CN101985921B - 隔舌密封机构外置式径向柱塞泵 - Google Patents

Abstract

本发明隔舌密封机构外置式径向柱塞泵，包括泵体、环形定子、转子、柱塞、滚轮、回程环、泵室、转子套、浮动隔舌、中心流道、轴封装置、吸、、排单向阀、调节螺杆等。转子和配流轴成为一体结构并支承在两端轴承上，转子带有中心流道，它的一端外圆固装一转子套，转子套上制有径向流道；密封机构由传统径向柱塞泵的配流轴上外置到泵室，隔舌制成浮动式的，浮动隔舌和转子套结合面的径向间隙可以任意调节；隔舌的宽度大于转子套上径向流道的宽度，并由吸、排出单向阀进行瞬时疏通。本发明彻底解决了“抱轴”难题，也大大增加高压腔和低压腔之间的密封面积，提高了密封效果和容积效率，延长了泵的使用寿命。本泵既可以输送油，也可输送水。

Description

隔舌密封机构外置式径向柱塞泵

技术领域

本发明涉及一种容积泵，一种隔舌密封机构外置式径向柱塞泵。

背景技术

目前公知的径向柱塞泵具有悠久的历史，由于结构紧凑、可以电机直联高速化、排出压力高、液流平稳、噪声低等优点，在液压系统作为动力源而受到广泛使用，但它却存在结构性缺陷，一是转子活套在配流轴上，由于摩擦，容易过热，出现抱轴、咬合、拉伤、卡死现象，被认为是径向柱塞泵一个不可克服的先天性缺陷；二是隔离高压腔和低压腔的密封机构存在于配流轴上，该处由于空间狭小，难以采取提高密封性能的有效措施，影响密封性能的提高。

针对这种缺陷，江苏大学提出申请号为03131659.X的专利“一种带浮动瓦套的轴配流径向柱塞泵”。提出了在转子与配流轴结合面处加由形状记忆合金制作的浮动瓦套，通过压力与热量来使瓦套位移和改变形状来减少间隙，解决“抱轴”难题，但转子活套在配流轴上的根本性问题仍然存在，在高速运转中，转子与配流轴的结合面的磨损与发热仍然没有解决。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述径向柱塞泵存在的缺点，提出一种将转子和配流轴成为一体结构的、密封机构外置的、密封间隙浮动可调的、高压腔与低压腔之间密封性能改善的、根治“抱轴”缺陷的隔舌密封机构外置式径向柱塞泵。

为了达到上述目的，本发明隔舌密封机构外置式径向柱塞泵，包括泵体1、固装在泵体1内的环形定子5、偏置在环形定子5内腔的转子2、安装在转子2上的多个均布径向柱塞孔中并一端与环形定子5内壁接触的柱塞3、置于转子2内腔与之同轴并具有吸排通道的配流轴、以及设置在所述配流轴上的将低压区和高压区密封隔离的隔舌密封机构，其特殊之处在于：将所述隔舌密封机构的位置由传统径向柱塞泵中对应于所述转子2径向柱塞孔的位置沿配流轴的轴向位移外置到泵体1外的具有吸入口和排出口的泵室7内，将所述配流轴合并到转子2上、使之成为一体结构并文承在两端轴承22上，所述转子2每个径向柱塞孔的底部联通一条和转子2轴线平行的可供液体吸入和排出的中心通道14，该每条中心通道14延伸至所述泵室7内并连通一条径向通孔15；多条均布的中心通道14形成同等数量的、均布的径向通孔15，所述隔舌密封机构由泵室7内腔中的一对宽度相等、对称于中心线并将泵室7分隔为吸入腔和排出腔的隔舌和固装在转子2延伸部位外圆上的转子套10所组成，所述转子套10上制有与转子2上的径向通孔15数量相等的、同轴的、并直径较小的径向孔26，在该径向孔26的两侧制有与其联通的窄槽27，形成转子套10的径向流道；所述一对隔舌的位置是和转子套10的径向流道相对应，其宽度大于转子套10上径向流道的宽度；所述一对隔舌是能径向移动的浮动隔舌12，该浮动隔舌12内设置有与吸入腔相通的吸入单向阀18和与排出腔相通的排出单向阀19。

