CN102619739A - 一种变量柱塞泵 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种变量柱塞泵，属于机械技术领域。它解决了现有的柱塞泵易出现供油不均衡、出油不稳定的问题。它包括泵体、低压柱塞和高压柱塞，低压柱塞设于泵体内，低压柱塞将泵体内部分隔为两个独立的腔体：上腔体和下腔体，下腔体内设有弹簧且弹簧的两端分别作用在低压柱塞和泵体内侧，高压柱塞穿过泵体，低压柱塞上设有溢流机构，泵体上具有与上腔体相通的进油孔一和出油孔一，泵体上还具有与下腔体相通的进油孔二和出油孔二，进油孔一、进油孔二、出油孔一和出油孔二处分别设有进油单向阀一、进油单向阀二、出油单向阀一和出油单向阀二，且四个单向阀的方向均与油的流向相一致。它具有结构简单、出油效率高、稳定性高等优点。

Description

一种变量柱塞泵
技术领域
本发明属于机械技术领域，涉及一种柱塞泵，特别是一种变量柱塞泵。
背景技术
低压大流量和高压小流量输送液体的柱塞泵在液压工具、液压搬运设备和起重设备中广泛使用。设置柱塞泵目的在于提高柱塞泵在低压时泵油效率和高压时操作轻松省力。
为了达到上述目的，台湾专利局TW401484提供了一种“活塞泵”，它包括泵体，泵体内设有能滑动的柱塞，柱塞将泵体内部分隔为上下相邻的两个腔体：上腔体和下腔体，泵体上具有与下腔体相通的进油孔和与上腔体相通的出油孔，进油孔和出油孔上均设有与油液流向一致的单向阀。在柱塞上还设有单向阀。下腔体内设有弹簧，柱塞在弹簧作用下具有向上腔体移动的趋势。
上述柱塞泵工作过程中，位于上腔体处的高压柱塞下压低压柱塞，低压柱塞克服弹簧弹力下移过程中溢流阀打开，下腔体处的油液经溢流阀进入上腔体，再由上腔体排出。相反，高压柱塞上移后，在弹簧的弹力作用下低压柱塞复位，这个过程中进油孔处单向阀打开，油液进入下腔体内；与此同时，上腔体处增大的油液使出油孔处单向阀打开，油液经出油孔排出。
往复的上述动作就能使油液持续的由出油孔排出。但是，由于低压柱塞下移时下腔体的油液是通过溢流阀进入上腔体，柱塞上移过程中再由上腔体处的出油孔排出。低压状态下，柱塞上移过程中，其泵油量较大；柱塞下压过程中，泵油量较少。形成在低压状态下，手柄放开，液压缸活塞伸出较多，手柄下压时液压缸伸出较少的现象，这样就造成了低压动作时出油不均衡，忽快忽慢。
中国专利其公开号CN102080641A提供了一种“往复式柱塞泵供油装置”，它包括泵体，泵体内具有活塞且活塞将泵体分隔为两个独立的腔体：左腔体和右腔体。在泵体上具有与左腔体相通的进油孔一和出油孔一，在泵体上还具有与右腔体相通的进油孔二和出油孔二。活塞是通过齿轮、齿条的方式驱动的，当活塞左右移动过程中，出油孔一和出油孔二能间隔的持续出油。但是，当起应用在液压工具中时遇到高压状态时，上述装置就突然不能出油。
