CN109630404A - 一种嵌入式低流阻柱塞泵缸体结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可以减小对液压介质流体的阻力，提升自吸性能，有助于提高转速，提升流量的嵌入式低流阻柱塞泵缸体结构，包括缸体，该结构还可以减少加工工序、降低生产成本，所述缸体内分布有柱塞孔和腰型孔，所述柱塞孔和腰型孔相互连通，所述柱塞孔内底端嵌入内嵌式整流块，所述内嵌式整流块内分布有与腰型孔连通使液压介质流动更加顺畅的流道，所述流道为光滑的曲面或者由多数离散平面或曲面构成的面的集合。
Description
技术领域
本发明属涉及一种嵌入式低流阻柱塞泵缸体结构。
背景技术
在轴向柱塞泵工作时，缸体旋转，缸体孔内的柱塞沿轴线往复运动，如图1所示，通过腰型孔2与缸体内柱塞孔3连通后完成液压介质的吸入和排出。柱塞孔3底部为圆形或者加工刀具留下的锥形，腰型孔2与底部形状相贯，形成了机加工棱边1，在吸入/排出液压介质时，该棱边妨碍液压介质的流动，柱塞泵的自吸性能受到影响，不利于提高转速，提升流量。同时，缸体孔较深，在缸体孔底部做复杂形状的加工受到机床和加工刀具及成本因素的限制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种嵌入式低流阻柱塞泵缸体结构，其可以减小对液压介质流体的阻力，提升自吸性能，有助于提高转速，提升流量，同时还可以减少加工工序、降低生产成本。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种嵌入式低流阻柱塞泵缸体结构，包括缸体，所述缸体内分布有柱塞孔和腰型孔，所述柱塞孔和腰型孔相互连通，所述柱塞孔内底端嵌入内嵌式整流块，所述内嵌式整流块内分布有与腰型孔连通使液压介质流动更加顺畅的流道，所述流道为光滑的曲面或者由多数离散平面或曲面构成的面的集合。
进一步的技术方案为，所述内嵌式整流块与缸体柱塞孔之间过盈配合，也可以是其它包括槽隼及螺钉固定方式进行固定。
进一步的技术方案为，所述内嵌式整流块上与柱塞孔贴合的面上设有限位结构，所述限位结构为凸起或沟槽或其它结构，内嵌式整流块上底端或侧面设有凸起或凹槽，而柱塞孔贴合面上设有与凸起或凹槽相对应的凹槽和凸起来达到限位的效果，本实施例中是在内嵌式整流块底端设置凸起达到卡位效果。
进一步的技术方案为，所述内嵌式整流块为金属、硬质塑料或者陶瓷材质等，成型方法包括铸造，注塑，3D打印等。
本发明的有益效果是：
1.通过内嵌式整流块形成顺畅的缸体流道，回避在柱塞孔底部的复杂加工。
2.内嵌式整流块可采用金属或硬质塑料，另行铸造或者注塑成型，降低加工成本。
3.通过内嵌式整流块形成顺畅的缸体流道，减小对液压介质流体的阻力，提升自吸性能，有助于提高转速，提升流量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为原有柱塞泵缸体结构的示意图；
图2为实施例一的结构示意图；
图3为实施例一中整流块流道的剖视图；
图4为实施例一中整流块流道由多数离散平面构成面的示意图；
图5为实施例二的示意图；
图6为原有柱塞泵缸体结构仿真模拟排出液压介质时流线的示意图；
图7为原有柱塞泵缸体结构仿真模拟排出液压介质时压力分布的示意图；
图8为实施例一仿真模拟排出液压介质时流线的示意图；
图9为实施例一仿真模拟排出液压介质时压力分布的示意图；
图10为原有柱塞泵缸体结构仿真模拟吸入液压介质时流线的示意图；
图11为实施例一仿真模拟吸入液压介质时流线的示意图。
图1-11中：1－加工棱边、2－腰型孔、3－柱塞孔、4－流道、5－内嵌式整流块、6－限位结构、7－缸体、8－柱塞、9－片状板块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参阅图2至图3所示，一种嵌入式低流阻柱塞泵缸体结构，包括缸体7，缸体7内分布有柱塞孔3和腰型孔2，柱塞孔3和腰型孔2相互连通，柱塞孔3内底端嵌入内嵌式整流块5，内嵌式整流块5内分布有与腰型孔2连通使液压介质流动更加顺畅的流道4，整流块流道4为光滑的曲面或者由多数离散平面或曲面构成的面的集合。
