CN106870315B - 一种增压泵传动机构及应用该传动机构的对置式增压泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增压泵传动机构及应用该传动机构的对置式增压泵，包括泵体、柱塞、电机、由电机驱动旋转的曲轴，所述曲轴包括一体成型的传动轴、平衡块和曲拐，所述泵体内滑移配合有连接于柱塞的滑块，所述滑块中转动连接有偏心轮，所述传动轴转动并由曲拐带动偏心轮转动从而推动滑块沿着传动轴径向作曲拐偏心距离和偏心轮偏心距离之和的往复运动。本发明提供了相较于运动相同行程的曲柄连杆机构所占的体积减小的一种增压泵传动机构及应用该传动机构的对置式增压泵。

Description

一种增压泵传动机构及应用该传动机构的对置式增压泵

技术领域

本发明涉及增压泵领域，特别涉及一种增压泵传动机构及应用该传动机构的对置式增压泵。

背景技术

增压泵是液压系统的一个重要装置，它依靠柱塞在缸体中的往复运动，使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸油、压油。增压泵具有额定压力高、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。

中国专利公开号CN201236795Y的专利文件公开了一种新结构的柱塞泵，包括动力端和液力端，动力端和液力端通过螺栓连接并一起固定在底座上，液力端柱塞总成采用偏梯形螺纹与液缸连接；液力端润滑油泵由曲轴带动用于润滑柱塞；动力端润滑油泵由小齿轮轴驱动用于润滑动力端各部位。上述技术方案中通过在曲轴上连接连杆来带动柱塞作往复运动，曲轴一般包括传动轴、平衡块和曲拐，如果实际生产过程中需要提升柱塞的运动行程，则必须增大曲拐中心和传动轴中心的偏心距离，此时，传动轴在作转动过程中会带动曲拐作绕着传动轴中心的圆周运动，从而在增大柱塞行程的同时会大大增加整个传动机构的所占体积。

发明内容

本发明的目的是提供一种增压泵传动机构，在传动轴转动过程中，滑块在偏心轮和曲拐两种复合旋转下将会移动曲拐偏心距离和偏心轮偏心距离之和，相较于运动相同距离的曲柄连杆机构所占的体积减小。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种增压泵传动机构，包括泵体、柱塞、电机、由电机驱动旋转的曲轴，所述曲轴包括一体成型的传动轴、平衡块和曲拐，所述泵体内滑移配合有连接于柱塞的滑块，所述滑块中转动连接有偏心轮，所述传动轴转动并由曲拐带动偏心轮转动从而推动滑块沿着传动轴径向作曲拐偏心距离和偏心轮偏心距离之和的往复运动。

通过采用上述技术方案，当传动轴受到电机驱动开始旋转时，曲拐将会作绕着传动轴中心的圆周运动，此时偏心轮将同时被曲拐带动在滑块中转动，进而曲拐将会推动滑块沿着传动轴径向移动曲拐的偏心距离，同时偏心轮在转动过程中也会对滑块施加一个抵触力使其移动偏心轮的偏心距离，当传动轴转动180度时，滑块所移动的距离将是曲拐偏心距离和偏心轮偏心距离之和，偏心距离则指偏心受力构件中轴向力作用点至截面形心的距离；因为滑块受偏心轮和曲拐的驱动只沿着传动轴的径向进行移动，从而相较于现有技术中曲柄连杆机构的传动方式，在完成相同的行程时，因为曲拐增大偏心距离之后将会需要增大其转动过程中圆周方向上的空间，而滑块中的偏心轮只占据了沿着传动轴径向上的空间，所以本发明和现有技术在完成相同的行程时将会大大减小其所占用的体积；同时，省去了曲柄连杆机构中的十字头，减少了连杆中连接的易损零件，延长了工作使用寿命，并且连杆一般呈一头小一头大的形状构造，相较于一整块滑块的结构强度会降低，与柱塞铰接的位置容易产生损坏；同时，如果在使用过程中需要泵出一定流量的液体，行程长的柱塞可以在相同时间内减少往复运动的次数，从而延长使用寿命。

