CN104454436A - 一种柱塞泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柱塞泵，属于流体泵技术领域，其包括泵体，所述泵体内靠近进料口设有一隔墙，隔墙与柱塞之间的泵体内设有一安装筒，安装筒上转动安装有一传动轴，位于安装空腔内的传动轴上固定安装有一转动盘，位于隔墙与转动盘之间设有一浮动盘，传动轴上固定安装有一叶轮，相邻两叶片之间形成进料通道，浮动盘与转动盘之间形成流通间隙，安装筒上设有若干与流通间隙位置相对应的通孔；传动轴穿出安装筒的一端连接柱塞，安装筒的外表面滑动安装有套筒，套筒通过一连杆连接柱塞；泵体上设有一出料口，出料口连接一单向阀。本发明解决了目前柱塞泵吸入量不足、泄漏量过大的技术问题，广泛应用于流体连续输送中。

Description

一种柱塞泵

技术领域

本发明涉及一种泵，更特别地涉及一种柱塞泵，属于流体泵技术领域。

背景技术

柱塞泵是液压系统的一个重要装置，它依靠柱塞在缸体中往复运动，使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸油、压油等功能。由于柱塞泵具有额定压力高、结构紧凑、效率高和流量调节方便等优点，被广泛应用于高压、大流量和流量需要调节的场合，诸如液压机、工程机械和船舶中。

传统的柱塞泵是往复泵的一种，属于体积泵，其柱塞靠泵轴的偏心转动驱动，往复运动，其吸入和排出阀都是单向阀。当柱塞外拉时，工作室内压力降低，出口阀关闭，低于进口压力时，进口阀打开，液体进入；柱塞内推时，工作室压力升高，进口阀关闭，高于出口压力时，出口阀打开，液体排出。当传动轴带动缸体旋转时，斜盘将柱塞从缸体中拉出或推回，完成吸排油过程。柱塞与缸孔组成的工作容腔中的油液通过配油盘分别与泵的吸、排油腔相通。变量机构用来改变斜盘的倾角，通过调节斜盘的倾角可改变泵的排量。

目前柱塞泵的主要缺陷在于：(1)吸入量不足，原因是吸油管路上的阻力过大或补油量不足，如泵的转速过大，油箱中液面过低，进油管漏气，滤油器堵塞等；(2)泄漏量过大，原因是泵的间隙过大，密封不良造成，如配油盘被金属碎片、铁屑等划伤，端面漏油；变量机构中的单向阀密封面配合不好，泵体和配油盘的支承面有砂眼或研痕等，可以通过检查泵体内液压油中混杂的异物判别泵被损坏的部位。

因此，对于开发一种新的柱塞泵，不但具有迫切的研究价值，也具有良好的经济效益和工业应用潜力，这正是本发明得以完成的动力所在和基础所倚。

发明内容

为了克服上述所指出的现有柱塞泵的缺陷，本发明人对此进行了深入研究，在付出了大量创造性劳动后，从而完成了本发明。

具体而言，本发明所要解决的技术问题是：提供一种柱塞泵，以解决目前柱塞泵吸入量不足、泄漏量过大的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：提供一种柱塞泵，所述柱塞泵包括泵体，所述泵体一端设有进料口，另一端滑动安装有一柱塞，所述泵体内靠近所述进料口设有一隔墙，所述隔墙与柱塞之间的所述泵体内设有一安装筒，所述安装筒与隔墙之间形成封闭的安装空腔，所述安装筒上转动安装有一传动轴，所述传动轴贯穿所述安装空腔，所述传动轴一端穿出所述安装筒，另一端穿出所述隔墙，位于所述安装空腔内的所述传动轴上固定安装有一转动盘，所述安装空腔内位于所述隔墙与转动盘之间设有一浮动盘，所述浮动盘与隔墙之间设有一压盘，所述压盘设有调整螺柱，所述调整螺柱穿出所述隔墙且与所述隔墙螺纹连接，所述压盘与浮动盘之间设有若干压缩弹簧，在所述压缩弹簧作用下，所述浮动盘与所述转动盘端面相抵，所述传动轴上固定安装有一叶轮，所述叶轮穿过所述浮动盘和所述隔墙，所述叶轮上环形阵列有若干径向布置的叶片，相邻两所述叶片之间形成进料通道，所述进料通道与所述进料口相连通，所述浮动盘与转动盘之间形成流通间隙，所述安装筒上设有若干与所述流通间隙位置相对应的通孔，所述通孔通过所述流通间隙与所述进料通道相连通；所述传动轴穿出所述安装筒的一端通过将所述柱塞的往复运动转换为驱动所述传动轴转动的动力转换机构连接所述柱塞，所述安装筒的外表面滑动安装有一用于封堵所述通孔的套筒，所述套筒通过一连杆连接所述柱塞；所述安装筒与柱塞之间的所述泵体上设有一出料口，所述出料口连接一单向阀。

