CN109973383A - 一种液压机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压机械，包括转子、定子、滑动设置在转子槽内部的叶片和配流盘、叶片下腔、流体腔室，流体腔室设置有至少一个扩大区段和至少一个缩小区段，配流盘上设有与扩大区段连通的进流腔和与缩小区段连通的出流腔，配流盘上设有控制流道，控制流道外部连接有控制阀，配流盘上设有与控制流道连通的流体槽,部分或全部叶片下腔经流体槽和控制流道与控制阀相连，控制阀控制叶片下腔连通出流腔或进流腔或外接流体或止断控制流道，控制流体腔室形成封闭的液体循环状态或断开封闭的液体循环状态。该液压机械控制简便、工作可靠、具有显著的节能功效。

Description

一种液压机械

技术领域

本发明涉及液压机械技术领域，更具体的说涉及叶片式的液压机械。

背景技术

现有的液压机械，例如子母式或柱销式液压叶片泵，其叶片下腔与流体腔室始终相通，不能改变叶片下腔流体状态，在系统非工作循环时段其流体仍处于循环状态，从而导致因系统背压造成的能量损耗和流体循环造成的不必要发热，这将降低系统效率、降低工作可靠性、加速系统老化、增加冷却功率。

因此，急需要设计一种能够提高系统效率，提高工作可靠性，延长使用寿命的液压机械，使非工作阶段工作系统最大限度地降低能量损耗和流体发热，以提高系统效率和可靠性，并节省冷却功率；而在工作阶段高效稳定。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有液压机械，系统效率低、工作可靠性差、系统老化快、增加冷却功率等问题，而提供一种液压机械，在工作系统的非工作循环时段，使叶片下腔连通进流腔或外接流体或止断流体通道，通过叶片下腔流体状态控制流体腔室状况，使得流体腔室不能形成封闭状态，从而导致不能进流和不能建压并停止流体循环，避免了该时段工作系统能量损耗和流体发热，提高了系统效率和可靠性，并节省冷却功率；在工作循环时段则变换控制阀流道，改变叶片下腔流体状态，在叶片上下端压差和子叶片（或柱销）作用下，使得流体腔室形成封闭状态，从而进入流体循环传送建压工作时段。

本发明实现其发明目的所采用的技术方案是：一种液压机械，包括转子、定子、配流盘和滑动设置在转子槽内部的叶片，所述的叶片下端与转子槽底部构成叶片下腔，所述的相邻叶片与转子外表面、定子内表面及两侧的配流盘端面间形成流体腔室，所述的流体腔室设置有至少一个扩大区段和至少一个缩小区段，所述的配流盘上设有与扩大区段连通的进流腔和与缩小区段连通的出流腔，所述的配流盘上设有控制流道，所述的控制流道外部连接有控制阀，所述的配流盘上设有与控制流道连通的流体槽，所述的部分或全部叶片下腔经流体槽和控制流道与控制阀相连，而不直接与流体腔室相通，所述的控制阀控制叶片下腔连通出流腔或进流腔或外接流体或止断控制流道，控制流体腔室形成封闭的液体循环状态或断开封闭的液体循环状态。该液压机械，对现有子母式和柱销式等传统液压叶片机械的创新提升，通过对配流盘进行设置，在配流盘上设置控制流道和流体槽，并配合一控制阀，使控制流道与控制阀相连，使流体槽与叶片下腔相通，部分或全部叶片下腔经流体槽和控制流道与控制阀相连，具体使用时，工作系统控制信号作用于控制阀，根据工作系统循环过程需要，叶片下腔经控制阀有选择地与出流腔或进流腔或外接流体相通或止断控制流道，从而通过叶片下腔流体状态控制流体腔室工作状况，按系统需要选择停止流体循环或继续流体循环，最大限度地降低工作系统能量损耗和流体发热。在工作系统的非工作循环时段，使叶片下腔连通进流腔或外接流体或止断流体通道，通过叶片下腔流体状态控制流体腔室状况，使得流体腔室不能形成封闭状态，从而导致不能进流和不能建压并停止流体循环，因此避免了该时段工作系统能量损耗和流体发热，提高了系统效率和可靠性，并节省冷却功率。在工作循环时段则变换控制阀流道，改变叶片下腔流体状态，在叶片上下端压差和子叶片（或柱销）作用下，使得流体腔室形成封闭状态，从而进入流体循环传送建压工作时段。该液压机械控制简便、工作可靠、节能彻底、能够实现广泛应用，具有显著的节能功效。

