CN107917055B - 一种柱塞机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种柱塞机构包括柱塞套、复位弹簧、柱塞以及出油单向阀，所述柱塞套分别装配于所述油泵机芯体的径向方向上，所述柱塞套设有内腔以及吸油口，所述柱塞和出油单向阀水平方向横置于所述内腔中，所述吸油口连通所述内腔和外界，所述复位弹簧安装于所述柱塞套的外侧，得以使所述柱塞轴向复位，其中，所述出油单向阀包括拉伸弹簧环以及钢球，所述钢球面向所述阀座的锥面，所述拉伸弹簧环弹性地卡箍各个所述钢球，得以使所述钢球复位靠近所述锥面。从而通过拉伸弹簧环的使用避免了单向阀的轴向螺旋压缩弹簧的易断裂及有限的轴向空间占用问题，有效避免弹簧疲劳断裂而导致的油泵失效问题。

Description

一种柱塞机构

技术领域

本发明涉及柱塞泵领域，具体地说，是一种适用于多头径向柱塞泵的柱塞机构。

背景技术

柱塞泵是靠柱塞在缸体中作往复运动造成密封容积的变化来实现吸油和出油的液压泵。传统的柱塞泵出油单向阀采用轴向螺旋压缩弹簧，来挤压钢球，这种弹簧的轴向尺寸一般较长，在使用的过程中容易造成疲劳断裂。随着柱塞的往复运动，钢球受到油压也随之位移一点距离来形成些许缝隙，用于出油，螺旋压缩弹簧受到压缩，随着柱塞的反向运动，弹簧的变形作用力推动钢球运动，这种往复运动容易导致轴向螺旋压缩弹簧的变形失效，难以再有效保持腔体内的压缩环境，不利于柱塞泵的长久使用，而需要不定期地进行检修和更换。

同时，传统的柱塞泵单向阀的结构是当柱塞行进到偏心轮回转中心最远点时，其柱塞顶端距离单向阀钢球仍有一定距离，由于柱塞泵排量很小，被柱塞压缩后的油液挤出单向阀钢球的缝隙开口量极小，该缝隙在通过油液时将会形成一个环形过滤器，使得油液中的污染物、油脂中的润滑剂如石墨粉等被过滤在单向阀钢球和单向阀座锥面之间的缝隙处，严重影响了单向阀钢球在柱塞泵柱塞回程吸油工况时的复位密封，造成已被压出单向阀而汇集到总出油口的压力油通过该密封不严的缝隙回漏，导致油泵失效。

另一方面，传统结构的柱塞泵的多个柱塞需要加工相应数量的通油通道和螺塞堵头，不利于快速地出油，设备也更容易堵塞检修，不稳定因素较多。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种柱塞机构，其克服现有技术的不足，其通过拉伸弹簧环的使用避免了单向阀的轴向螺旋压缩弹簧的易断裂及有限的轴向空间占用问题，有效避免弹簧疲劳断裂而导致的油泵失效问题。

本发明的另一目的在于提供一种柱塞机构，其通过增加钢球和阀座锥面之间的开口设计，有效地将堆积在单向阀钢球和单向阀座锥面附近污染物、油液添加剂的粗颗粒物质通过开口排出，保证出油单向阀的密封性，大大提高柱塞泵的工作可靠性。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种柱塞机构，其径向间隔地排列于偏心轮的外围，包括柱塞套、复位弹簧、柱塞以及出油单向阀，所述柱塞套分别装配于所述油泵机芯体的径向方向上，所述柱塞套设有内腔以及吸油口，所述柱塞和出油单向阀水平方向横置于所述内腔中，所述吸油口连通所述内腔和外界，所述复位弹簧安装于所述柱塞套的外侧，得以使所述柱塞轴向复位。

根据本发明的一实施例，所述柱塞套的内腔设有吸油腔、出油腔以及内孔，所述内孔连通所述吸油腔和所述出油腔，所述吸油口连通所述吸油腔，所述柱塞可轴向移动地横置于所述吸油腔内，所述出油单向阀安装于所述出油腔内，所述出油腔连通所述环形槽，其中一个所述出油腔连通所述出油口。

根据本发明的一实施例，所述柱塞套包括柱塞座以及阀座，所述吸油腔形成于所述柱塞座内，所述出油腔形成于所述阀座内，所述柱塞座设有外台阶，所述复位弹簧可变形地安装于所述外台阶，所述阀座设有锥面，所述锥面从所述内孔倾斜向上延伸，所述内孔的内径小于所述吸油腔和所述出油腔。

