CN109611308A - 一种高压变量柱塞泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压变量柱塞泵，包括泵体，以及安装在泵体右端面上的泵壳，所述泵壳与泵体的右端面之间形成进油腔，所述泵体的左端面上设有进油孔；所述泵体右端面上转动连接有转轴，所述进油腔内间隔均匀地安装有多个柱塞模块，所述进油腔内在转轴上偏心地安装有轴套、在所述轴套上安装有多边轴套；所述泵体左端面的中心位置设有第二出油孔，所述泵体内沿第二出油孔的径向设有第三出油孔，所述泵体内设有多个第四出油孔；所述泵体上在第三出油孔和第四出油孔的连通处均安装有出油单向阀组件；所述泵体内设有用于控制第二出油孔流量的变量控制阀组件；该高压变量柱塞泵不仅体积紧凑、成本低，而且能应用于高压。

Description

一种高压变量柱塞泵

技术领域

本发明涉及柱塞泵技术领域，具体是指一种高压变量柱塞泵。

背景技术

柱塞泵是液压系统中广泛应用的液压动力元件，现有机械设备中大部分工况对柱塞泵有低压大流量、高压小流量的需求，现有技术中有2种解决方案，第一种是采用一大一小两个柱塞泵，分别由一大一小两个电机进行驱动，当液压系统压力达到某个压力值时通过电控程序关闭大电机从而使大泵处于不工作状态，此种方案需要配置两个电机，占地面积大、且装机功率大，增加了使用成本；第二种方案是采用双联泵加双泵合流卸荷阀，双联泵由一个电机进行驱动，当液压系统压力达到某个压力值时，通过电控程序控制双泵合流卸荷阀将双联泵中的大排量泵出口进行卸荷，此种方案由于双联泵的价格很高，双泵合流卸荷阀体积较大且成本高，也增加了使用成本。另外，以上2种解决方案都只适用于中低压液压系统，也就是压力低于35MPa,对于系统压力大于35MPa的液压系统，现有技术还未有很好的解决方案。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明专利的目的在于克服现有技术上的缺陷，提供一种体积紧凑、成本低、能应用于高压的变量柱塞泵。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高压变量柱塞泵，包括泵体，以及安装在泵体右端面上的泵壳，所述泵壳与泵体的右端面之间形成进油腔，所述泵体的左端面上设有与进油腔连通的进油孔；所述泵体右端面上转动连接有伸出泵壳的转轴，所述进油腔内在泵体的右端面上以转轴为中心间隔均匀地安装有多个柱塞模块，所述进油腔内在转轴上偏心地安装有轴套、在所述轴套上安装有多边轴套；

所述柱塞模块包括安装块、柱塞、第一弹簧和吸油单向阀组件；所述安装块安装在泵体的右端面上；所述安装块内设有柱塞腔，以及与柱塞腔连通的吸油阀孔和第一出油孔，所述第一出油孔朝向泵体的右端面上；所述安装块内沿转轴的径向设有与柱塞腔连通的柱塞孔，所述柱塞滑动连接在所述柱塞孔内；所述柱塞上在靠近转轴的一端设有凸肩；所述第一弹簧套接在柱塞上且位于凸肩和安装块之间用于迫使所述柱塞的一端压紧在多边轴套上；所述吸油单向阀组件安装在吸油阀孔内；

所述泵体左端面的中心位置设有第二出油孔，所述泵体内沿第二出油孔的径向设有多个与所述第一出油孔一一对应的第三出油孔，所述泵体内设有多个与所述第三出油孔一一对应的第四出油孔，所述第四出油孔用于连通第一出油孔和第三出油孔；所述泵体上在第三出油孔和第四出油孔的连通处均安装有出油单向阀组件；

