CN107100815B - 小型电动液压柱塞泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种小型电动液压柱塞泵，包括泵体、驱动装置以及至少一个液压泵装置。泵体具有油腔。驱动装置设置于泵体，驱动装置包括电机和偏心轮，偏心轮连接于电机的输出轴。至少一个液压泵装置连接于油腔的周向。每一液压泵装置包括开槽柱体、活塞、油滑开关柱塞和单向阀。开槽柱体呈中空结构，开槽柱体的外侧壁具有连接油腔的轴向油槽。活塞设置于开槽柱体内，活塞的底部与偏心轮相连接。油滑开关设置于开槽柱体内且与活塞相连接，活塞下行，油滑开关打开，液压油经轴向油槽和油滑开关吸入至活塞顶部的腔体内；活塞上行，油滑开关关闭。柱塞连接于开槽柱体，柱塞的轴线与开槽柱体的轴线垂直，单向阀连接柱塞和执行机构。

Description

小型电动液压柱塞泵

技术领域

本发明涉及一种液压泵，且特别涉及一种小型电动液压柱塞泵。

背景技术

液压泵是一种能量转换装置，它是将动力机械(如内燃机、电动机)的旋转机械能转化为液压能的能量转换元件。液压泵作为液压元件，提供一定的油压以驱动执行系统产生动作。液压泵的使用范围相当广泛，应用于的交通、建筑、铁路、桥梁、消防、航空、航天、军事等众多领域。

自从柱塞泵发明应用以来，柱塞泵的压力、流量、效率等工作特性决定了整个液压系统的性能，为了提高液压系统的压力，必须提高液压泵的输出压力。高的输出压力使得柱塞泵的外形尺寸较大，不便回路组合布置，使用非常不方便。

进一步的，压力越高意味着泄漏越大，从而容积效率和泵的效率降低。此外，压力越高，压力脉动和流量脉动越大，造成的冲击和噪声也就越大。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种小型电动液压柱塞泵。

为了实现上述目的，本发明提供一种小型电动液压柱塞泵，包括泵体、驱动装置以及至少一个液压泵装置。泵体具有油腔。驱动装置设置于泵体，驱动装置包括电机和偏心轮，偏心轮连接于电机的输出轴。至少一个液压泵装置连接于油腔的周向。每一液压泵装置包括开槽柱体、活塞、油滑开关、柱塞和单向阀。开槽柱体呈中空结构，开槽柱体的外侧壁具有连接油腔的轴向油槽。活塞设置于开槽柱体内，活塞的底部与偏心轮相连接。油滑开关设置于开槽柱体内，活塞下行，油滑开关打开，液压油经轴向油槽和油滑开关吸入至活塞顶部的腔体内；活塞上行，油滑开关关闭。柱塞连接于开槽柱体，柱塞的轴线与开槽柱体的轴线垂直，油滑开关关闭的同时将活塞顶部的腔体内的液压油压至柱塞内。单向阀连接柱塞和执行机构。

根据本发明的一实施例，油滑开关包括开关活塞、开关回位弹簧、止位盘以及节流盘。开关活塞在活塞的驱动下进行往复运动。开关回位弹簧套设于开关活塞。止位盘连接于开关活塞的顶部。节流盘设置于止位盘远离开关活塞的一侧。

根据本发明的一实施例，单向阀包括阀体、回位弹簧和钢珠。阀体上具有出油孔。回位弹簧连接于阀体的一端。钢珠连接于回位弹簧且与柱塞相对，当柱塞输出的油压大于回位弹簧的形变压力时，钢珠被顶开，液压油进入阀体并经出油孔流出。

根据本发明的一实施例，每一液压泵装置还包括安全阀，柱塞的侧壁具有泄压孔，安全阀通过泄压孔连接于柱塞。

根据本发明的一实施例，驱动装置还包括设置在偏心轮轴上的平衡重，平衡重沿偏心轮的周向设置且与偏心轮相对。

根据本发明的一实施例，平衡重呈扁平扇形状。

根据本发明的一实施例，驱动装置还包括减速器、滚珠轴承、轴承密封和轴套。减速器内具有至少两个齿轮，电机的输出轴与至少两个齿轮相啮合。滚珠轴承连接于减速器的动力输出端。轴承密封连接所述滚珠轴承。轴套设置于滚珠轴承的内部且于偏心轮轴相连接。

