CN102852788A

CN102852788A - 一种叶片泵

Info

Publication number: CN102852788A
Application number: CN2012102455233A
Authority: CN
Inventors: 陈伟娟; 胡阳
Original assignee: MATHUS HYDRAULICS CO Ltd
Current assignee: ZHEJIANG XIANDING HYDRAULICS CO Ltd
Priority date: 2012-07-16
Filing date: 2012-07-16
Publication date: 2013-01-02
Anticipated expiration: 2032-07-16
Also published as: CN102852788B

Abstract

本发明涉及一种叶片泵，其包括具有进油口和排油口的泵体、定子、转子以及叶片，转子包括转轴以及设于转轴上的凸轮，凸轮之间设置中间隔板；定子具有圆形内腔，其内腔的圆周壁上径向设有狭槽，叶片可滑动地设于该狭槽中，在外部弹性力或液压力的作用下，叶片伸出狭槽的一端抵靠在凸轮的外周面上；凸轮的截面包括圆弧段和曲线段，凸轮通过圆弧段与定子的内腔构成间隙配合。将叶片设于定子上，定子采用圆形腔、曲面设在转子上，将复杂的内曲面的加工改变为外曲面加工，使加工难度下降，降低了制造成本。通过外部作用力使叶片贴靠凸轮曲面，外力的作用方向与叶片的移动方向一致，有效地减少了叶片与插槽间的磨损。

Description

一种叶片泵

技术领域

本发明涉及一种液压泵，尤其是涉及一种叶片泵。

背景技术

对于叶片泵，多是采用转子、定子和在定子上滑动的叶片，转子旋转时，叶片在离心力和压力油的作用下，尖部紧贴在定子内表面上。这样两个叶片与转子和定子内表面所构成的工作容积，先由小到大吸油后再由大到小排油，叶片旋转一周时，完成两次吸油与排油；例如名为“一种叶片泵”（公开号 CN101080573的公开技术即是这种结构，其具有泵壳体，在泵壳体中安置转子，转子通过驱动轴被旋转驱动，转子在其圆周上分布地具有多个槽，这些槽相对于转子的旋转轴线至少基本在径向上延伸并且在这些槽中各一个叶片状的输送元件被可移动地导向；转子被圆周壁围绕，它相对于其旋转轴线偏心延伸并且输送元件以其径向外端部贴靠在它上；泵壳体的壳体端壁在转子旋转轴线方向上邻接该转子；通过输送元件在转子旋转时将介质从抽吸区输送到相对于该抽吸区在转子旋转方向上错开的压力区；在这些壳体端壁的至少之一中构成一个围绕转子旋转轴线的环形槽，它与通过输送元件在转子的槽中限定边界的内部区域相对置并且与压力区通过壳体端壁中的连接槽连接；该环形槽相对于转子的旋转轴线偏心地延伸。这种结构存在一些不足，例如定子内腔的曲面精度要求较高，使加工难度大、制造成本高；多个凸轮同轴，每个凸轮与定子内圆周间隙配合的结构，制造和装配难度较高，并且在高速旋转时每个凸轮的旋转扭矩都传递到同一根轴上，易于相互干扰，通常会造成转动不平稳或咬坏定子内壁或转子外圆；定子与转子间隙配合，其工作腔内壁摩擦会导致工作腔内壁拉毛、划沟、卡坑。

发明内容

本发明主要目的是提供一种易加工、制造成本低的叶片泵。

本发明其次目的是提供一种具有将设于定子上的叶片推向凸轮外周面的弹性装置的叶片泵。

本发明另一目的是提供一种可减少各个凸轮相互干扰的的叶片泵。

本发明再一目的是提供一种定子与转子易于获得良好的间隙配合、使用寿命长的叶片泵的的叶片泵。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种叶片泵，包括具有进油口和排油口的泵体、定子、转子以及叶片，转子包括转轴以及设于转轴上的凸轮，凸轮之间设置中间隔板；其特征在于：定子具有圆形内腔，其内腔的圆周壁上径向设有狭槽，叶片可滑动地设于该狭槽中，在外部弹性力或液压力的作用下，叶片伸出狭槽的一端抵靠在凸轮的外周面上；凸轮的截面包括圆弧段和曲线段，凸轮通过圆弧段与定子的内腔构成间隙配合。与叶片设于转子上的传统结构不同，本方案将叶片设于定子上，定子采用圆形腔、曲面设在转子上，从而将复杂的内曲面的加工改变为外曲面加工，使加工难度下降，降低了制造成本。对于叶片设于转子的结构，叶片与定子内腔曲面贴靠动作是通过离心力实现的，旋转产生离心力的同时叶片也承受垂直于其插槽的侧壁的分离，从而造成了叶片与插槽间的磨损，设置出现卡死现象；而本方案中，叶片与凸轮曲面的贴靠，是通过外部作用力实现，外力的作用方向易于与叶片的移动方向一致，有效地减少了叶片与插槽间的磨损；对叶片施加的作用力为弹性力，可以是弹性装置产生的弹性力，也可以是通过液压系统产生的液压力。

