CN110360095A - 柱塞组件及具有该组件的柱塞泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种柱塞组件，包括缸体、柱塞、滑靴和配流盘，柱塞内设置有轴向通孔，轴向通孔内设置有活塞，柱塞泵排液时配流盘推动柱塞进入缸体，工作介质推动活塞向球头端运动，且配流盘封闭轴向通孔的球头端开口以压缩内部的润滑介质，柱塞泵吸液时配流盘随柱塞退出缸体，弹性复位件驱动活塞复位，且配流盘上的配流槽通过连接通孔连通轴向通孔的球头端开口以向内部补充润滑介质。改善柱塞整体受到的液压力，减小运动副间的相互作用力，提高装置的耐久性和使用寿命，活塞起到隔离两种不同介质的作用，从而使其能以水等润滑性不好的流体作为工作介质，同时又能保证关键运动副的润滑提高其耐久性。本发明还公开一种包括上述柱塞组件的柱塞泵。

Description

柱塞组件及具有该组件的柱塞泵

技术领域

本发明涉及液压泵领域，特别是涉及一种柱塞组件。此外，本发明还涉及一种包括上述柱塞组件的柱塞泵。

背景技术

柱塞泵广泛应用于多种领域中，特别是高压水柱塞泵是液压系统中的高压介质源，为整个系统提供带压介质，柱塞是柱塞泵的核心元件之一，柱塞在缸体上的柱塞孔内做往复直线运动，使柱塞泵工作腔的容积发生周期性变化，实现泵的吸排液过程。

高压水液压泵工作时，柱塞端面受到高压介质作用，加剧柱塞与滑靴运动副以及滑靴与配流盘运动副的磨损，当柱塞球头受力不均匀时，柱塞球头受到的力又会产生大的径向分力，加剧柱塞与缸体运动副的磨损，同时，其适用介质存在一定的局限性，工作介质为水或润滑性不佳的介质时，关键配合副的磨损会加剧，严重影响柱塞及泵的使用寿命。

因此，针对高压、水介质等工作液润滑性不好的工况，如何提供一种改善运动副受力的柱塞组件是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种柱塞组件，柱塞内设置有轴向通孔及活塞，形成两个腔体，抵消压力以改善运动副受力，延长装置使用寿命。本发明的另一目的是提供一种包括上述柱塞组件的柱塞泵。

为解决上述技术问题，本发明提供一种柱塞组件，包括缸体、安装于所述缸体内的柱塞、设置于所述柱塞球头端的滑靴和配流盘，所述柱塞内设置有两端开口的轴向通孔，所述轴向通孔内设置有分隔其两端的活塞和用于复位所述活塞位置的弹性复位件，所述滑靴中部设置有连接通孔，所述配流盘的工作面上设置有半周的配流槽，柱塞泵排液时所述配流盘推动所述柱塞进入所述缸体，所述柱塞推出工作介质，工作介质推动所述活塞向所述球头端运动，且所述配流盘封闭所述轴向通孔的所述球头端开口以压缩内部的润滑介质，柱塞泵吸液时所述配流盘随所述柱塞退出所述缸体，所述柱塞吸入工作介质，所述弹性复位件驱动所述活塞复位，且所述配流盘上的所述配流槽通过所述连接通孔连通所述轴向通孔的所述球头端开口以向内部补充润滑介质。

优选地，所述柱塞包括沿轴向依次设置的所述球头端、中间段和工作端，所述中间段的直径大于所述工作端的直径，所述缸体内设置有与所述中间段及所述工作端配合的限位台阶。

优选地，所述中间段和所述球头端之间设置有限位槽，所述限位槽外套装有回程盘。

优选地，所述中间段外周设置有均匀排布的多个导流槽，所述导流槽的延伸方向平行所述柱塞的轴线方向。

优选地，所述缸体的工作油口处设置有进配流阀和出配流阀。

优选地，轴向通孔具体为阶梯通孔，包括沿轴向依次设置的介质孔、连通孔、工作孔和安装孔，所述介质孔靠近所述球头端并用于盛装润滑介质，所述活塞安装于所述工作孔中部，所述工作孔的直径大于所述连通孔的直径，所述工作孔的直径小于所述介质孔的直径，所述弹性复位件的一端与所述活塞相抵，另一端相抵所述工作孔与所述连通孔之间的限位台阶。

