CN104696182A - 一种工作频率可调的外啮合柱塞泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种工作频率可调的外啮合柱塞泵，包括转轴、转子、带齿转轮、柱塞和缸体。其特点是转子安装在转轴上，带齿转轮安装在转子上，柱塞安装在缸体内，并同带齿转轮接触，通过带齿转轮的转动，带动柱塞在缸体内作往复运动本发明根据不同的工作环境和工作要求，在转子上安装所需的带齿转轮，然后控制转轴带动转子和带齿转轮转动，即可实现一个周期内所需的吸油、压油的次数。通过将多个柱塞泵的柱塞与轮齿接触，形成并联式外啮合柱塞泵，增加工作效率。通过PLC控制伺服电机带动转轮旋转可根据实际工作需求调整调整转轮的转速，进而调整柱塞泵的吸油、压油频率。结构简单且易更换，使用方便。

Description

一种工作频率可调的外啮合柱塞泵

技术领域

本发明涉及一种工作频率可调的外啮合柱塞泵，尤其涉及一种可以通过更换不同齿的带齿转轮来实现不同吸、压油频率的柱塞泵，属于柱塞泵技术领域。

背景技术

柱塞泵作为液压系统中一种常见的重要装置，其作用就是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。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，被广泛应用于诸如液压机、工程机械和船舶这些高压、大流量和流量需要调节的场合。但普通的柱塞泵在一个周期内实现吸油、压油的次数是固定的，如果工作环境和工作要求改变时，即要经常改变吸、排油频率，就需要更换不同结构的柱塞泵，这使柱塞泵使用带来了局限性。

发明内容

本发明针对现有柱塞泵存在的一个周期内实现吸油、压油的次数固定、不易改变等问题，提供一种可方便调节吸、排油工作频率的一种工作频率可调的外啮合柱塞泵。

本发明的工作频率可调的外啮合柱塞泵采用以下技术方案：

工作频率可调的外啮合柱塞泵，主要包括转轴、转子、带齿转轮、柱塞和缸体， 转子安装在转轴上，带齿转轮安装在转子上，柱塞安装在缸体内，并同带齿转轮接触，通过带齿转轮的转动，带动柱塞在缸体内作往复运动。所述转轴上安装有转轴下端滚动轴承、转轴中端滚动轴承和转轴上端滚动轴承。所述转子下端与带齿转轮接触面安装有带齿转轮垫片，上端安装有转子垫片和转子螺母，通过转子垫片和转子螺母使带齿转轮固定。所述柱塞上安装有柱塞轴套。所述缸体上安装有缸体轴套，缸体内设有缸体密封工作腔，在缸体右上角设有管道接口，缸体内部底端安装有弹簧，弹簧另一端与柱塞底端相连，缸体外端底部设有缸体底端支撑板。此外在外啮合柱塞泵的最上端和最右端，设有上端盖和右端盖。所述的带齿转轮至少备有一块，且每块上的齿数不同。转子上的带齿转轮可根据需要的吸、排油工作频率更换。

所述的带齿转轮可根据需要，设计不同的齿数，形成不同齿数的转轮，如三齿转轮、四齿转轮和五齿转轮等。

所述的带齿转轮内部设有四个凹槽，所述转子外部设有四个凸起。

所述的柱塞顶端和带齿转轮的轮齿的顶端设计为圆弧曲面。

所述缸体的底端侧壁的管道接口处安装有流量传感器，转子处安装有转速传感器，柱塞处安装有位移传感器，流量传感器、转速传感器和位移传感器均与一个PLC可编程控制器或显示面板连接。

所述的转子可采用自动结构，包括伺服电机、转轴和转子，伺服电机与PLC可编程控制器连接，转轴一端与伺服电机连接，一端与转子连接。流量传感器将柱塞泵的吸、压油流量信息反馈，然后PLC根据反馈量通过伺服电机调节转轴的转速。转速传感器将转子转速的信息反馈，通过PLC进行自动控制调节。位移传感器将柱塞的运动位移量反馈，并同转速传感器反馈的转子转速、流量传感器反馈的吸、压油量信息通过显示面板显示出来。

本发明在转子上安装不同齿数的带齿转轮，使柱塞泵根据需求实现一个周期内所需的吸油、压油的次数，即在工作时只需根据不同的工作环境和工作要求，在转子上安装所需的带齿转轮，然后控制转轴带动转子和带齿转轮转动，通过带齿转轮的转动接触，使柱塞在缸体内往复运动，因转轮齿数不同，柱塞泵在一个周期内所需的吸油、压油的次数也不同。

本发明在柱塞的驱动中采用带齿转轮，这种带齿转轮驱动柱塞的设计，为外啮合柱塞泵的进一步开发提供了开放设计，即在外啮合柱塞泵的设计及使用中，可在带齿转轮同一平面的圆周内，根据需求再增加多个柱塞泵，将多个柱塞泵的柱塞与轮齿接触，形成并联式外啮合柱塞泵，增加工作效率。

