CN106438259B - 一种双斜盘柱塞泵 - Google Patents

Abstract

本发明属于轴向柱塞泵领域，更具体地，涉及一种双斜盘柱塞泵，其包括泵壳、左右端盖、缸体以及传动轴，所述左右端盖上分别对称设置有左右斜盘，所述左右斜盘上分别对应设置有左右回程盘，所述缸体左右两端对称设置有均布在缸体上的两组柱塞对，所述柱塞的顶部与回程盘上的左右滑靴均为铰链接，每对柱塞共用一个吸入阀，所述缸体中部设置有开放的空腔，所述缸体的中部套还设有压出组件，该空腔内的液体可通过上述吸入阀进入柱塞腔，传动轴转动时带动柱塞运动，此时柱塞腔的压力发生变化，压出组件将液体的泵出。本发明的双斜盘柱塞泵能够满足体积小、排量大的需求，还具备节约能源、减少污染、使用寿命长、制备简单适合大规模生产等优点。

Description

一种双斜盘柱塞泵

技术领域

本发明属于轴向柱塞泵领域，更具体地，涉及一种双斜盘柱塞泵，其其能够满足体积小、排量大的要求，还能减少泵的运转过程中径向力的存在而对滚动轴承的磨损，从而延长柱塞泵的使用寿命。

背景技术

随着世界工业水平的不断提高，现代液压传动技术逐渐向集成化、数字化发展，越来越多的场合需要体积更小、功率更大、流量更大、寿命更长的液压动力元件来完成作业。而在当前整个世界节能抗污染的大环境下，水液压技术已经成为液压界的“宠儿”，将水作为工作介质，可以避免浪费石油资源，还能避免易燃、环境污染等危险。轴向柱塞泵具有效率高、工作参数高、可以使用不同介质等优点，被广泛应用于液压传动领域。

然而进一步的研究表明，将水作为工作介质的轴向柱塞泵还具备以下缺陷：(1)其排量严格受柱塞的尺寸和数量控制，传统的柱塞分布和配流方式不能实现体积更小、排量更大的需求；(2)将水作为工作介质应用于轴向柱塞泵中，不采用复杂的油水分离结构，那么在泵的运转过程滚动轴承的寿命会因径向力的存在而严重缩短，从而迫使轴向柱塞泵的寿命随之降低。

相应地，本领域亟需对现有的轴向柱塞泵做出改进，使其能够满足不同场合、不同规格尺寸的使用要求，还具备节约能源、减少污染、使用寿命长、制备简单适合大规模生产等优点。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种双斜盘柱塞泵，其通过对柱塞泵的结构进行进一步的改进和设计，在缸体两侧设置双斜盘，配合压出组件和卸载装置，使其能够满足体积小、排量大的需求，还能减少泵的运转过程中径向力的存在而对滚动轴承的磨损，从而延长柱塞泵的使用寿命。本发明的双斜盘柱塞泵还具备节约能源、减少污染、使用寿命长、制备简单适合大规模生产等优点。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，其包括泵壳、设置在泵壳两端的左右端盖、位于泵壳中心轴线上的缸体以及与该缸体一侧连接并伸出一侧端盖的传动轴，

所述缸体两端与泵壳之间由圆柱滚子轴承支撑，所述左右端盖上分别对称设置有左右斜盘，所述左右斜盘与端盖之间的夹角为11°锐角，所述左右斜盘上分别对应设置有左右回程盘，所述左右回程盘为角接触球轴承，上述左右回程盘的外圈均被压板压紧，该左右回程盘的内圈对应分别与左右滑靴连接，所述柱塞的顶部与左右滑靴均为铰链接；

所述缸体左右两端对称设置有均布在缸体上的两组柱塞对，每对柱塞共用一个吸入阀；所述缸体远离传动轴的一侧的中部设置有开放的空腔，该空腔内的液体可通过上述吸入阀进入柱塞腔，

所述缸体的中部套设有压出组件，所述压出组件上设置有通孔与柱塞腔连通，所述压出组件由平衡半环和压出半环组成，所述压出半环上设有高压出口将柱塞腔中的液体压出，所述平衡半环上设有高压入口吸入液体。

进一步优选地，所述缸体和泵壳之间还设置有与缸体垂直的卸载装置，该卸载装置轴向上设置有上腔和底腔，所述上腔和底腔之间通过小孔连接，所述上腔通入压力液体使卸载装置紧压缸体外沿而产生径向支撑力。由于在缸体和泵壳之间还设置了卸载装置，所述轴承结构是滚动轴承加卸载装置的复合，柱塞泵中缸体所受的径向力由滚动轴承和卸载装置共同承担，由此能够减少缸体和泵壳之间的摩擦，从而延长双斜盘柱塞泵的使用寿命。