本发明进一步设置为：述偏心轮一体成型有套设且转动连接于曲拐外壁的外齿轮，所述泵体内设有与外齿轮呈内切且啮合的内齿圈。

通过采用上述技术方案，当传动轴开始作顺时针运动，此时曲拐将带动整个偏心轮开始运动，偏心轮上一体成型的外齿轮将会在内齿圈的作用下作逆时针的转动，从而带动偏心轮在滑块中作逆时针转动，使偏心轮一边作绕着传动轴轴心的公转运动一边作绕着自身偏心轴线的自转运动，进而在传动轴完成180度的转动时，滑块在偏心轮和曲拐的两者复合旋转下，将会运动偏心轮偏心距离和曲拐偏心距离之和，从而完成柱塞的长行程往复运动。

本发明进一步设置为：所述滑块设有转动腔，所述转动腔内壁设有轴承，所述偏心轮嵌设于轴承，所述偏心轮外壁与轴承内圈呈转动配合。

通过采用上述技术方案，利用转动腔能够提供一个偏心轮的转动位，并且使偏心轮在转动中能够对滑块施加抵触力使滑块产生移动，利用轴承来使偏心轮可以顺利地在转动腔内壁转动，减小两者之间的摩擦力，避免了偏心轮在转动腔中的转动被卡死，同时在滑块中设有一个滑动腔能够减小整个滑块的质量，进而减小电机驱动的负载。

本发明进一步设置为：所述外齿轮内壁与曲拐外壁之间设有轴瓦，所述平衡块端面延伸有限位块，所述轴瓦端面抵触于限位块端面。

通过采用上述技术方案，使外齿轮能够顺利地套设在曲拐外壁作顺利地转动，并且减小外齿轮和曲拐外壁之间的摩擦力；依靠限位块来对轴瓦在曲拐的轴向上起到限位作用，从而使外齿轮套设于轴瓦时，整个偏心轮不会沿着曲拐的轴向发生偏移，确保了正常的驱动过程。

本发明进一步设置为：所述柱塞设有呈相对设置的两根且均连接于滑块侧壁。

通过采用上述技术方案，在滑块的两端均连接一根柱塞，能够在滑块的往复运动过程中对两根柱塞都进行抽拉，一根柱塞完成压液作用，另一根柱塞则完成吸液作用，使一台柱塞泵在同时对不同的介质流体进行应用，既节省了空间，又降低了成本；也能同时对同一种介质实现连续不断地吸液和压液，而不用在柱塞完成一个往复运动才能实现一次吸液和压液。

本发明进一步设置为：所述滑块侧壁与柱塞呈螺纹连接。

通过采用上述技术方案，方便了柱塞和滑块的连接，在安装过程中更加快捷，且更容易地与柱塞泵液力腔实现配合，并在维修过程中方便对磨损的柱塞进行更换。

本发明进一步设置为：所述泵体内壁固定连接有与柱塞长度方向呈平行设置的滑板，所述滑块嵌设且滑移连接于滑板。

通过采用上述技术方案，利用滑板能够对滑块的移动进行导向限位，使滑块只能沿着柱塞的长度方向移动，进而也就只能推动柱塞作沿着其长度方向的往复运动，使滑板不会作沿着其它方向的运动，使曲拐和偏心轮都能推动滑板运动。

本发明的另一目的是提供一种对置式增压泵，利用分别连接于滑块两端的柱塞以及增压泵的传动机构来使其所占的体积减小。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种对置式增压泵，包括液力端和增压泵传动机构，所述增压泵传动机构包括泵体、柱塞、电机、由电机驱动旋转的曲轴，所述曲轴包括一体成型的传动轴、平衡块和曲拐，所述泵体内滑移配合有连接于柱塞的滑块，所述滑块中转动连接有偏心轮，所述传动轴转动并由曲拐带动偏心轮转动从而推动滑块沿着传动轴径向作曲拐偏心距离和偏心轮偏心距离之和的往复运动；所述柱塞设有呈相对设置的两根且均连接于滑块侧壁。

通过采用上述技术方案，和现有技术相比在完成相同的柱塞运动距离时将会大大减小其所占用的体积；同时，省去了曲柄连杆机构中的十字头，减少了连杆中连接的易损零件，延长了工作使用寿命，并且连杆一般呈一头小一头大的形状构造，相较于一整块滑块的结构强度会降低，与柱塞铰接的位置容易产生损坏；同时，如果在使用过程中需要泵出一定流量的液体，行程长的柱塞可以在相同时间内减少往复运动的次数，从而延长使用寿命；同时，能够在滑块的往复运动过程中对两根柱塞都进行抽拉，对同一种介质实现连续不断地吸液和压液，而不用在柱塞完成一个往复运动才能实现一次吸液和压液。