本发明采用转轴带动转子和带齿转轮转动，通过这种设计，可更好的利用外部驱动力，如本发明中采用PLC控制伺服电机带动转轮旋转。通过外部驱动，可根据实际工作需求调整调整转轮的转速，进而调整柱塞泵的吸油、压油频率。

本发明的有益效果是：通过不同齿数的带齿转轮来调节柱塞泵的吸、压油工作频率，实现一个周期内所需的吸油、压油的次数，即在工作时只需根据不同的工作环境和工作要求，在转子上安装所需的带齿转轮，然后控制转轴带动转子和带齿转轮转动，即可实现一个周期内所需的吸油、压油的次数。通过开放的带齿转轮驱动柱塞设计，可再增加多个柱塞泵，将多个柱塞泵的柱塞与轮齿接触，形成并联式外啮合柱塞泵，增加工作效率。通过转轴带动转子和带齿转轮转动的驱动设计，可更好的利用外部驱动力，如采用PLC控制伺服电机电机带动转轮旋转可根据实际工作需求调整调整转轮的转速，进而调整柱塞泵的吸油、压油频率。结构简单且易更换，使用方便。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中三齿转轮的结构示意图。

图3是本发明中四齿转轮的结构示意图。

图4是本发明中五齿转轮的结构示意图。

图5是本发明中转子的结构示意图。

图6是本发明中采用一个外啮合柱塞泵的系统结构示意图。

图7是本发明中采用二个外啮合柱塞泵的系统结构示意图。

图8是本发明的自动控制原理图。

其中： 1、转轴下端滚动轴承， 2、转轴， 3、转轴中端滚动轴承， 4、转轴上端滚动轴承， 5、带齿转轮垫片， 6、带齿转轮， 7、转子， 8、上端盖， 9、转子螺母， 10、转子垫片， 11、柱塞轴套， 12、柱塞， 13、缸体，14、缸体轴套，15、弹簧，16、缸体密封工作腔，17、管道接口，18、缸体底端支撑板，19、右端盖，20、三齿转轮，21、四齿转轮，22、五齿转轮，23、带齿转轮下一工作位置，24、管道，25、吸油阀，26、压油阀，27、油箱。

具体实施方式

实施例： 

如图1所示，本发明的工作频率可调的外啮合柱塞泵，主要包括转轴2、转子7、带齿转轮6、柱塞12和缸体13组成，转子7安装在转轴2上，带齿转轮6安装在转子7上，柱塞12安装在缸体13内，并同带齿转轮6接触，通过带齿转轮6的转动，带动柱塞12在缸体13内作往复运动。在转轴2上安装有转轴下端滚动轴承1、转轴中端滚动轴承3和转轴上端滚动轴承4，通过这三个滚动轴承可消除转轴在运动中产生的晃动。在转子7下端与带齿转轮6接触面处安装有带齿转轮垫片5，上端安装有转子垫片10和转子螺母9，通过转子垫片10和转子螺母9可固定带齿转轮6，保证驱动力经转子7向带齿转轮6传递。在柱塞12上安装有柱塞轴套11，对柱塞12水平往复运动起支撑作用。缸体13上安装有缸体轴套14，缸体轴套14对缸体13起支撑作用。缸体13内设有缸体密封工作腔16，在缸体13右上角设有管道接口17，缸体13内部底端安装有弹簧15，弹簧15另一端与柱塞12底端相连，缸体13外端底部设有缸体底端支撑板18。此外在外啮合柱塞泵的最上端和最右端，设有上端盖8和右端盖19。所述的带齿转轮6至少备有一块，且每块上的齿数不同。转子7上的带齿转轮6可根据需要的吸、排油工作频率更换。

上述外啮合柱塞泵在清理及更换带齿转轮6时，只需首先打开上端盖8，然后移出转子螺母9和移出垫片10，之后取出带齿转轮6；当在清理及更换完带齿转轮6后，再一次安装移出垫片10、转子螺母9和上端盖8即可。

如图2、图3、图4和图5所示，带齿转轮6可根据工作需求，设计成三齿转轮、四齿转轮和五齿转轮，为使带齿转轮6和转子7能较好的配合来传递动力，将带齿转轮6内部设计四个凹槽，转子7外部设计四个凸起。

如图6所示，当带齿转轮6由转子7带动旋转时，柱塞12便在带齿转轮6和弹簧15的作用下，在缸体13内往复运动。因缸体13的内孔和柱塞12的外圆之间有较好的配合精度，使柱塞12在缸体13内作往复运动时无油液泄漏。当柱塞12下移时，缸体13内的缸体密封工作腔16的容积变大，产生真空，油箱27内的油液便在大气压力作用下，通过吸油阀25经管道24和管道接口17进入缸体13内，实现吸油。当柱塞12上移时，缸体13内的缸体密封工作腔16的容积变小，油液受挤压，通过管道接口17、管道24和压油阀26输出到系统中去，实现压油。如果带齿转轮6不断地旋转，外啮合柱塞泵就会不断地完成吸油和压油动作，因此会连续不断地向液压系统供油。

