CN103277276A - 超高压多级径向柱塞泵 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超高压多级径向柱塞泵，包括泵体（1）、泵底座（2）、集成块（3）和泵轴（4），所述泵体（1）与泵底座（2）之间设有至少一个一级出油压力的低压柱塞副（5）和至少一个三级出油压力的高压柱塞副（6），它还包括至少一个二级出油压力的中压柱塞副（7），所述集成块（3）上的第三油路（103）与低压溢流阀（9）之间以及集成块（3）上的第三油路（103）与中压溢流阀（10）之间均设有能开启或者关闭对应溢流阀的液控机构。该超高压多级径向柱塞泵工作效率高、体积小、成本低、重量轻。

Description

超高压多级径向柱塞泵
技术领域
本发明涉及液压技术领域，具体讲是一种超高压多级径向柱塞泵。
背景技术
径向柱塞泵是工业领域中非常重要的液压驱动元件，广泛应用于工程机械、矿山机械、塑料机械、船舶、航空、汽车、路桥、冶金等工业领域。现有技术的普通高压径向柱塞泵只有一级高压(单级泵)或一级高压加一级低压(两级泵)，两级泵的工作效率高于一级泵，但也存在以下缺陷：
1、两级泵是一级高压小流量加一级低压大流量，当泵压力在低压阶段时输出流量较大；但当压力超过低压进入高压阶段时，低压柱塞副就直接低压溢流，只有高压柱塞副工作，低压停止流量输出，仅靠高压柱塞副小流量供油，吸、泄油量小，时间长、效率低，因而双级泵所驱动执行机械的工作效率仍然较低(不够高)。
2、通过增加泵头柱塞副数量可以增加流量，包括径向增加柱塞副数量或者轴向增加，从而提高工作效率，但是柱塞副数量增加就必须加大泵头的尺寸，增加泵的输入功率，从而加大了柱塞泵的体积和重量，增加了材料、能源等消耗，提高了成本。
3、采用高压柱塞泵+齿轮泵结构的双级泵效率也可提高，但体积更大、重量更重，不适用搬动频繁的移动作业。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种工作效率高、体积小、成本低、重量轻的超高压多级径向柱塞泵。
本发明的技术方案是，提供一种具有以下结构的超高压多级径向柱塞泵，包括泵体、泵底座、集成块和泵轴，所述泵体与泵底座之间设有至少一个一级出油压力的低压柱塞副和至少一个三级出油压力的高压柱塞副，所述低压柱塞副的出油端与设在泵底座的第一油路连通，该第一油路通过第一单向阀与设在集成块上的第三油路连通，该第一油路同时与设在集成块上的低压溢流阀连通，所述高压柱塞副的出油端与设在集成块上的第三油路连通；它还包括至少一个二级出油压力的中压柱塞副，所述中压柱塞副的出油压力介于低压柱塞副的出油压力与高压柱塞副的出油压力之间，所述中压柱塞副设在泵体与泵底座之间，所述中压柱塞副与低压柱塞副、高压柱塞副位于同一个垂直泵轴轴线的截面上并沿圆周均分布；所述中压柱塞副的出油端与设在泵底座的第二油路连通，所述第二油路通过第二单向阀与集成块上的第三油路连通，同时与设在集成块上的中压溢流阀连通，所述集成块上的第三油路与低压溢流阀之间以及集成块上的第三油路与中压溢流阀之间均设有能开启或者关闭对应溢流阀的液控机构。
所述集成块上的第三油路与低压溢流阀之间以及集成块上的第三油路与中压溢流阀之间均设有第四油路，所述液控机构包括顶杆，所述顶杆滑配合在对应的第四油路内，顶部与对应溢流阀的阀球相抵，底部位于集成块上的第三油路内，所述集成块上的第三油路与低压溢流阀之间密封，所述集成块上的第三油路与中压溢流阀之间均密封。
所述低压柱塞副的数量为两个或者两个以上，所述第一油路则为一环路，所有低压柱塞副的出油端均与第一油路连通。
