CN1020785C

CN1020785C - 叶片泵系统

Info

Publication number: CN1020785C
Application number: CN 90103182
Authority: CN
Inventors: 刘金钦
Original assignee: Huazhong University of Science and Technology
Current assignee: Huazhong University of Science and Technology
Priority date: 1990-06-25
Filing date: 1990-06-25
Publication date: 1993-05-19
Anticipated expiration: 2005-06-25
Also published as: CN1057888A

Abstract

一种由叶片泵、控制阀和压力表组成的叶片泵系统，控制阀为负开口或零开口双边控制三通阀，其进口、出口、控制口分别与叶片泵压油腔、吸油腔、吸油区叶片根部压力表联通。当负载压力大幅度变化时，吸油区叶片根部压力能保持恒定，并可随时调节和显示，一般只有最大负载压力的4%到6%。该系统结构简单、工艺性好，容易制造，成本低，明显减少了定子表面和叶片顶部磨损，减轻叶片振动，降低了噪声。

Description

本发明涉及液压阀和液压泵构成的液压系统。

现有叶片泵向高压化发展的主要障碍是叶片泵吸油区叶片根部压力高，并且不恒定，定子内表面与叶片顶部磨损严重。子母叶片泵、柱销叶片泵虽然较大幅度降低吸油区叶片根部压力，但叶片和转子的结构复杂、工艺性差、精度要求高、难于制造，而且吸油区叶片根部压力随负载压力变化而变化，不能保持恒定。华中理工大学持有专利号为86203316的《高压叶片泵》实用新型专利虽然在技术上比子母叶片泵、柱销叶片泵先进，大幅度降低吸油区叶片根部压力，也简化了叶片和转子的结构，但配套的控制阀（辅助阀）结构复杂，吸油区叶片根部压力随负载压力变化而变化，不能保持恒定。控制阀为减压阀的叶片泵，其叶片、转子结构简单，但与上述三种泵相比，降低吸油区叶片根部压力的幅度差距较大，由于减压阀是单边控制的两通阀，当开口为零（或负）时，通过阀体与滑阀之间圆环缝隙的流量仍不小且随负载压力变化而变化，实际上吸油区叶片根部压力不能保持恒定。

本发明的目的有四个：一是简化叶片和转子的结构，使其工艺性好，容易制造。二是大幅度降低且恒定吸油区叶片根部压力，减小叶片顶部和定子内表面的磨损，减轻叶片振动，降低噪声，特别能适应冲击负载工况。三是控制阀的结构简化，工艺性好，容易制造。四是保持足够高的容积效率。

本发明叶片泵系统由叶片泵、控制阀和压力表组成。叶片泵包括泵盖、侧板、定子、叶片、转子、压力侧板、泵体、主轴，主轴与压力侧板内孔之间有第一间隙，侧板或压力侧板端面上分别有两段吸油区腰形槽和两段压油区腰形槽，吸油区腰形槽与压油区腰形槽之间的间隔小于转子上叶片槽根部的圆孔直径。本发明的控制阀为负开口或零开口双边控制三通阀，阀体上开有进口、出口和控制口，控制阀由阀体、滑阀、弹簧、活塞、调节螺钉、密封定位塞组成，阀体为中空圆筒状，内壁有进口环形槽、出口环形槽、控制口环形槽，分别与阀体上的进口、出口及控制口相通，滑阀为表面带有环形凹槽的圆筒状，两端直径不一样，其上部直径小于下部直径，内部设置轴向阻尼小孔联通控制阀上端腔和下端腔，并通过径向孔向环形凹槽相通，环形凹槽宽度小于或等于出口环形槽与进口环形槽之间的距离。滑阀上部（小端）有弹簧，滑阀处于上端极限位置时，下端腔与进口保持隔断，出口与环形凹槽联通或保持临界接通。滑阀处于下端极限位置时，上端腔与出口保持隔断，进口与环形凹槽联通或保持临界接通。叶片泵泵体或泵盖上有与压油腔相通的高压槽孔、有与吸油区叶片根部相通的低压槽孔，有与吸油腔相通的零压槽孔，所述高压槽孔与控制阀进口联通，低压槽孔与控制阀控制口以及压力表联通，零压槽孔与控制阀出口联通，叶片泵压力侧板上有连通第一间隙和吸油腔的卸压槽孔。为实现上述目的，本系统可采取下述两种形式之中任一种：压力侧板上有环形槽，还有两个吸油槽孔，分别使两段吸油区腰形槽和环形槽连通，这时就要在泵体上开有低压槽孔、高压槽孔、零压槽孔，分别与环形槽、压油腔、第一间隙相通;或者在侧板上开有吸油槽孔，联通吸油区腰形槽，还开有压油槽孔，联通压油腔，此时则应在泵盖上开有低压槽孔、高压槽孔、零压槽孔，分别与所述吸油槽孔、压油槽孔、吸油腔相通。