根据本发明的一实施例，所述出油单向阀包括拉伸弹簧环以及钢球，所述钢球面向所述阀座的锥面，所述拉伸弹簧环弹性卡箍各个所述钢球，得以使所述钢球复位靠近所述锥面，所述拉伸弹簧环由拉伸弹簧首尾端端相接形成环状结构，所述拉伸弹簧环的分度圆直径适配于卡箍所述钢球以及产生的弹力适于所述钢球的复位。

根据本发明的一实施例，所述出油单向阀设有一对开口，当所述钢球偏离所述锥面时，所述开口形成于所述钢球和所述锥面之间，所述开口适于油液中的杂质通过。

根据本发明的一实施例，所述柱塞设有柱塞端部和柱塞顶部，所述柱塞端部从所述柱塞的一端径向扩大延伸，所述复位弹簧分别连接所述柱塞端部和所述外台阶，所述柱塞顶部从所述柱塞的另一端向所述内孔轴向突出延伸，所述柱塞顶部抵推所述钢球形成所述开口。

根据本发明的一实施例，所述柱塞机构进一步包括轴承，所述轴承同心包围所述偏心轮，所述轴承的内径与所述偏心轮相一致，使得所述轴承随着所述偏心轮的转动而转动，各个所述柱塞端部抵靠于所述轴承。

附图说明

图1是根据本发明的一优选实施例的多头径向柱塞泵的示意图。

图2是根据本发明的沿图1的A-A线的剖视图。

图3是根据本发明的上述优选实施例的柱塞机构的示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

如图1至图3所示的是一种多头径向柱塞泵1，所述多头径向柱塞泵1包括油泵体10、柱塞机构20以及偏心轮30，所述柱塞机构20沿所述油泵体10的圆周方向间隔地安装于所述油泵体10内，所述油泵体10设有驱动轴15，所述偏心轮30设有偏心孔31，所述驱动轴15接合于所述偏心孔31，使得所述偏心轮30可旋转地安装于所述柱塞机构20之间，当所述偏心轮30转动时，所述柱塞机构20相继地沿径向方向上往复移动，从而所述柱塞机构20相继出油，增加柱塞泵1的出油效率，其结构紧凑，提高可靠性，增加使用寿命。

所述油泵体10包括油泵机芯体11，所述油泵机芯体11设有一环形槽13以及一出油口14，所述环形槽13环形地开设于所述柱塞机构20的外围，所述环形槽13连通各个所述柱塞机构20，所述出油口14连通所述环形槽13和外界，从而所述环形槽13得以汇集各个所述柱塞机构20的油液，再从一个总的所述出油口14排出。

所述出油口14设置于其中一个所述柱塞机构20的出油正后方，连通所述柱塞机构20和外界，从而得以更快地出油。

所述油泵体10进一步包括密封圈12，所述油泵机芯体11设有第一接合面111和第二接合面112，所述第一接合部毗邻所述柱塞机构20，所述环形槽13形成于所述密封圈12、第一接合面111和第二接合面112之间。

其中，所述密封圈12包括第一密封圈121以及第二密封圈122，所述第一密封圈121安装于所述第一接合面111和所述第二接合面112之间，所述第二密封圈122安装于所述柱塞机构20和所述第一接合面111之间，所述密封圈12为O型环，由永久弹性的弹性材料制成，得以环形密封所述第一接合部与所述第二接合部之间的空隙，有效防止环形槽13中的油液不必要的溢流。

各个所述柱塞机构20包括柱塞套21、复位弹簧22、柱塞23以及出油单向阀24，所述柱塞套21分别装配于所述油泵机芯体11的径向方向上，所述柱塞套21设有内腔201以及吸油口211，所述柱塞和出油单向阀24水平方向横置于所述内腔201中，所述吸油口211连通所述内腔201和外界，所述复位弹簧22安装于所述柱塞套21的外侧，得以使所述柱塞23轴向复位。

其中，所述柱塞套21的内腔201设有吸油腔202、出油腔203以及内孔204，所述内孔204连通所述吸油腔202和所述出油腔203，所述吸油口211连通所述吸油腔202，所述柱塞可轴向移动地横置于所述吸油腔202内，所述出油单向阀24安装于所述出油腔203内，所述出油腔203连通所述环形槽13，其中一个所述出油腔203连通所述出油口14，当所述柱塞23偏离所述内孔204移动直至露出所述吸油口211时，油液得以通过所述吸油口211注入所述吸油腔202中。