优选地，所述卸载装置和泵壳之间还设置有预紧弹簧，其能够紧压缸体外沿而产生径向支撑力，从而延长双斜盘柱塞泵的使用寿命。

优选地，所述压出半环的内侧设置有凹槽形的压出窗口与高压出口连通。

优选地，所述平衡半环的内侧设置有两条凹槽形的平衡窗口与高压入口连通。

具体地，所述配流方式是一种新型的配流方式。所述吸入阀直接安装于柱塞孔中，每对柱塞共用一个吸入阀，用于实现柱塞泵的吸入动作。即吸入液体用的吸入阀是传统的结构，压出液体是采用一种类似而又有别于传统“轴配流”的方式，如图2和图3所示，两个半环依靠弹簧和液压力的作用紧贴在缸体的外圆，其中一个与斜盘的压缩区间相对应，形成压出液体的流道，另一个半环的平衡窗口依靠引入与压出口相同压力而形成平衡作用力去平衡压出窗口液压力。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具备以下优势：

(1)本发明的双斜盘柱塞泵采用双斜盘的设计，利用柱塞的周期性往复运动，形成高低交替的压力场，从而在柱塞泵的体积尽可能小的情况下增加柱塞泵的容量和压力，使其具备体积小、流量大、功率密度高的优点。

(2)本发明的双斜盘柱塞泵采用强制回程机构，其回程盘是角接触球轴承的内圈，压板直接压紧角接触轴承外圈，而非传统的“定隙回程机构”。在柱塞泵运行过程中，本发明所使用的强制回程机构中的滚动摩擦副代替了传统“定隙回程机构”中的滑动摩擦副，从而减小了柱塞泵的摩擦损耗。

(3)本发明的双斜盘柱塞泵的液体压出动作依靠压出半环实现，减少了零件尺寸，节省了安装空间，从而使泵可以做的更小。本发明的双斜盘柱塞泵中，卸载装置的设计大大延长了滚动轴承的使用寿命，从而使柱塞泵工作更可靠，更安全，更长久。

(4)本发明的柱塞泵在缸体两侧设置双斜盘，配合压出组件和卸载装置，能够实现其体积小、排量大的需求，还具备节约能源、减少污染、使用寿命长、制备简单适合大规模生产等优点。

附图说明

图1是本发明的双斜盘柱塞泵沿轴向的截面剖视图；

图2是本发明的双斜盘柱塞泵的A-A截面图；

图3是本发明的双斜盘柱塞泵的三维示意图(略去泵壳和端盖)；

图4-a是压出组件中压出半环的三维示意图；

图4-b是压出组件中平衡半环的三维示意图；

图5是本发明的双斜盘柱塞泵的强制回程机构示意图

图6是本发明的双斜盘柱塞泵的卸载装置示意图

图7是本发明的双斜盘柱塞泵的缸体的主视图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1-左端盖定位销，2-泵壳，3-左端盖，4-左斜盘定位销，5-左斜盘，6-左回程盘，7-柱塞套，8-滑靴，9-柱塞，10-圆柱滚子轴承，11-吸入阀，12-压出组件，12-1压出窗口，12-2平衡窗口，12.a-压出半环，12.b-平衡半环，13-预紧弹簧，14-卸载装置，15-压板，16-缸体，17-右斜盘，18-旋转格来圈，19-右回程盘，20-右斜盘定位销，21-右端盖，22-右端盖定位销。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1是本发明的双斜盘柱塞泵沿轴向的截面剖视图；如图1所示，其包括泵壳、设置在泵壳两端的左右端盖、位于泵壳中心轴线上的缸体16以及与缸体16一侧连接并伸出一侧端盖的传动轴，

所述缸体16两端与泵壳2之间由圆柱滚子轴承10支撑，所述左右端盖上分别对称设置有左右斜盘，所述左右斜盘与端盖之间的夹角为11°锐角，所述左右斜盘上分别对应设置有左右回程盘，所述左右回程盘为角接触球轴承，上述左右回程盘的外圈均被压板15压紧，该左右回程盘的内圈对应分别与左右滑靴连接，所述柱塞9的顶部与左右滑靴均为铰链接；

所述缸体16左右两端对称设置有均布在缸体上的两组柱塞对，每对柱塞9共用一个吸入阀11；所述缸体16远离传动轴的一侧的中部设置有开放的空腔，该空腔内的液体可通过上述吸入阀11进入柱塞腔，

所述缸体16的中部套设有压出组件12，所述压出组件上设置有通孔与柱塞腔连通，所述压出组件12由平衡半环和压出半环组成，所述压出半环上设有高压出口p将柱塞腔中的液体压出，所述平衡半环上设有高压入口c吸入液体。

在本发明的一个具体实施例中，所述缸体16和泵壳之间还设置有与缸体垂直的卸载装置，该卸载装置轴向上设置有上腔A和底腔B，所述上腔A和底腔B之间通过小孔d连接，所述上腔A通入压力液体使卸载装置紧压缸体外沿而产生径向支撑力。