作为优选，叶片为偶数个，每对叶片的顶部设有弹性片，弹性片为条状，两端抵靠在两叶片的顶端对叶片施加指向凸轮的作用力。在弹性片的弹力作用下，叶片的端部抵靠在凸轮的外周面上；这种结构，可同时对两叶片产生作用力，提高了弹性片的利用效率，节省了空间占用。

作为优选，所述的弹性片的侧向呈中间对称的波浪形，中间部位向两端弯折向上延伸再弯折向下延伸再弯折向上，所形成的两低点分别抵靠在两叶片的端部。中间部位两侧向上的弯折部，可避免弹性片与叶片的脚部接触；另外，这种结构，利于提高弹性片的弹性。

为了提高叶片抵靠在凸轮的可靠性，作为优选，弹性片的外侧分别设有上柱销，上柱销的一端设有弹簧，另一端在弹簧的作用下抵靠在弹性片外侧壁上。通过上柱销的顶压，使弹性片可始终也靠在叶片上，避免弹性片未到位而引起叶片与凸轮的接触失效。

对于叶片泵，某些时候外部不需要液流，叶片泵输出的流量未无效输出，其输出通常通过溢流阀等流回油箱，此时叶片泵的输出只是造成能源浪费；作为优选，弹性片的内侧设有下柱销；中间隔板上设有柱销孔，柱销孔沿定子内腔的径向设置，柱销孔的底部设有油孔；下柱销设于该柱销孔中并与之构成间隙配合，在柱销孔孔底和下柱销之间设置弹簧。当外部不需要流量时，从油孔中通入压力油，下柱销在液压力的作用下，将弹性片顶起，使之与叶片脱离，叶片与凸轮外周面后，叶片泵的转子仍然在旋转，但输出的流量为零，可有效地节省了能源，又避免泵频繁启动、停止，并且延长叶片与凸轮的使用寿命。

对于输出压力较高的时候，叶片需要较大的外力，才能始终与凸轮保持接触状态；作为优选，狭槽远离凸轮一端的连接有压力油油道；该油道通入压力油时，压力油对叶片的端部形成指向凸轮的液压力。通过液压力的作用，使叶片可适应泵的较高的工作压力。

上述方案的液压力可来自于外部液压源；作为优选，该油道连通于泵体的排油口。这种结构，可利用叶片泵输出的液压力，其随着泵输出的压力的增大同步增大，使叶片与凸轮外周面的接触力也是变化的，不会始终在较高的相互作用力下工作；这种结构，既可提高叶片与凸轮接触的可靠性，又可避免始终在较高的相互作用力下工作而产生更多的磨损。

作为优选，所述的转轴为分段结构，由若干个轴段轴向连接而成；对于相邻的轴段，一个轴段的端部设置条形凹槽，另一个轴段的端部设置可轴向插入该凹槽的条形凸起；各个轴段上设有凸轮。由于各个凸轮与定子为间隙配合，并且定子固定在泵体上，因此各个轴段可由其上的凸轮进行径向定位，当轴段间只采用准东连接时，就可使各个轴段径向上受力相互不干涉或干涉较小，从而避免或减小转子转动不平稳或咬坏定子内壁或转子外圆等现象的发生。对于轴段间的连接，只需作转动扭矩的传动，连接成本较低，可以节省整轴加工的加工成本。对于轴段之间的连接，可以采取多种常用轴连接结构；相邻轴段的条形凸起插入条形槽即可构成连接；这种插合连接结构，结构简单、连接方便，可有效地进行转矩的传递，又可避免径向力的干涉。

作为优选，在定子内腔圆周壁上设有衬片；该衬片为软性材料制作的瓦形体，其弧形内壁与凸轮的圆弧段构成间隙配合。所述的软性材料，是指相对定子、转子（定子、转子一般采用钢、球墨铸铁等）等较软的材料，例如铝合金、铜等等材料。在定子内腔圆周壁设置衬片，当转子高速旋转时，转子表面与衬片形成自磨合的效果，从而使两者之间获得良好的间隙配合，有效地保证定子内壁与转子外圆之间的腔体能获得良好的密封、建压、保压等技术效果，而且，使转子和定子也获得较长的使用寿命。相对于通过高精度加工、高精度装配而使转子和定子取得良好的间隙配合的方式，本方案的制造成本大幅降低。另外，衬片这种结构，可采用可拆卸的结构，进一步提高使用寿命。