内嵌式整流块5与缸体流道3之间过盈配合，也可以是其它包括槽隼及螺钉固定方式进行固定。柱塞孔3设有可沿着柱塞孔轴向往复运动的柱塞8。内嵌式整流块5上与柱塞孔3贴合的面上设有限位结构6。限位结构6为凸起或沟槽或其它结构，内嵌式整流块5上底端或侧面设有凸起或凹槽，而柱塞孔3贴合面上设有与凸起或凹槽相对应的凹槽和凸起来达到限位的效果，本实施例中是在内嵌式整流块5底端设置凸起达到卡位效果。所述内嵌式整流块5为金属、硬质塑料或者陶瓷材质等，成型方法包括铸造，注塑，3D打印等。
在本实施例中，缸体7旋转，缸体7中柱塞孔3内的柱塞8沿柱塞孔轴线往复运动，通过腰型孔2吸入/排出液压介质，在此过程中，无论吸入过程还是排出过程，液压介质都会经过内嵌式整流块5上的流道4，在工艺上要使整流块流道4的进出口与缸体7上的腰型孔2对接时的台阶尽可能小，以便形成顺畅的流道，减小对流体阻力，提升自吸性能，有助于提高转速，提升流量。
其中，整流块流道4还有另外一种构成形式，如图4所示，整流块流道4由多数离散平面构成的面的集合。
采用三维仿真技术进行模拟计算的结果：
(1)排出液压介质时(柱塞8向腰型孔2方向移动，柱塞孔3插入柱塞的部分为入口，速度边界条件为1.8m/sec，速度方向为指向腰型孔2的方向，腰型孔2为出口边界)；如图6所示，原有的结构中有柱塞孔和腰型孔连接的台阶，仿真计算结果显示液压介质流动不畅，台阶处有涡流，速度不均匀；如图7所示，在原有结构的柱塞孔3和腰型孔2连接的台阶处有冲击造成的高压区，流动损失大；如图8所示，采用了本发明的内嵌式整流块5，流动顺畅，速度均匀；如图9所示，压力分布均匀，流动损失小。
(2)吸入液压介质时(柱塞8向背离腰型孔2的方向移动，腰型孔为入口，柱塞孔3插入柱塞的部分为出口速度为1.8m/sec，速度方向为背离腰型孔2的方向)如图10所示，在原有结构的柱塞孔3和腰型孔2连接的台阶处液压介质的流动不畅，造成涡流，速度不均匀；如图11所示，采用了本发明的内嵌式整流块5，流动顺畅，不会造成涡流，速度均匀。
其中，以上实施例仿真适用于任何类似结构的柱塞泵，通常情况下排量为200cm3～40cm3的自吸式轴向斜盘柱塞泵的转速范围是1800rpm～3000rpm，缸体每秒旋转30～50圈，以9个柱塞的柱塞泵为例，柱塞孔为9个，每转一圈都会有9个柱塞以极小的时间差相继完成吸入/排出液压介质的动作。上述台阶造成涡流的现象每秒会发生270～450次，这样高频率发生的对液压介质的流动阻碍现象是不能忽视的，本发明能最大限度地避免这种现象的发生。
实施例二
参阅图5所示，与实施例一不同之处在于：所述内嵌式整流块5由片状板块9相互叠加形成，叠加方式可以竖直方向也可以是横向。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明保护范围内。
Claims (4)
1.一种嵌入式低流阻柱塞泵缸体结构，包括缸体，所述缸体内分布有柱塞孔和腰型孔，所述柱塞孔和腰型孔相互连通，其特征在于：所述柱塞孔内底端嵌入内嵌式整流块，所述内嵌式整流块内分布有与腰型孔连通使液压介质流动更加顺畅的流道，所述流道为光滑的曲面或者由多数离散平面或曲面构成的面的集合。
2.根据权利要求1所述的一种嵌入式低流阻柱塞泵缸体结构，其特征在于：所述内嵌式整流块与缸体柱塞孔之间过盈配合。
3.根据权利要求1所述的一种嵌入式低流阻柱塞泵缸体结构，其特征在于：所述内嵌式整流块上与柱塞孔贴合的面上设有限位结构，所述限位结构为凸起或沟槽。
4.根据权利要求1所述的一种嵌入式低流阻柱塞泵缸体结构，其特征在于：所述内嵌式整流块为金属、硬质塑料或者陶瓷材质。
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