所述泵体内设有用于控制第二出油孔流量的变量控制阀组件；所述变量控制阀组件包括控制阀芯、第二弹簧、压力敏感柱塞；所述泵体内沿转轴的径向设有第一螺纹孔，所述第一螺纹孔的底部沿转轴的径向设有与所述第四出油孔连通的第一阀孔，所述第一螺纹孔和第一阀孔之间形成第一台阶；所述第一阀孔的底部设有第二阀孔，所述第二阀孔的底部设有用于连通第二出油孔和第二阀孔的第一通流孔；所述泵体内设有用于连通第一螺纹孔和进油腔的第二通流孔；所述控制阀芯滑动连接在第一阀孔内，所述控制阀芯上在位于第一螺纹孔内的一端设有台肩，所述控制阀芯上在靠近台肩的圆周侧面上设有环形通流槽，所述台肩与第一台阶配配合用于控制第一螺纹孔与第一阀孔通断的，所述压力敏感柱塞滑动连接在第二阀孔内，所述压力敏感柱塞的直径小于控制阀芯的直径；所述第一螺纹孔的开口处安装有第一螺堵，所述第二弹簧位于第一螺堵和控制阀芯之间用于迫使所述台肩压紧在第一台阶上。

通过上述技术方案，当外部电机带动转轴旋转时，转轴带动偏心地安装的轴套转动，进而带动多边轴套运动，使得柱塞在第一弹簧和多边轴套的作用下在柱塞孔内往复运动，当柱塞伸出柱塞孔时，柱塞腔内形成真空油液经过进油孔、进油腔、吸油单向阀组件进入柱塞腔，当柱塞缩回柱塞孔内时，柱塞腔内油液的压力增大，吸油单向阀关闭，使得柱塞腔内的压力油经过第一出油孔、第四出油孔、出油单向阀组件、第三出油孔进入第二出油孔排出。当第二出油孔内的压力达到预定压力时，变量控制阀组件工作，第二出油孔的压力通过第一通流孔作用在压力敏感柱塞上推动控制阀芯克服第二弹簧的作用力向第一螺堵方向运动，带动台肩离开第一台阶，使得相应的柱塞腔内的压力油液经过第一出油孔、第四出油孔、第一阀孔、环形通流槽、第一螺纹孔、第二通流孔流回进油腔；这样相应的柱塞模块就不会输出压力油液，整个柱塞泵的排量降低了，从而实现了柱塞泵的变量；同时由于压力敏感柱塞的直径小于控制阀芯的直径，因此也实现第二出油孔压力油液的高压。

进一步的技术方案中，所述吸油单向阀组件包括阀片、限位座、设有通油孔的阀座；所述限位座安装在吸油阀孔的底部，所述阀座安装在吸油阀孔的开口处，所述阀片设置在吸油阀孔内且位于限位座和阀座之间用于控制阀座内通油孔的通断。

通过上述技术方案，当柱塞腔内形成真空时，阀片向限位座方向运动并且位于限位座上，使得进油腔内的油液经过阀座内的通油孔进入柱塞腔内；当柱塞腔内的油液产生压力时，阀片向阀座方向运动并封堵在阀座内的通油孔上，使得柱塞腔内的压力油液不会从阀座内的通油孔流出。

进一步的技术方案中，所述出油单向阀组件包括钢球、第三弹簧、第二螺堵，所述泵体内沿第四出油孔的轴向设有与第四出油孔和第三出油孔连通的第三阀孔，所述钢球位于第三阀孔内用于控制第三出油孔和第四出油孔的通断，所述第二螺堵安装在第三阀孔的开口处，所述第三弹簧设置在第三阀孔内且位于第二螺堵和钢球之间用于迫使所述钢球压紧在第四出油孔的左端。

通过上述技术方案，当第四出油孔内的油液作用在钢球上的压力大于第三弹簧的预紧力时，钢球离开第四出油孔的左端，从而使得第三出油孔和第四出油孔连通，当第四出油孔内的油液作用在钢球上的压力小于第三弹簧的预紧力时，钢球在第三弹簧的作用下压紧在第四出油孔的左端，将第三出油孔和第四出油孔隔断。

