CN103939330A - 一种柱塞液压泵用减震降噪配流盘 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种柱塞液压泵用减震降噪配流盘，包括配流盘本体，所述的配流盘本体上设有互相隔绝并相对于配流盘本体横轴对称的低压吸油区和高压排油区，低压吸油区与高压排油区两端分别与三角槽相连通，三角槽顶端底部设有阻尼孔，阻尼孔底部设有油道，并通过配流盘本体圆柱侧面与泵壳体内腔相连通，油道由垂直段油道和水平段油道组成，通过设置的油道，使工作过程中产生的气泡以及吸入的气泡能够及时排入泵壳体腔内，从而降低因气泡破裂产生气蚀，噪声，震动。本发明显著改善了柱塞泵的抗气蚀性能，具有振动小，噪音低，工作稳定性好等特点。

Description

一种柱塞液压泵用减震降噪配流盘

技术领域

本发明属于机械工程的液压元件技术领域，涉及一种配流盘，尤其是涉及一种柱塞液压泵用减震降噪配流盘。

背景技术

配流盘是柱塞泵的关键零部件之一，在柱塞泵工作过程中起到沟通柱塞泵进出油口的功能，同时缸体柱塞孔从配流盘上吸油腰型窗吸油，排油腰型窗排出高压油液；这不可避免从高压区切换至低压区时，油液会因压力突变析出气体，在低压区附近发生气泡破裂，导致配流盘三角槽处出现气蚀现象，气蚀将导致配流盘在低压区产生大量的小气泡，同时缸体柱塞孔在低压区吸油时会将气泡卷吸并带入高压区，这时气泡会在缸体柱塞孔中瞬间湮灭，造成极大的振动和噪声，同时泵的出油口会产生明显的流量脉动，因此配流盘设计的好坏，直接影响到泵工作的效率，噪音的大小，以及振动稳定性等性能。

长期以来柱塞泵降低噪声的工作集中在下列三个方面：一是改进配流盘阻尼槽结构，降低压力冲击，使得柱塞腔从低压到高压平稳过渡，减小压力峰值；二是改善吸油性能、降低吸油阻力，避免吸油时出现气穴；三是减小柱塞工作腔闭死容积过卸压而出现气穴。配流盘的结构经历了从机械平衡方式向液压平衡方式的转变过程。最早的配流机构是在缸体与配流盘之间设置一个止推轴承，此种结构存在偏心负载，且泄漏太大；为此设计出带有卸荷槽道的机构以及机械密封方法的配流机构，但实际应用中，磨损和泄漏仍然较大。同时，人们采用剩余压力法设计配流机构，此种结构保证摩擦副存在边界润滑油膜，但是在泵(马达)的压力或转速较高时，容易出现“烧盘”现象。从二十世纪六十年代开始，为了满足摩擦副建立理想动态平衡油膜的要求，改进配流盘的结构，设计出全周槽多油腔间歇供油配流机构和半周槽多油腔间歇供油配流机构，在实用过程中获得了较好效果。在二十世纪八十年代，国内有人提出了盲孔与三角槽组合的配流盘结构，其目的是在配流盘的吸排油过渡区形成预压缩腔，减小压力冲击，其缺点是部分高压油进入配流窗口的吸油区，在压力突变过程中，气泡从油液中析出，进入配流盘的排油区，在油液挤压过程中，配流盘的三角槽附近发生气泡破裂，产生气蚀现象。为了防止配流盘发生流量倒灌现象，国外有人提出在配流盘过渡区域设置单向阀，通过单向阀将配流盘排油区的部分油液引出，同时改变缸体相对配流盘的上下死点位置和斜盘相对缸体最大夹角的位置来控制配流盘的预压缩油液量，降低压力脉动和流体噪声，其缺点是配流盘结构复杂，制造成本较高，且单向阀的体积空间较小，不利于安装。目前关于轴向柱塞泵端面配流盘的研究大多集中在配流盘的油膜润滑特性及结构优化方面，已得出了一些共同的结论，如油膜呈楔形分布，最大(小)油膜间隙及其位置，平均油膜间隙，缸体相对于配流副的倾角的计算方案等。

如图1所示为传统的配流盘结构，包括配流盘本体7a，吸油区阻尼孔1a，三角槽2a，吸油腰型窗3a，排油区阻尼孔4a，三角槽5a，排油腰型窗6a。传统的配流盘并没有在吸油区阻尼孔1a处设计用于将油液析出的气泡及时排入泵壳体内腔的油道。工作时，油液由高压区切换至低压区，会因压力突变而析出气体，在吸油腰型窗3a处的低压区会产生气泡，由于气泡不能及时被排出至壳体腔，气泡会发生破裂，导致配流盘三角槽2a处出现气蚀现象，而气蚀又会导致配流盘在低压区产生大量的小气泡，同时缸体柱塞孔在低压区吸油时会将气泡卷吸并带入排油腰型窗6a的高压区，这时气泡会在缸体柱塞孔中瞬间湮灭，造成极大的振动和噪声，泵的出油口也会因此而产生明显的流量脉动。由此可见，传统的配流盘结构并不能实现防气蚀、减震降噪的目的。