其中，所述柱塞套21包括柱塞座212以及阀座213，所述吸油腔202形成于所述柱塞座212内，所述出油腔203形成于所述阀座213内，所述柱塞座212设有外台阶214，所述复位弹簧22可变形地安装于所述外台阶214，所述阀座213设有锥面215，所述锥面215从所述内孔204倾斜向上延伸，所述内孔204的内径小于所述吸油腔202和所述出油腔203。

其中，所述出油单向阀24包括拉伸弹簧环241以及钢球242，所述钢球242面向所述阀座213的锥面215，所述拉伸弹簧环241弹性卡箍各个所述钢球242，得以使所述钢球242复位靠近所述锥面215，闭合所述内孔204，便于所述吸油腔202形成压缩环境。换句话说，一个所述拉伸弹簧环241弹性地包围各个所述钢球242，各个所述钢球242相继受到所述拉伸弹簧环241的弹性卡箍力复位。

其中，所述拉伸弹簧环241由拉伸弹簧首尾端端相接形成环状结构，所述拉伸弹簧环241的分度圆直径适配于卡箍所述钢球242以及产生的弹力适于所述钢球242的复位。从而所述拉伸弹簧环241占用的所述出油腔203空间仅仅是拉伸弹簧本身的外径，且由于拉伸弹簧环241的周长较长，当所述出油单向阀24动作时，所述钢球242挤压所述拉伸弹簧环241，所述拉伸弹簧环241的变形量占总长的比例较少，有效避免了传统单向阀复位弹簧22的疲劳断裂及有限的轴向空间占用。

所述出油单向阀24设有一对开口243，当所述钢球242偏离所述锥面215时，所述开口243形成于所述钢球242和所述锥面215之间，所述开口243适于油液中的杂质通过，所述拉伸弹簧环241产生的弹力适于推动所述钢球242抵于所述锥面215而闭合所述开口243。

其中，所述柱塞23设有柱塞端部231和柱塞顶部232，所述柱塞端部231从所述柱塞23的一端径向扩大延伸，所述复位弹簧22分别连接所述柱塞端部231和所述外台阶214，当所述柱塞端部231受力推动所述柱塞23向所述内孔204靠近时，所述复位弹簧22压缩变形，当所述柱塞端部231撤去外力时，所述复位弹簧22反向推动所述柱塞端部231，使得所述柱塞23往复移动，其中，所述柱塞顶部232从所述柱塞23的另一端向所述内孔204轴向突出延伸，所述柱塞顶部232抵推所述钢球242形成所述开口243，当所述柱塞23压缩终了时，所述柱塞23将所述出油单向阀24的钢球242顶起并形成一定所述开口243，得以将堆积在所述出油单向阀24和所述阀座213锥面215附近的污染物、油液添加剂的粗颗粒等杂质从高高顶起的所述开口243中穿越而出，而不会堆积在所述钢球242和所述锥面215之间，保证了所述出油单向阀24的密封性，所述柱塞机构20的工作可靠性大大提高。

所述柱塞机构20进一步包括轴承25，所述轴承25同心包围所述偏心轮30，所述轴承25的内径与所述偏心轮30相一致，使得所述轴承25随着所述偏心轮30的转动而转动，各个所述柱塞端部231抵靠于所述轴承25，当所述偏心轮30旋转时，所述轴承25推动各个所述柱塞端部231相继前后移动，实现所述柱塞机构20的相继出油。从而，所述轴承25有助于减少所述偏心轮30和所述柱塞端部231之间的磨损，有利于延长使用寿命，保证各个所述柱塞机构20的出油效率。

所述柱塞端部231和所述偏心轮30的偏心孔31之间有一最远位置和一最近位置，当所述柱塞端部231和所述偏心孔31处于最远位置时，所述柱塞端部231靠近所述柱塞套21，当所述柱塞端部231和所述偏心孔31处于最近位置时，所述柱塞端部231偏离所述柱塞套21。