优选地，所述工作孔对应所述活塞活动位置设置有环形槽，所述环形槽内设置有密封件。

优选地，所述安装孔处安装有伸入所述工作孔内的限位套筒。

本发明提供一种柱塞泵，包括柱塞组件，所述柱塞组件具体为上述任意一项所述的柱塞组件。

优选地，所述柱塞泵具体为高压水液压柱塞泵。

本发明提供一种柱塞组件，包括缸体、安装于缸体内的柱塞、设置于柱塞球头端的滑靴和配流盘，柱塞内设置有两端开口的轴向通孔，轴向通孔内设置有分隔其两端的活塞和用于复位活塞位置的弹性复位件，滑靴中部设置有连接通孔，配流盘的工作面上设置有半周的配流槽，柱塞泵排液时配流盘推动柱塞进入缸体，柱塞推出工作介质，工作介质推动活塞向球头端运动，且配流盘封闭轴向通孔的球头端开口以压缩内部的润滑介质，柱塞泵吸液时配流盘随柱塞退出缸体，柱塞吸入工作介质，弹性复位件驱动活塞复位，且配流盘上的配流槽通过连接通孔连通轴向通孔的球头端开口以向内部补充润滑介质。

柱塞内部安装活塞及弹性复位件，将柱塞内腔的轴向通孔分成两部分，可用于吸排非润滑或流固混合介质。通过活塞在柱塞内的运动，压缩活塞球头端封闭容腔的体积，把柱塞工作端容腔高压介质的压力通过活塞间接传递到活塞球头端容腔。利用柱塞自身的结构特点，改善柱塞整体受到的液压力，减小运动副间的相互作用力，提高装置的耐久性和使用寿命。

本发明还提供一种包括上述柱塞组件的柱塞泵，由于上述柱塞组件具有上述技术效果，上述柱塞泵也应具有同样的技术效果，在此不再详细介绍。

附图说明

图1为本发明所提供的柱塞组件的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本发明所提供的柱塞组件的一种具体实施方式中柱塞的剖面示意图；

图3为本发明所提供的柱塞组件的一种具体实施方式中柱塞的外部示意图；

图4为本发明所提供的柱塞组件的一种具体实施方式中配流盘的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种柱塞组件，柱塞内设置有轴向通孔及活塞，形成两个腔体，抵消压力以改善运动副受力，延长装置使用寿命。本发明的另一核心是提供一种包括上述柱塞组件的柱塞泵。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图4，图1为本发明所提供的柱塞组件的一种具体实施方式的结构示意图；图2为本发明所提供的柱塞组件的一种具体实施方式中柱塞的剖面示意图；图3为本发明所提供的柱塞组件的一种具体实施方式中柱塞的外部示意图；图4为本发明所提供的柱塞组件的一种具体实施方式中配流盘的结构示意图。

本发明具体实施方式提供一种柱塞组件，包括缸体1、柱塞2、滑靴3和配流盘4，柱塞2安装于缸体1内沿轴向往复运动，滑靴3的一端设置有锥形槽，用于放置柱塞2的球头端21，球头端21能够在锥形槽内滑动，滑靴3的另一端接触配流盘4的工作面，工作面的法线与柱塞2的轴线具有一定夹角，工作时缸体1固定，配流盘4转动，滑靴3在工作面上做椭圆轨迹运动，同时产生轴向位移，进而推动柱塞2进出缸体1。

柱塞2内设置有两端开口的轴向通孔5，轴向通孔5内设置有活塞6和弹性复位件7，活塞6将轴向通孔5分隔成两段，靠近球头端21的一段充满润滑介质，远离球头端21的一段用于存放需要吸排的工作介质，滑靴3中部设置有连接通孔31，配流盘4的工作面上设置有半周的配流槽41。

