CN104454420A - 斜盘旋转式内置阀配流轴向柱塞泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种斜盘旋转式内置阀配流轴向柱塞泵，它包括包括前端盖、前泵体、设置在前泵体内的泵轴、安装在泵轴上的轴承组件、密封组件、后泵体、安装在后泵体内的斜盘、柱塞滑靴组件、回程弹簧、缸体、安装在缸体内的吸入阀组、后端盖、以及安装在后端盖内的压出阀组；其中泵轴通过花键带动斜盘旋转，通过推力轴承和深沟球轴承，共同承载斜盘的轴向力和径向力，缸体固定在后泵体上相对静止，在缸体尾部和后泵盖分别装有吸入阀组和压出阀组。本发明结构简单、维修方便，并且有效的减少了柱塞泵的泄漏，提高了工作压力、容积效率，具有更高的比功率和性价比，抗污染性好，尤其适用于高压水泵。

Description

斜盘旋转式内置阀配流轴向柱塞泵

技术领域

本发明涉及液压泵领域，尤其涉及一种斜盘旋转式内置阀配流轴向柱塞泵。

背景技术

随着液压泵的高速、高压、节能方向的发展，使得轴向柱塞泵的研究越来越广泛。轴向柱塞泵具有结构紧凑、单位功率体积小、重量轻、相对其他液压泵压力高、寿命长等优点，但不足之处是对油液的污染敏感、滤油精度要求高、成本高等。目前已有的轴向柱塞泵的研究主要分为端面配流、阀配流、轴配流三种。端面配流依靠配流盘将高压腔和低压腔隔开，端面配流和轴配流都存在一个面接触的摩擦副，由于加工精度的影响，该摩擦副会有一定程度的泄漏。并且，由于外界污染物的侵入，摩擦副的结合面上会产生磨损，使得摩擦副结合面的间隙变大，密封效果变差，泄漏加大。在高压工况下，甚至会使高、低压腔连通。因此，在中、高压工况下，端面配流和轴配流很难有比较高的容积效率。阀配流的柱塞泵抗污染能力强而且密封效果好，在高压的工况下也能保证高的容积效率。

目前已有的阀配流轴向柱塞泵又可分为斜盘旋转式和缸体旋转式，其中应用的主要为缸体旋转式，由主轴通过花键连接带动缸体旋转，不可避免的使得缸体加工复杂、配流阀组布置复杂困难、价格升高；斜盘旋转式主要应用于弯轴泵中，斜盘旋转式柱塞泵降低了内部负载，使得启动扭矩更低，寿命更长。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种斜盘旋转式内置阀配流轴向柱塞泵，该泵具有宽泛的流体适用性，并适用于作为水泵使用，具有压力高、泄漏小、抗污染、可大功率输出的优点。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种斜盘旋转式内置阀配流轴向柱塞泵，包括前端盖、前泵体、设置在前泵体内的泵轴、安装在泵轴上的轴承组件、密封组件、后泵体、安装在后泵体内的斜盘、柱塞滑靴组件、回程弹簧、缸体、安装在缸体内的吸入阀组、后端盖、以及安装在后端盖内的压出阀组；其中，所述前端盖、前泵体、后泵体、缸体与后端盖依次固定连接；所述柱塞滑靴组件置于缸体内部柱塞孔内；所述斜盘通过花键与泵轴连接。

所述轴承组件包括依次相连的前深沟球轴承、前轴套、圆柱滚子推力轴承、后轴套、后深沟球轴承和末端深沟球轴承；缸体通过末端深沟球轴承与泵轴相连。

所述密封组件包括密封圈、B型内包骨密封圈和VS型密封圈，所述密封圈嵌于前端盖内，B型内包骨密封圈和VS型密封圈分别嵌于前泵体尾部、后泵体前部。

所述吸入阀组包括个轴向放置的吸入单向阀，吸入单向阀内嵌于缸体尾部阀孔内，其中，每个吸入单向阀包括吸入阀座、吸入球阀芯、吸入弹簧座和吸入弹簧，吸入弹簧套在吸入弹簧座外部，并将吸入球阀芯压紧在吸入阀座上。

所述压出阀组为个径向放置的压出单向阀，压出单向阀内嵌于后端盖前部阀孔内，其中，每个压出单向阀包括压出阀座、压出球阀芯、压出弹簧座和压出弹簧，压出弹簧套在压出弹簧座外部，并将压出球阀芯压紧在压出阀座上。

所述柱塞滑靴组件包括滑靴、柱塞套和柱塞；所述滑靴与柱塞球铰连接，在柱塞外侧嵌有柱塞套；回程弹簧置于柱塞中心孔内。

进一步地，所述柱塞采用马氏体不锈钢热处理；所述柱塞套为陶瓷材料。

进一步地，所述吸入阀组与缸体为一体式结构。

进一步地，所述压出阀组与后端盖为一体式结构。

进一步地，所述斜盘的中心开有花键孔。

本发明具有的有益效果是：结构合理，使用方便，采用斜盘旋转式阀配流方式，简化了设计，相对制造成本降低了很多，有利于标准化和通用化的工作。

(1)采用油液分离的结构形式，利用安装在柱塞套上的耐磨性好的陶瓷材料且适用于水润滑介质，并且采用B型内包骨密封圈和VS型密封圈相配合的结构，使所有滚动轴承都用油介质润滑，避免了高压泵选择轴承的难题。

