CN108678948A - 一种液压系统及其齿轮泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液压系统及其齿轮泵，涉及液体变容式机械领域。液压系统包括液动设备、齿轮泵以及旁路阀块，齿轮泵包括设有进、出液通道的泵壳以及啮合齿轮，旁通阀块中设有单向阀、压力阀、溢流阀以及液动油路，液动油路与出油通道连通，并受到液动设备内部的油液压力，溢流阀芯与压力阀芯之间传动连接，液动油路的出油端口为台阶口，溢流阀芯贴合于台阶口的过渡端面上，当液动设备内部压力增大至一定程度时，推动溢流阀芯和压力阀芯同步运动，使进液通道和位于单向阀上游的出液通道连通，其中的压强降低，单向阀随之关闭，啮合齿轮在两侧无压差或低压差的环境中，相比于直接承受液压装置内部的液压油的压强，负载大大降低，能耗随之减少。

Description

一种液压系统及其齿轮泵

技术领域

本发明涉及液体变容式机械领域，具体涉及一种液压系统及其齿轮泵。

背景技术

齿轮泵属于容积泵，基本形式是两个尺寸相同的齿轮在一个紧密配合的壳体中相互啮合旋转，壳体的内部形状类似 “8”字形，两个齿轮分别旋装在各部分空腔中，齿轮的外径与壳体内壁之间紧密配合。由两个齿轮、壳体和前后盖组成两个封闭空间，当齿轮转动时，齿轮脱开侧的空间体积从小变大，形成真空，并吸入液体，齿轮啮合侧的空间体积从大变小，因为液体不能被压缩，所以将液体挤压进入管路中，随着齿轮的不断啮合，这一现象就连续发生，即在齿轮泵的出口提供了一个连续排出量。

齿轮泵具有结构紧凑、输出压力高、抗污能力强、制造成本低等优点，被广泛应用于各种领域。特别是在液压系统装备中，在很大程度上可以替代柱塞泵使用。液压系统中的齿轮泵一方面作为连续供油动力装置向系统内一侧提供持续的液压油，另一方面齿轮泵也起到止逆的作用，防止进入系统内一侧的液压油在压力作用下逆向返出，例如授权公告号CN201874811U的实用新型专利中公开的现有技术，一种内置单向阀齿轮泵包括泵体和单向阀，单向阀密封设置在泵体的出油口处，通过单向阀进行输油，并实现止逆的功能。但是，齿轮泵始终是在一定载荷作用下克服压力不断地向系统内一侧输送液压油，无论供油量的多少或者是否供油，始终存在耗费能量大的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种齿轮泵，以解决能耗大的问题。同时本发明的目的还在于提供使用该齿轮泵的液压系统。

为实现上述目的，本发明的齿轮泵的技术方案是：

齿轮泵包括泵壳，泵壳内设有啮合齿轮，泵壳上还设有进液通道和出液通道，出液通道内设有单向阀，泵壳上还设有旁路阀块，旁路阀块内还设有压力阀，压力阀的两个阀口分别连通进液通道和位于单向阀上游的出液通道，旁路阀块内设有连通位于单向阀下游的出液通道的液动油路，液动油路连通压力阀的阀芯以在液动油路内的压力大于压力阀标准压力时驱动阀芯压缩弹簧而动作，进而使位于单向阀上游的出液通道和进液通道连通，压力阀标准压力等于齿轮泵所连液动设备的标准工作压力。

有益效果：使用时，单向阀正常开启，随着齿轮泵不断地向液动设置中供入液压油，当液动设备出现故障或超出液压系统负载时，引起液动设备的内部空间不能随之增大，液动设备的内部以及与之连通的液动油路中压强过大，当达到液动设备的标准工作压力时，压力阀受到的来自液动设备内部的压力过大并打破原有的受力平衡发生移动，压力阀开启并连通位于单向阀上游的出液通道和进液通道，体积增大，使原密封在啮合齿轮和单向阀之间空间内的液压油得到释放，瞬时引起位于单向阀上游的出液通道中的压强减小，出液通道中单向阀的两侧形成压力差，单向阀自动关闭，防止液压油逆向进入啮合齿轮，此时单向阀的出液一侧的压强保持稳定或逐渐下降。由于位于单向阀上游的出液通道和进液通道连通，啮合齿轮工作在两侧无压差或低压差的环境中，相比于直接承受液动设备内部的液压油所带来的压强，啮合齿轮承受的负载大大降低，能耗随之减少。

