CN103032308A - 筒式二元叶片泵 - Google Patents

Abstract

提供一种二元叶片泵。该二元叶片泵包含：具有第一排放口的压力盘；具有第二排放口的配流盘；轴向位于压力盘与配流盘之间的环，该环具有内凸轮表面；和可旋转地设置在环内的转子，转子具有多个缝和多个叶片，所述多个叶片中的叶片与所述多个缝中的相应缝相对应并可借助于相应缝径向移动。第一和第二泵腔设置在环内，由转子、叶片、压力盘和配流盘分隔开，第一泵腔设置成将流体排放到第一排放口且第二泵腔设置成将流体排放到第二排放口。轴延伸穿过压力盘、配流盘、环和转子，并驱动转子。

Description

筒式二元叶片泵

技术领域

本发明涉及一种叶片泵，特别是一种具有可变输出量的二元叶片泵。 

背景技术

通常的叶片泵包括配流盘、环和压力盘。该叶片泵按平衡的筒形设计配置，并具有两个泵腔。每个泵腔包括形成在环上的吸入口和形成在压力盘上的排出口。相应吸入口和排出口对称设置。至少部分由于这种设置，在泵的一侧所产生的力由另一侧抵消。 

在通常的叶片泵中，形成在环上的两个泵腔连接到共同的输出回路上。也就是说两个泵腔通过各自的排出口将流体排到共同的回路。结果是，泵腔在共同的回路中推靠共同的阻力，从而提供高流速，甚至当高流速不是必要的时候也是如此。在两个泵腔上的共同的阻力可需要更多的机械扭矩/动力去驱动泵。 

因此，希望提供一种二元叶片泵，其将两个泵腔与相应排出口彼此分开，以便泵腔排出到不同的流路。因此，可以选择性地控制泵的流量输出，并且也可以减小驱动泵所需要的机械扭矩/动力。 

发明内容

根据一个方面，提供一种二元叶片泵，该二元叶片泵具有包括第一排出口的压力盘、包括第二排出口的配流盘、轴向设置在压力盘和配流盘之间的环，该环具有内凸轮表面和可旋转地设置在环内的转子，转子包括多个缝和多个叶片，所述多个叶片中的叶片与所述多个缝中的相应缝相对应且可借助于相应缝径向移动。第一泵腔和第二泵腔设置在环内，且第二泵腔通过转子、叶片、压力盘和配流盘与第一泵腔分隔开。第一泵腔设置成将流体排放到第一排出口且第二泵腔设置成将流体排放到第二排出口。轴延伸穿过压力盘、配流盘、环和转子，并配置成使转子旋转，以使叶片能在第一和第二泵腔内旋转。 

从下面的说明结合附图，这些和其他的优点和特点将更加明显。 

附图说明

被看做是本发明的主题在说明书结束时在权利要求书中被特别的表示出 且清楚地要求保护。本发明的前述和其他特点和优点从结合附图进行的详细描述中显现，其中： 

附图1是根据本发明的一个方面的二元叶片泵的立体图； 

附图2是根据本发明的一个方面的二元叶片泵的分解图； 

附图3示出了根据本发明的一个方面的压力盘的内侧； 

附图4示出了根据本发明的一个方面的附图3中的压力盘的外侧； 

附图5示出了根据本发明的另一个方面的压力盘的内侧； 

附图6示出了根据本发明的另一个方面的附图5中的压力盘的外侧； 

附图7示出了根据本发明的一个方面的配流盘的内侧； 

附图8示出了根据本发明的另一个方面的配流盘的内侧； 

附图9示出了根据本发明的另一个示例性实施例的压力盘的外侧。 

具体实施方式

现参考附图，参考具体实施例描述本发明，而不限于此，附图1和2示出了根据本发明示例性实施例的二元叶片泵20。该二元叶片泵包括环30、转子40、压力盘50和配流盘60 

附图2示出了根据本发明示例性实施例的二元叶片泵20的分解图。参考附图2，环30、转子40、压力盘50和配流盘60沿轴线“A”设置。环30包括多个吸入口32。在示例性实施例中，环30包括4个吸入口32。两个第一吸入口可设置在环30的轴向相对侧上。两个第二吸入口可设置在环上与两个第一吸入口直径相对侧，且可设置在环30的轴向相对侧上。 

环30的内周向表面包括内凸轮表面34。内凸轮表面34限定大致椭圆形或细长形状，以致环包括具有短径和长径的大致椭圆形或细长形状的主腔36。 

转子40设置在环30的主腔36内。转子40包括开口41，开口41设置成接收旋转轴42。旋转轴42沿轴线“A”延伸并使得转子40绕轴线“A”旋转。转子40包括多个径向延伸的缝44，缝44接收相应叶片46。叶片46可在相应缝44中沿转子40的径向方向移动，以便在转子40旋转期间叶片46能够与内凸轮表面34接触。 