给定压力值由调节螺钉改变弹簧的予压缩量决定，由压力表显示，一般为最大负载压力的4%到6%。吸油区叶片根部压力值（即控制器的油液压力值）与给定压力值的偏差反馈控制阀双边的开口量。吸油区叶片根部压力值大于给定压力值时，压缩弹簧，滑阀向上方移动，即进口开口量减小，进口流量减少，出口开口量增大，出口流量增加，吸油区叶片根部压力值趋向给定压力值方向变化。反之，类推。所以，控制阀既起减压作用，又起恒压作用。

本发明的叶片泵系统，能调节吸油区叶片根部压力，实现吸油区叶片根部压力小而且恒定的目的。系统各部分结构简单，工艺性好，容易制造，因而成本低。本系统适用于高压液压传动系统，特别适用于冲击负载工况的液压传动系统，稍加改装使用低粘度油和高水基介质时仍具有足够的容积效率。

结合附图说明本发明的实施例：

图1为泵体上开有高压槽孔、低压槽孔和零压槽孔的叶片泵系统纵向剖视图。

图2是沿图1中B-B剖开的叶片泵横向剖视图。

图3表明控制阀经由泵盖和侧板实施控制的状态下侧板俯视图。

图4是和图3同一实施状态时泵盖俯视图。

图1中叶片泵包括泵盖[8]、侧板[9]、定子[10]、叶片[11]、转子[12]、压力侧板[15]、泵体[17]、主轴[18]、第一间隙[16]、主轴上花键与转子花键孔之间的第二间隙[6]、主轴与侧板之间有第三间隙[7]、轴用唇形密封圈[19]。压力侧板[15]端面上两段吸油区腰形槽[13]和两段压油区腰形槽[22]，压力侧板上有环形槽[5]，还有两个吸油槽孔[14]分别使两段吸油区腰形槽[13]和环形槽[5]联通。泵体[17]上开有低压槽孔[3]、高压槽孔[4]、零压槽孔[2]，分别与环形槽[5]、压油腔、第一间隙[16]相通。泵体内壁上有环形密封槽[24]。控制阀由阀体[29]、滑阀[42]、弹簧[26]、活塞[34]、“O”形密封圈[27]、调节螺钉[28]、密封定位塞[32]、档圈[33]组成，阀体内壁进口环形槽[40]、出口环形槽[35]、控制口环形槽[38]分别与进口[20]、出口[21]及控制口[25]相通。滑阀上部直径[φN]小于下部直径[φM]，表面有环形凹槽[39]，内部阻尼小孔[36]联通控制阀上端腔[30]和下端腔[41]，内部还开有径向孔[37]，压力表[1]与控制口[25]联通。进口[20]、出口[21]、控制口[25]分别与高压槽孔[4]、零压槽孔[2]、低压槽孔[3]联通。

图2表明压力侧板[15]上有连通第一间隙[16]和吸油腔的卸压槽孔[23]，其他标号与图1均一致。

图3为侧板[9]的俯视图，图中侧板[9]上有两段吸油区腰形槽[13]和两段压油区腰形槽[22]，吸油槽孔[14]联通吸油区腰形槽[13]，还开有压油槽孔[44]联通压油腔。

图4为泵盖[8]俯视图，图中泵盖[8]上开有低压槽孔[3]、高压槽孔[4]、零压槽孔[2]，分别与图3中吸油槽孔[14]、压油槽孔[44]、吸油腔相通。控制阀可从泵盖方向联接，控制阀具体结构同图1。