进一步的技术方案中，所述柱塞模块的个数为六个；所述变量控制阀组件为三个；所述多边轴套的横截面为正六边形。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：当外部电机带动转轴旋转时，转轴带动偏心地安装的轴套转动，进而带动多边轴套运动，使得柱塞在第一弹簧和多边轴套的作用下在柱塞孔内往复运动，当柱塞伸出柱塞孔时，柱塞腔内形成真空油液经过进油孔、进油腔、吸油单向阀组件进入柱塞腔，当柱塞缩回柱塞孔内时，柱塞腔内油液的压力增大，吸油单向阀关闭，使得柱塞腔内的压力油经过第一出油孔、第四出油孔、出油单向阀组件、第三出油孔进入第二出油孔排出。当第二出油孔内的压力达到预定压力时，变量控制阀组件工作，第二出油孔的压力通过第一通流孔作用在压力敏感柱塞上推动控制阀芯克服第二弹簧的作用力向第一螺堵方向运动，带动台肩离开第一台阶，使得相应的柱塞腔内的压力油液经过第一出油孔、第四出油孔、第一阀孔、第一螺纹孔、第二通流孔流回进油腔；这样相应的柱塞模块就不会输出压力油液，整个柱塞泵的排量降低了，从而实现了柱塞泵的变量。

附图说明

图1是本发明中高压变量柱塞泵的立体结构示意图；

图2是本发明中高压变量柱塞泵的主视图；

图3是本发明中高压变量柱塞泵的左视图；

图4是本发明中高压变量柱塞泵的主剖视图；

图5是本发明中高压变量柱塞泵的左剖视图；

图6是本发明中高压变量柱塞泵的部分结构示意图一；

图7是本发明中高压变量柱塞泵的部分结构示意图二；

图8是本发明中柱塞模块的剖面结构示意图；

图9是本发明中柱塞模块的主视图；

图10是本发明中柱塞模块的立体结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1-10所示，一种高压变量柱塞泵，包括泵体1，以及安装在泵体1右端面上的泵壳19，所述泵壳19与泵体1的右端面之间形成进油腔1a，所述泵体1的左端面上设有与进油腔1a连通的进油孔1b；所述泵体1右端面上转动连接有伸出泵壳19的转轴17，所述进油腔1a内在泵体1的右端面上以转轴17为中心间隔均匀地安装有六个柱塞模块，所述进油腔1a内在转轴17上通过销键偏心地安装有轴套21、在所述轴套21上安装有横截面为正六边形的多边轴套22。

所述柱塞模块包括安装块13、柱塞14、第一弹簧15和吸油单向阀组件；所述安装块13安装在泵体1的右端面上；所述安装块13内设有柱塞腔13a，以及与柱塞腔13a连通的吸油阀孔13b和第一出油孔13c，所述第一出油孔13c朝向泵体1的右端面上；所述安装块13内沿转轴17的径向设有与柱塞腔13a连通的柱塞孔13d，所述柱塞14滑动连接在所述柱塞孔13d内；所述柱塞14上在靠近转轴17的一端设有凸肩1401；所述第一弹簧15套接在柱塞14上且位于凸肩1401和安装块13之间用于迫使所述柱塞14的一端压紧在多边轴套22上；所述吸油单向阀组件安装在吸油阀孔13b内。

所述泵体1左端面的中心位置设有第二出油孔1c，所述泵体1内沿第二出油孔1c的径向设有六个与所述第一出油孔13c一一对应的第三出油孔1d，所述泵体1内设有六个与所述第三出油孔1d一一对应的第四出油孔1e，所述第四出油孔1e用于连通第一出油孔13c和第三出油孔1d；所述泵体1上在第三出油孔1d和第四出油孔1e的连通处均安装有出油单向阀组件；所述安装块13上在第一出油孔13c的外侧设有插接到第四出油孔1e右端的密封锥面131。