本发明进一步设置为：所述泵体设有与柱塞一一对应设置的过流腔体，两个所述过流腔体均与液力端相连通。

通过采用上述技术方案，使两根柱塞分别来匹配其中一个过流腔体，从而当滑块朝向其中一个过流腔体运动时，该侧的柱塞对过流腔体内的流体实现压液作用，进而使流体从液力端中的出液口泵出，与此同时，另一侧的柱塞使与其对应的过流腔体呈真空，使液力端的吸液口将流体吸入至该过流腔中，在吸入的过程中流体将会对该过流腔体内的柱塞施加一个推力，从而也就对另一根柱塞实现了推动作用，从而达到增压效果。

本发明进一步设置为：所述过流腔体内设有限位柱，所述限位柱分布有流通口，所述限位柱外套设有将柱塞与过流腔体内流体实现分隔的囊式隔膜。

通过采用上述技术方案，相较于现有的圆片式隔膜，囊式隔膜径向体积小，囊式隔膜受力周向均匀，轴向力小，连接结构简单，承载压力大；同时，囊式隔膜在轴向上的长度较长，所以可以配合每次柱塞的大行程，能够增大柱塞的运动距离，进而可以输送更多的流体，并且在限位套的作用下，囊式隔膜只能形变一定的程度，防止囊式隔膜过度形变而破损

综上所述，本发明具有以下有益效果：

其一：利用偏心轮上的外齿轮啮合于内齿圈的作用，当传动轴开始顺时针转动时，偏心轮将会作绕着曲拐的逆时针转动，在偏心轮和曲拐的两个复合旋转下，将会使滑块以两个偏心距离之和的运动行程在滑板上作往复运动；

其二：依靠滑块两端的两根柱塞来配合各自的过流腔体，从而在每一次柱塞的运动过程中，都能实现吸液和压液，并且在依靠吸入至其中一个过流腔体中的流体凭借囊式隔膜能够对滑块产生一个推力，进而实现增压的效果。

附图说明

图1是本实施例一主要用于体现泵体内部的剖面示意图；

图2是本实施例一主要用于电机和从动带轮的侧视图；

图3是本实施例一主要用于体现滑块推动柱塞运动至一个极点且去掉偏心轮的局部剖视图；

图4是本实施例一主要用于体现滑块推动柱塞运动至另一个极点且去掉偏心轮的局部剖视图；

图5是本实施例一主要用于体现曲轴的结构示意图；

图6是本实施例一主要用于体现外齿轮和内齿圈的结构示意图；

图7是本实施例二主要用于体现过流端体和过流腔体的俯视图；

图8是本实施例二主要用于体现吸入端体和排出端体的侧视图；

图9是本实施例二主要用于体现过流腔体和泵体连接的剖视图；

图10是本实施例二主要用于体现过流腔体内部的剖视图。

附图标记：1、泵体；2、柱塞；3、电机；4、曲轴；41、传动轴；42、平衡块；421、限位块；43、曲拐；5、滑块；51、转动腔；511、轴承；52、螺纹连接孔；6、偏心轮；61、外齿轮；7、内齿圈；8、轴瓦；9、滑板；91、滑槽；10、皮带；11、滚动轴承；12、从动带轮；13、过流腔体；14、液力端；15、限位柱；16、囊式隔膜；17、流通口；18、过流端体；19、吸入端体；20、排出端体；21、阀组；22、流液口。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

一种增压泵传动机构，参照图1-2所示，包括一个长方体泵体1；在泵体1内转动连接有一根曲轴4，结合图5，曲轴4包括了两根分别穿设于泵体1宽度方向两侧面的传动轴41，两根传动轴41呈同轴设置且与泵体1之间均设有滚动轴承11实现与泵体1侧壁的转动配合；其中一根传动轴41伸出泵体1的一端同轴连接有一个从动带轮12，从动带轮12通过皮带10连接有一个电机3，并由电机3进行驱动旋转；两根传动轴41相对的一端面均同轴连接有一个圆盘形的平衡块42，两个平衡块42之间设有一根连接于平衡块42边缘的曲拐43，曲拐43的轴向与传动轴41的轴向呈平行设置；两个平衡块42相对的端面在连接曲拐43的位置处均凸出有一个呈圆环状的限位块421。