作为优选，所述的配流盘上的流体槽分区段设置有与相应叶片下腔相通的扩大区流体槽和缩小区流体槽，与流体腔室扩大区段或进流腔相对应的流体槽为扩大区流体槽，与流体腔室缩小区段或出流腔相对应的流体槽为缩小区流体槽。分区段设置扩大区流体槽和缩小区流体槽，可以有选择性地设置不同流体流通状态，从而实现多种不同形式的控制，以满足非工作状态的节能以及工作状态的良好运行。

作为优选，所述的控制阀上连接有控制信号，所述的缩小区流体槽与出流腔相通，扩大区流体槽经控制流道与控制阀相连，控制信号作用于控制阀，非工作循环时段所述控制流道止断，工作循环时段该控制流道连通进流腔或外接流体。分区段设置扩大区流体槽和缩小区流体槽的一种流体控制方式，是使部分叶片下腔与扩大区流体槽连通，而与流体腔室不相通，扩大区流体槽经控制流道与控制阀相连，缩小区流体槽与出流腔连通，在系统非工作循环时段，控制信号作用于控制阀截止控制流道使该部分叶片下腔流体通道止断封闭，从而该流体腔室扩大区段叶片沿转子槽向外滑移时将受该叶片下腔负压作用，叶片上端与定子内表面不能形成紧密接触，使流体腔室不能形成封闭状态，流体进流传送也就不能形成，于是流体循环停止；需进入系统工作循环时，在控制信号作用下变换控制阀流道，并根据不同结构设计需要，使该部分叶片下腔经扩大区流体槽和控制阀与进流腔或外接流体相通，叶片在其上下端压力差和离心力及子叶片（或柱销）作用下与定子内表面紧密接触，流体腔室形成封闭状态，从而实现进流传送出流建压完成工作循环。

作为另一种优选，所述的控制阀上连接有控制信号，所述的扩大区流体槽连通进流腔，所述的缩小区流体槽经控制流道与控制阀相连，控制信号作用于控制阀，非工作循环时段所述控制流道止断或连通进流腔或连通外接流体，工作循环时段该控制流道与出流腔相通。分区段设置扩大区流体槽和缩小区流体槽的另一种流体控制方式，是使缩小区流体槽经控制流道与控制阀相连，部分叶片下腔与缩小区流体槽连通，而不直接与流体腔室相通，扩大区流体槽则连通进流腔，在系统非工作循环时段，根据结构设计需要，控制信号作用于控制阀使缩小区流体槽经控制流道连通进流腔或外接流体或止断控制流道，即该部分叶片下腔连通进流腔或外接流体或止断流体通道，不能形成有效压力使叶片紧密接触定子内表面，导致流体腔室不能形成封闭状态，从而出流腔不能建压工作并停止流体循环；需进入系统工作循环时，在控制信号作用下，缩小区流体槽经控制阀与出流腔相通，叶片在上下端压差和子叶片（或柱销）作用下紧密接触定子内表面，使流体腔室形成封闭状态，实现流体循环传送建压工作。