在所有的实施状态下，所述叶片泵第一间隙、第二间隙、第三间隙是互相联通的，与轴用唇形密封圈内侧相通，定子过渡曲线为低噪声的修正高次方程曲线，叶片为单叶片结构。侧板或压力侧板上吸油区腰形槽与处于吸油区的叶片根部相通，压油区腰形槽与处于压油区的叶片根部相通。

Claims

1、一种由叶片泵、控制阀和压力表组成的叶片泵系统，所述叶片泵包括泵盖[8]、侧板[9]、定子[10]、叶片[11]、转子[12]、压力侧板[15]、泵体[17]和主轴[18]，主轴[18]与压力侧板[15]内孔之间具有第一间隙[16]，侧板[9]或压力侧板[15]端面上分别有两段吸油区腰形槽[13]和两段压油区腰形槽[22]，吸油区腰形槽与压油区腰形槽之间的间隔小于转子[12]上叶片槽根部的圆孔直径，叶片泵的压力侧板[15]上有连通第一间隙[16]和吸油腔的卸压槽孔[23]，压力侧板上有环形槽[5]，还有两个吸油槽孔[14]，分别使两段吸油区腰形槽[13]和环形槽[5]联通，其特征为：

(1)控制阀为负开口或零开口双边控制三通阀，阀体[29]上开有进口[20]、出口[21]和控制口[25]。

(2)泵体[17]上开有低压槽孔[3]、高压槽孔[4]、零压槽孔[2]，分别与环形槽[5]、压油腔、第一间隙[16]相通。

(3)所述高压槽孔与控制阀进口[20]联通，低压槽孔与控制阀控制口[25]以及压力表[1]联通，零压槽孔与控制阀出口[21]联通。

2、一种由叶片泵、控制阀和压力表组成的叶片泵系统，所述叶片泵包括泵盖[8]、侧板[9]、定子[10]、叶片[11]、转子[12]、压力侧板[15]、泵体[17]和主轴[18]、主轴[18]与压力侧板[15]内孔之间具有第一间隙[16]，侧板[9]或压力侧板[15]端面上分别有两段吸油区腰形槽[13]和两段压油区腰形槽[22]，吸油区腰形槽与压油区腰形槽之间的间隔小于转子[12]上叶片槽根部的圆孔直径，压力侧板[15]上有连通第一间隙[16]和吸油腔的卸压槽孔[23]，其特征为：

（1）控制阀为负开口或零开口双边控制三通阀，阀体[29]上开有进口[20]、出口[21]和控制口[25]。

（2）叶片泵的侧板[9]上开有吸油槽孔[14]，联通吸油区腰形槽[13]，还开有压油槽孔[44]，联通压油腔。

（3）泵盖[8]上开有低压槽孔[3]、高压槽孔[4]、零压槽孔[2]，分别与所述吸油槽孔[14]、压油槽孔[44]、吸油腔相通。

（4）所述高压槽孔与控制阀进口[20]联通，低压槽孔与控制阀控制口[25]以及压力表[1]联通，零压槽孔与控制阀出口[21]联通。

3、如权利要求1或2所述的叶片泵系统，其特征为所述控制阀由阀体[29]、滑阀[42]、弹簧[26]、活塞[34]、调节螺钉[28]、密封定位塞[32]组成。

（1）阀体[29]为中空圆筒状，内壁有进口环形槽[40]、出口环形槽[35]、控制口环形槽[38]，分别与进口[20]、出口[21]及控制口[25]相通。

（2）滑阀[42]为表面带有环形凹槽[39]的圆筒状，其上部直径[φN]小于下部直径[φM]，内部轴向阻尼小孔[36]联通控制阀上端腔[30]和下端腔[41]，并通过经向孔[37]与环形凹槽[39]相通。

（3）所述环形凹槽[39]宽度小于或等于出口环形槽与进口环形槽之间的距离。

（4）滑阀[42]处于上端极限位置时，下端腔[41]与进口[20]保持隔断，出口[21]与环形凹槽[39]联通或保持临界接通。

（5）滑阀[42]处于下端极限位置时，上端腔[30]与出口[21]保持隔断，进口[20]与环形凹槽[39]联通或保持临界接通。