采用以上结构后，本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、与两级柱塞泵比较，三级柱塞泵增加了中压出油压力的柱塞副，使所驱动的执行机构在一级出油压力与三级出油压力之间工作运行时，具有比两级泵高压大一倍流量，大大提高了执行机构的工作效率。
2、无需加大泵头的尺寸，从而不增加柱塞泵的体积，能降低成本。
3、超高压三级径向柱塞泵全部采用径向柱塞副为液压系统供油，以及集高压、中压、低压液压传动、机电控制的一体化结构，其集成度高，体积小、重量轻，使用范围广。
作为改进，所述低压柱塞副的数量为两个或者两个以上，所述第一油路则为一环路，所有低压柱塞副的出油端均与第一油路连通，减少冲击、使压力稳定。
附图说明
附图1为本发明的超高压多级径向柱塞泵的剖面示意图。
附图2为图1的A-A剖面示意图。
附图3为本发明的超高压多级径向柱塞泵的仰视示意图。
附图4为本发明的超高压多级径向柱塞泵的泵底座剖面示意图。
附图5为图4的B-B剖面示意图。
附图6为图4的C-C剖面示意图。
附图7为本发明的超高压多级径向柱塞泵的液控机构的示意图。
附图8为本发明的超高压多级径向柱塞泵的液压原理图。
如图所示：1、泵体，2、泵底座，3、集成块，4、泵轴，5、低压柱塞副，6、高压柱塞副，7、中压柱塞副，8、顶杆，9、低压溢流阀，10、中压溢流阀，11、第一单向阀，12、第二单向阀，101、第一油路，102、第二油路，103、第三油路，104、第四油路，a、高压调节阀，b、低压调节阀，c、高压调节阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1～图7所示，本发明的超高压多级径向柱塞泵，包括泵体1、泵底座2、集成块3和泵轴4，所述泵体1与泵底座2之间设有至少一个一级出油压力的低压柱塞副5和至少一个三级出油压力的高压柱塞副6，所述低压柱塞副5的出油端与设在泵底座2的第一油路101连通，该第一油路101通过第一单向阀11与设在集成块3上的第三油路103连通，该第一油路101同时与设在集成块3上的低压溢流阀9连通，即从两个低压柱塞副5出来的油一路经第一单向阀11在流入至集成块3上的第三油路103，另一路经低压溢流阀9与泄油口连通，所述高压柱塞副6的出油端与集成块3上的第三油路103连通；从高压柱塞副6出来的油直接进入到第三油路103。
本发明的超高压多级径向柱塞泵，它还包括至少一个二级出油压力的中压柱塞副7，所述中压柱塞副7的出油压力介于低压柱塞副5的出油压力与高压柱塞副6的出油压力之间，所述中压柱塞副7设在泵体1与泵底座2之间，所述中压柱塞副7与低压柱塞副5、高压柱塞副6位于同一个垂直泵轴4轴线的截面上并沿圆周均分布；所述中压柱塞副7的出油端与设在泵底座2的第二油路102连通，所述第二油路102通过第二单向阀12与集成块3上的第三油路103连通，同时与设在集成块3上的中压溢流阀10连通，所述集成块3上的第三油路103与低压溢流阀9之间以及集成块3上的第三油路103与中压溢流阀10之间均设有能开启或者关闭对应溢流阀的液控机构。
所述集成块3上的第三油路103与低压溢流阀9之间以及集成块3上的第三油路103与中压溢流阀10之间均设有第四油路104，所述液控机构包括顶杆8，所述顶杆8滑配合在对应的第四油路104内，顶部与对应溢流阀的阀球13相抵，底部位于集成块3上的第三油路103内，所述集成块3上的第三油路103与低压溢流阀9之间密封，所述集成块3上的第三油路103与中压溢流阀10之间均密封，即顶杆8的中部设有密封结构，使第三油路103与溢流阀之间密封，顶杆8受油压作用而滑动，向溢流阀方向滑动，将溢流阀打开，反之滑动，则溢流阀关闭。
所述低压柱塞副5的数量为两个或者两个以上，所述第一油路101则为一环路，所有低压柱塞副5的出油端均与第一油路101连通。
本发明的超高压多级径向柱塞泵的原理：
