CN108757373B - 一种双斜盘柱塞式电机泵 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种双斜盘柱塞式液压电机泵，属于轴向柱塞泵领域，包括电机外壳、左端盖、右端盖、电机定子、转子、缸体、左斜盘、右斜盘、左回程机构、右回程机构、多个柱塞滑靴组、配流阀等。多个柱塞滑靴组与配流阀构成多个柱塞泵。缸体与电机的转子用键联接，随着转子同步转动，双斜盘静止不动，柱塞泵沿双斜盘运动在双斜盘造成的行程差作用下，往复运动，促使介质进入配流阀并由配流阀压出。本发明体积小、排量大、功率密度高、高度集成了电机和柱塞泵，使其结构更简单，有效的降低了电机泵的故障发生率，响应速度快。

Description

一种双斜盘柱塞式电机泵
技术领域
本发明属于轴向柱塞液压泵领域，更具体地，涉及一种双斜盘柱塞式电机泵。
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。
轴向柱塞电机泵具有效率高、工作参数高、可以使用不同介质等优点，但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。
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。
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式电机泵，其目的在于通过改进柱塞及配流阀组分布方式，实现体积更小、排量更大的需求。
为了实现上述目的，本发明提供了一种双斜盘柱塞式电机泵，包括：电机和液压泵；
电机包括电机外壳、电机定子和电机转子；
液压泵包括缸体、左斜盘、右斜盘和多个柱塞泵；
缸体与电机转子连接且同轴布置，并随电机转子同步转动；左斜盘和右斜盘分别安装在电机外壳左右两端；
每个柱塞泵包括一个配流阀组和分别设于配流阀组左右两端的左柱塞、右柱塞；多个柱塞泵沿缸体的周向均匀分布固定于缸体内部；
左斜盘上设有数量及位置与各左柱塞一一对应的左滑靴，右斜盘上设有数量及位置与各右柱塞一一对应的右滑靴；
当缸体随电机转子同步旋转运动时，在左斜盘、右斜盘和左滑靴、右滑靴的导引作用下，各左柱塞、右柱塞作周期性往复运动，使得配流阀组左右两端的柱塞腔容积发生周期性变化，从而实现介质的吸入与压出。
进一步地，配流阀组包括管状阀体和安装于管状阀体上的四个单向阀；四个单向阀分为两个吸入阀、两个压出阀；
吸入阀包括吸入阀支座、吸入阀阀瓣、吸入阀弹簧和吸入阀阀口；吸入阀支座设于管状阀体侧壁上，吸入阀阀口开设于吸入阀支座相对侧；吸入阀弹簧两端分别抵接吸入阀支座和吸入阀阀瓣；吸入阀阀瓣设于吸入阀阀口内侧，用于封闭和开启吸入阀阀口；
压出阀包括压出阀支座、压出阀阀杆、压出阀阀瓣、压出阀阀口和压出阀弹簧；压出阀支座设于管状阀体侧壁上，压出阀阀口开设于压出阀支座相对侧；压出阀阀瓣设于压出阀阀口外侧；压出阀阀杆一端连接压出阀阀瓣，另一端朝向压出阀支座设置且设有压出阀弹簧座；压出阀弹簧一端抵接压出阀阀口内侧壁面，另一端抵接压出阀弹簧座；
吸入阀弹簧和压出阀弹簧均为压缩弹簧；吸入阀阀口和压出阀阀口均朝向缸体内部的介质流道设置；缸体内部的介质流道在吸入阀阀口和压出阀阀口之间隔断。
进一步地，在缸体内部的介质流道内设有离心叶轮，离心叶轮位于吸入阀前端。
进一步地，离心叶轮和介质流道一体成型。
本发明的次要目的在于降低径向力影响，延长使用寿命，为了实现该目的，进一步地，缸体两端使用第一圆锥滚子轴承、静压轴承或者动压轴承支撑。
进一步地，右斜盘使用深沟球轴承和第二圆锥滚子轴承支撑。
进一步地，还包括左球铰、右球铰和蝶形弹簧；
左球铰、蝶形弹簧位于缸体介质流道的隔断左侧，左球铰左端与左斜盘中间开设的圆孔配合，蝶形弹簧设于左球铰右端；右球铰位于缸体介质流道的隔断右侧，右球铰右端与右斜盘中间开设的圆孔配合。
进一步地，缸体右端面沿介质流道外部周向均匀布设多个盲孔，右球铰左端设有多个右回程弹簧，一一对应置于各盲孔中。