作为第三种优选，所述的控制阀上连接有控制信号，所述的扩大区流体槽经控制流道与控制阀相连，所述的缩小区流体槽经另一控制流道与控制阀相连，控制信号作用于控制阀，非工作循环时段，与扩大区流体槽相通的控制流道止断，与缩小区流体槽相通的另一控制流道经控制阀连通进流腔或外接流体；工作循环时段，与扩大区流体槽相通的控制流道经控制阀连通进流腔或外接流体，与缩小区流体槽相通的另一控制流道连通出流腔。分区段设置扩大区流体槽和缩小区流体槽的第三种流体控制方式，配流盘上分别设有与扩大区流体槽相通的控制流道和与缩小区流体槽相通的控制流道，两条控制流道分别与控制阀相连，即对应流体腔室扩大区段的叶片下腔经扩大区流体槽和一控制流道与控制阀相连，对应流体腔室缩小区段的叶片下腔经缩小区流体槽和另一控制流道与控制阀相连，叶片下腔与流体腔室不相通，控制信号作用于控制阀，非工作循环时段，与扩大区流体槽相通的控制流道止断，与缩小区流体槽相通的控制流道经控制阀连通进流腔或外接流体，于是叶片受叶片下腔流体状态制约不能形成有效压力使叶片紧密接触定子内表面，导致流体腔室不能形成封闭状态，从而不能出流建压并停止流体循环；工作循环时段，与扩大区流体槽相通的控制流道经控制阀连通进流腔或外接流体，与缩小区流体槽相通的控制流道连通出流腔，叶片在上下端压差和子叶片（或柱销）作用下紧密接触定子内表面，使流体腔室形成封闭状态，实现流体循环建压工作。

作为优选，叶片下方设置有与叶片配合的子叶片。

作为优选，转子槽底设置有销孔，所述的销孔内部设置有柱销。

作为优选，控制阀为流体控制阀或电磁控制阀或机械控制阀。

作为优选，控制信号包括转速、速度、行程、角度、压力和温度。

作为优选，液压机械包括双叶片式液压泵、阶梯叶片式液压泵、单叶片式液压泵。

本发明的有益效果是：该液压机械，通过不同流体通道的通断设计，可以使得液压机械，在工作系统的非工作循环时段，使叶片下腔连通进流腔或外接流体或止断流体通道，通过叶片下腔流体状态控制流体腔室状况，使得流体腔室不能形成封闭状态，从而导致不能进流和不能建压并停止流体循环，因此避免了该时段工作系统能量损耗和流体发热，提高了系统效率和可靠性，并节省冷却功率。在工作循环时段则变换控制阀流道，改变叶片下腔流体状态，在叶片上下端压差和子叶片（或柱销）作用下，使得流体腔室形成封闭状态，从而进入流体循环传送建压工作时段。该液压机械控制简便、工作可靠、节能彻底、能够实现广泛应用，具有显著的节能功效。

附图说明

图1是本发明液压机械（子叶片式）的一种结构示意图；

图2是本发明液压机械（柱销式）的一种结构示意图；

图3是本发明液压机械的第三种结构示意图；

图4是本发明液压机械的第四种结构示意图；

图5本发明液压机械的第五种结构示意图；

图6是本发明液压机械的第六种结构示意图；

图中：1、转子，2、转子槽，3、叶片，4、子叶片，5、销孔，6、柱销，7、定子，8、配流盘，9、叶片下腔，10、流体腔室， 13、进流腔，14、出流腔，15、控制阀，16、控制流道，17、流体槽，18、外接流体，19、控制信号，20、扩大区流体槽，21、缩小区流体槽。

具体实施方式：

下面通过具体实施例并结合附图对本发明的技术方案作进一步详细说明。

实施例1：

如图1所示的实施例中，一种液压机械，包括可旋转的转子1、若干可在转子槽2内滑动的叶片3、设在叶片3下方与叶片3配合的子叶片4、装在转子1外的定子7、置于转子1定子7两侧的配流盘8，叶片下端与转子槽2底部构成叶片下腔9，相邻叶片3与转子1外表面、定子7内表面及两侧配流盘8端面间形成流体腔室10，流体腔室10设置有至少一个扩大区段和至少一个缩小区段，配流盘8上设有与该扩大区段连通的进流腔13和与该缩小区段连通的出流腔14，该新型液压机械还装有控制阀15，配流盘8上设有与控制阀15相连的控制流道16，配流盘8上还设有与叶片下腔9相通的流体槽17，部分或全部叶片下腔9经流体槽17和控制流道16与控制阀15相连，而不直接与流体腔室10相通，控制信号作用于控制阀15，根据工作系统循环过程需要，叶片下腔9经控制阀15有选择地连通出流腔14或进流腔13或外接流体18或止断控制流道16，从而通过改变叶片下腔9流体状态控制流体腔室10工作状况，即流体腔室10选择不能形成封闭状态或保持封闭状态，达到按系统需要选择停止流体循环或继续流体循环之目的。