现有的其它柱塞泵也都存在着类似的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种结构简单、能快速实现出油的变量柱塞泵。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种变量柱塞泵，包括内部为空腔的泵体、低压柱塞和高压柱塞，所述的低压柱塞设于所述的泵体内且能上下滑动，所述的低压柱塞将泵体内部分隔为两个独立的腔体：上腔体和下腔体，所述下腔体内设有弹簧且弹簧的两端分别作用在低压柱塞和泵体内侧，所述的高压柱塞穿过所述泵体且其内端位于所述的上腔体中，其外端伸出泵体，其特征在于，所述的低压柱塞上设有溢流机构，所述泵体上具有与上腔体相通的进油孔一和出油孔一，所述泵体上还具有与下腔体相通的进油孔二和出油孔二，所述的进油孔一、进油孔二、出油孔一和出油孔二处分别设有进油单向阀一、进油单向阀二、出油单向阀一和出油单向阀二，且上述四个单向阀的方向均与油的流向相一致。
施加的外力带动高压柱塞上下移动过程中，在低压状态时出油孔一和出油孔二能间隔的持续出油；在高压状态时只有出油孔二能间隔的出油，此时的出油孔二的出油量相对于低压状态而言较小。
在低压状态中，高压柱塞上移时，低压柱塞在弹簧弹力作用下随着上移，这个过程中溢流机构关闭、进油单向阀二打开、出油单向阀一打开，油液经进油孔二进入下腔体的同时上腔体内的油液经出油孔一排出；高压柱塞下移时，高压柱塞克服弹簧弹力后顶压低压柱塞使其随着下移，这个过程中溢流机构关闭、进油单向阀一打开、出油单向阀二打开，油液经进油孔一进入上腔体的同时下腔体内的油液经出油孔二排出。
在高压状态中，高压柱塞上移时，低压柱塞在弹簧的弹力作用下随着上移，由于上腔体处具有较高油压，低压柱塞并不能与完全上移的高压柱塞相接触。这个过程中溢流阀关闭、进油单向阀二打开，油液经进油孔二进入下腔体的同时上腔体内的油液不能排出；高压柱塞下移时，高压柱塞克服弹簧弹力后顶压低压柱塞使其随着下移，这个过程中溢流机构开启、出油单向阀一开启，上腔体处的油液经出油孔一排出。
在上述的变量柱塞泵中，所述低压柱塞侧部具有凸出的挡沿，上述弹簧套在低压柱塞上且弹簧的一端抵靠在挡沿上。
通过挡沿对弹簧定位。
在上述的变量柱塞泵中，所述低压柱塞包括呈圆筒状的本体，所述的溢流机构为位于本体内的堵头和溢流弹簧，本体内侧具有能与堵头接触形成密封的密封部，溢流弹簧的两端分别作用在本体和堵头上且在溢流弹簧的弹力作用下堵头具有抵靠在密封部处的趋势。
只有高压状态且高压柱塞上移时溢流机构才开启。具体而言，在该状态时下腔体内的油液才能克服溢流弹簧的弹力使堵头脱离密封面，从而下腔体内的油液经溢流机构进入上腔体内。
在上述的变量柱塞泵中，所述溢流弹簧的弹力大于出油单向阀一的中弹簧的弹力。
显然，这样的结构使得只有高压状态且高压柱塞下移，溢流机构才开启。
在上述的变量柱塞泵中，所述本体上螺纹连接有压帽，上述溢流弹簧的两端分别作用在压帽和堵头上，所述压帽上具有供油液流通的过油孔。
溢流弹簧和堵头能方便的装在低压柱塞中并得到定位。
在上述的变量柱塞泵中，所述的过油孔呈“T”字形，过油孔的下端口与下腔体相通，过油孔的两个上端口与上腔体相通。
这样的设置使得高压柱塞直接顶压在压帽上，由于过油孔的两个上端口位于压帽侧部，因此，高压柱塞不会阻碍油液流动。
在上述的变量柱塞泵中，所述进油单向阀一和进油单向阀二均位于泵体一侧，所述出油单向阀一和出油单向阀二均位于泵体另一侧。
在上述的变量柱塞泵中，所述进油孔一和出油孔一均位于上腔体的顶部处。
在上述的变量柱塞泵中，所述本体端口处具有孔径较大的连接座，上述压帽端部具有环形凸出的挡头，挡头与本体端部连接座之间具有间隙，所述挡头抵靠在连接座处且上述过油孔的出口分别位于挡头的两侧。