总体而言，本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
(1)本柱塞电机泵通过双斜盘配合圆周布局设计，实现多柱塞泵的集成设计，体积小、流量大、功率密度高。
(2)本柱塞电机泵采用离心叶轮设计，对进入吸入阀前腔的液体起到离心加速作用，达到压力供油的效果。此设计使得配流阀在开启时响应速度更快，提高了柱塞腔的能量转换效率，从而也提高了整体的容积效率和增加了排量。
(3)缸体两端使用大尺寸圆锥滚子轴承支撑，大尺寸圆锥滚子轴承能承受较大的径向负载和轴向负载，使电机泵有优异的起动性能和承载能力，运行效果可靠平稳且便于维护。
(4)本柱塞电机泵中，配流阀组采用两个吸入阀和两个压出阀，与现有技术的单吸入、单压出阀相比，在同等的通流面积情况下，对单个阀的强度要求更低，因此可以缩小阀芯体积从而减轻阀芯的质量，使得配流阀响应速度加快。并且，多阀并用具有良好的兼容性，即使其中一个阀堵塞、故障，另一个阀仍能承担相应的工作，大大提高了使用寿命及环境适应能力。
附图说明
图1是本发明的主视视角的剖视图；
图2是图1中柱塞泵的分解图；
图3是图1的I放大图；
图4是图1的II放大图；
图5是图1的A-A剖视图；
图6是配流阀组示意图，其中(a)为剖视图，(b)为仰视图。
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：
图中：1-左端盖，2-左斜盘，3-左球铰，4-压紧盘，5-左柱塞套，6-配流阀组，7-缸体，8-右柱塞套，9-第一圆锥滚子轴承，10-深沟球轴承，11-第二圆锥滚子轴承，12-右斜盘、13-出油口接头体，14-机械密封弹簧，15-回程盘，16-右球铰，17-柱塞组件，18-右回程弹簧，19-电机定子，20-电机转子，21-蝶形弹簧，22-右端盖，23-管状阀体，24-吸入阀支座，25-吸入阀阀瓣，26-密封圈，27-吸入阀弹簧，28-吸入阀阀口，29-压出阀支座，30-压出阀阀杆，31-压出阀阀瓣，32-压出阀弹簧座，33-压出阀阀口，34-阀杆套，35-压出阀弹簧，36-左柱塞，37-右柱塞。
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。
参考图1～图4，本发明提供的一种双斜盘柱塞式电机泵，主要分为电机和液压泵两个部分。电机部分包括电机外壳、左端盖1、右端盖、电机定子19、转子20；液压泵部分主要包括缸体7、左斜盘2、右斜盘12、压紧盘4和左柱塞套5、回程盘15和右球铰16、多个柱塞滑靴17、配流阀组6等装置。
所述电机转子20与缸体7用键联接，斜盘2和12用螺钉固定在左右端盖上，所述斜盘倾角为16°；电机泵所用的吸入阀6前端设计了一个简易的叶轮包含在缸体7中，该叶轮随着缸体7转动，液体获得离心力有助其进入配流阀组6；配流阀组6由四个单向阀组成，其中两个吸入阀两个压出阀；缸体7由一对相同的圆锥滚子轴承9支撑，柱塞泵中缸体7所受的径向力由这对圆锥滚子轴承共同承担，圆锥滚子轴承9承受了大部分轴向力和径向力。
参考图3和图5，在缸体里面设计离心叶轮结构，液体在进入配流阀之前随着离心叶轮一起转动获得离心力，这个离心力有助于吸入阀的开启，类似于增压装置。这个设计使得吸入阀在开启时响应速度更快，提高了整体的容积效率增加了排量。
所述配流阀组6直接安装于缸体7上的柱塞孔中，每对左右柱塞共用一组配流阀，实现柱塞泵的吸入及压出的周期循环动作；
参考图3～6，配流阀组6由四个单向阀组成，其中两个吸入阀两个压出阀。在一定的通流面积情况下，将一个阀芯改成两个阀芯，减小了阀芯的质量，并加快了配流阀开启时的响应速度。
本实例的工作过程为：