当液动设备内部的压强降低至一定值时，压力阀反向移动并关闭位于单向阀上游的出液通道和进液通道，位于单向阀上游一侧的压强逐渐增大，当增加到一定值时单向阀再次导通，齿轮泵正常向液压装置中供油。

为了防止压力阀出现故障，导致齿轮泵持续向液动设备中持续供油，对上述结构进一步限定，所述旁路阀块内还设有溢流阀，溢流阀的阀芯与压力阀的阀芯相对固定设置，液动油路与溢流阀所在的溢流通道连通且在带动溢流阀阀芯动作时连动压力阀的阀芯，液动油路内的压力大于溢流阀标准压力时，溢流阀导通，溢流阀的开启压力大于压力阀的开启压力，溢流阀的开启压力不大于齿轮泵所连液动设备的最大工作压力。

为了实现溢流处的液压油得到循环使用，对上述结构进一步限定，所述溢流阀的溢流通道与进液通道连通。

为了简化结构、便于装配，对压力阀和溢流阀进一步限定，所述压力阀的阀芯和溢流阀的阀芯为一体式结构。

为了能够实现对压力阀芯提供瞬时的推力，并使之保持在开启状态，对上述结构进一步限定，所述溢流阀的进液阀口为内大外小的台阶口，溢流阀的阀芯被弹簧顶压在台阶面上，液动油路与台阶口的小径段相接。

为实现上述目的，本发明的液压系统的技术方案是：

液压系统包括液动设备和齿轮泵，齿轮泵包括泵壳，泵壳内设有啮合齿轮，泵壳上还设有进液通道和出液通道，出油通道连通液动设备，出液通道内设有单向阀，液压系统还包括旁路阀块，旁路阀块内还设有压力阀，压力阀的两个阀口分别连通进液通道和位于单向阀上游的出液通道，旁路阀块内设有连通位于单向阀下游的出液通道的液动油路，液动油路连通压力阀的阀芯以在液动油路内的压力大于压力阀标准压力时驱动阀芯压缩弹簧而动作，进而使位于单向阀上游的出液通道和进液通道连通，压力阀标准压力等于齿轮泵所连液动设备的标准工作压力。

有益效果：使用时，单向阀正常开启，随着齿轮泵不断地向液动设置中供入液压油，当液动设备出现故障或超出液压系统负载时，引起液动设备的内部空间不能随之增大，液动设备的内部以及与之连通的液动油路中压强过大，当达到液动设备的标准工作压力时，压力阀受到的来自液动设备内部的压力过大并打破原有的受力平衡发生移动，压力阀开启并连通位于单向阀上游的出液通道和进液通道，体积增大，使原密封在啮合齿轮和单向阀之间空间内的液压油得到释放，瞬时引起位于单向阀上游的出液通道中的压强减小，出液通道中单向阀的两侧形成压力差，单向阀自动关闭，防止液压油逆向进入啮合齿轮，此时单向阀的出液一侧的压强保持稳定或逐渐下降。由于位于单向阀上游的出液通道和进液通道连通，啮合齿轮工作在两侧无压差或低压差的环境中，相比于直接承受液动设备内部的液压油所带来的压强，啮合齿轮承受的负载大大降低，能耗随之减少。

当液动设备内部的压强降低至一定值时，压力阀反向移动并关闭位于单向阀上游的出液通道和进液通道，位于单向阀上游一侧的压强逐渐增大，当增加到一定值时单向阀再次导通，齿轮泵正常向液压装置中供油。