实施例2：

如图2所示，一种液压叶片机械，包括可旋转的转子1、若干可在转子槽2内滑动的叶片3、设在叶片3下方与转子槽底销孔5配合的柱销6、装在转子1外的定子7、置于转子1定子7两侧的配流盘8，叶片下端与转子槽2底部构成叶片下腔9，相邻叶片3与转子1外表面、定子7内表面及两侧配流盘8端面间形成流体腔室10，流体腔室10设置有至少一个扩大区段和至少一个缩小区段，配流盘8上设有与该扩大区段连通的进流腔13和与该缩小区段连通的出流腔14，该新型液压机械还装有控制阀15，配流盘8上设有与控制阀15相连的控制流道16，配流盘8上还设有与叶片下腔9相通的流体槽17，部分或全部叶片下腔9经流体槽17和控制流道16与控制阀15相连，而与流体腔室10不相通，控制信号作用于控制阀15，根据工作系统循环过程需要，叶片下腔9经控制阀15有选择地连通出流腔14或进流腔13或外接流体18或止断控制流道16，从而通过改变叶片下腔9流体状态控制流体腔室10工作状况，即流体腔室10选择不能形成封闭状态或保持封闭状态，达到按系统需要选择停止流体循环或继续流体循环之目的。

实施例3：

如图3所示，本实施例中的技术方案与实施例1或实施例2中的技术方案基本相同，不同之处在于：配流盘8上对应叶片下腔9位置设有与相应叶片下腔9连通的分段布置的流体槽17，与流体腔室10扩大区段或进流腔13相对应的流体槽17为扩大区流体槽20，与流体腔室10缩少区段或出流腔14相对应的流体槽为缩小区流体槽21，部分叶片下腔9与扩大区流体槽20连通，而与流体腔室10不相通，扩大区流体槽20经控制流道16与控制阀15相连，缩小区流体槽21与出流腔14连通，在系统非工作循环时段，控制信号19作用于控制阀15截止控制流道16使该部分叶片下腔流体通道止断封闭，从而该流体腔室扩大区段叶片沿转子槽2向外滑移时将受该叶片下腔9负压作用，叶片3上端与定子7内表面不能形成紧密接触，使流体腔室10不能形成封闭状态，流体进流传送也就不能形成，于是流体循环停止；需进入系统工作循环时，在控制信号19作用下变换控制阀15流道，并根据不同结构设计需要，使该部分叶片下腔9经扩大区流体槽20和控制阀15与进流腔13或外接流体18相通，叶片3在其上下端压力差和离心力及子叶片4（或柱销6）作用下与定子7内表面紧密接触，流体腔室10形成封闭状态，从而实现进流传送出流建压完成工作循环。上述控制信号19根据工作系统不同特点，可有多种方式，包括转速、速度、行程、角度、压力、温度等，可单一信号也可按工作特点联合几种信号控制。控制阀15可根据工作系统情况和结构设计需要，采取流体控制形式或电磁控制形式或机械控制形式等。