如图7所示，本发明在柱塞12的驱动中采用带齿转轮6，这种带齿转轮6驱动柱塞12的设计，为外啮合柱塞泵的进一步开发提供了开放设计，即在外啮合柱塞泵的设计及使用中，可在带齿转轮6同一平面的圆周内，根据需求再增加多个柱塞泵，将多个柱塞泵的柱塞12与轮齿接触，形成并联式外啮合柱塞泵，增加工作效率。

如图8所示，转子7可采用自动结构，包括伺服电机、转轴2和转子7，伺服电机与PLC可编程控制器连接，转轴2一端与伺服电机连接，一端与转子7连接。流量传感器将柱塞泵的吸、压油流量信息反馈，然后PLC根据反馈量通过伺服电机调节转轴2的转速。转速传感器将转子7转速的信息反馈，通过PLC进行自动控制调节。位移传感器将柱塞12的运动位移量反馈，并同转速传感器反馈的转子7转速、流量传感器反馈的吸、压油量信息通过显示面板显示出来。

本发明在转子7上安装不同齿数的带齿转轮6，使柱塞泵根据需求实现一个周期内所需的吸油、压油的次数，即在工作时只需根据不同的工作环境和工作要求，在转子7上安装所需的带齿转轮6，然后控制转轴2带动转子7和带齿转轮6转动，通过带齿转轮6的转动接触，使柱塞12在缸体13内往复运动，因转轮齿数6不同，柱塞泵在一个周期内所需的吸油、压油的次数也不同。

本发明采用转轴2带动转子7和带齿转轮6转动，通过这种设计，可更好的利用外部驱动力，如本发明中采用PLC控制伺服电机带动带齿转轮6旋转。通过外部驱动，可根据实际工作需求调整调整带齿转轮6的转速，进而调整柱塞泵的吸油、压油频率。 

Claims (6)

1.工作频率可调的外啮合柱塞泵，包括转轴、转子、带齿转轮、柱塞和缸体，其特征在于：所述的转子安装在转轴上，带齿转轮安装在转子上，柱塞安装在缸体内，并同带齿转轮接触，通过带齿转轮的转动，带动柱塞在缸体内作往复运动；所述转轴上安装有转轴下端滚动轴承、转轴中端滚动轴承和转轴上端滚动轴承；所述转子下端与带齿转轮接触面安装有带齿转轮垫片，上端安装有转子垫片和转子螺母，通过转子垫片和转子螺母使带齿转轮固定；所述柱塞上安装有柱塞轴套；所述缸体上安装有缸体轴套，缸体内设有缸体密封工作腔，在缸体右上角设有管道接口，缸体内部底端安装有弹簧，弹簧另一端与柱塞底端相连，缸体外端底部设有缸体底端支撑板；此外在外啮合柱塞泵的最上端和最右端，设有上端盖和右端盖；所述的带齿转轮至少备有一块，且每块上的齿数不同；转子上的带齿转轮可根据需要的吸、排油工作频率更换。

2.如权利要求1所述的工作频率可调的外啮合柱塞泵，其特征在于：所述的带齿转轮可根据需要设计不同的齿数，形成不同齿数的转轮，如三齿转轮、四齿转轮和五齿转轮等。

3.如权利要求1所述的工作频率可调的外啮合柱塞泵，其特征在于：所述的带齿转轮内部设有四个凹槽，所述转子外部设有四个凸起。

4.如权利要求1所述的工作频率可调的外啮合柱塞泵，其特征在于：所述的柱塞顶端和带齿转轮的轮齿的顶端设计为圆弧曲面。

5.如权利要求1所述的工作频率可调的外啮合柱塞泵，其特征在于：所述缸体的底端侧壁的管道接口处安装有流量传感器，转子处安装有转速传感器，柱塞处安装有位移传感器，流量传感器、转速传感器和位移传感器均与一个PLC可编程控制器或显示面板连接。

6.如权利要求1所述的工作频率可调的外啮合柱塞泵，其特征在于：所述的转子可采用自动结构，包括伺服电机、转轴和转子，伺服电机与PLC可编程控制器连接，转轴一端与伺服电机连接，一端与转子连接；流量传感器将柱塞泵的吸、压油流量信息反馈，然后PLC根据反馈量通过伺服电机调节转轴的转速；转速传感器将转子转速的信息反馈，通过PLC进行自动控制调节；位移传感器将柱塞的运动位移量反馈，并同转速传感器反馈的转子转速、流量传感器反馈的吸、压油量信息通过显示面板显示出来。