本发明技术解决方案中的所述浮动隔舌12内的吸入单向阀18和排出单向阀19可以为钢球单向阀。

本发明技术解决方案中的所述浮动隔舌12上可以装有可调节浮动隔舌12与转子套10之间径向间隙大小的螺纹调节机构。

本发明技术解决方案中的所述浮动隔舌12上可以装有能将浮动隔舌12压向转子套10外圆表面的弹性压块25。

本发明技术解决方案主要是根治“抱轴”缺陷和提高高压腔和低压腔之间的密封性能。

本发明采取的措施是将转子2和配流轴成为一体结构并支承在两端轴承22上，既解决了“抱轴”难题又解决了配流轴的磨损。

此外，转子2上的每个柱塞3孔连通一条可供液体吸入和排出的中心通道14，每条中心通道14在泵室7处制有径向通孔15，这样将配流轴上的高压腔和低压腔的密封机构移置在泵室7内，因为泵室7的空间较大，可以采取多种措施来提高高压腔和低压腔之间的密封性能。

措施一是根据柱塞3的往复运动“短行程、高频率”的特点，它每一次输送的流量不大，因此在转子2的外圆固装一转子套10，该转子套10径向孔26的直径可以变小，此外，柱塞3每一转的行程中的输送量也不相等，柱塞3在两极限位置时输送量最小，然后逐渐增大，因此，可以在该径向孔26的两侧制有与其相通的窄槽27，形成径向流道，以适应小流量通过，如图5所示。

措施二是将隔舌制成浮动式的，可通过调节机构来调节浮动隔舌12和转子套10结合面的径向间隙，也可以通过弹性压块25推动浮动隔舌12使结合面的径向间隙为零。

措施三是使浮动隔舌12的宽度大于转子套10径向流道的宽度，为了避免柱塞3的困液闷车现象，在浮动隔舌12内设置吸入单向阀18和排出单向阀19，当柱塞3在隔舌封闭区送液产生困液闷车现象时，由吸入单向阀18和排出单向阀19进行瞬时吸、排。

上述三者结构改进的结合，大大增加隔舌的密封面积与长度，同时，使径向间隙减小到最佳值或为零，增强了密封性能，并提高了排出压力和容积效率。

本发明技术解决方案的优点是：彻底解决了原有径向柱塞泵结构性缺陷，即“抱轴”现象，同时也大大增加了隔舌的密封面积，增强了密封效果、提高了容积效率、增加了排出压力、延长了泵的使用寿命。

此外，两端支承的转子2可以承受更大的径向荷负，只要转子2的强度与刚性足够，转子2沿轴线可安排更多排径向柱塞孔和柱塞3，用以增大流量。

这种新结构也解决了长期未解决的用径向柱塞泵输送水类介质的难题，因为新结构使被输送介质和定子室的润滑油绝对隔离，杜绝了被输送介质向定子室的泄漏。

附图说明

图1是本发明实施例的结构图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是图1的B-B剖视图，浮动隔舌12具有调节机构。

图4是浮动隔舌12具有弹性压块25的结构图。

图5是两种不同隔舌密封机构的密封面积的对比图。

图6是转子2轴向安排两排柱塞3的结构图。

具体实施方式

图3是本发明实施例的结构图，图4是A-A剖视图，图5是B-B剖视图。

图中包括泵体1、转子2、柱塞3、滚轮4、环形定子5、回程环6、泵室7、前盖板8、后盖板9、转子套10、传动轴11、浮动隔舌12、泵盖13、中心流道14、径向通孔15、轴封装置16、滚轮轴17、吸入单向阀18、排出单向阀19、调节螺杆20、上盖板21、轴承22、小槽24、径向孔26、窄槽27。

转子2支承在前盖板8和后盖板9中的轴承22上，每个柱塞孔连通一条中心通道14，中心通道14在泵室7处连通一条径向通孔15，该段转子2的外圆固装有转子套10，转子套10上开有径向孔26与两侧的窄槽27，形成径向流道，该径向流道与泵室7上的浮动隔舌12组成间隙密封机构，浮动隔舌12上螺纹调节机构来调节径向间隙的大小，使之达到最理想的间隙值。

柱塞3通过滚轮轴17与滚轮4与环形定子5内壁接触，运转时推动柱塞3前进排液，然后由回程环6带动柱塞3复位。

图3中还显示了浮动隔舌12具有调节机构，通过调节螺杆20的来调节浮动隔舌12与转子套10结合面的径向间隙，浮动隔舌12中的吸入单向阀18与小槽24连通，进而连通吸入腔。

泵室7一端用泵盖13闷死，另一端装有轴封装置16。

图4是浮动隔舌12具有弹性压块25的结构图，图中有浮动隔舌12、弹性压块25、与上盖板21，利用弹性压块25的弹性将浮动隔舌12压向转子套10表面，使之径向间隙为零，进一步提高密封性能，两者的结合面要作硬化处理或镀复处理，弹性压块25可采用弹性橡胶或弹性塑料或金属弹簧。