在本发明的另一个具体实施例中，所述卸载装置和泵壳2之间还设置有预紧弹簧13。

在本发明的另一个具体实施例中，所述压出半环的内侧设置有凹槽形的压出窗口12-1与高压出口p连通。

在本发明的另一个具体实施例中，所述平衡半环的内侧设置有两条凹槽形的平衡窗口12-2与高压入口c连通。

本发明的双斜盘柱塞泵的工作过程和原理为：

如图1-3，外部动力源通过键联接带动缸体16作顺时针旋转运动，在左斜盘6、右斜盘17以及强制回程机构(如图5所示)的共同作用下，各柱塞对在柱塞孔中完成周期性往复运动，使得各个柱塞孔形成高低交替的压力场。随着缸体的旋转，当柱塞腔容积不断扩大，处于低压力场时，吸入阀11的阀芯向上打开，如图7所示，液体从a口吸入，经b口流入各对柱塞腔，完成柱塞泵的吸入过程。随着缸体的继续旋转，当完成吸入动作的柱塞腔容积不断缩小，处于高压力场时，吸入阀11的阀芯向下关闭并压紧，高压液体从柱塞腔经压出半环12.a的p口压出，实现柱塞泵的压出动作。如图2和图3所示，压出半环的高压液会对缸体产生很大的径向力作用，故采用静压平衡原理，将压出半环的高压液从c口引入平衡半环12.b用以平衡径向力，如图4所示，平衡窗口11-2的面积和压出窗口11-1的面积完全相等。

如图1和图6所示，所述轴承结构是滚动轴承加卸载装置的复合，柱塞泵中缸体所受的径向力由滚动轴承和卸载装置共同承担。如图1所示，缸体16旋转运动的同时会受到来自柱塞对的径向不平衡力，该径向力由滚动轴承和卸载装置共同承担。如图6所示，在卸载装置的上腔通入压力液体，作用在面积A上的压力使卸载装置紧压缸体外圆而产生径向支撑力；通过卸载装置中心的小孔d将压力液引入卸载装置的底腔，其所产生的液压力减少了卸载装置与缸体之间的摩擦磨损；最终卸载装置提供的径向支撑力为P0*A，相比滚动轴承承载了大部分的径向力，从而起到卸载的作用，延长轴承的使用寿命。

如图2和图4所示，所述压出组件12由压出半环12.a和平衡半环12.b组成，两半环分别依靠弹簧和液压力贴紧在缸体外圆，其中一个与斜盘的压缩区间相对应，形成压出液体的流道，另一个半环的平衡窗口依靠引入与压出口相同压力而形成平衡作用力去平衡压出窗口液压力。

如图5所示，所述强制回程机构有别于传统的“定隙回程机构”，压板15直接螺纹连接固定在斜盘上，回程盘19做成角接触球轴承的内圈，外圈直接被压板压紧。在柱塞泵运行过程中，所使用的强制回程机构中的滚动摩擦副代替了传统“定隙回程机构”中的滑动摩擦副，从而减小了柱塞泵的摩擦损耗。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种双斜盘柱塞泵，其特征在于，其包括泵壳、设置在泵壳两端的左右端盖(3,21)、位于泵壳中心轴线上的缸体(16)以及与缸体(16)一侧连接并伸出一侧端盖的传动轴，

所述缸体(16)两端与泵壳(2)之间由圆柱滚子轴承(10)支撑，所述左右端盖(3,21)上分别对称设置有左右斜盘(5,17)，所述左右斜盘与端盖之间的夹角为11°锐角，所述左右斜盘上分别对应设置有左右回程盘(6，19)，所述左右回程盘(6，19)为角接触球轴承，上述左右回程盘(6，19)的外圈均被压板(15)压紧，该左右回程盘(6，19)的内圈对应分别与左右滑靴(8，22)连接；

所述缸体(16)左右两端对称设置有均布在缸体上的两组柱塞对，所述柱塞(9)的顶部与左右滑靴(8，22)均为铰链接，每对柱塞(9)共用一个吸入阀(11)；所述缸体(16)远离传动轴的一侧的中部设置有开放的空腔，该空腔内的液体可通过上述吸入阀(11)进入柱塞腔，

所述缸体(16)的中部套设有压出组件(12)，所述压出组件上设置有通孔与柱塞腔连通，所述压出组件(12)由平衡半环和压出半环组成，所述压出半环上设有高压出口(p)将柱塞腔中的液体压出，所述平衡半环上设有高压入口(c)吸入液体。

2.如权利要求1所述的双斜盘柱塞泵，其特征在于，所述缸体(16)和泵壳之间还设置有与缸体垂直的卸载装置，该卸载装置轴向上设置有上腔(A)和底腔(B)，所述上腔(A)和底腔(B)之间通过小孔(d)连接，所述上腔(A)通入压力液体使卸载装置紧压缸体外沿而产生径向支撑力。

3.如权利要求2所述的双斜盘柱塞泵，其特征在于，所述卸载装置和泵壳(2)之间还设置有数个预紧弹簧(13)。

4.如权利要求3所述的双斜盘柱塞泵，其特征在于，所述压出半环的内侧设置有凹槽形的压出窗口(12-1)与高压出口(p)连通。

5.如权利要求4所述的双斜盘柱塞泵，其特征在于，所述平衡半环的内侧设置有两条凹槽形的平衡窗口(12-2)与高压入口(c)连通。