连接座与挡头配合使得上腔体尽量具有较大的空间。同时，进油孔一和出油孔一的位置使得即使上腔体具有较少的油液也能稳定的将上腔体处油液经出油孔一排出。
在上述的变量柱塞泵中，所述高压柱塞与泵体之间具有密封圈。
在上述的变量柱塞泵中，所述泵体内具有凹入的弹簧座，上述弹簧的一端位于弹簧座处。
与现有技术相比，本变量柱塞泵在低压状态时进油孔一和进油孔二能间隔的快速进油，出油孔一和出油孔二能间隔的大量出油；高压状态时出油孔一能间隔的少量出油。也就是说，本柱塞泵低压状态均是大量出油，高压状态时少量出油。从而有效的达到了低压时泵油效率高和高压时操作轻松省力的目的，相对于普通柱塞泵其效率能提高8倍左右。
同时，压帽的过油孔由于是对称设置的，压帽受高压柱塞挤压时不会因重心偏移而倾斜移动，因此，它的稳定性高、使用寿命长。与此同时，压帽上的过油孔还不会与高压柱塞接触，其稳定性进一步提高。
附图说明
图1是本变量柱塞泵低压状态时高压柱塞上移时的剖视结构示意图。
图2是本变量柱塞泵低压状态时高压柱塞下移时的剖视结构示意图。
图3是本变量柱塞泵高压状态时高压柱塞上移时的剖视结构示意图。
图4是本变量柱塞泵高压状态时高压柱塞下移时的剖视结构示意图。
图5是具有本变量柱塞泵的线缆剪切工具的剖视结构示意图。
图中，1、泵体；1a、上腔体；1b、下腔体；1b1、弹簧座；2、高压柱塞；3、低压柱塞；3a、挡沿；3b、本体；3b1、连接座；3c、堵头；3d、溢流弹簧；4、弹簧；5、进油孔一；5a、进油单向阀一；6、出油孔一；6a、出油单向阀一；7、进油孔二；7a、进油单向阀二；8、出油孔二；8a、出油单向阀二；9、压帽；9a、过油孔；9b、挡头；10、油缸；11、储油腔；12、活动手柄；13、固定手柄。
具体实施方式
如图1和图2所示，本变量柱塞泵包括内部为空腔的泵体1，泵体1内设有低压柱塞3和高压柱塞2。
低压柱塞3设于泵体1内且能上下滑动，低压柱塞3将泵体1内部分隔为两个独立的腔体：上腔体1a和下腔体1b。下腔体1b内设有弹簧4，弹簧4的两端分别作用在低压柱塞3和泵体1内侧。本实施例中，低压柱塞3侧部具有凸出的挡沿3a，弹簧4套在低压柱塞3上且弹簧4的一端抵靠在挡沿3a上，泵体1的下腔体1b处具有凹入的弹簧座1b1，弹簧4的另一端位于弹簧座1b1处。
高压柱塞2穿过泵体1，高压柱塞2的内端位于上腔体1a中，高压柱塞2的外端伸出泵体1。本实施例中，高压柱塞2与泵体1之间具有密封圈。低压柱塞3上设有溢流机构，泵体1上具有与上腔体1a相通的进油孔一5和出油孔一6，泵体1上还具有与下腔体1b相通的进油孔二7和出油孔二8，所述的进油孔一5、进油孔二7、出油孔一6和出油孔二8处分别设有进油单向阀一5a、进油单向阀二7a、出油单向阀一6a和出油单向阀二8a，且上述四个单向阀的方向均与油的流向相一致。
低压柱塞3包括呈圆筒状的本体3b，溢流机构为位于本体3b内的堵头3c和溢流弹簧3d，本体3b内侧具有能与堵头3c接触形成密封的密封部，溢流弹簧3d的两端分别作用在本体3b和堵头3c上且在溢流弹簧3d的弹力作用下堵头3c具有抵靠在密封部处的趋势。溢流弹簧3d的弹力大于出油单向阀一6a的中弹簧的弹力。