实施例4：

如图4、图5所示，本实施例中的技术方案与实施例1或实施例2中的技术方案基本相同，不同之处在于：按配流盘8所设分段流体槽方案，还可采取以下控制方式实施本发明。缩小区流体槽21经控制流道16与控制阀15相连，部分叶片下腔9与缩小区流体槽21连通，而与流体腔室10不相通，扩大区流体槽20连通进流腔13，在系统非工作循环时段，根据结构设计需要，控制信号19作用于控制阀15使缩小区流体槽21经控制流道16连通进流腔13或外接流体18或止断控制流道16，即该部分叶片下腔9连通进流腔13或外接流体18或止断流体通道，不能形成有效压力使叶片3紧密接触定子7内表面，导致流体腔室10不能形成封闭状态，从而出流腔14不能建压工作并停止流体循环；需进入系统工作循环时，在控制信号19作用下，缩小区流体槽21经控制阀15与出流腔14相通，叶片3在上下端压差和子叶片4（或柱销6）作用下紧密接触定子7内表面，使流体腔室10形成封闭状态，实现流体循环传送建压工作。

实施例5：

如图6所示，本实施例中的技术方案与实施例1或实施例2中的技术方案基本相同，不同之处在于：按配流盘分段流体槽方案，也可采取下面方式实施本发明。配流盘8上分别设有与扩大区流体槽20相通的控制流道16-1和与缩小区流体槽21相通的控制流道16-2，二条控制流道分别与控制阀15相连，即对应流体腔室扩大区段的叶片下腔9经扩大区流体槽20和一控制流道16-1与控制阀15相连，对应流体腔室缩小区段的叶片下腔经缩小区流体槽21和另一控制流道16-2与控制阀15相连，叶片下腔9与流体腔室10不相通，控制信号19作用于控制阀15，非工作循环时段，与扩大区流体槽20相通的控制流道16-1止断，与缩小区流体槽21相通的控制流道16-2经控制阀15连通进流腔13或外接流体18，于是叶片3受叶片下腔流体状态制约不能形成有效压力使叶片紧密接触定子内表面，导致流体腔室10不能形成封闭状态，从而不能出流建压并停止流体循环；工作循环时段，与扩大区流体槽20相通的控制流道16-1经控制阀15连通进流腔13或外接流体18，与缩小区流体槽21相通的控制流道16-2连通出流腔14，叶片在上下端压差和子叶片4（或柱销6）作用下紧密接触定子内表面，使流体腔室10形成封闭状态，实现流体循环建压工作。

上述实施例所述的方案中，所述连通进流腔13，包括连通与进流腔13相通的其它低压通道，所述连通出流腔14包括连通与出流腔14相通的其它出流通道。控制阀15包括流体控制形式或电磁控制形式或机械控制形式的阀等，控制信号包括转速、速度、行程、角度、压力、温度等。

根据系统实际情况和具体结构，还可设计其它形式流体槽和控制方式实施本发明。

本发明技术还可创新改进其它类型液压叶片泵以提升功能，如双叶片式、阶梯叶片式及单叶片式等结构形式，改进后用于各主机行业设备节能改造和提高工作性能。

本发明新型液压机械，对现有子母式和柱销式等传统液压叶片泵进行了创新提升，具有了显著的节能功效。该新型液压机械如图1，包括可旋转的转子、若干可在转子槽内滑动的叶片、设在叶片下方与叶片配合的子叶片（或设在叶片下方与转子槽底销孔配合的柱销,如图2）、装在转子外的定子、置于转子定子两侧的配流盘，叶片下端与转子槽底部构成叶片下腔，相邻叶片与转子外表面、定子内表面及两侧配流盘端面间形成流体腔室，流体腔室设置有至少一个扩大区段和至少一个缩小区段，配流盘上设有进流腔和出流腔分别与扩大区段流体腔室和缩小区段流体腔室连通，该液压机械还设有控制阀，配流盘上设有与控制阀相连的控制流道，配流盘上还设有与叶片下腔相通的流体槽，部分或全部叶片下腔经流体槽和控制流道与控制阀相连，而与流体腔室不相通，工作系统控制信号作用于控制阀，根据工作系统循环过程需要，叶片下腔经控制阀有选择地与出流腔或进流腔或外接流体相通或止断控制流道，从而通过叶片下腔流体状态控制流体腔室工作状况，按系统需要选择停止流体循环或继续流体循环，最大限度地降低工作系统能量损耗和流体发热。该新型液压机械控制简便、工作可靠、节能彻底、应用广泛。