所述泵体1内设有三个用于控制第二出油孔1c流量的变量控制阀组件；所述变量控制阀组件包括控制阀芯7、第二弹簧8、压力敏感柱塞9；所述泵体1内沿转轴17的径向设有第一螺纹孔1f，所述第一螺纹孔1f的底部沿转轴17的径向设有与所述第四出油孔1e连通的第一阀孔1g，所述第一螺纹孔1f和第一阀孔1g之间形成第一台阶1j；所述第一阀孔1g的底部设有第二阀孔1h，所述第二阀孔1h的底部设有用于连通第二出油孔1c和第二阀孔1h的第一通流孔1i；所述泵体1内设有用于连通第一螺纹孔1f和进油腔1a的第二通流孔1k；所述控制阀芯7滑动连接在第一阀孔1g内，所述控制阀芯7上在位于第一螺纹孔1f内的一端设有台肩701，所述控制阀芯7上在靠近台肩701的圆周侧面上设有环形通流槽702，所述台肩701与第一台阶1j配配合用于控制第一螺纹孔1f与第一阀孔1g通断的，所述压力敏感柱塞9滑动连接在第二阀孔1h内，所述压力敏感柱塞9的直径小于控制阀芯7的直径；所述第一螺纹孔1f的开口处安装有第一螺堵6，所述第二弹簧8位于第一螺堵6和控制阀芯7之间用于迫使所述台肩701压紧在第一台阶1j上。

所述吸油单向阀组件包括阀片11、限位座12、设有通油孔的阀座10；所述限位座12安装在吸油阀孔13b的底部，所述阀座10安装在吸油阀孔13b的开口处，所述阀片11设置在吸油阀孔13b内且位于限位座12和阀座10之间用于控制阀座10内通油孔的通断。

所述出油单向阀组件包括钢球2、第三弹簧4、第二螺堵5，所述泵体1内沿第四出油孔1e的轴向设有与第四出油孔1e和第三出油孔1d连通的第三阀孔1m，所述钢球2位于第三阀孔1m内用于控制第三出油孔1d和第四出油孔1e的通断，所述第二螺堵5安装在第三阀孔1m的开口处，所述第三弹簧4设置在第三阀孔1m内且位于第二螺堵5和钢球2之间用于迫使所述钢球2压紧在第四出油孔1e的左端。

当外部电机带动转轴17旋转时，转轴17带动偏心地安装的轴套转动，进而带动多边轴套22运动，使得柱塞14在第一弹簧15和多边轴套22的作用下在柱塞孔13d内往复运动，当柱塞14伸出柱塞孔13d时，柱塞腔13a内形成真空阀片11向限位座12方向运动并且位于限位座12上，使得吸油单向组件打开，油液经过进油孔、进油腔1a、吸油单向阀组件进入柱塞腔13a，当柱塞14缩回柱塞孔13d内时，柱塞腔13a内油液的压力增大，阀片11向阀座10方向运动并封堵在阀座10内的通油孔上，使得吸油单向阀关闭，柱塞腔13a内的压力油液经过第一出油孔13c、第四出油孔1e、出油单向阀组件、第三出油孔1d进入第二出油孔1c排出。当第二出油孔1c内的压力达到预定压力时，变量控制阀组件工作，第二出油孔1c的压力通过第一通流孔1i作用在压力敏感柱塞9上推动控制阀芯7克服第二弹簧8的作用力向第一螺堵6方向运动，带动台肩701离开第一台阶1j，使得相应的柱塞腔13a内的压力油液经过第一出油孔13c、第四出油孔1e、第一阀孔1g、环形通流槽702、第一螺纹孔1f、第二通流孔1k流回进油腔1a；整个柱塞14泵由变量前的六个柱塞14模块工作，变成三个柱塞14模块工作，排量降低，实现了柱塞泵的变量；同时由于压力敏感柱塞9的直径小于控制阀芯的直径，因此也实现第二出油孔压力油液的高压；当然，根据需要可以设置四个、五个、两个等变量控制阀组件模块，实现柱塞泵的变量；另外还可以根据需求设定不同的变量控制阀组件不同的开启压力，实现柱塞泵组合式变量。这里如果第二出油孔1c的压力直接作用到控制阀芯上，也能实现相应的柱塞模块的卸荷，但是为了实现第二出油孔1c内压力油液的高压，第二弹簧的规格就要很大，使得控制阀芯的体积也要增大，因此增加了泄漏量；因此压力敏感柱塞9的直径小于控制阀芯的直径不仅减小第二弹簧的规格，也大大减少泄漏量。