转子40设置在主腔36内，这样在转子40与内凸轮表面34之间形成可变间隙。叶片46延伸跨过可变间隙并在相应缝44内移动以适应间隙的变化。在一示例性实施例中，可变间隙沿短径处于最小值。可变间隙向长径增加且沿 长径处于最大值。可变间隙可从长径向短径移动地减小。 

转子40和叶片46将主腔36划分成第一泵腔37和第二泵腔38。在一示例性实施例中，泵腔指的是位于转子40与环的内凸轮表面34之间的容积，泵腔包括至少一个吸入口32和至少一个排出口，如下面进一步的描述。在一示例性实施例中，在或接近短径处，第一泵腔37与第二泵腔38由转子40和从转子40延伸的叶片46分隔开。另外，压力盘50和配流盘60提供第一泵腔37和第二泵腔38的轴向边界。因此，在一示例性实施例中，第一泵腔37与第二泵腔38在环30上在直径上相对设置。 

附图3示出了根据本发明示例性实施例的压力盘50的内侧。压力盘50包括在轴线“A”上对中的开口51。压力盘50的内侧面向环30、腔36、第一泵腔37、第二泵腔38、转子40和叶片46。压力盘50相对于环30基本上在旋转上固定并作为第一和第二泵腔37、38的轴向边界(附图2)。 

压力盘50包括第一排出口52。第一排出口52设置在压力盘50上的流体可以从第一泵腔37被排出的位置。第一排放口52允许流体经由第一流路从第一排放腔37流向位于二元叶片泵20下游的液压负荷。 

高系统压力被施加到压力盘50的外表面上，将压力盘50和环30压缩到一起，使得泄漏路径最小。在一示例性实施例中，高系统压力来自于从第一泵腔37流入到第一流路中的流动阻力。 

泵送容积在相邻两个叶片46、转子40、内凸轮表面34、压力盘50和配流盘60之间限定。在运转中，当相邻叶片46从短径向长径旋转时泵送容积增加。在旋转期间，泵送容积至少部分地被流体填充。然后，当转子40旋转且相邻的叶片46从长径移向短径时，泵送容积减小。泵送容积的减小导致流体压力增加。增加的压力导致流体经第一排放口52从泵送容积流出。第一排放口52设置邻近第一泵腔37在泵送容积的压力足以使流体从第一泵腔37经第一排放口52流向第一流路的位置处。 

压力盘50的内侧还包括第一叶片底部口54。第一叶片底部口54可形成为延伸穿过压力盘50的开口，并被构造成将施加到压力盘50外表面或后表面的高系统压力传递到叶片46，以从转子40径向向外推动叶片46与内凸轮表面34接触。也就是说，来自主腔36外侧的高系统压力作为可施加在叶片46上作为叶片底部压力以作用在叶片后，并在第一泵腔37中推动叶片46与内凸轮表 面34接触。叶片46还由于由转子40旋转所产生的离心力被推动与内凸轮表面34接触。 

附图4示出了附图3中示出的压力盘50的外侧。根据一示例性实施例压力盘50的外侧背对主腔36。第一排放口52和第一叶片底部口54显示为完全延伸穿过压力盘50的开口。 

可替换地，参考附图5，第一叶片底部口54可形成为压力盘中的槽或凹部而不是延伸穿过压力盘50的开口。通过用槽或凹部代替开口，压力盘50的刚度可提高。 

在附图5示出的示例性实施例中，其中，第一叶片底部口54形成为槽或凹部，第一叶片底部口54通过第一通道56连接到第一排放口52。因此，高系统压力可经由第一排放口52和第一通道56与第一叶片底部口54连通，以便叶片底部压力可施加到叶片46上。 

附图6示出了附图5中示出的压力盘50的外侧。在这个示例性实施例中，第一排放口52完全延伸穿过压力盘50。如上面所述，高系统压力经由第一排放口52、第一通道56和第一叶片底部口54与盘50的内侧相通。 

参考附图2，第一轴套57可围绕轴42设置。在一示例性实施例中，第一轴套57被压配合在压力盘50的开口51内。从而，轴42和第一轴套57延伸穿过压力盘50上的开口51。 

参考附图3和5，压力盘50的内侧还可包括第一轴套进给或排放通路58。在一示例性实施例中，第一轴套进给或排放通路58形成为压力盘50中的孔。第一轴套进给或排放通路允许润滑油在第一轴套57与轴42之间流动。 