图5是两种不同隔舌密封机构的密封面积的对比图，其中网格线表示密封面积的投影。

图中a小图表示传统径向柱塞泵配流轴上高压腔和低压腔之间的密封机构，一般将柱塞孔中的底孔直径E制成和隔舌的宽度F相等，其结果是密封面积小、密封长度短，当底孔转到和隔舌宽度对齐时，直径处密封长度瞬时为零；图中b小图表示本发明的密封机构，将浮动隔舌的宽度F制成大于转子套上径向通道的宽度E，不仅增大了密封面积和长度，即使转子套上的径向通道对上隔舌的宽度，其两侧仍然有密封面，改善了密封性能、提高了排出压力。

本实例利用偏心机构原理，实现泵的吸排功能，当电机带动转子2旋转时，柱塞3绕环形定子5内壁一边旋转一边沿转子2上的径向柱塞孔作相对往复运动，往复运动的行程是转子2的偏心距的二倍，柱塞3的往复运动产生容积变化，从吸入腔吸入液体再从排出腔排出液体，由于泵室7内的浮动隔舌12的阻隔，使排出腔和吸入腔之间产生压力差；这种容积泵原理，水力损失和容积损失都小，效率很高，多个柱塞3成一定角度布置，液流输出平稳无脉冲，振动小、噪音低。

本实例中隔舌12上的吸入单向阀18和排出单向阀19采用钢球单向阀，如果空间位置允许也可采用平板单向阀或锥形单向阀。

图6是双排柱塞结构图，由于转子2支承在两个轴承22上，只要强度与刚性足够，沿转子2轴向可安置多排柱塞3，用以增加流量；本图中显示两排柱塞3，流量可以倍增，扩大了泵的使用范围。

本发明的结构不作任何改动，既可作水泵，又可作油泵；此外，由于自吸性能优越，流道宽畅，可输送挥发性液体及带颗粒状或短纤维状杂质的液体。

Claims (4)

1.一种隔舌密封机构外置式径向柱塞泵，包括泵体(1)、固装在泵体(1)内的环形定子(5)、偏置在环形定子(5)内腔的转子(2)、安装在转子(2)上的多个均布径向柱塞孔中并一端与环形定子(5)内壁接触的柱塞(3)、置于转子(2)内腔与之同轴并具有吸排通道的配流轴、以及设置在所述配流轴上的将低压区和高压区密封隔离的隔舌密封机构，其特征在于：将所述隔舌密封机构的位置由传统径向柱塞泵中对应于所述转子(2)径向柱塞孔的位置沿配流轴的轴向位移外置到泵体(1)外的具有吸入口和排出口的泵室(7)内，将所述配流轴合并到转子(2)上、使之成为一体结构并支承在两端轴承(22)上，所述转子(2)每个径向柱塞孔的底部联通一条和转子(2)轴线平行的可供液体吸入和排出的中心通道(14)，该每条中心通道(14)延伸至所述泵室(7)内并连通一条径向通孔(15)；多条均布的中心通道(14)形成同等数量的、均布的径向通孔(15)，所述隔舌密封机构由泵室(7)内腔中的一对宽度相等、对称于中心线并将泵室(7)分隔为吸入腔和排出腔的隔舌和固装在转子(2)延伸部位外圆上的转子套(10)所组成，所述转子套(10)上制有与转子(2)上的径向通孔(15)数量相等的、同轴的、并直径较小的径向孔(26)，在该径向孔(26)的两侧制有与其联通的窄槽(27)，形成转子套(10)的径向流道；所述一对隔舌的位置是和转子套(10)的径向流道相对应，其宽度大于转子套(10)上径向流道的宽度；所述一对隔舌是能径向移动的浮动隔舌(12)，该浮动隔舌(12)内设置有与吸入腔相通的吸入单向阀(18)和与排出腔相通的排出单向阀(19)。

2.根据权利要求1所述的隔舌密封机构外置式径向柱塞泵，其特征在于：所述浮动隔舌(12)内的吸入单向阀(18)和排出单向阀(19)为钢球单向阀。

3.根据权利要求1所述的隔舌密封机构外置式径向柱塞泵，其特征在于：所述的浮动隔舌(12)上装有可调节浮动隔舌(12)与转子套(10)之间径向间隙大小的螺纹调节机构。

4.根据权利要求1所述的隔舌密封机构外置式径向柱塞泵，其特征在于：所述的浮动隔舌(12)上装有能将浮动隔舌(12)压向转子套(10)外圆表面的弹性压块(25)。

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