参照图1,、图3和图6所示，在曲拐43上套设有一个轴瓦8，轴瓦8两端面分别抵触于限位块421的侧壁；在轴瓦8外套设有一个外齿轮61，外齿轮61的内壁贴合于轴瓦8外壁；外齿轮61一体成型有一个偏心轮6，偏心轮6的偏心距离与曲拐43的偏心距离相同；外齿轮61啮合设置有一个内齿圈7，内齿圈7固定连接于泵体1内壁，外齿轮61和内齿圈7构成一个行星齿轮组；内齿圈7的中心与传动轴41的轴心相同。

在泵体1内部的上下两个面上均设置有滑板9，滑板9的长度方向与泵体1的长度方向呈平行设置，在两个滑板9相对的表面均设置有与其长度方向呈平行设置的滑槽91；在上下两条滑槽91中嵌设有一个长方体滑块5；滑块5沿着泵体1的长度方向与滑板9呈滑移配合；在滑块5中心开设有一个贯穿其两侧壁的转动腔51；在转动腔51的内壁嵌设有一个轴承511；偏心轮6嵌设于轴承511的内圈，偏心轮6的外壁与轴承511的内壁相贴合。

在滑块5沿着滑板9长度方向的两侧壁上均开设有一个螺纹连接孔52，在两个螺纹连接孔52中均螺纹连接有一根柱塞2，柱塞2穿设于泵体1长度方向的两个端面。

本实施例的工作原理是：如图3所示，两根柱塞2连接于滑块5的左右两侧，滑板9位于滑块5的上下两端；当电机3驱动从动带轮12开始作顺时针转动时，从动带轮12带动传动轴41作顺时针转动，同时曲拐43开始作绕着传动轴41轴心的圆周运动；曲拐43在顺时针转动的过程中将会带动偏心轮6上的外齿轮61一边作绕着传动轴41中心的公转运动，一边作绕着其自身轴向的逆时针自转运动；以图3为例，初始状态设定为滑块5处于滑板9的最左侧，且同时偏心轮6的外齿轮61位于转动腔51内的最右侧，曲轴4上的曲拐43位于最左侧；当传动轴41带动曲拐43顺时针转过180度时，如图4所示，曲拐43将会推动滑块5向右滑动，同时逆时针转动的偏心轮6在边公转边自转的情况下对滑块5施加一个向右的抵触力，当曲拐43转动至右侧，此时偏心轮6的外齿轮61位于转动腔51内的最左侧，进而在传动轴41一百八十度的转动过程中，滑块5推动柱塞2作了曲拐43偏心距离和偏心轮6偏心距离之和，相比现有技术达到了两倍的运动行程，并且相比同行程的曲轴4连杆机构所占体积减小。

实施例二：

一种对置式增压泵，参照图7-8所示，包括一个液力端14，液力端14的两个侧壁均连通有一个过流端体18，在液力端14的上下壁分别连通有一个吸入端体19和排出端体20，吸入端体19和排出端体20分别都能与两个过流端体18相连通，并且当其中一个过流端体18和吸入端体19相连通时，另一个过流端体18和排出端体20相连通；并且在液力端14中设置有一个阀组21来控制过流端体18与吸入端体19或排出端体20的连通或关闭，进而实现吸液或排液；阀组21中连通或关闭的转换由转动的曲轴4进行切换。

参照图7和图9所示，在泵体1长度方向的两端均连通有一个过流腔体13，在过流腔体13的内部固定连接有一个轴向与柱塞2呈平行设置的中空限位柱15，在限位柱15的侧壁设有若干与过流腔体13内部相连通的流通口17；在限位柱15的外部套设有一个囊式隔膜16，囊式隔膜16呈胶囊状；囊式隔膜16由丁晴橡胶制成；囊式隔膜16将过流腔体13内的工作液体介质和限位柱15内的液压油实现分隔，柱塞2能够在限位柱15内往复移动，进而实现过流腔体13在真空和工作所需压力之间发生转换；两个过流腔体13分别设有一个与其中一个过流端体18相连通的流液口22。