(2)采用阀配流结构形式，减小一对轴向柱塞泵关键的摩擦副，相应的泄漏量减小，容积效率提高，泵的工作压力提高。

(3)配流阀体内置嵌入式结构，吸入阀组和压出阀组分别镶嵌在缸体上和后端盖上，其密封性能好，响应快，而且具有冲击小、噪音低等特点，可以达到较高的容积效率。

(4)旋转式斜盘前后采用推力圆柱滚子轴承支承，推力轴承前后嵌入深沟球轴承，构成轴承组，有效的承担了作用在斜盘上的轴向力和径向力，增加了斜盘的刚度，提高了泵整体的工作寿命。

(5)柱塞与柱塞套采用软硬配对，柱塞采用马氏体不锈钢热处理尽可能提高硬度以增加耐磨性，并用陶瓷材料嵌入做成柱塞套，有效地提高了柱塞副的摩擦特性，减小了泵的泄漏，提高了泵的容积效率。      

(6)采用回程弹簧——滑靴的结构，通过回程弹簧把柱塞滑靴组件推靠在斜盘上。这样避免了轴向柱塞泵回程盘的设计，简单可靠。

(7)采用斜盘旋转式结构，有效的克服了传统缸体旋转式轴向柱塞泵的不足，有效的简化了缸体的设计，降低缸体受力，提高了泵整体的工作寿命，减小缸体尺寸，降低泵的加工成本。

附图说明

图1为本发明斜盘旋转式内置阀配流轴向柱塞泵的结构示意图；

    图中： 泵轴1、前端盖2、前深沟球轴承3、前轴套4、圆柱滚子推力轴承5、后轴套6、后深沟球轴承7、B型内包骨密封圈8、滑靴9、柱塞套10、柱塞11、回程弹簧12、吸入阀座13、吸入球阀芯14、吸入弹簧座15、吸入弹簧16，压出阀座17、压出球阀芯18、压出弹簧座19、压出弹簧20、后端盖21、缸体22、末端深沟球轴承23、后泵体24、斜盘25、VS型密封圈26、前泵体27、密封圈28。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述。

如图1所示，本发明一种斜盘旋转式内置阀配流轴向柱塞泵，包括前端盖2、前泵体27、设置在前泵体27内的泵轴1、安装在泵轴1上的轴承组件、密封组件、后泵体24、安装在后泵体24内的斜盘25、柱塞滑靴组件、回程弹簧12、缸体22、安装在缸体22内的吸入阀组、后端盖21、以及安装在后端盖21内的压出阀组；其中，所述前端盖2、前泵体27、后泵体24、缸体22与后端盖21依次固定连接；所述柱塞滑靴组件置于缸体22内部柱塞孔内；所述斜盘25通过花键与泵轴1连接，使得斜盘25随泵轴1一起转动。

所述轴承组件包括依次相连的前深沟球轴承3、前轴套4、圆柱滚子推力轴承5、后轴套6、后深沟球轴承7和末端深沟球轴承23；缸体22通过末端深沟球轴承23与泵轴1相连。

斜盘25的推力作用于后深沟球轴承7上，通过后轴套6传递至圆柱滚子轴承5，再通过前轴套4传递至前深沟球轴承3，最终通过前端盖2压紧。

所述密封组件包括密封圈28、B型内包骨密封圈8和VS型密封圈26，所述密封圈28嵌于前端盖2内，B型内包骨密封圈8和VS型密封圈27分别嵌于前泵体27尾部、后泵体24前部，实现泵内部的不同介质液体间的密封。该柱塞泵采用油液分离的结构形式，泵中油液分离是通过安装在泵轴1上的耐磨性好的密封组件来实现的，密封组件实现泵内不同部分的密封，解决了轴承的润滑问题。

所述吸入阀组为9个轴向放置的吸入单向阀，吸入单向阀内嵌于缸体22尾部阀孔内，其中，每个吸入单向阀包括吸入阀座13、吸入球阀芯14、吸入弹簧座15和吸入弹簧16，吸入弹簧16套在吸入弹簧座15外部，并将吸入球阀芯14压紧在吸入阀座13上。

所述压出阀组为9个径向放置的压出单向阀，压出单向阀内嵌于后端盖21前部阀孔内，其中，每个压出单向阀包括压出阀座17、压出球阀芯18、压出弹簧座19和压出弹簧20，压出弹簧20套在压出弹簧座19外部，并将压出球阀芯18压紧在压出阀座17上。

所述吸入阀组出口和压出阀组入口打通流道构成公共容腔，该公共容腔开有配流阀口，配流阀口与柱塞孔的底部相通，吸入阀组入口和后泵体24内腔相通，压出阀组出口和后端盖24上的中心凹孔出口相通。