为了简化齿轮泵的结构，提高集成度，对泵壳进一步限定，旁通阀块一体设置在泵壳上。

为了防止压力阀出现故障，导致齿轮泵持续向液动设备中持续供油，对上述结构进一步限定，所述旁路阀块内还设有溢流阀，溢流阀的阀芯与压力阀的阀芯相对固定设置，液动油路与溢流阀所在的溢流通道连通且在带动溢流阀阀芯动作时连动压力阀的阀芯，液动油路内的压力大于溢流阀标准压力时，溢流阀导通，溢流阀的开启压力大于压力阀的开启压力，溢流阀的开启压力不大于齿轮泵所连液动设备的最大工作压力。

为了实现溢流处的液压油得到循环使用，对上述结构进一步限定，所述溢流阀的溢流通道与进液通道连通。

为了简化结构、便于装配，对压力阀和溢流阀进一步限定，所述压力阀的阀芯和溢流阀的阀芯为一体式结构。

为了能够实现对压力阀芯提供瞬时的推力，并使之保持在开启状态，对上述结构进一步限定，所述溢流阀的进液阀口为内大外小的台阶口，溢流阀的阀芯被弹簧顶压在台阶面上，液动油路与台阶口的小径段相接。

附图说明

图1为本发明的具体实施例1中齿轮泵的剖视示意图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为本发明的具体实施例6中的齿轮泵的剖视示意图；

图4为本发明的齿轮泵中锥形扩口的局部放大图；

图5为本发明的内置电磁阀的齿轮泵的剖视示意图

图中：1-泵壳、10-进液通道、11-出液通道、13-液动油路、130-大径段、131-小径段、133-锥形面、14-溢流通道、2-啮合齿轮、3-单向阀、40-压力阀芯、41-第一弹簧、50-溢流阀芯、51-第二弹簧、6-顶阀、7-电磁阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的液压系统的具体实施例1，如图1至图2所示，液压系统包括液动设备、齿轮泵以及旁路阀块，齿轮泵包括泵壳1，泵壳1内设有啮合齿轮2，泵壳1上还设有进液通道10和出液通道11，出油通道11连通液动设备，出液通道11内设有单向阀3，旁通阀块一体设置在泵壳1上。

泵壳1内还设有压力阀和溢流阀，压力阀包括压力阀芯40和第一弹簧41，压力阀的两个阀口分别连通进液通道10和位于单向阀3上游的出液通道11，泵壳1内设有连通位于单向阀3下游的出液通道11的液动油路13，溢流阀包括溢流阀芯50和第二弹簧51，液动油路13与溢流阀所在的溢流通道14连通且在带动溢流阀芯50动作时连动压力阀芯40，压力阀芯40和溢流阀芯50通过位于二者之间的顶阀6进行传动，在液动油路13内的压力大于压力阀标准压力时驱动压力阀芯40使第一弹簧41压缩动作，进而使位于单向阀3上游的出液通道11和进液通道10连通，压力阀标准压力等于齿轮泵所连液动设备的标准工作压力。

液动油路13内的压力大于溢流阀标准压力时，溢流阀导通，溢流阀的开启压力大于压力阀的开启压力，溢流阀的开启压力不大于齿轮泵所连液动设备的最大工作压力，而且溢流通道14与进液通道10连通。溢流阀的进液阀口为内大外小的台阶口，溢流阀芯50被第二弹簧51顶压在台阶面上，液动油路13与台阶口的小径段131相接，溢流阀芯50位于大径段130内，使液压油能对溢流阀芯50产生瞬时增大的推力。