本实施例的径向柱塞泵的工作压力为三级，如：(超)高压30Mpa以上、中压8-30MPa、低压8Mpa以下，本径向柱塞泵采用两个个低压柱塞副5，一个中压柱塞副7和一个高压柱塞副6；其流量为：高压：1.07L/min、中压：2.14L/min、低压：10.22L/min。
如图8所示，为本发明的径向柱塞泵的液压原理图，其中a、高压调节阀，b、低压调节阀，c、高压调节阀。
其工作原理：当执行机构油缸推进时，三级泵启动在低压工作阶段，四个柱塞副同时供油，流量大，注油快，推进油缸运动速度快；当三级泵工作压力超过低压进入中压阶段时，因单向阀作用关闭低压回路，此时集成块3上的油路102的油压通过对应的液控机构的顶杆将低压溢流阀顶开，低压溢流阀开启泄油，此时只有中压柱塞副和高压柱塞副油路向执行机构供油，即中压和高压两级同时工作，其吸供油量为中压流量+高压流量，加大了中压(10-33Mpa)段流量，其泵的吸供油量是单纯高压工作时的2倍，其时间缩短了一半，从而使工作效也提高2倍；当三级泵压力超过中压进入高压阶段时，因单向阀作用关闭中压回路，此时集成块3上的油路102的油压通过对应液控机构的顶杆将中压溢流阀顶开，中压溢流阀开启泄油，仅高压柱塞副继续工作，高压小流量为执行机构供油，保持高压工作状态。
当执行机构油缸回退时，通过电磁换向阀切换，按低压调压阀调定压力，低压大流量泄油，实现执行机构油缸快速回退，提高效率。

Claims (3)

1.一种超高压多级径向柱塞泵，包括泵体（1）、泵底座（2）、集成块（3）和泵轴（4），所述泵体（1）与泵底座（2）之间设有至少一个一级出油压力的低压柱塞副（5）和至少一个三级出油压力的高压柱塞副（6），所述低压柱塞副（5）的出油端与设在泵底座（2）的第一油路（101）连通，该第一油路（101）通过第一单向阀（11）与设在集成块（3）上的第三油路（103）连通，该第一油路（101）同时与设在集成块（3）上的低压溢流阀（9）连通，所述高压柱塞副（6）的出油端与设在集成块（3）上的第三油路（103）连通；其特征在于：它还包括至少一个二级出油压力的中压柱塞副（7），所述中压柱塞副（7）的出油压力介于低压柱塞副（5）的出油压力与高压柱塞副（6）的出油压力之间，所述中压柱塞副（7）设在泵体（1）与泵底座（2）之间，所述中压柱塞副（7）与低压柱塞副（5）、高压柱塞副（6）位于同一个垂直泵轴（4）轴线的截面上并沿圆周均分布；所述中压柱塞副（7）的出油端与设在泵底座（2）的第二油路（102）连通，所述第二油路（102）通过第二单向阀（12）与集成块（3）上的第三油路（103）连通，同时与设在集成块（3）上的中压溢流阀（10）连通，所述集成块（3）上的第三油路（103）与低压溢流阀（9）之间以及集成块（3）上的第三油路（103）与中压溢流阀（10）之间均设有能开启或者关闭对应溢流阀的液控机构。
2.根据权利要求1所述的超高压多级径向柱塞泵，其特征在于：所述集成块（3）上的第三油路（103）与低压溢流阀（9）之间以及集成块（3）上的第三油路（103）与中压溢流阀（10）之间均设有第四油路（104），所述液控机构包括顶杆（8），所述顶杆（8）滑配合在对应的第四油路（104）内，顶部与对应溢流阀的阀球（13）相抵，底部位于集成块（3）上的第三油路（103）内，所述集成块（3）上的第三油路（103）与低压溢流阀（9）之间密封，所述集成块（3）上的第三油路（103）与中压溢流阀（10）之间均密封。
3.根据权利要求1所述的超高压多级径向柱塞泵，其特征在于：所述低压柱塞副（5）的数量为两个或者两个以上，所述第一油路（101）则为一环路，所有低压柱塞副（5）的出油端均与第一油路（101）连通。
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