作为优选，在凸轮的两侧，设有浮动侧板，与该凸轮对应的叶片夹在浮动侧板之间沿定子径向移动；浮动侧板为圆形板，贴靠在凸轮侧壁上，且外圆周与定子内圆周壁构成间隙配合；浮动侧板为双层结构，由弹性模量较大的基板和弹性模量较小的补偿板叠合构成，补偿板朝向凸轮并抵靠在凸轮侧壁上。浮动侧板的正面贴靠在凸轮侧壁，其背面可引入泵工作后产生的高压油，使浮动侧板紧密贴合在凸轮侧壁，避免凸轮轴向窜动；浮动侧板的外圆周与定子腔体的内圆周壁构成间隙配合，使得叶片与凸轮处在两侧板之间形成的腔体内，可有效地提高泵的容积效率。为提高轴向间隙补偿能力，浮动侧板为双层结构；根据材料理论，弹性模量较大的材料亦即强度大，弹性模量较小的材料亦即强度小但弹性好；这种双层结构，强度大的基板为浮动侧板提供较高的强度，强度小弹性好的补偿板为浮动侧板提供较好的缓冲、以及轴向间隙补偿能力，更重要的是，补偿板可避免凸轮侧壁磨损过大，提高凸轮的使用寿命。作为优选，补偿板的表面硬度低于凸轮侧壁的表面硬度。

因此，本发明具有如下有益效果：

1、将叶片设于定子上，定子采用圆形腔、曲面设在转子上，使加工难度下降，降低了制造成本。

2、弹性片可同时对两叶片产生作用力，提高了弹性片的利用效率，节省了空间占用。

3、弹性片采用弯折结构，既可避免弹性片与叶片的脚部接触，又利于提高弹性片的弹性。

4、通过下柱销，可使叶片泵能处于零流量输出状态，有效的节省了能源消耗，并减少叶片与凸轮的磨损。

5、采用泵输出的流量作为控制下柱销的动力源，既可提高叶片与凸轮接触的可靠性，又可避免始终在较高的相互作用力下工作而产生更多的磨损。

6、转子采用分段轴的结构，可避免各个凸轮相互干扰的情况、避免造成凸轮外圆与定子内壁之间产生不必要的磨损的有益效果。

7、采用内衬，使转子与定子内壁之间可通过高速旋转而自磨合，获得良好的间隙配合。

8、通过浮动侧板，既能提供凸轮的轴向间隙补偿，又能够提高容积效率的有益效果。

附图说明

附图1是本发明的一种结构示意图；

附图2是腔体的一种截面结构示意图；

附图3是转子的一种分段结构示意图；

附图4是本发明的液压原理图；

附图5是浮动侧板的一种结构示意图；

附图6是附图5的侧视图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本发明一种叶片泵，如附图1、附图2所示，其包括具有进油口和排油口的泵体14、定子1、转子以及叶片2，转子包括转轴以及设于转轴上的凸轮61、71，凸轮之间设置中间隔板15；其特征在于：定子1具有圆形内腔，其内腔的圆周壁上径向设有狭槽17，叶片8可滑动地设于该狭槽17中，在外部弹性力或液压力的作用下，叶片8伸出狭槽17的一端抵靠在凸轮61、71的外周面上；凸轮61、71的截面包括圆弧段和曲线段，凸轮61、71通过圆弧段与定子1的内腔构成间隙配合。

叶片8为偶数个，每对叶片8的顶部设有弹性片3，弹性片3为条状，两端抵靠在两叶片8的顶端对叶片8施加指向凸轮的作用力。弹性片3的中间部位向两端弯折向上延伸再弯折向下延伸再弯折向上，所形成的两低点分别抵靠在两叶片8的端部。

弹性片3的外侧分别设有上柱销5，上柱销5的一端设有弹簧4，另一端在弹簧4的作用下抵靠在弹性片3外侧壁上。弹性片3的内侧设有下柱销11；中间隔板15上设有柱销孔，柱销孔沿定子内腔的径向设置，柱销孔的底部设有油孔16；下柱销11设于该柱销孔中并与之构成间隙配合，在柱销孔孔底和下柱销11之间设置弹簧10。

狭槽17远离凸轮61、71一端的连接有压力油油道；该油道通入压力油时，压力油对叶片2的端部形成指向凸轮61、71的液压力。该油道连通于泵体的排油口。

如附图3所示，转轴为分段结构，由若干个轴段6、7轴向连接而成；对于相邻的轴段6、7，一个轴段的端部设置条形凹槽62，另一个轴段的端部设置可轴向插入该凹槽62的条形凸起72；各个轴段6、7上设有凸轮61、71。