在本发明的所述柱塞泵中，作为一种改进，所述动力转换机构包括固定安装于所述泵体上的第一安装轴和转动安装于所述泵体上的第二安装轴，所述第一安装轴与第二安装轴平行设置，所述第一安装轴的端部转动安装有主动齿轮，所述第二安装轴上固定安装有与所述主动齿轮相啮合的从动齿轮18，所述第二安装轴通过锥齿轮副传动连接所述传动轴；所述主动齿轮与柱塞之间设有曲柄连杆机构。

在本发明的所述柱塞泵中，作为进一步的改进，所述叶轮的顶部设有一堵板，所有所述叶片的端部均顶靠于所述堵板上。

在本发明的所述柱塞泵中，作为进一步的改进，所述堵板的边缘设有一环形凸起，所有所述叶片均约束安装于所述环形凸起内。

在本发明的所述柱塞泵中，作为进一步的改进，所述泵体上设有一逆流冲洗接口，所述逆流冲洗接口靠近所述出料口设置。

在本发明的所述柱塞泵中，作为进一步的改进，所述泵体上设有一排渣口，所述排渣口位于所述隔墙与浮动盘之间。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

(1)由于安装筒的周向阵列分布有若干通孔，与传统的单向阀吸入相比较，大大提高了进料面积，从而大大提高了柱塞泵的吸入量；由于浮动盘与转动盘之间形成流通间隙，并且流通间隙的大小可以通过压缩弹簧的预紧力进行调整，减少了大颗粒物料堵塞现象，满足了不同物料的顺畅流通，并且使用这种结构的进料，当柱塞进程推动物料排出的初始阶段，套筒还没有完全封堵通孔时，会有部分物料通过通孔回流，这部分回流的高压流通会对流通间隙和进料通道进行反向冲洗，将一些大颗粒或者其他杂质冲出，避免堵塞流体的流通，进一步提高了柱塞泵的吸入量；该结构改变了传统的吸入和排出均使用单向阀的结构，使用性能更加可靠，适合免维护连续作业。

(2)由于堵板的边缘设有一环形凸起，所有叶片均约束安装于环形凸起内，有效防止了叶片在离心力作用下脱离叶轮，增加了叶轮的结构强度，提高了叶轮的使用寿命。

(3)由于泵体上设有一逆流冲洗接口，需要清洗时，可以将逆流冲洗接口连接压缩空气或者有压水源，按照柱塞泵吸入排出物料的反方向将柱塞泵内的杂质清除，不必拆除清洗，使用方便，尤其适合长时间连续作业的柱塞泵的维护。

(4)隔墙与浮动盘之间设有排渣口，使得离心力作用下分离出的大颗粒物料能够顺利排出柱塞泵。

如上所述，本发明提供了一种柱塞泵，该柱塞泵具有多种优良性能，从而可应用于多个具体领域中，具有良好的应用价值和工业化前景。

附图说明

图1是本发明实施例柱塞泵的结构示意图；

图2是图1中A-A的剖视放大图；

其中，在图1和图2中，各个数字标号分别指代如下的具体含义、元件和/或部件。

图中：1、上泵体，2、压盘，3、压缩弹簧，4、出料口，5、单向阀，6、通孔，7、套筒，8、逆流冲洗接口，9、下泵体，10、连杆，11、柱塞，12、传动轴，13、锥齿轮副，14、曲柄连杆机构，15、第二安装轴，16、第一安装轴，17、主动齿轮，18、从动齿轮，19、转动盘，20、环形凹槽，21、流通间隙，22、浮动盘，23、安装筒，24、排渣口，25、隔墙，26、调整螺柱，27、叶轮，2701、堵板，2702、轮套，2703、叶片，2704、环形凸起，28、进料口，29、进料通道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。