出油单向阀组件工作过程中，当第四出油孔1e内的油液作用在钢球2上的压力大于第三弹簧4的预紧力时，钢球2离开第四出油孔1e的左端，从而使得第三出油孔1d和第四出油孔1e连通，当第四出油孔1e内的油液作用在钢球2上的压力小于第三弹簧4的预紧力时，钢球2在第三弹簧4的作用下压紧在第四出油孔1e的左端，将第三出油孔1d和第四出油孔1e隔断。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种高压变量柱塞泵，包括泵体，以及安装在泵体右端面上的泵壳，所述泵壳与泵体的右端面之间形成进油腔，所述泵体的左端面上设有与进油腔连通的进油孔；所述泵体右端面上转动连接有伸出泵壳的转轴，其特征在于，所述进油腔内在泵体的右端面上以转轴为中心间隔均匀地安装有多个柱塞模块，所述进油腔内在转轴上偏心地安装有轴套、在所述轴套上安装有多边轴套；

所述柱塞模块包括安装块、柱塞、第一弹簧和吸油单向阀组件；所述安装块安装在泵体的右端面上；所述安装块内设有柱塞腔，以及与柱塞腔连通的吸油阀孔和第一出油孔，所述第一出油孔朝向泵体的右端面上；所述安装块内沿转轴的径向设有与柱塞腔连通的柱塞孔，所述柱塞滑动连接在所述柱塞孔内；所述柱塞上在靠近转轴的一端设有凸肩；所述第一弹簧套接在柱塞上且位于凸肩和安装块之间用于迫使所述柱塞的一端压紧在多边轴套上；所述吸油单向阀组件安装在吸油阀孔内；

所述泵体左端面的中心位置设有第二出油孔，所述泵体内沿第二出油孔的径向设有多个与所述第一出油孔一一对应的第三出油孔，所述泵体内设有多个与所述第三出油孔一一对应的第四出油孔，所述第四出油孔用于连通第一出油孔和第三出油孔；所述泵体上在第三出油孔和第四出油孔的连通处均安装有出油单向阀组件；

所述泵体内设有用于控制第二出油孔流量的变量控制阀组件；所述变量控制阀组件包括控制阀芯、第二弹簧、压力敏感柱塞；所述泵体内沿转轴的径向设有第一螺纹孔，所述第一螺纹孔的底部沿转轴的径向设有与所述第四出油孔连通的第一阀孔，所述第一螺纹孔和第一阀孔之间形成第一台阶；所述第一阀孔的底部设有第二阀孔，所述第二阀孔的底部设有用于连通第二出油孔和第二阀孔的第一通流孔；所述泵体内设有用于连通第一螺纹孔和进油腔的第二通流孔；所述控制阀芯滑动连接在第一阀孔内，所述控制阀芯上在位于第一螺纹孔内的一端设有台肩，所述控制阀芯上在靠近台肩的圆周侧面上设有环形通流槽，所述台肩与第一台阶配配合用于控制第一螺纹孔与第一阀孔通断的，所述压力敏感柱塞滑动连接在第二阀孔内，所述压力敏感柱塞的直径小于控制阀芯的直径；所述第一螺纹孔的开口处安装有第一螺堵，所述第二弹簧位于第一螺堵和控制阀芯之间用于迫使所述台肩压紧在第一台阶上。

2.根据权利要求1所述的高压变量柱塞泵，其特征在于，所述吸油单向阀组件包括阀片、限位座、设有通油孔的阀座；所述限位座安装在吸油阀孔的底部，所述阀座安装在吸油阀孔的开口处，所述阀片设置在吸油阀孔内且位于限位座和阀座之间用于控制阀座内通油孔的通断。

3.根据权利要求1所述的高压变量柱塞泵，其特征在于，所述出油单向阀组件包括钢球、第三弹簧、第二螺堵，所述泵体内沿第四出油孔的轴向设有与第四出油孔和第三出油孔连通的第三阀孔，所述钢球位于第三阀孔内用于控制第三出油孔和第四出油孔的通断，所述第二螺堵安装在第三阀孔的开口处，所述第三弹簧设置在第三阀孔内且位于第二螺堵和钢球之间用于迫使所述钢球压紧在第四出油孔的左端。

4.根据权利要求1所述的高压变量柱塞泵，其特征在于，所述柱塞模块的个数为六个；所述变量控制阀组件为三个；所述多边轴套的横截面为正六边形。