柱塞泵排液时配流盘4由A点向B点顺时针转动，推动柱塞2进入缸体1，柱塞2推出轴向通孔5内的工作介质，腔体内工作介质压力增高，作用于活塞6的正向承压面，推动活塞6向球头端21运动，且配流盘4的配流槽41避开球头端21的开口，配流盘4封闭轴向通孔5的球头端21开口，同时活塞6的移动会压缩腔体内部的润滑介质，使润滑介质的压力增大，作用于介质孔51和连通孔52形成的阶梯端面，抵消柱塞2底部端面的液压力，从而改善高压工况时柱塞2整体受力。

柱塞泵吸液时配流盘4由B点向A点顺时针转动，随柱塞2退出缸体1使容积增大，柱塞2将工作介质吸入轴向通孔5内，同时弹性复位件7驱动活塞6复位，且配流盘4的配流槽41通过连接通孔31连通轴向通孔5的球头端21开口，使这段腔体连通外界，并向内部补充润滑介质，保证压力平衡。

柱塞2内部安装活塞6及弹性复位件7，将柱塞2内腔的轴向通孔5分成两部分，可用于吸排非润滑或流固混合等工作介质。通过活塞6在柱塞2内的运动，把柱塞2工作端23容腔高压介质的压力通过活塞6间接传递到柱塞2球头端21容腔。利用柱塞2自身的结构特点，改善柱塞2整体受到的液压力，抵消液压，保证压力平衡，减小运动副间的相互作用力，提高装置的耐久性和使用寿命。活塞6起到隔离两种不同介质的作用，从而使其能以水等润滑性不好的流体作为工作介质，同时又能保证关键运动副的润滑提高其耐久性。

具体地，柱塞2包括沿轴向依次设置的球头端21、中间段22和工作端23，由于图中连通孔52的右端需要保证弹簧的安装，连通孔52的左端必须与介质孔51构成阶梯端面，作为抵消液压力的承压面，轴向通孔5的结构尺寸决定了其外轮廓的结构尺寸，中间段22的直径大于工作端23的直径，由于上述尺寸限定，使中间段22及工作端23之间产生了台阶，缸体1内设置有限位台阶，两者相互配合，限定柱塞2向工作端23移动的极限位置。还可以在中间段22和球头端21之间设置限位槽，限位槽外套装有回程盘8，限定回程位置极限。为了保证润滑介质的正常补充，中间段22外周设置有均匀排布的多个导流槽24，导流槽24的延伸方向平行柱塞2的轴线方向。

为了保证正常工作，缸体1的工作油口处设置有进配流阀9和出配流阀10。柱塞泵排液时进配流阀9关闭，出配流阀10打开，柱塞泵吸液使进配流阀9打开，出配流阀10关闭。

在上述各具体实施方式提供的柱塞组件的基础上，轴向通孔5具体为阶梯通孔，包括沿轴向依次设置的介质孔51、连通孔52、工作孔53和安装孔54，介质孔51靠近球头端21并用于盛装润滑介质，活塞6安装于工作孔53中部，能够在工作孔53内轴向移动，工作孔53的直径大于连通孔52的直径，工作孔53的直径小于介质孔51的直径，连通孔52和介质孔51形成环形承压面，工作孔53和连通孔52形成限位台阶，用于定位弹性复位件7，弹性复位件7可以为弹簧，弹簧的一端与活塞6相抵，另一端相抵工作孔53与连通孔52之间的限位台阶，当然也可根据情况调整轴向通孔5的内部结构。

进一步地，安装孔54处安装有伸入工作孔53内的限位套筒12，限制活塞6向安装孔54方向移动，并不妨碍工作介质进出，保证吸液时活塞6与柱塞2同步运动。安装孔54设置有螺纹，与限位套筒12螺纹连接，也可采用其他连接方式，如卡接或螺栓连接等，均在本发明的保护范围之内。