附图7示出了根据本发明示例性实施例的配流盘60。配流盘60包括沿轴线“A”对中的开口61。配流盘在轴向方向延伸并包括周向壁62和内表面64。第二排放口66和第二叶片底部口68形成在内表面64中。 

第二排放口66在配流盘60内轴向和径向上延伸，且包括形成在周向壁62中的出口67。在一示例性实施例中，第二叶片底部口68在配流盘60内轴向延伸。配流盘60内的通路70将第二叶片底部口68流体连接到第二排放口66。 

可替换的，参考附图8，第二叶片底部口68可至少部分地被填充，因此第二叶片底部口68形成为配流盘的内表面64中的槽或凹部。此外，通路70也可由形成在配流盘60的内表面64中的第二通道72代替。第二通道72在第二 叶片底部口68和第二排放口66之间延伸，以便第二叶片底部口68可与第二排放口66流体连通。 

参考附图2，第二轴套74可围绕轴42设置。在一示例性实施例中，第二轴套74在开口61中压配合到配流盘，从而，第二轴套74和轴42延伸穿过配流盘60的开口61。 

配流盘60的内表面64还可包括第二轴套进给或排放通路76。在一示例性实施例中，第二轴套进给或排放通路76形成为配流盘60中的孔。第二轴套进给或排放通路76允许润滑油在第二轴套74与轴42之间流动。 

虽然如上面的示例性实施例中第一轴套57和第二轴套74被分别描述，但是可以理解的是如果第二轴套74足够长且能够承受足够大的负荷，那么第一轴套57可以省去。 

当装配时，压力盘50和配流盘60设置在环30、转子40和叶片46的轴向相对侧。压力盘50的第一排放口52和第一叶片底部口54邻近第一泵腔37设置，这样流体可以从第一泵腔37流动通过第一排放口52。配流盘60的第二排放口66和第二叶片底部口68邻近第二泵腔38设置，这样流体可以从第二泵腔38流动通过第二排放口66。流体被泵送通过第二泵腔38且经第二排放口66排放，以与上面描述的第一泵腔37相同的方式，即通过减小转子旋转期间相邻叶片之间的泵送容积。 

第二排放口66流体连接到第二流路，这样流体被从第二泵腔38经由第二排放口66排放到第二流路。第二流路包括阀，以可选择地引导从第二排放口66到液压负荷的流动。在这种情况下，二元叶片泵10分别通过第一排放口52和第二排放口66将流体从第一泵腔37和第二泵腔38泵送到液压负荷。因此，泵腔37、38两者联合作用到液压负荷上。在一示例性实施例中，这种结构可被用在高负荷的情况。 

在这样的“高负荷”结构中，转子40的叶片46从缝44延伸并被推动与第一泵腔37和第二泵腔38两者中的内凸轮表面34接触。叶片46被第二叶片底部压力推动与第二泵腔38中的内凸轮表面34接触，第二叶片底部压力从在第二流路中的高系统压力经第二叶片底部口68施加。 

第二流路的阀可被致动，以便从第二排放口66排放的流体流过第二流路，但是不作用在液压负荷上。也就是说，当阀处于这个位置时，第二流路不 与高系统压力连通。结果是，在一示例性实施例中，第二流路作为低压回路操作。因此，该二元叶片泵10能够以比从第一泵腔37更低的压力从第二泵腔38排放流体。在这种情况下，来自第一泵腔37的流体作用在液压负荷上。在一示例性实施例中，这种结构可被用在低负荷的情况。 

在这种“低负荷”结构中，叶片46由通过第二叶片底部口68施加的低压推动与内凸轮表面34接触。由于通过第二叶片底部口68施加的低压，那么滑动摩擦、叶片末端磨损和内凸轮表面34磨损可减小。 

可替换的，参考附图9，第二叶片底部口68可设置在压力盘50中，并定位邻近第二泵腔38。在这个实施例中，叶片底部压力被从在压力盘50外侧的高系统压力施加到第二泵腔38中的叶片46。因此，第一叶片底部口54和第二叶片底部口68可形成在压力盘50中，以分别向第一泵腔37和第二泵腔38中的叶片46提供叶片底部压力。从而，配流盘60可以不包括叶片底部口。 

进一步参考附图2和6，本发明的二元叶片泵20还可包括设置在压力盘50外侧或后侧的密封80。密封80对系统的高压和低压区域之间进行密封。密封抵靠在压力盘50上的座82。根据特定的应用，座82的直径在制造期间可选择，以便通过密封80施加到座82上的压力处于可接受的水平。因此，通过选择座82的直径来控制施加到压力盘50的压力，从而可调整在运转期间压力盘50的偏转。 