传统配流盘存在以下缺点：

1.在配流盘的吸油腰型窗，由于吸油过程产生的负压，不可避免地会产生气泡，并且这部分气泡会随柱塞腔进入排油腰型窗；

2.在配流盘的排油腰型窗，由于油液由低压突变为高压，气泡将受压破裂，对配流盘表面或者缸体表面产生损伤，即气蚀现象。

申请号为201310422532.X的中国发明专利公布了一种低噪声抗气蚀柱塞泵用配流盘，该配流盘包括配流盘本体、位于配流盘本体高油压区的高压排油槽、定位槽以及位于配流盘本体低油压区的吸油槽，高压排油槽远离定位槽的端部位置处开有与柱塞泵的壳腔相连通的高压侧阻尼槽，高压侧阻尼槽包括V形渐扩槽以及阻尼孔，V形渐扩槽倾斜设置，阻尼孔的开孔方向垂直于配流盘平面设置，V形渐扩槽与阻尼孔相交并连通，吸油槽靠近定位槽的端部位置处设有低压侧阻尼槽，低压侧阻尼槽跨角小于高压侧阻尼槽结构的跨角。虽然上述结构在对配流盘的噪声抑制，流量冲击等方面做出改善，但是不能完全解决配流盘的吸排油过渡区析出气泡发生破裂引起的气蚀磨损问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种柱塞液压泵用减震降噪配流盘。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种柱塞液压泵用减震降噪配流盘，包括配流盘本体，所述的配流盘本体上设有互相隔绝的低压吸油区和高压排油区，所述的低压吸油区两端和高压排油区两端均设有一与其连通的三角槽，四个三角槽顶端底部均设有阻尼孔，阻尼孔底部设有油道，该油道通过配流盘本体圆柱侧面与泵壳体内腔相连通，油道用于将油液因压力突变而析出的气泡及时排入泵壳体内腔。

所述的油道由垂直段油道和水平段油道组成，所述的水平段油道通过配流盘本体圆柱侧面与泵壳体内腔相连通，所述的垂直段油道两端分别与三角槽顶端底部阻尼孔和水平段油道连通。

所述的垂直段油道直径为0.5～1mm，所述的水平段油道直径为1～2mm，水平段油道与配流盘本体横轴的夹角为30°。

所述的低压吸油区包括弧形凹槽、设置在弧形凹槽底部的吸油腰型窗口及加强筋，所述的吸油腰型窗口为至少一个。

所述的高压排油区包括弧形凹槽、设置在弧形凹槽底部的排油腰型窗口及加强筋，所述的排油腰型窗口为至少一个。

工作时，柱塞腔由高压区到低压区转变，产生的气泡可以经由配流盘低压区处的油道排入柱塞泵壳体内腔；柱塞腔由低压区到高压区转变时，吸入油液中的气泡，可由配流盘高压区上的油道排入柱塞泵壳体；同时，在柱塞泵工作时，柱塞腔从低压区到高压区由于压力突变将造成油击现象，此时油道作为阻尼孔，可以对柱塞腔进行预升压(预降压)从而消除油击现象。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1.消除气穴气蚀。本发明将配流盘吸排油区域与泵壳体低压区域直接连通，能直接将气泡排入壳体油液区域，排气彻底，消除气穴气蚀。

2.抗污染。本发明所提出的排油油道由水平油道与竖直油道两部分组成，且水平油道直径大于竖直油道，抗污染能力好。

3.减震降噪。本发明提出的连通吸油、排油窗口三角槽与壳体的油道，为配流盘在高、低压区域切换时，提供了足够大的缓冲容积，能有效抑制高、低压切换引起的振动，降低噪声。

附图说明

图1为传统的配流盘结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明的A-A局部剖视图；

图4为本发明的B-B全剖视图；

图中标记说明：

1a-吸油区阻尼孔、2a--吸油区三角槽、3a-吸油腰型窗、4a-排油区阻尼孔、5a--排油区三角槽、6a--排油腰型窗、7a--配流盘本体；

1-阻尼孔、2-三角槽a、3-吸油腰型窗、4-加强筋、5-油道e，6-油道f、7-排油腰型窗、8-三角槽b、9-三角槽c、10-配流盘本体、11-三角槽d、12-竖直段油道、13-水平段油道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