如图1和图2共同所示，本发明所提供了一种柱塞泵，包括泵体，泵体为直筒状结构，泵体一端设有进料口28，另一端滑动安装有一柱塞11，柱塞11连接驱动单元做往复直线运动，泵体内靠近进料口28设有一隔墙25，隔墙25与柱塞11之间的泵体内设有一安装筒23，安装筒23与隔墙25之间形成封闭的安装空腔，安装筒23上转动安装有一传动轴12，传动轴12贯穿安装空腔，传动轴12一端穿出安装筒23，另一端穿出隔墙25，位于安装空腔内的传动轴12上固定安装有一转动盘19，转动盘19上设有若干条以转动盘19中心为圆心的环形凹槽20，环形凹槽20的作用是容纳部分杂质，避免杂质通过流通间隙21，安装空腔内位于隔墙25与转动盘19之间设有一浮动盘22，浮动盘22与隔墙25之间设有一压盘2，压盘2设有调整螺柱26，调整螺柱26穿出隔墙25且与隔墙25螺纹连接，压盘2与浮动盘22之间设有若干压缩弹簧3，在压缩弹簧3作用下，浮动盘22与转动盘19端面相抵，当有大颗粒通过时，会导致压缩弹簧3压缩，大颗粒便容纳在环形凹槽20中，此时压缩弹簧3便回位，继续保持原有的流通间隙21，而环形凹槽20内的大颗粒则很难再进入流通间隙21，传动轴12上固定安装有一叶轮27，叶轮27穿过浮动盘22和隔墙25，叶轮27上环形阵列有若干径向布置的叶片2703，相邻两叶片2703之间形成进料通道29，进料通道29与进料口28相连通，浮动盘22与转动盘19之间形成流通间隙21，安装筒23上设有若干与流通间隙21位置相对应的通孔6，通孔6通过流通间隙21与进料通道29相连通，在叶轮27的作用下，大颗粒物料很难进入到进料通道29内，在进料口28起到一道屏障；传动轴12穿出安装筒23的一端通过将柱塞11的往复运动转换为驱动传动轴12转动的动力转换机构连接柱塞11，安装筒23的外表面滑动安装有一用于封堵通孔6的套筒7，套筒7通过一连杆10连接柱塞11；安装筒23与柱塞11之间的泵体上设有一出料口4，出料口4连接一单向阀5，出料口4设置单向阀5则不会造成泄漏，因为经过进料通道29、流通间隙21和通孔6排出的物料洁净度高，杂质少，不会对单向阀5的阀芯造成搁浅。

动力转换机构包括固定安装于泵体上的第一安装轴16和转动安装于泵体上的第二安装轴15，第一安装轴16与第二安装轴15平行设置，第一安装轴16的端部转动安装有主动齿轮17，第二安装轴15上固定安装有与主动齿轮17相啮合的从动齿轮18，第二安装轴15通过锥齿轮副13传动连接传动轴12，具体的，第二安装轴15上固定一主动锥齿轮，传动轴12上固定一从动锥齿轮，将第二安装轴15的转动转换为传动轴12的转动；主动齿轮17与柱塞11之间设有曲柄连杆机构14，曲柄连杆机构14在发动机和日常生活中应用非常广泛，本领域技术人员可以选择使用，在此不再赘述。

叶轮27包括套装于传动轴12上的轮套2702，轮套2702与传动轴12之间通过键传动连接，叶轮27的顶部设有一堵板2701，该堵板2701位于轮套2702的端部，所有叶片2703的端部均顶靠于堵板2701上，堵板2701的边缘设有一环形凸起2704，所有叶片2703均约束安装于环形凸起2704内，发明人在制作叶轮27时，为了保证其动平衡，轮套2702上加工出与叶片2703厚度相同的若干卡槽，并且堵板2701上对应位置也加工数量及宽度相同若干插槽，叶片2703便插装在卡槽和插槽内，再使用点焊的方式将叶片2703固定在堵板2701与轮套2702之间。叶轮27做动平衡校验时，则使用加重法校正，在缺重位置增加焊点，既能够保证叶片2703的牢固性，又能保证其动平衡。

泵体上设有一逆流冲洗接口8，逆流冲洗接口8靠近出料口4设置，需要清洗时，可以将逆流冲洗接口8连接压缩空气或者有压水源，按照柱塞泵吸入排出物料的反方向将柱塞泵内的杂质清除，不必拆除清洗，使用方便，尤其适合长时间连续作业的柱塞泵的维护。

泵体上设有一排渣口24，排渣口24位于隔墙25与浮动盘22之间，正常工作时，排渣口24使用丝堵堵塞，当进行逆流反冲洗时，封堵出料口4，打开排渣口24，将隔墙25与浮动盘22之间的杂质排出。

在具体实践过程中，发明人将泵体分为上泵体1和下泵体9，进料口28位于上泵体1上，柱塞11则滑动安装于下泵体9上，安装筒23安装在上泵体1与下泵体9之间，便于安装和维护。