参考图1、图3和图6，电机在接通电源后，转子通过键联接带动缸体7作顺时针旋转运动，在左斜盘2、右斜盘12以及各弹簧回程机构的共同作用下，各柱塞对17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7的旋转，当柱塞腔容积不断扩大，处于低压力场时，配流阀6的吸入阀瓣25向上打开，如图6所示，液体从左端流入对应的柱塞腔，完成柱塞泵的吸入过程。随着缸体7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，吸入阀的阀瓣25向下关闭并压紧，高压液体顶开压出阀的阀瓣31，从柱塞腔经压出阀压出，实现柱塞泵的压出动作。
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)

1.一种双斜盘柱塞式电机泵，其特征在于，包括：电机和液压泵；
电机包括电机外壳、电机定子(19)和电机转子(20)；
液压泵包括缸体(7)、左斜盘(2)、右斜盘(12)和多个柱塞泵；
缸体(7)与电机转子(20)连接且同轴布置，并随电机转子(20)同步转动；左斜盘(2)和右斜盘(12)分别安装在电机外壳左右两端；
每个柱塞泵包括一个配流阀组(6)和分别设于配流阀组(6)左右两端的左柱塞(36)、右柱塞(37)；多个柱塞泵沿缸体(7)的周向均匀分布固定于缸体(7)内部；
左斜盘(2)上设有数量及位置与各左柱塞(36)一一对应的左滑靴，右斜盘(12)上设有数量及位置与各右柱塞(37)一一对应的右滑靴；
当缸体(7)随电机转子(20)同步旋转运动时，在左斜盘(2)、右斜盘(12)和左滑靴、右滑靴的导引作用下，各左柱塞(36)、右柱塞(37)作周期性往复运动，使得配流阀组(6)左右两端的柱塞腔容积发生周期性变化，从而实现介质的吸入与压出；
配流阀组(6)包括管状阀体(23)和安装于管状阀体(23)上的四个单向阀；四个单向阀分为两个吸入阀、两个压出阀；
吸入阀包括吸入阀支座(24)、吸入阀阀瓣(25)、吸入阀弹簧(26)和吸入阀阀口(27)；吸入阀支座(24)设于管状阀体(23)侧壁上，吸入阀阀口(27)开设于吸入阀支座(24)相对侧；吸入阀弹簧(26)两端分别抵接吸入阀支座(24)和吸入阀阀瓣(25)；吸入阀阀瓣(25)设于吸入阀阀口(27)内侧，用于封闭和开启吸入阀阀口(27)；
压出阀包括压出阀支座(29)、压出阀阀杆(30)、压出阀阀瓣(31)、压出阀阀口(33)和压出阀弹簧(35)；压出阀支座(29)设于管状阀体(23)侧壁上，压出阀阀口(33)开设于压出阀支座(29)相对侧；压出阀阀瓣(31)设于压出阀阀口(33)外侧；压出阀阀杆(30)一端连接压出阀阀瓣(31)，另一端朝向压出阀支座(29)设置且设有压出阀弹簧座(32)；压出阀弹簧(35)一端抵接压出阀阀口(33)内侧壁面，另一端抵接压出阀弹簧座(32)；
吸入阀弹簧(26)和压出阀弹簧(35)均为压缩弹簧；吸入阀阀口(27)和压出阀阀口(33)均朝向缸体(7)内部的介质流道设置；缸体(7)内部的介质流道在吸入阀阀口(27)和压出阀阀口(33)之间隔断；
还包括左球铰(3)、右球铰(16)和蝶形弹簧(21)；
左球铰(3)、蝶形弹簧(21)位于缸体(7)介质流道的隔断左侧，左球铰(3)左端与左斜盘(2)中间开设的圆孔配合，蝶形弹簧(21)设于左球铰(3)右端；右球铰(16)位于缸体(7)介质流道的隔断右侧，右球铰(16)右端与右斜盘(12)中间开设的圆孔配合；
缸体(7)右端面沿介质流道外部周向均匀布设多个盲孔，右球铰(16)左端设有多个右回程弹簧(18)，一一对应置于各盲孔中。
2.如权利要求1所述的一种双斜盘柱塞式电机泵，其特征在于，在缸体(7)内部的介质流道内设有离心叶轮，离心叶轮位于吸入阀前端。
3.如权利要求2所述的一种双斜盘柱塞式电机泵，其特征在于，离心叶轮和介质流道一体成型。
4.如权利要求1所述的一种双斜盘柱塞式电机泵，其特征在于，缸体(7)两端使用第一圆锥滚子轴承(9)、静压轴承或者动压轴承支撑。
5.如权利要求1或4所述的一种双斜盘柱塞式电机泵，其特征在于，右斜盘(12)使用深沟球轴承(10)和第二圆锥滚子轴承(11)支撑。
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