本发明斜盘旋转式内置阀配流轴向柱塞泵的工作过程如下:

当泵轴1顺时针带动斜盘25一同旋转时，回程弹簧12通过球铰将作用力均匀施加到每个滑靴9上，使滑靴9始终紧贴在斜盘25上滑动，同时柱塞11受到旋转的斜盘25给滑靴9的作用力而在缸体22内的柱塞孔内作往复运动，缸体22则静止不动。

当斜盘25沿顺时针方向运动到下死点(如图1所示下边的斜盘位置)时，压出阀组中的压出球阀芯18均处于关闭状态，滑靴9在弹簧力作用下带动柱塞11向上运动，同时柱塞孔腔中的封闭容积增大，压力降低，当孔腔中的压力下降到某一数值时，吸入阀组中的吸入球阀芯14会因入口处的压力大于柱塞孔腔中的压力和吸入弹簧16作用力的合力被开启，油液由入口进入吸入阀进液口再流入压力低的柱塞孔腔中，实现吸液过程。

当斜盘25沿顺时针方向运动到上死点 (如图1所示上边的斜盘位置)时，柱塞11受斜盘25的作用力向下运动，同时柱塞孔腔的容积会逐渐减小，逐渐升高的压力一方面集合吸入阀组中吸入弹簧16的弹簧力将吸入球阀芯14关闭，另一方面克服压出阀组中压出球弹簧20的作用力和泵出口压力的合力，将压出球阀芯18打开，使柱塞孔腔中的高压油液经压出阀组出口流入泵出口排出，实现压液过程。

当泵轴1带动斜盘25旋转一周，每个柱塞11各吸液、压液一次，随着泵轴1的不断旋转，各柱塞11也连续地独立完成吸、压液的动作，从而使柱塞泵正常工作。

Claims (5)

1.一种斜盘旋转式内置阀配流轴向柱塞泵，其特征在于：包括前端盖（2）、前泵体（27）、设置在前泵体（27）内的泵轴（1）、安装在泵轴（1）上的轴承组件、密封组件、后泵体（24）、安装在后泵体（24）内的斜盘（25）、柱塞滑靴组件、回程弹簧（12）、缸体（22）、安装在缸体（22）内的吸入阀组、后端盖（21）、以及安装在后端盖（21）内的压出阀组；其中，所述前端盖（2）、前泵体（27）、后泵体（24）、缸体（22）与后端盖（21）依次固定连接；所述柱塞滑靴组件置于缸体（22）内部柱塞孔内；所述斜盘（25）通过花键与泵轴（1）连接；

所述轴承组件包括依次相连的前深沟球轴承（3）、前轴套（4）、圆柱滚子推力轴承（5）、后轴套（6）、后深沟球轴承（7）和末端深沟球轴承（23）；缸体（22）通过末端深沟球轴承（23）与泵轴（1）相连；

所述密封组件包括密封圈（28）、B型内包骨密封圈（8）和VS型密封圈（26），所述密封圈（28）嵌于前端盖（2）内，B型内包骨密封圈（8）和VS型密封圈（27）分别嵌于前泵体（27）尾部、后泵体（24）前部；

所述吸入阀组包括9个轴向放置的吸入单向阀，吸入单向阀内嵌于缸体（22）尾部阀孔内；其中，每个吸入单向阀包括吸入阀座（13）、吸入球阀芯（14）、吸入弹簧座（15）和吸入弹簧（16），吸入弹簧（16）套在吸入弹簧座（15）外部，并将吸入球阀芯（14）压紧在吸入阀座（13）上；

所述压出阀组为9个径向放置的压出单向阀，压出单向阀内嵌于后端盖（21）前部阀孔内；其中，每个压出单向阀包括压出阀座（17）、压出球阀芯（18）、压出弹簧座（19）和压出弹簧（20），压出弹簧（20）套在压出弹簧座（19）外部，并将压出球阀芯（18）压紧在压出阀座（17）上；

所述柱塞滑靴组件包括滑靴（9）、柱塞套（10）和柱塞（11）；所述滑靴（9）与柱塞（11）球铰连接，在柱塞（11）外侧嵌有柱塞套（10）；回程弹簧（12）置于柱塞（11）中心孔内。

2.根据权利要求1所述一种斜盘旋转式内置阀配流轴向柱塞泵，其特征在于：所述柱塞（11）采用马氏体不锈钢热处理；所述柱塞套（10）为陶瓷材料。

3.根据权利要求1所述一种斜盘旋转式内置阀配流轴向柱塞泵，其特征在于：所述吸入阀组与缸体（22）为一体式结构。

4.根据权利要求1所述一种斜盘旋转式内置阀配流轴向柱塞泵，其特征在于：所述压出阀组与后端盖（21）为一体式结构。

5.根据权利要求1所述一种斜盘旋转式内置阀配流轴向柱塞泵，其特征在于：所述斜盘（25）的中心开有花键孔。