还可在工作孔53对应活塞6活动位置设置环形槽55，环形槽55内设置有密封件11，有效分隔活塞6两端的不同介质。

除了上述柱塞组件，本发明的具体实施方式还提供一种包括上述柱塞组件的柱塞泵，该柱塞泵其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

具体地，上述柱塞泵可以是高压水液压柱塞泵，也可用于吸排其他类型的非润滑介质，如流固混合介质等。

以上对本发明所提供的柱塞组件及具有该组件的柱塞泵进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种柱塞组件，包括缸体(1)、安装于所述缸体(1)内的柱塞(2)、设置于所述柱塞(2)球头端(21)的滑靴(3)和配流盘(4)，其特征在于，所述柱塞(2)内设置有两端开口的轴向通孔(5)，所述轴向通孔(5)内设置有分隔其两端的活塞(6)和用于复位所述活塞(6)位置的弹性复位件(7)，所述滑靴(3)中部设置有连接通孔(31)，所述配流盘(4)的工作面上设置有半周的配流槽(41)，柱塞泵排液时所述配流盘(4)推动所述柱塞(2)进入所述缸体(1)，所述柱塞(2)推出工作介质，工作介质推动所述活塞(6)向所述球头端(21)运动，且所述配流盘(4)封闭所述轴向通孔(5)的所述球头端(21)开口以压缩内部的润滑介质，柱塞泵吸液时所述配流盘(4)随所述柱塞(2)退出所述缸体(1)，所述柱塞(2)吸入工作介质，所述弹性复位件(7)驱动所述活塞(6)复位，且所述配流盘(4)上的所述配流槽(41)通过所述连接通孔(31)连通所述轴向通孔(5)的所述球头端(21)开口以向内部补充润滑介质。

2.根据权利要求1所述的柱塞组件，其特征在于，所述柱塞(2)包括沿轴向依次设置的所述球头端(21)、中间段(22)和工作端(23)，所述中间段(22)的直径大于所述工作端(23)的直径，所述缸体(1)内设置有与所述中间段(22)及所述工作端(23)配合的限位台阶。

3.根据权利要求2所述的柱塞组件，其特征在于，所述中间段(22)和所述球头端(21)之间设置有限位槽，所述限位槽外套装有回程盘(8)。

4.根据权利要求3所述的柱塞组件，其特征在于，所述中间段(22)外周设置有均匀排布的多个导流槽(24)，所述导流槽(24)的延伸方向平行所述柱塞(2)的轴线方向。

5.根据权利要求1所述的柱塞组件，其特征在于，所述缸体(1)的工作油口处设置有进配流阀(9)和出配流阀(10)。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的柱塞组件，其特征在于，轴向通孔(5)具体为阶梯通孔，包括沿轴向依次设置的介质孔(51)、连通孔(52)、工作孔(53)和安装孔(54)，所述介质孔(51)靠近所述球头端(21)并用于盛装润滑介质，所述活塞(6)安装于所述工作孔(53)中部，所述工作孔(53)的直径大于所述连通孔(52)的直径，所述工作孔(53)的直径小于所述介质孔(51)的直径，所述弹性复位件(7)的一端与所述活塞(6)相抵，另一端相抵所述工作孔(53)与所述连通孔(52)之间的限位台阶。

7.根据权利要求6所述的柱塞组件，其特征在于，所述工作孔(53)对应所述活塞(6)活动位置设置有环形槽(55)，所述环形槽(55)内设置有密封件(11)。

8.根据权利要求7所述的柱塞组件，其特征在于，所述安装孔(54)处安装有伸入所述工作孔(53)内的限位套筒(12)。

9.一种柱塞泵，包括柱塞组件，其特征在于，所述柱塞组件具体为权利要求1至8任意一项所述的柱塞组件。

10.根据权利要求9所述的柱塞泵，其特征在于，所述柱塞泵具体为高压水液压柱塞泵。