如附图1、附图2所示，在定子1内腔圆周壁上设有衬片13；该衬片13为软性材料制作的瓦形体，其弧形内壁与凸轮61、71的圆弧段构成间隙配合。

如附图5、附图6所示，在凸轮61、71的两侧，设有浮动侧板8，与该凸轮对应的叶片2夹在浮动侧板8之间沿定子1径向移动；浮动侧板8为圆形板，贴靠在凸轮侧壁上，且外圆周与定子1内圆周壁构成间隙配合；浮动侧板8为双层结构，由弹性模量较大的基板81和弹性模量较小的补偿板82叠合构成，补偿板82朝向凸轮并抵靠在凸轮侧壁上。

对于本发明，将叶片设于定子上，定子采用圆形腔、曲面设在转子上，从而将复杂的内曲面的加工改变为外曲面加工，使加工难度下降，降低了制造成本。叶片与凸轮曲面的贴靠，是通过外部作用力实现，外力的作用方向易于与叶片的移动方向一致，有效地减少了叶片与插槽间的磨损；对叶片施加的作用力为弹性力，可以是弹性装置产生的弹性力，较佳的选择是通过液压系统产生的液压力。

工作时，弹性片外侧通入压力油，使叶片抵压凸轮，从而进入泵油的工作状态；弹性片内侧通入压力油，使叶片脱离凸轮，从而进入零排量的工作状态。

Claims

1. 一种叶片泵，包括具有进油口和排油口的泵体（14）、定子（1）、转子以及叶片（2），转子包括转轴以及设于转轴上的凸轮（61、71），凸轮之间设置中间隔板（15）；其特征在于：定子（1）具有圆形内腔，其内腔的圆周壁上径向设有狭槽（17），叶片（8）可滑动地设于该狭槽（17）中，在外部弹性力或液压力的作用下，叶片（8）伸出狭槽（17）的一端抵靠在凸轮（61、71）的外周面上；凸轮（61、71）的截面包括圆弧段和曲线段，凸轮（61、71）通过圆弧段与定子（1）的内腔构成间隙配合。

2.根据权利要求1所述的一种叶片泵，其特征在于：叶片（8）为偶数个，每对叶片（8）的顶部设有弹性片（3），弹性片（3）为条状，两端抵靠在两叶片（8）的顶端对叶片（8）施加指向凸轮的作用力。

3.根据权利要求2所述的一种叶片泵，其特征在于：所述的弹性片（3）的中间部位向两端弯折向上延伸再弯折向下延伸再弯折向上，所形成的两低点分别抵靠在两叶片（8）的端部。

4.根据权利要求2所述的一种叶片泵，其特征在于：弹性片（3）的外侧分别设有上柱销（5），上柱销（5）的一端设有弹簧（4），另一端在弹簧（4）的作用下抵靠在弹性片（3）外侧壁上。

5.根据权利要求2所述的一种叶片泵，其特征在于：弹性片（3）的内侧设有下柱销（11）；中间隔板（15）上设有柱销孔，柱销孔沿定子内腔的径向设置，柱销孔的底部设有油孔（16）；下柱销（11）设于该柱销孔中并与之构成间隙配合，在柱销孔孔底和下柱销（11）之间设置弹簧（10）。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种叶片泵，其特征在于：狭槽（17）远离凸轮（61、71）一端的连接有压力油油道；该油道通入压力油时，压力油对叶片（2）的端部形成指向凸轮（61、71）的液压力。

7.根据权利要求6所述的一种叶片泵，其特征在于：该油道连通于泵体的排油口。

8.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种叶片泵，其特征在于：所述的转轴为分段结构，由若干个轴段（6、7）轴向连接而成；对于相邻的轴段（6、7），一个轴段的端部设置条形凹槽（62），另一个轴段的端部设置可轴向插入该凹槽（62）的条形凸起（72）；各个轴段（6、7）上设有凸轮（61、71）。

9.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种叶片泵，其特征在于：在定子（1）内腔圆周壁上设有衬片（13）；该衬片（13）为软性材料制作的瓦形体，其弧形内壁与凸轮（61、71）的圆弧段构成间隙配合。

10.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种叶片泵，其特征在于：在凸轮（61、71）的两侧，设有浮动侧板（8），与该凸轮对应的叶片（2）夹在浮动侧板（8）之间沿定子（1）径向移动；浮动侧板（8）为圆形板，贴靠在凸轮侧壁上，且外圆周与定子（1）内圆周壁构成间隙配合；浮动侧板（8）为双层结构，由弹性模量较大的基板（81）和弹性模量较小的补偿板（82）叠合构成，补偿板（82）朝向凸轮并抵靠在凸轮侧壁上。