综合利用上面的特点可有效的完成对流量和压力的更好控制，因此，可更有效的利用机械扭矩/动力。上面示例性实施例中的二元叶片泵20可以与例如自动变速器系统一起使用。也就是说，上面描述的液压负荷可以是自动变速器系统的部件。可以理解的是，上面示例性实施例中的二元叶片泵20也可以同其他的液压系统一起使用，尤其是，选择性地控制来自泵的流量对液压系统是有利的。 

在上面的示例性实施例中，第一泵腔37被设置成针对高系统压力工作。第二泵腔可选择的针对高系统压力或低系统压力工作，根据操作液压负荷所需的流量值。当第二泵腔38针对低系统压力工作，施加到二元叶片泵20的动力可减少。另外，第二泵腔38暴露于更低的压力，可减小叶片46和内凸轮表面34的磨损，且还减少叶片46与内凸轮表面34之间的滑动摩擦。 

虽然本发明已结合仅仅有限数量的实施例被详细地描述，但是应该容易 理解的是，本发明不受这种公开实施例的限制。相反，本发明可以被修改以包含任何数量的至今未描述但是与本发明的精神和范围相当的多个变形、修改、替换或等效的配置。此外，虽然本发明的各个实施例已被描述，但是要理解的是，本发明的各方面可包括已描述实施例中的仅仅一些。因此，本发明不被前述描述所局限。 

Claims (15)

1.一种二元叶片泵，包括：

压力盘，包括第一排放口；

配流盘，包括第二排放口；

环，轴向位于所述压力盘和所述配流盘之间，所述环具有内凸轮表面；

转子，可旋转地设置在所述环内，所述转子包括多个缝和多个叶片，所述多个叶片中的叶片与所述多个缝中的相应缝相对应并借助于相应缝径向移动；

第一泵腔，设置在所述环内；

第二泵腔，设置在所述环内，通过转子、叶片、压力盘和配流盘与第一泵腔分隔开，所述第一泵腔设置成将流体排放到所述第一排放口且所述第二泵腔设置成将流体排放到所述第二排放口；和

轴，延伸穿过所述压力盘、所述配流盘、环和转子，并设置成使所述转子旋转，以使所述叶片能在所述第一和第二泵腔中旋转。

2.如权利要求1所述的二元叶片泵，其中所述压力盘还包括第一叶片底部口，设置成将第一叶片底部压力供给到所述第一泵腔中的叶片。

3.如权利要求2所述的二元叶片泵，其中所述第一泵腔中的所述多个叶片由所述第一叶片底部压力推动与所述内凸轮表面接触。

4.如权利要求2所述的二元叶片泵，其中所述第一叶片底部口设置成延伸穿过所述压力盘的开口。

5.如权利要求2所述的二元叶片泵，其中所述第一叶片底部口设置成形成在所述压力盘面向所述环的内表面上的槽，并与所述第一排放口流体连通。

6.如权利要求5所述的二元叶片泵，还包括第一通道，形成在所述压力盘的内表面上，在所述第一叶片底部口和所述第一排放口之间延伸。

7.如权利要求2所述的二元叶片泵，其中所述压力盘还包括第二叶片底部口，设置成将第二叶片底部压力供给到所述第二泵腔中的叶片。

8.如权利要求2所述的二元叶片泵，其中所述配流盘还包括第二叶片底部口，设置成将第二叶片底部压力供给到所述第二泵腔中的叶片。

9.如权利要求8所述的二元叶片泵，其中所述第二泵腔中的所述多个叶片由第二叶片底部压力推动与所述内凸轮表面接触。

10.如权利要求9所述的二元叶片泵，其中所述第一叶片底部压力大于所述第二叶片底部压力。

11.如权利要求8所述的二元叶片泵，其中所述第二叶片底部口流体连接到所述第二排放口。

12.如权利要求8所述的二元叶片泵，其中第二通道形成在所述配流盘的内表面上，并在所述第二叶片底部口与所述第二排放口之间延伸，以将所述第二叶片底部口和第二排放口流体连接。

13.如权利要求1所述的二元叶片泵，还包括环绕轴的轴套。

14.如权利要求12所述的二元叶片泵，其中所述轴套包括压配合到所述压力盘的第一轴套和压配合到所述配流盘的第二轴套。

15.如权利要求12所述的二元叶片泵，其中所述压力盘包括第一供给/排放通路且所述配流盘包括第二供给/排放通路，第一和第二供给/排放通路设置成分别将润滑油供给到第一轴套和第二轴套。

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