Claims (10)

1.一种液压机械，包括转子（1）、定子（7）、滑动设置在转子槽（2）内部的叶片（3）和配流盘（8），所述的叶片下端与转子槽底部构成叶片下腔（9），所述的相邻叶片（3）与转子外表面、定子内表面及两侧的配流盘（8）端面间形成流体腔室（10），所述的流体腔室（10）设置有至少一个扩大区段和至少一个缩小区段，所述的配流盘（8）上设有与扩大区段连通的进流腔（13）和与缩小区段连通的出流腔（14），其特征在于：所述的配流盘（8）上设有控制流道（16），所述的控制流道（16）外部连接有控制阀（15），所述的配流盘（8）上设有与控制流道（16）连通的流体槽（17），所述的部分或全部叶片下腔（9）经流体槽（17）和控制流道（16）与控制阀（15）相连，所述的控制阀（15）控制叶片下腔（9）连通出流腔（14）或进流腔（13）或外接流体（18）或止断控制流道（16），控制流体腔室（10）形成封闭的液体循环状态或断开封闭的液体循环状态。

2.根据权利要求1所述的液压机械，其特征在于：所述的配流盘（8）上的流体槽分区段设置有与相应叶片下腔相通的扩大区流体槽（20）和缩小区流体槽（21），与流体腔室（10）扩大区段或进流腔（13）相对应的流体槽为扩大区流体槽（20），与流体腔室（10）缩小区段或出流腔（14）相对应的流体槽为缩小区流体槽（21）。

3.根据权利要求2所述的液压机械，其特征在于：所述的控制阀（15）上连接有控制信号（19），所述的缩小区流体槽（21）与出流腔（14）相通，扩大区流体槽（20）经控制流道（16）与控制阀（15）相连，控制信号（19）作用于控制阀（15），非工作循环时段所述控制流道（16）止断，工作循环时段该控制流道（16）连通进流腔（13）或外接流体（18）。

4.根据权利要求2所述的液压机械，其特征在于：所述的控制阀（15）上连接有控制信号（19），所述的扩大区流体槽（20）连通进流腔（13），所述的缩小区流体槽（14）经控制流道（16）与控制阀（15）相连，控制信号（19）作用于控制阀（15），非工作循环时段所述控制流道（16）止断或连通进流腔（13）或连通外接流体（18），工作循环时段该控制流道（16）与出流腔（14）相通。

5.根据权利要求2所述的液压机械，其特征在于，所述的控制阀（15）上连接有控制信号（19），所述的扩大区流体槽（20）经控制流道（16-1）与控制阀（15）相连，所述的缩小区流体槽（21）经另一控制流道（16-2）与控制阀（15）相连，控制信号（19）作用于控制阀（15），非工作循环时段，与扩大区流体槽（20）相通的控制流道（16-1）止断，与缩小区流体槽（21）相通的另一控制流道（16-2）经控制阀（15）连通进流腔（13）或外接流体（18）；工作循环时段，与扩大区流体槽（20）相通的控制流道（16-1）经控制阀（20）连通进流腔（13）或外接流体（18），与缩小区流体槽（21）相通的另一控制流道（16-2）连通出流腔（14）。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的液压机械，其特征在于：叶片（3）下方设置有与叶片配合的子叶片（4）。

7.根据权利要求1至5任意一项所述的液压机械，其特征在于：转子槽（2）底设置有销孔（5），所述的销孔（5）内部设置有柱销（6）。

8.根据权利要求1至5任意一项所述的液压机械，其特征在于：控制阀（15）为流体控制阀或电磁控制阀或机械控制阀。

9.根据权利要求3或4或5所述的液压机械，其特征在于：控制信号（19）包括转速、速度、行程、角度、压力和温度。

10.根据权利要求1至5任意一项所述的液压机械，其特征在于：液压机械包括双叶片式液压泵、阶梯叶片式液压泵、单叶片式液压泵。