使用时，单向阀3正常开启，随着齿轮泵不断地向液动设置中供入液压油，当液动设备出现故障或超出液压系统负载时，引起液动设备的内部空间不能随之增大，液动设备的内部以及与之连通的液动油路13中压强过大，当达到液动设备的标准工作压力时，溢流阀芯50受到的来自液动设备内部的压力过大并打破原有的受力平衡发生移动，溢流阀芯50通过顶阀6推动压力阀芯40一起运动，引起压力阀芯40开启并连通位于单向阀3上游的出液通道11和进液通道10，体积增大，使原密封在啮合齿轮2和单向阀3之间空间内的液压油得到释放，瞬时引起位于单向阀3上游的出液通道11中的压强减小，出液通道11中单向阀3的两侧形成压力差，单向阀3自动关闭，防止液压油逆向进入啮合齿轮2，此时单向阀3的出液一侧的压强保持稳定或逐渐下降。由于位于单向阀3上游的出液通道11和进液通道10连通，啮合齿轮2工作在两侧无压差或低压差的环境中，相比于直接承受液动设备内部的液压油所带来的压强，啮合齿轮2承受的负载大大降低，能耗随之减少。

当液动设备内部的压强降低至一定值时，其对溢流阀芯50产生的压力低于由第一弹簧41和第二弹簧51产生的作用力的合力时，压力阀芯40反向移动并关闭位于单向阀3上游的出液通道11和进液通道10，位于单向阀3上游一侧的压强逐渐增大，当增加到一定值时单向阀3再次导通，齿轮泵正常向液压装置中供油。

上述具体实施例1为本发明的液压系统的优选实施方式，其他实施例中，可以根据需要对相应的结构进行调整、简化或者进一步优化，具体可以有以下几种调整变化形式：

本发明的液压系统的具体实施例2，液压系统包括液动设备和齿轮泵，齿轮泵包括泵壳，泵壳内设有啮合齿轮，泵壳上还设有进液通道和出液通道，出油通道连通液动设备，出液通道内设有单向阀，其特征是，液压系统还包括旁路阀块，旁路阀块内还设有压力阀，压力阀的两个阀口分别连通进液通道和位于单向阀上游的出液通道，旁路阀块内设有连通位于单向阀下游的出液通道的液动油路，液动油路连通压力阀的阀芯以在液动油路内的压力大于压力阀标准压力时驱动阀芯使弹簧压缩动作，进而使位于单向阀上游的出液通道和进液通道连通，压力阀标准压力等于齿轮泵所连液动设备的标准工作压力。本实施例中的液动油路除了采用上述具体实施例1中的形式之外，也可以采用其他形式，比如：如图5所示，在液动油路中设置电磁阀，通过电磁阀直接与液动设备内部的液压油接触，而在电磁阀与压力阀之间的液动油路部分形成无压或低压状态，当电磁阀感应到内部压力超过设计值时，自动打开使高压液压油快速进入电磁阀与压力阀之间的液动油路部分，对压力阀的阀芯造成瞬时冲击力，使之移动并开启连通位于单向阀上游的出液通道和进液通道。

本发明的液压系统的具体实施例3，作为对具体实施例2的进一步优化，为了简化齿轮泵的结构，提高集成度，旁通阀块一体设置在泵壳上，其他实施例中，泵壳和旁通阀块可以是分体结构，采用模块化设计，增加了使用中结构的灵活性。

本发明的液压系统的具体实施例4，作为对具体实施例2的进一步优化，为了防止压力阀出现故障，导致齿轮泵持续向液动设备中持续供油，所述旁路阀块内还设有溢流阀，溢流阀的阀芯与压力阀的阀芯相对固定设置，液动油路与溢流阀所在的溢流通道连通且在带动溢流阀阀芯动作时连动压力阀的阀芯，液动油路内的压力大于溢流阀标准压力时，溢流阀导通，溢流阀的开启压力大于压力阀的开启压力，溢流阀的开启压力不大于齿轮泵所连液动设备的最大工作压力。

本发明的液压系统的具体实施例5，作为对具体实施例4的进一步优化，为了实现溢流处的液压油得到循环使用，所述溢流阀的溢流通道与进液通道连通，其他实施例中，溢流通道可直接与储油容器连通。

本发明的液压系统的具体实施例6，如图3所示，作为对具体实施例2至5任意一项的进一步优化，为了简化结构、便于装配，所述压力阀的阀芯和溢流阀的阀芯为一体式结构，其他实施例中，压力阀的阀芯和溢流阀的阀芯可以是分体式结构，并通过顶阀将二者传动连接。