根据本发明的一实施例，驱动装置还包括卡箍，卡箍对减速器的端面进行压紧密封。

根据本发明的一实施例，驱动装置还包括法兰盘，电机和减速器通过法兰盘固定于泵体。

根据本发明的一实施例，驱动装置包括散热块，散热块上具有轴向散热槽，轴向散热槽与电机顶部的开口相对设置。

综上所述，本发明提供的小型电动液压柱塞泵通过偏心轮来驱动液压泵装置内的活塞并设置柱塞的轴线垂直于开槽柱体的轴线，该设置使得执行机构的轴线与电机的轴线相垂直，大大减小了电机的轴向尺寸，使得整个柱塞泵的尺寸更加的小型化和紧凑。油滑开关和柱塞的装配设计使得油滑开关关闭的同时能将液压油压至柱塞内，大大简化了柱塞泵的油路布置，不仅进一步减小整个柱塞泵的体积，同时也大大提高了泵体的效率。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1所示为本发明一实施例提供的小型电动液压柱塞泵的结构示意图。

图2所示为图1的分解示意图。

图3所示为图2中A处的放大示意图。

图4所示为活塞与油滑开关的装配分解示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实施例提供的小型电动液压柱塞泵包括泵体1、驱动装置2以及至少一个液压泵装置3。泵体1具有油腔(图未示出)。驱动装置2设置于泵体1，驱动装置2包括电机21和偏心轮22，偏心轮22连接于电机21的输出轴。至少一个液压泵装置3连接于油腔的周向。于本实施例中，小型电动液压柱塞泵包括两个对称设置在油腔周向的液压泵装置。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，小型电动液压柱塞泵可以包括一个或三个以上的液压泵装置。

每一液压泵装置3包括开槽柱体31、活塞32、油滑开关33、柱塞34和单向阀35。开槽柱体31呈中空结构，开槽柱体31的外侧壁具有连接油腔的轴向油槽311。活塞32设置于开槽柱体31内，活塞32的底部与偏心轮22相连接，在偏心轮22的驱动下，活塞32在开槽柱体31内滑动，两者呈精密滑动配合状态。优选的，设置两者的配合间隙达到0.005mm以下。

于本实施例中，活塞弹簧的直径渐变，活塞弹簧的小头安装在活塞的扁平底部，活塞弹簧的大头安装在开槽柱体31的锥形头部。

于本实施例中，两个液压泵装置3内的活塞的尺寸不相同，其中一个活塞32’的尺寸是另一个活塞32的两倍，该设置可在一定受力范围内大幅度增加柱塞泵的油量输出；而当受力达到一定程度后，柱塞泵会降低运行速度而加大输出的压力。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，两个以上的液压泵装置中柱塞的尺寸可以相同或为其它尺寸比例。

油滑开关33设置于开槽柱体31内。当活塞32在位于活塞32上的回位弹簧的作用下下行时，活塞32顶部的腔体被抽成一定真空度，此时，油滑开关33在大气压的作用下打开，液压油经轴向油槽311和油滑开关33吸入至活塞32的顶部的腔体内。当偏心轮22驱动活塞32上行，油滑开关33关闭。活塞下行指的是活塞32的运动方向为远离油滑开关33的方向，活塞上行的运动方向与活塞下行的运动方向相反。柱塞34连接于开槽柱体31，柱塞34的轴线与开槽柱体31的轴线垂直。于本实施例中，开槽柱体的侧壁具有一台阶状油孔312，柱塞34通过该台阶状油孔312与开槽柱体31相连接，且为防止油液泄漏，两者之间还设置有密封圈。然而，本发明对此不作任何限定。油滑开关33关闭的同时将活塞32顶部的腔体内的液压油压至柱塞34内。单向阀35连接柱塞34和执行机构100。

本实施例提供的小型电动液压柱塞泵采用偏心轮22来驱动位于油腔周向的两个液压泵装置3，并在液压泵装置内设置柱塞34的轴线垂直于开槽柱体31的轴线，该设置将使得电机21的轴线、开槽柱体31的轴线以及柱塞的轴线三者相互垂直。该设置大大减小了电机21轴线方向的尺寸，使得整个柱塞泵的外形尺寸更加的合理和紧凑，而偏心轮22、活塞32、油滑开关33以及柱塞34四者的装配关系不仅使得油路布置更加的合理且大大提高了柱塞泵的工作效率。

于本实施例中，开槽柱体31与泵体1之间为过盈装配，柱塞34与开槽柱体31之间也是过盈装配。单向阀35泵体1之间为螺纹连接。

于本实施例中，如图4所示，油滑开关33包括开关活塞331、开关回位弹簧332、止位盘333以及节流盘334。活塞32的往复运动带动开关活塞331运动。开关回位弹簧332套设于开关活塞331。止位盘333连接于开关活塞331的顶部。节流盘334设置于止位盘333远离开关活塞331的一侧。如图3所示，单向阀35包括阀体351、回位弹簧352和钢珠353。阀体351上具有出油孔。回位弹簧352通过具有螺纹的阀座354连接于阀体351的一端。钢珠353连接于回位弹簧352且与柱塞34相对。优选的，设置单向阀35内的回位弹簧352的刚度大于开关回位弹簧332的刚度。