所述驱动轴15连接于驱动电机，当所述油泵体10的驱动电机通过所述驱动轴15驱动所述偏心轮30和所述轴承25作旋转运动时，各个所述柱塞23在各自的所述柱塞套21内作往复运动，当所述柱塞23的柱塞端部231离所述偏心轮30的偏心孔31最近时，所述柱塞端部231处于最近位置，露出的所述吸油口211得以向所述吸油腔202吸进油液，此时所述拉伸弹簧环241抵推所述钢球242压至所述阀座213的锥面215，随着所述柱塞端部231离所述偏心孔31的距离越来越大时，也就是说所述柱塞端部231从最近位置向最远位置移动时，闭合所述吸油口211，所述吸油腔202内的油液受到压缩，得以向所述钢球242压油，打开所述内孔204，所述钢球242克服所述拉伸弹簧环241提供的卡箍力向所述出油腔203挤出压力油，使得所述钢球242和所述锥面215之间的距离逐渐增大，直至所述柱塞端部231处于最远位置时，所述柱塞端部231和所述偏心孔31之间的距离最大，所述钢球242被所述柱塞顶部232顶起而离开所述阀座213锥面215，形成所述开口243，油液通过所述开口243和所述出油腔203，汇集至所述环形槽13，再从所述环形槽13通过所述出油口14排出。当所述柱塞端部231通过所述复位弹簧22从最远位置向最近位置移动时，所述柱塞顶部232偏离所述钢球242，所述钢球242受到所述拉伸弹簧环241的弹力而复位抵于所述锥面215，所述柱塞23反向移动而露出所述吸油口211进行吸油。

一种多头径向柱塞泵1的使用方法，其包括步骤：

S100驱动电机，通过所述驱动轴15驱动所述偏心轮30旋转，各个所述柱塞相继地在各自的所述柱塞套21内作往复运动；

S120当所述柱塞端部231从最远位置向最近位置移动时，所述柱塞偏离所述内孔204移动，所述拉伸弹簧环241推动所述钢球242抵于所述锥面215，所述吸油腔202逐渐增大，露出所述吸油口211，吸油至所述吸油腔202中；

S130当所述柱塞端部231从最近位置向最远位置移动时，所述柱塞靠近所述内孔204，所述吸油腔202内的油液受到压缩推开所述钢球242，直至所述柱塞端部231处于最远位置，所述钢球242被所述柱塞顶部232顶起而离开所述阀座213锥面215，形成所述开口243；

S140油液穿过所述开口243和所述出油腔203，汇集至所述环形槽13，再通过所述出油口14排出。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (4)

1.一种柱塞机构，其径向间隔地排列于偏心轮的外围，其特征在于，包括柱塞套、复位弹簧、柱塞、出油单向阀以及轴承，所述柱塞套分别装配于油泵机芯体的径向方向上，所述柱塞套设有内腔以及吸油口，所述柱塞和出油单向阀水平方向横置于所述内腔中，所述吸油口连通所述内腔和外界，所述复位弹簧安装于所述柱塞套的外侧，得以使所述柱塞轴向复位，其中，所述出油单向阀包括拉伸弹簧环以及钢球，所述柱塞套包括阀座，所述钢球面向所述阀座的锥面，所述拉伸弹簧环弹性地卡箍各个所述钢球，得以使所述钢球复位靠近所述锥面，所述拉伸弹簧环由拉伸弹簧首尾端相接形成环状结构，所述拉伸弹簧环的分度圆直径适配于卡箍所述钢球以及产生的弹力适于所述钢球的复位，所述轴承同心包围偏心轮，所述轴承的内径与偏心轮相一致，使得所述轴承随着偏心轮的转动而转动。

2.根据权利要求1所述的柱塞机构，其特征在于，所述柱塞套的内腔设有吸油腔、出油腔以及内孔，所述内孔连通所述吸油腔和所述出油腔，所述吸油口连通所述吸油腔，所述柱塞可轴向移动地横置于所述吸油腔内，所述出油单向阀安装于所述出油腔内。

3.根据权利要求2所述的柱塞机构，其特征在于，所述柱塞套包括柱塞座，所述吸油腔形成于所述柱塞座内，所述出油腔形成于所述阀座内，所述柱塞座设有外台阶，所述复位弹簧可变形地安装于所述外台阶，所述阀座设有锥面，所述锥面从所述内孔倾斜向上延伸，所述内孔的内径小于所述吸油腔和所述出油腔。

4.根据权利要求3所述的柱塞机构，其特征在于，所述出油单向阀设有一对开口，当所述钢球偏离所述锥面时，所述开口形成于所述钢球和所述锥面之间，所述开口适于油液中的杂质通过。