本发明的液压系统的具体实施例7，如图2所示，作为对具体实施例4或5的进一步优化，为了能够实现对压力阀芯提供瞬时的推力，并使之保持在开启状态，所述溢流阀的进液阀口为内大外小的台阶口，溢流阀的阀芯被弹簧顶压在台阶面上，液动油路与台阶口的小径段相接，其他实施例中，如图4所示，出油端口还可以是喇叭状的锥形扩口。

本发明的齿轮泵的具体实施例，与本发明的液压系统的具体实施方式中各齿轮泵的具体实施例相同，在此不再赘述。

Claims (10)

1.一种齿轮泵，包括泵壳，泵壳内设有啮合齿轮，泵壳上还设有进液通道和出液通道，出液通道内设有单向阀，其特征是，泵壳上还设有旁路阀块，旁路阀块内还设有压力阀，压力阀的两个阀口分别连通进液通道和位于单向阀上游的出液通道，旁路阀块内设有连通位于单向阀下游的出液通道的液动油路，液动油路连通压力阀的阀芯以在液动油路内的压力大于压力阀标准压力时驱动阀芯压缩弹簧而动作，进而使位于单向阀上游的出液通道和进液通道连通，压力阀标准压力等于齿轮泵所连液动设备的标准工作压力。

2.根据权利要求1所述的齿轮泵，其特征是，所述旁路阀块内还设有溢流阀，溢流阀的阀芯与压力阀的阀芯相对固定设置，液动油路与溢流阀所在的溢流通道连通且在带动溢流阀阀芯动作时连动压力阀的阀芯，液动油路内的压力大于溢流阀标准压力时，溢流阀导通，溢流阀的开启压力大于压力阀的开启压力，溢流阀的开启压力不大于齿轮泵所连液动设备的最大工作压力。

3.根据权利要求2所述的齿轮泵，其特征是，所述溢流阀的溢流通道与进液通道连通。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的齿轮泵，其特征是，所述压力阀的阀芯和溢流阀的阀芯为一体式结构。

5.根据权利要求2或3所述的齿轮泵，其特征是，所述溢流阀的进液阀口为内大外小的台阶口，溢流阀的阀芯被弹簧顶压在台阶面上，液动油路与台阶口的小径段相接。

6.一种液压系统，包括液动设备和齿轮泵，齿轮泵包括泵壳，泵壳内设有啮合齿轮，泵壳上还设有进液通道和出液通道，出油通道连通液动设备，出液通道内设有单向阀，其特征是，液压系统还包括旁路阀块，旁路阀块内还设有压力阀，压力阀的两个阀口分别连通进液通道和位于单向阀上游的出液通道，旁路阀块内设有连通位于单向阀下游的出液通道的液动油路，液动油路连通压力阀的阀芯以在液动油路内的压力大于压力阀标准压力时驱动阀芯压缩弹簧而动作，进而使位于单向阀上游的出液通道和进液通道连通，压力阀标准压力等于齿轮泵所连液动设备的标准工作压力。

7.根据权利要求6所述的液压系统，其特征是，旁通阀块一体设置在泵壳上。

8.根据权利要求6所述的液压系统，其特征是，所述泵壳内还设有溢流阀，溢流阀的阀芯与压力阀的阀芯相对固定设置，液动油路与溢流阀所在的溢流通道连通且在带动溢流阀阀芯动作时连动压力阀的阀芯，液动油路内的压力大于溢流阀标准压力时，溢流阀导通，溢流阀的开启压力大于压力阀的开启压力，溢流阀的开启压力不大于齿轮泵所连液动设备的最大工作压力。

9.根据权利要求8所述的液压系统，其特征是，所述溢流阀的溢流通道与进液通道连通。

10.根据权利要求6至9任意一项所述的液压系统，其特征是，所述压力阀的阀芯和溢流阀的阀芯为一体式结构。