如图2～4所示，-种柱塞液压泵用减震降噪配流盘，包括配流盘本体10，所述的配流盘本体10上设有互相隔绝并相对于配流盘本体10横轴对称的低压吸油区和高压排油区；所述的低压吸油区包括弧形凹槽、设置在弧形凹槽底部的吸油腰型窗口3及加强筋4，所述的吸油腰型窗口3为至少一个；所述的高压排油区包括弧形凹槽、设置在弧形凹槽底部的排油腰型窗口7及加强筋，所述的排油腰型窗口7为至少一个；所述的低压吸油区两端和高压排油区两端均设有一与其连通的三角槽，四个三角槽顶端底部均设有阻尼孔，阻尼孔底部设有油道，该油道通过配流盘本体圆柱侧面与泵壳体内腔相连通，油道用于将油液因压力突变而析出的气泡及时排入泵壳体内腔，具体结构为：低压吸油区两端分别与三角槽a2、三角槽b8相连通，高压排油区两端分别与三角槽c9、三角槽d11相连通；以低压吸油区设置的三角槽a和对应阻尼孔，油道为例说明其结构：所述的三角槽a2顶端底部设有阻尼孔1，阻尼孔1底部设有油道e5，并通过配流盘本体10圆柱侧面与泵壳体内腔相连通，油道e5用于将油液因压力突变而析出的气泡及时排入泵壳体内腔；所述的油道e5由垂直段油道12和水平段油道13组成，水平段油道13通过配流盘本体10圆柱侧面与泵壳体内腔相连通，垂直段油道12与三角槽a2顶端底部阻尼孔1连通，用于引导吸油腰型窗口3的油液进入水平段油道13，并排入泵壳体内腔，其中垂直段油道12直径为0.5～1mm，所述的水平段油道13直径为1～2mm，水平段油道12与配流盘本体10横轴的夹角为30；三角槽b8、三角槽c9及三角槽d11顶端底部均设有油道，而且各油道均由垂直段油道和水平段油道组成，各段油道直径与油道e5相同。

柱塞泵工作时，柱塞腔在吸油腰型窗3吸入油液，由于存在负压现象，会在吸油口产生气泡，此时产生的气泡可以通过油道e5排入壳体内腔；另一方面，柱塞腔油由高压到低压接通的瞬间，油液会因压力突变而析出气泡，如不及时排出，气泡将被带入柱塞腔，此气泡也可以通过油道e5排入壳体内腔。当柱塞运动到排油腰型窗7时，液体由低压转变为高压，此时混入油液的气泡可以通过油道f6排入壳体内腔。另一方面，油道e5和油道f6的存在可以降低油液由低压到高压突变而产生的压力冲击现场，减弱压力脉动，从而使工作更加平稳。

本实施例中，吸油腰型窗口3和排油腰型窗口7分别设有3个，同时，设置在4个阻尼孔底部的油道，垂直段油道的直径为0.5mm，水平段油道直径为1mm。

实施例2

本实施例中，吸油腰型窗口3和排油腰型窗口7分别设有4个，同时，设置在4个阻尼孔底部的油道，垂直段油道的直径为0.8mm，水平段油道直径为1.5mm，其余同实施例1。

实施例3

本实施例中，吸油腰型窗口3和排油腰型窗口7分别设有5个，同时，设置在4个阻尼孔底部的油道，垂直段油道的直径为1mm，水平段油道直径为2mm，其余同实施例1。

Claims (5)

1.一种柱塞液压泵用减震降噪配流盘，包括配流盘本体，所述的配流盘本体上设有互相隔绝的低压吸油区和高压排油区，所述的低压吸油区两端和高压排油区两端均设有一与其连通的三角槽，其特征在于，四个三角槽顶端底部均设有阻尼孔，阻尼孔底部设有油道，该油道通过配流盘本体圆柱侧面与泵壳体内腔相连通，油道用于将油液因压力突变而析出的气泡及时排入泵壳体内腔。

2.根据权利要求1所述的一种柱塞液压泵用减震降噪配流盘，其特征在于，所述的油道由垂直段油道和水平段油道组成，所述的水平段油道通过配流盘本体圆柱侧面与泵壳体内腔相连通，所述的垂直段油道两端分别与三角槽顶端底部阻尼孔和水平段油道连通。

3.根据权利要求1或2所述的一种柱塞液压泵用减震降噪配流盘，其特征在于，所述的垂直段油道直径为0.5～1mm，所述的水平段油道直径为1～2mm，水平段油道与配流盘本体横轴的夹角为30°。

4.根据权利要求1所述的一种柱塞液压泵用减震降噪配流盘，其特征在于，所述的低压吸油区包括弧形凹槽、设置在弧形凹槽底部的吸油腰型窗口及加强筋，所述的吸油腰型窗口为至少一个。

5.根据权利要求1所述的一种柱塞液压泵用减震降噪配流盘，其特征在于，所述的高压排油区包括弧形凹槽、设置在弧形凹槽底部的排油腰型窗口及加强筋，所述的排油腰型窗口为至少一个。