本实施例的工作原理是：参照图7、图9和图10所示，过流端体A处于过流端体B的左侧；当曲轴4带动滑块5从右至左运动时，柱塞2对囊式隔膜16施加一个扩张力，过流腔体A内达到一个工作压力，并且液力端14中的过流端体A和排出端体20相连通，从而使过流腔体A中的液体通过管道从液力端14的排出端体20排出至外部，与此同时，吸入端体19和过流端体B相连通，由于过流腔体B内呈真空，从而吸入端体19所吸入的液体能够泵入过流腔体B中，利用过流腔体B来实现储液作用，并同时对该端的囊式隔膜16产生一个收缩力，进而对另一端的柱塞2起到一个增压的效果。

当曲轴4带动滑块5从左至右运动时，过流腔体B内达到一个工作压力，并且液力端14中的过流端体B和排出端体20相连通，从而使过流腔体B中的液体通过管道从液力端14的排出端体20排出至外部，与此同时，吸入端体19和过流端体A相连通，由于过流腔体A内呈真空，从而吸入端体19所吸入的液体能够泵入过流腔体A中，利用过流腔体A来实现储液作用，并同时对囊式隔膜16产生一个收缩力，进而对另一端的柱塞2起到一个增压的效果。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种增压泵传动机构，包括泵体（1）、柱塞（2）、电机（3）、由电机（3）驱动旋转的曲轴（4），所述曲轴（4）包括一体成型的传动轴（41）、平衡块（42）和曲拐（43），其特征是：所述泵体（1）内滑移配合有连接于柱塞（2）的滑块（5），所述滑块（5）中转动连接有偏心轮（6），所述传动轴（41）转动并由曲拐（43）带动偏心轮（6）转动从而推动滑块（5）沿着传动轴（41）径向作曲拐（43）偏心距离和偏心轮（6）偏心距离之和的往复运动。

2.根据权利要求1所述的一种增压泵传动机构，其特征是：所述偏心轮（6）一体成型有套设且转动连接于曲拐（43）外壁的外齿轮（61），所述泵体（1）内设有与外齿轮（61）呈内切且啮合的内齿圈（7）。

3.根据权利要求1或2所述的一种增压泵传动机构，其特征是：所述滑块（5）设有转动腔（51），所述转动腔（51）内壁设有轴承（511），所述偏心轮（6）嵌设于轴承（511），所述偏心轮（6）外壁与轴承（511）内圈呈转动配合。

4.根据权利要求2所述的一种增压泵传动机构，其特征是：所述外齿轮（61）内壁与曲拐（43）外壁之间设有轴瓦（8），所述平衡块（42）端面延伸有限位块（421），所述轴瓦（8）端面抵触于限位块（421）端面。

5.根据权利要求1所述的一种增压泵传动机构，其特征是：所述柱塞（2）设有呈相对设置的两根且均连接于滑块（5）侧壁。

6.根据权利要求1或5所述的一种增压泵传动机构，其特征是：所述滑块（5）侧壁与柱塞（2）呈螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的一种增压泵传动机构，其特征是：所述泵体（1）内壁固定连接有与柱塞（2）长度方向呈平行设置的滑板（9），所述滑块（5）嵌设且滑移连接于滑板（9）。

8.一种对置式增压泵，其特征是：包括液力端（14）和增压泵传动机构，所述增压泵传动机构包括泵体（1）、柱塞（2）、电机（3）、由电机（3）驱动旋转的曲轴（4），所述曲轴（4）包括一体成型的传动轴（41）、平衡块（42）和曲拐（43），所述泵体（1）内滑移配合有连接于柱塞（2）的滑块（5），所述滑块（5）中转动连接有偏心轮（6），所述传动轴（41）转动并由曲拐（43）带动偏心轮（6）转动从而推动滑块（5）沿着传动轴（41）径向作曲拐（43）偏心距离和偏心轮（6）偏心距离之和的往复运动；所述柱塞（2）设有呈相对设置的两根且均连接于滑块（5）侧壁。

9.根据权利要求8所述的一种对置式增压泵，其特征是：所述泵体（1）设有与柱塞（2）一一对应设置的过流腔体（13），两个所述过流腔体（13）均与液力端（14）相连通。

10.根据权利要求9所述的一种对置式增压泵，其特征是：所述过流腔体（13）内设有限位柱（15），所述限位柱（15）分布有流通口（17），所述限位柱（15）外套设有将柱塞（2）与过流腔体（13）内流体实现分隔的囊式隔膜（16）。