其工作过程如下：

物料由进料口28进入上泵体1，柱塞11往复运动，将物料吸入并排出，具体动作为：回程时，柱塞11向下运动，柱塞泵内形成负压，柱塞11拉动连杆10带动套筒7向下滑动，当套筒7的上边缘下移到通孔6下方时，物料便经由进料口28、进料通道29、流通间隙21和通孔6进入到柱塞腔内；进程时，初始阶段，套筒7的上边缘还没有完全封堵通孔6时，会有部分物料通过通孔6回流，这部分回流的高压流通会对流通间隙21和进料通道29进行反向冲洗，当套筒7的上边缘完全堵塞通孔6时，随着柱塞11的上移，物料通过单向阀5排出。在曲柄连杆机构14的作用下，柱塞11的往复运动带动主动齿轮17转动，主动齿轮17带动从动齿轮18转动，从而带动传动轴12一直转动，并且，转动速度可以通过主动齿轮17与被动齿轮的齿数来调整，本领域技术人员根据物料离心力所需速度自行调整，叶轮27的离心力将物料在进料口28位置首先筛选，大颗粒物料排出进料口28，进入进料通道29的少量大颗粒在叶片2703的转动过程中，继续被离心力甩向安装筒23的内壁，最终通过流通间隙21的流体粒度小，杂质少，既保证了排出物料的质量，又不影响单向阀5的使用，因此，该机构尤其适合连续作业的环境，不需要经常维护，效率高。

应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种柱塞泵，包括泵体，所述泵体一端设有进料口，另一端滑动安装有一柱塞，其特征在于：所述泵体内靠近所述进料口设有一隔墙，所述隔墙与柱塞之间的所述泵体内设有一安装筒，所述安装筒与隔墙之间形成封闭的安装空腔，所述安装筒上转动安装有一传动轴，所述传动轴贯穿所述安装空腔，所述传动轴一端穿出所述安装筒，另一端穿出所述隔墙，位于所述安装空腔内的所述传动轴上固定安装有一转动盘，所述安装空腔内位于所述隔墙与转动盘之间设有一浮动盘，所述浮动盘与隔墙之间设有一压盘，所述压盘设有调整螺柱，所述调整螺柱穿出所述隔墙且与所述隔墙螺纹连接，所述压盘与浮动盘之间设有若干压缩弹簧，在所述压缩弹簧作用下，所述浮动盘与所述转动盘端面相抵，所述传动轴上固定安装有一叶轮，所述叶轮穿过所述浮动盘和所述隔墙，所述叶轮上环形阵列有若干径向布置的叶片，相邻两所述叶片之间形成进料通道，所述进料通道与所述进料口相连通，所述浮动盘与转动盘之间形成流通间隙，所述安装筒上设有若干与所述流通间隙位置相对应的通孔，所述通孔通过所述流通间隙与所述进料通道相连通；所述传动轴穿出所述安装筒的一端通过将所述柱塞的往复运动转换为驱动所述传动轴转动的动力转换机构连接所述柱塞，所述安装筒的外表面滑动安装有一用于封堵所述通孔的套筒，所述套筒通过一连杆连接所述柱塞；所述安装筒与柱塞之间的所述泵体上设有一出料口，所述出料口连接一单向阀。

2.如权利要求1所述的柱塞泵，其特征在于：所述动力转换机构包括固定安装于所述泵体上的第一安装轴和转动安装于所述泵体上的第二安装轴，所述第一安装轴与第二安装轴平行设置，所述第一安装轴的端部转动安装有主动齿轮，所述第二安装轴上固定安装有与所述主动齿轮相啮合的从动齿轮，所述第二安装轴通过锥齿轮副传动连接所述传动轴；所述主动齿轮与柱塞之间设有曲柄连杆机构。

3.如权利要求1或2所述的柱塞泵，其特征在于：所述叶轮的顶部设有一堵板，所有所述叶片的端部均顶靠于所述堵板上。

4.如权利要求1-3任一项所述的柱塞泵，其特征在于：所述堵板的边缘设有一环形凸起，所有所述叶片均约束安装于所述环形凸起内。

5.如权利要求1-4任一项所述的柱塞泵，其特征在于：所述泵体上设有一逆流冲洗接口，所述逆流冲洗接口靠近所述出料口设置。

6.如权利要求1-5任一项所述的柱塞泵，其特征在于：所述泵体上设有一排渣口，所述排渣口位于所述隔墙与浮动盘之间。