本体3b上螺纹连接有压帽9，溢流弹簧3d的两端分别作用在压帽9和堵头3c上，压帽9上具有供油液流通的过油孔9a。过油孔9a呈“T”字形，过油孔9a的下端口与下腔体1b相通，过油孔9a的两个上端口与上腔体1a相通。
进油单向阀一5a和进油单向阀二7a均位于泵体1一侧，出油单向阀一6a和出油单向阀二8a均位于泵体另一侧。进油孔一5和出油孔一6均位于上腔体1a的顶部处。本实施例中，本体3b端口处具有孔径较大的连接座3b1，压帽9端部具有环形凸出的挡头9b，挡头9b与本体3b端部连接座3b1之间具有间隙，挡头9b抵靠在连接座3b1处且上述过油孔9a的出口分别位于挡头9b的两侧。
如图5所示，本变量柱塞泵可以用在液压导线压接工具或者线缆剪切工具中，液压导线压接工具的压接模具必须先空载推进，然后接触被压接线端。在空载运动过程中，液压泵仅需克服液压缸内弹簧和摩擦阻力，所需的压力很小。此时，为了提高活塞的运动速度，可以大流量向液压缸内输油。当活塞推动压接模具接触被压接线端时，要克服被线端变形所产生的抗力，需要很大的压力，活塞可以缓慢的向前推进，减小活塞对液压缸和工作头部的冲击，同时可以达到操作轻松省力。
线缆剪切工具也同样是上述原理，它包括变量柱塞泵、油缸10和储油腔11，变量柱塞泵与储油腔11固连，并且变量柱塞泵与储油腔11之间的油路相通，变量柱塞泵上具有一个用于将储油腔11内的动力油压入油缸10内的加压机构。
加压机构包括一个活动手柄12和一个固定手柄13，活动手柄12铰接在变量柱塞泵上，固定手柄13固联在变量柱塞泵上，活动手柄12与高压柱塞2相联。随着活动手柄12的上下往复扳动，高压柱塞2随着上下往复移动，使得储油腔3内的动力油可以通过进油通道被压入油缸10内。
具体而言，在低压状态中也就是说液压导线压接工具上的模具未接触线缆和端子之前。如图1所示，活动手柄12带动高压柱塞2上移，低压柱塞3在弹簧4弹力作用下随着上移，这个过程中溢流机构关闭、进油单向阀二7a打开、出油单向阀一6a打开，油液经进油孔二7进入下腔体1b的同时上腔体1a内的油液经出油孔一6排出。油液驱动活塞和模具快速移动。
如图2所示，活动手柄12带动高压柱塞2下移，高压柱塞2克服弹簧4弹力后顶压低压柱塞3使其随着下移，这个过程中溢流机构关闭、进油单向阀一5a打开、出油单向阀二8a打开，油液经进油孔一5进入上腔体1a的同时下腔体1b内的油液经出油孔二8排出。油液驱动活塞和模具快速移动。
在高压状态中也就是说液压导线压接工具上的模具处于压接中。如图3所示，活动手柄12带动高压柱塞2上移，低压柱塞3在弹簧4的弹力作用下随着上移，由于上腔体1a处具有较高油压，低压柱塞3并不能与完全上移的高压柱塞2相接触。这个过程中溢流阀关闭、进油单向阀二7a打开，油液经进油孔二7进入下腔体1b的同时上腔体1a内的油液不能排出。模具停止移动。
如图4所示，活动手柄12带动高压柱塞2下移，高压柱塞2克服弹簧4弹力后顶压低压柱塞3使其随着下移，这个过程中溢流机构开启、出油单向阀一6a，上腔体1a处的油液经出油孔一6排出。阳模慢速移动。显然，具有本变量柱塞泵的线缆剪切工具低压时的泵油效率和高压时操作轻松省力。

Claims (10)