具体的油路为：活塞32上的回位弹簧带动活塞32下行，活塞32顶部的腔体被抽成一定真空度，此时开关活塞331带动止位盘333下行，油滑开关33打开，油腔内的油液经开槽柱体31上的轴向油槽311和节流盘334吸入到活塞32顶部的腔体内。当偏心轮22驱动活塞32上行时，在开关回位弹簧332的作用下，止位盘333封闭节流盘334，活塞32顶部的腔体内的油液被挤压至柱塞34内。由于单向阀35内的钢珠353与柱塞34相对设置，当柱塞34输出的油压大于回位弹簧352的弹力时，钢珠353被顶开，油液进入单向阀35内并经单向阀内的出油孔流至执行机构100，推动执行机构100运动，液压油经回油道流至油腔内，实现整个油路循环。为防止液压油的泄漏，于本实施例中，单向阀35还包括设置在阀体351上的多个密封圈。然而，本发明对此不作任何限定。

于本实施例中，液压泵装置3还包括封闭开槽柱体31和油滑开关33的端盖36以及位于端盖36和节流盘334之间的滤网(由于角度的原因，图未示出)。当油滑开关33打开，油腔内的油液经开槽柱体31上的轴向油槽311、滤网以及节流盘334吸入到活塞32顶部的腔体内。滤网可以对进入节流盘334的油液进行过滤，去除油液内的杂质，防止杂质对油滑开关33和柱塞34等部件造成堵塞。为了防止油液泄漏，利用端盖36、螺栓、O型橡胶圈把滤网封在泵体1内，在螺栓力作用下，O型圈被端盖36紧紧地压在密封槽里，有效防止油液外泄。

于本实施例中，每一液压泵装置还包括安全阀37，柱塞34的侧壁具有泄压孔341，安全阀37通过泄压孔341连接于柱塞34。当通过柱塞34的油压过大以至于大于安全阀37的开启压力时，安全阀37自动打开进行泄压，起到安全保护作用。

于本实施例中，小型电动液压柱塞泵还包括与泵体1内的油腔相连接的软体油箱4。然而，本发明对此不作任何限定。

活塞32的往复运动是通过偏心轮22的转动来实现的，为克服偏心轮在旋转时产生的不平衡的惯性力，于本实施例中，驱动装置2还包括设置在偏心轮轴上的平衡重，平衡重沿偏心轮22的周向设置且与偏心轮22相对。于本实施例中，平衡重的形状呈扁平的扇形状且沿着扇形的径向平衡重的厚度逐渐减小，扁平状的结构大大减小了平衡重的轴向长度，使得其不会对偏心轮22和电机21之间的装配造成干扰，进一步的，扇形结构的平衡重可在较宽的角度范围内对偏心轮产生的惯性力进行平衡。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，平衡重可由多个呈阶梯状分布的薄的平衡块组成。

由于电机21的转速太快，为匹配电机21的转速和活塞32的运动速度，于本实施例中，设置驱动装置2还包括减速器24、滚珠轴承25、轴承密封26和轴套27。减速器24内具有至少两个齿轮，电机21的输出轴与至少两个齿轮相啮合。于本实施例中，减速器24内具有三个减速齿轮。然而，本发明减速齿轮的数量不作任何限定。滚珠轴承25连接于减速器24的动力输出端，轴承密封26连接滚珠轴承25，轴套27设置于滚珠轴承25内且连接偏心轮轴。电机21的旋转运动通过减速器24、轴套27传输到偏心轮轴上。

为了减少长时间运行的磨损，偏心轮22的外轮廓上安装有滚针轴承28，滚针轴承28与活塞32的扁平底部始终保持接触关系。于本实施例中，滚针轴承28外轮廓面较宽、中间开设环形油槽(由于视角的关系，图未示出)。滚针轴承28与活塞32始终保持接触关系，在运转时，偏心轮22带动滚针轴承28与活塞32的底部扁平结构形成一对运动副，把偏心轮22的旋转运动转化为活塞32的上下往复运动，运动副在环形油槽油液的作用下形成润滑油膜。

为了不让柱塞泵内油液串入减速器24和电机21，减速器24上的端面密封采用卡箍进行压紧装配，以防止油液在减速器24两侧的串漏现象。于本实施例中，电机21和减速器24通过法兰盘23及螺栓固定在泵体1上。

