纹连接。此外，尽管本发明实施例是以高压全水润滑水泵进行的说明。但是，本发明并不受限于此，本发明实施例可以应用于非全水润滑的、甚至压力不是很高的柱塞泵。具体以权利要求所覆盖的范围为准。

在上述实施例中，仅对本发明进行了示范性描述，但是本领域技术人员在阅读本专利申请后可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行各种修改。

Claims (10)

1.一种柱塞式水泵，包括：

泵主体，所述泵主体包括腔体、水泵入口以及水泵出口；

旋转单元，所述旋转单元包括旋转主轴，并设于所述泵主体内；以及

柱塞配流单元，所述柱塞配流单元设于所述泵主体内，所述柱塞配流单元包括配流阀组件、柱塞滑靴组件以及支承阀组件，

其中，所述柱塞滑靴组件设于所述腔体内，并将所述腔体分成相互独立的高压腔、低压腔以及润滑腔，所述支承阀组件与所述低压腔流体相通，所述配流阀组件与所述高压腔流体相通，所述旋转单元设于所述润滑腔内并经过流道及支承阀组件与所述低压腔流体连通，

其中，所述柱塞滑靴组件在所述旋转主轴的带动下进行往复运动，进而促使所述配流阀组件和所述支承阀组件协同作业，使得所述配流阀组件通过水泵入口和水泵出口进行吸水和排水动作，同时使得所述支承阀组件向所述旋转单元提供流体润滑。

2.根据权利要求1所述的柱塞式水泵，其特征在于，所述配流阀组件包括一体设置的吸入阀与压出阀，其中，所述吸入阀的入口与所述水泵入口流体连通，所述压出阀的出口与所述水泵出口流体连通，所述吸入阀的出口与所述压出阀的入口流体连通。

3.根据权利要求1所述的柱塞式水泵，其特征在于，

所述旋转单元还包括依次设于所述旋转主轴上的复位弹簧、回程盘和斜盘，

所述柱塞滑靴组件包括阶梯柱塞、连杆和滑靴，其中所述连杆通过球铰副在所述连杆的两端分别与所述阶梯柱塞和所述滑靴可动连接，

所述腔体内还设有柱塞通道，所述阶梯柱塞可滑动设置于所述柱塞通道内，

其中，所述回程盘的一侧与所述复位弹簧相接触，所述回程盘的另一侧与所述滑靴相接触，在所述复位弹簧的作用下所述回程盘使得所述滑靴的底部紧贴于所述斜盘的表面，进而使得所述斜盘的旋转运动经所述滑靴、所述连杆传递到所述阶梯柱塞，促使所述阶梯柱塞在所述柱塞通道内往复运动，所述阶梯柱塞的小直径端和大直径端分别与所述柱塞通道间形成相互独立的所述高压腔和所述低压腔。

4.根据权利要求3所述的柱塞式水泵，其特征在于，所述柱塞滑靴组件还包括设于所述柱塞通道内的阶梯柱塞套，所述阶梯柱塞设于所述阶梯柱塞套内，并与所述阶梯柱塞套直接可滑动接触。

5.根据权利要求4所述的柱塞式水泵，其特征在于，所述阶梯柱塞包括设于其表面的凹坑以及径向设置的与所述高压腔流体连通的阻尼孔，所述凹坑与所述阻尼孔相连通。

6.根据权利要求3所述的柱塞式水泵，其特征在于，所述斜盘的与所述滑靴的底部接触的所述表面上镶有高分子材料耐磨层。

7.根据权利要求6所述的柱塞式水泵，其特征在于，所述高分子材料耐磨层为PEEK或聚四氟乙烯。

8.根据权利要求3所述的柱塞式水泵，其特征在于，所述连杆与所述阶梯柱塞形成球铰副的球头端采用两个半球环卡紧，所述半球环的表面加工有螺纹，所述半球环与所述阶梯柱塞或者所述连杆之间螺纹连接。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的柱塞式水泵，其特征在于，

所述支承阀组件包括支承吸入阀和支承压出阀，所述低压腔与所述支承吸入阀的出口和所述支承压出阀的入口流体连通，

所述旋转单元还包括与所述旋转主轴配合的轴向滑动轴承和径向滑动轴承，

所述旋转主轴和所述泵主体的内部分别设置有流体通道，所述流体通道相应地使所述支承压出阀与所述轴向滑动轴承和径向滑动轴承保持流体连通，从而实现对所述轴向滑动轴承和所述径向滑动轴承的润滑和支承。

10.根据权利要求9所述的柱塞式水泵，其特征在于，

所述柱塞滑靴组件的滑靴的底部设有阶梯形的支承腔，所述支承腔与所述低压腔流体连通；

所述旋转单元还包括设于所述泵主体的内部的阻尼器，所述轴向滑动轴承的一端面设有环形槽，所述环形槽与所述阻尼器流体连通，所述阻尼器还通过所述泵主体的内部设置的流道与所述支承压出阀的出口流体连通。

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