1.一种变量柱塞泵，包括内部为空腔的泵体(1)、低压柱塞(3)和高压柱塞(2)，所述的低压柱塞(3)设于所述的泵体(1)内且能上下滑动，所述的低压柱塞(3)将泵体(1)内部分隔为两个独立的腔体：上腔体(1a)和下腔体(1b)，所述下腔体(1b)内设有弹簧(4)且弹簧(4)的两端分别作用在低压柱塞(3)和泵体(1)内侧，所述的高压柱塞(2)穿过所述泵体(1)且其内端位于所述的上腔体(1a)中，其外端伸出泵体(1)，其特征在于，所述的低压柱塞(3)上设有溢流机构，所述泵体(1)上具有与上腔体(1a)相通的进油孔一(5)和出油孔一(6)，所述泵体(1)上还具有与下腔体(1b)相通的进油孔二(7)和出油孔二(8)，所述的进油孔一(5)、进油孔二(7)、出油孔一(6)和出油孔二(8)处分别设有进油单向阀一(5a)、进油单向阀二(7a)、出油单向阀一(6a)和出油单向阀二(8a)，且上述四个单向阀的方向均与油的流向相一致。
2.根据权利要求1所述的变量柱塞泵，其特征在于，所述低压柱塞(3)侧部具有凸出的挡沿(3a)，上述弹簧(4)套在低压柱塞(3)上且弹簧(4)的一端抵靠在挡沿(3a)上。
3.根据权利要求2所述的变量柱塞泵，其特征在于，所述低压柱塞(3)包括呈圆筒状的本体(3b)，所述的溢流机构为位于本体(3b)内的堵头(3c)和溢流弹簧(3d)，本体(3b)内侧具有能与堵头(3c)接触形成密封的密封部，溢流弹簧(3d)的两端分别作用在本体(3b)和堵头(3c)上且在溢流弹簧(3d)的弹力作用下堵头(3c)具有抵靠在密封部处的趋势。
4.根据权利要求3所述的变量柱塞泵，其特征在于，所述溢流弹簧(3d)的弹力大于出油单向阀一(6a)的中弹簧(4)的弹力。
5.根据权利要求4所述的变量柱塞泵，其特征在于，所述本体(3b)上螺纹连接有压帽(9)，上述溢流弹簧(3d)的两端分别作用在压帽(9)和堵头(3c)上，所述压帽(9)上具有供油液流通的过油孔(9a)。
6.根据权利要求5所述的变量柱塞泵，其特征在于，所述的过油孔(9a)呈“T”字形，过油孔(9a)的下端口与下腔体(1b)相通，过油孔(9a)的两个上端口与上腔体(1a)相通。
7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的变量柱塞泵，其特征在于，所述进油单向阀一(5a)和进油单向阀二(7a)均位于泵体(1)一侧，所述出油单向阀一(6a)和出油单向阀二(8a)均位于泵体(1)另一侧。
8.根据权利要求7所述的变量柱塞泵，其特征在于，所述进油孔一(5)和出油孔一(6)均位于上腔体(1a)的顶部处。
9.根据权利要求5所述的变量柱塞泵，其特征在于，所述本体(3b)端口处具有孔径较大的连接座(3b1)，上述压帽(9)端部具有环形凸出的挡头(9b)，挡头(9b)与本体(3b)端部连接座(3b1)之间具有间隙，所述挡头(9b)抵靠在连接座(3b1)处且上述过油孔(9a)的出口分别位于挡头(9b)的两侧。
10.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的变量柱塞泵，其特征在于，所述泵体(1)内具有凹入的弹簧座(1b1)，上述弹簧(4)的一端位于弹簧座(1b1)处。
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