由于电机21长时间运作会产生一定热量积聚，为提高电机21的散热效果，于本实施例中，驱动装置包括散热块29，散热块29上具有轴向散热槽291，轴向散热槽291与电机21顶部的开口相对设置。电机21运转所产生的热量通过散热槽291散热，有效避免电机21内部热量积聚。于本实施例中，散热槽291在散热块29的端部的投影为一弧形曲线，该设置与电机21顶部的开口完全匹配。然而，本发明对此不作任何限定。散热槽的作用在于为电机21内的热量提供散热通道，散热槽的形状影响的是散热的形状。

综上所述，本发明提供的小型电动液压柱塞泵通过偏心轮来驱动液压泵装置内的活塞并设置柱塞的轴线垂直于开槽柱体的轴线，该设置使得执行机构的轴线与电机的轴线相垂直，大大减小了电机的轴向尺寸，使得整个柱塞泵的尺寸更加的小型化和紧凑。油滑开关和柱塞的装配设计使得油滑开关关闭的同时能将液压油压至柱塞内，大大简化了柱塞泵的油路布置，不仅进一步减小整个柱塞泵的体积，同时也大大提高了泵体的效率。

虽然本发明已由较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟知此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所要求保护的范围为准。

Claims (10)

1.一种小型电动液压柱塞泵，其特征在于，包括：

泵体，具有油腔；

驱动装置，设置于所述泵体，所述驱动装置包括电机和偏心轮，所述偏心轮连接于所述电机的输出轴；

至少一个液压泵装置，连接于所述油腔的周向，每一液压泵装置包括：

开槽柱体，呈中空结构，所述开槽柱体的外侧壁具有连接油腔的轴向油槽；

活塞，设置于所述开槽柱体内，所述活塞的底部与所述偏心轮相连接；

油滑开关，设置于所述开槽柱体内，活塞下行，油滑开关打开，液压油经轴向油槽和油滑开关吸入至活塞顶部的腔体内；活塞上行，油滑开关关闭；

柱塞，连接于所述开槽柱体，所述柱塞的轴线与所述开槽柱体的轴线垂直，油滑开关关闭的同时将活塞顶部的腔体内的液压油压至柱塞内；

单向阀，连接柱塞和执行机构。

2.根据权利要求1所述的小型电动液压柱塞泵，其特征在于，所述油滑开关包括：

开关活塞，在活塞的驱动下进行往复运动；

开关回位弹簧，套设于所述开关活塞；

止位盘，连接于开关活塞的顶部；

节流盘，设置于所述止位盘远离开关活塞的一侧。

3.根据权利要求1所述的小型电动液压柱塞泵，其特征在于，所述单向阀包括：

阀体，所述阀体上具有出油孔；

回位弹簧，连接于所述阀体的一端；

钢珠，连接于所述回位弹簧且与所述柱塞相对，当柱塞输出的油压大于回位弹簧的形变压力时，钢珠被顶开，液压油进入阀体并经出油孔流出。

4.根据权利要求1所述的小型电动液压柱塞泵，其特征在于，每一液压泵装置还包括安全阀，所述柱塞的侧壁具有泄压孔，所述安全阀通过泄压孔连接于柱塞。

5.根据权利要求1所述的小型电动液压柱塞泵，其特征在于，所述驱动装置还包括设置在偏心轮轴上的平衡重，所述平衡重沿偏心轮的周向设置且与偏心轮相对。

6.根据权利要求5所述的小型电动液压柱塞泵，其特征在于，所述平衡重呈扁平扇形状。

7.根据权利要求1所述的小型电动液压柱塞泵，其特征在于，所述驱动装置还包括：

减速器，所述减速器内具有至少两个齿轮，所述电机的输出轴与至少两个齿轮相啮合；

滚珠轴承，连接于减速器的动力输出端；

轴承密封，连接所述滚珠轴承；

轴套，设置于滚珠轴承的内部且与偏心轮轴相连接。

8.根据权利要求7所述的小型电动液压柱塞泵，其特征在于，所述驱动装置还包括卡箍，卡箍对减速器的端面进行压紧密封。

9.根据权利要求7所述的小型电动液压柱塞泵，其特征在于，所述驱动装置还包括法兰盘，所述电机和减速器通过法兰盘固定于所述泵体。

10.根据权利要求1所述的小型电动液压柱塞泵，其特征在于，所述驱动装置包括散热块，所述散热块上具有轴向散热槽，所述轴向散热槽与电机顶部的开口相对设置。