CN110469475B

CN110469475B - 带有压力补偿装置的轴向变量柱塞泵

Info

Publication number: CN110469475B
Application number: CN201910784489.9A
Authority: CN
Inventors: 汤何胜; 任燕; 向家伟
Original assignee: Wenzhou University
Current assignee: Wenzhou University
Priority date: 2019-08-23
Filing date: 2019-08-23
Publication date: 2021-04-06
Anticipated expiration: 2039-08-23
Also published as: CN110469475A

Abstract

本发明涉及带有压力补偿装置的轴向变量柱塞泵，其包括泵壳体、设置在泵壳体上的旋转总成、设置在泵壳体上且与旋转总成连通的压力补偿器；在旋转总成的泵壳体上设置有泵进口与泵出口，在的泵壳体上设置有轴承件，在泵壳体内腔中设置有斜盘件，斜盘件斜面压力接触有柱塞筒，在泵壳体设置有输出内腔，柱塞筒在输出内腔运动将泵进口的液体送到泵出口；在泵壳体设置有冲程内腔，在冲程内腔中设置有用于与斜盘件接触的冲程活塞；本发明设计合理、结构紧凑且使用方便。

Description

带有压力补偿装置的轴向变量柱塞泵

技术领域

本发明涉及带有压力补偿装置的轴向变量柱塞泵。

背景技术

目前，柱塞泵是液压系统的一个重要装置，它依靠柱塞在缸体中往复运动，使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸液、压液的目的，具有额定压力高、结构紧凑、效率高和流量调节方便等优点。由于柱塞泵能在高压下输送液体，因此在工业生产和日常生活中的各个行业都得到广泛的应用。

在部分高要求设备如液相色谱仪中，需要高压柱塞泵提供持续稳定的压力，形成平稳的压力曲线，然而高压柱塞泵在运行过程中压力会受到各方面的影响，导致压力波动，不能提供平稳持续的压力。而目前还没有针对这个波动采取补偿的措施，而进行压力动态补偿是一种最直接的补偿方式，所以提出本实用新型申请。CN201721251123.8一种用于柱塞泵泵头的动态压力精确补偿装置、CN201410452731.X柱塞泵盘根密封压力补偿装置及应用方法提供了两种不同压力补偿方式，但是，其不甚理想，本发明提供了另外一种方案，其结构简单，操作方便，结实耐用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种带有压力补偿装置的轴向变量柱塞泵。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种带有压力补偿装置的轴向变量柱塞泵，包括泵壳体、设置在泵壳体上的旋转总成、设置在泵壳体上且与旋转总成连通的压力补偿器；

在旋转总成的泵壳体上设置有泵进口与泵出口，在的泵壳体上设置有轴承件，在泵壳体内腔中设置有斜盘件，斜盘件斜面压力接触有柱塞筒，在泵壳体设置有输出内腔，柱塞筒在输出内腔运动将泵进口的液体送到泵出口；

在泵壳体设置有冲程内腔，在冲程内腔中设置有用于与斜盘件接触的冲程活塞；

压力补偿器包括滑阀壳体；在滑阀壳体中设置有滑阀通道，在滑阀通道的进口P与输出内腔之间设置有进液通道，在滑阀通道中设置有滑阀阀芯，在滑阀通道的出口A与冲程内腔之间连接有冲程出口。

作为上述技术方案的进一步改进：

在泵壳体内腔中设置有驱动花键主轴，在驱动花键主轴上设置有轴心连接件，轴心连接件连接有在斜盘件倾斜端面上旋转的旋转挡板，在旋转的旋转挡板上设置有径向滑座，在径向滑座上设置有环形轨道槽；

柱塞筒的尾座与环形轨道槽铰接接触。

在驱动花键主轴的内止口设置有轴心弹簧，轴心弹簧连接有套装在驱动花键主轴上的轴心隔套，轴心隔套位于轴心连接件一侧，轴心连接件另一侧顶在斜盘件上；

通过轴心弹簧调整斜盘件倾斜角度。

在泵壳体上设置有速率活塞，

在滑阀通道的出口T与速率活塞对应的测速内腔之间连接有速率通道，速率活塞的速率尾端与斜盘件压力接触。

滑阀壳体为并联且上下分布的双柱滑阀和/或测速内腔连接有测速传感器。

在滑阀阀芯尾端设置有调节装置。

调节装置包括设置在滑阀阀芯尾端的调节端、设置在滑阀壳体上且用于调节压力的紧定螺钉，在紧定螺钉与调节端设置有外弹簧和/或内弹簧。

本发明相比于传统压力补偿装置，其结构简单，测试方便。

本发明设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。

附图说明

图1是本发明整体的结构示意图。

图2是本发明内部的结构示意图。

图3是本发明压力补偿的结构示意图。

其中：1、旋转总成；2、压力补偿器；3、泵壳体；4、泵进口；5、泵出口；6、轴承件；7、斜盘件；8、驱动花键主轴；9、轴心弹簧；10、轴心隔套；11、轴心连接件；12、柱塞筒；13、尾座；14、输出内腔；15、速率活塞；16、冲程内腔；17、测速内腔；18、冲程活塞；19、双柱滑阀；20、滑阀壳体；21、速率尾端；22、进液通道；23、滑阀通道；24、滑阀阀芯；25、冲程出口；26、速率通道；27、调节端；28、外弹簧；29、内弹簧；30、紧定螺钉；31、旋转挡板；32、环形轨道槽。

具体实施方式

如图1-3所示，本实施例的带有压力补偿装置的轴向变量柱塞泵，包括泵壳体3、设置在泵壳体3上的旋转总成1、设置在泵壳体3上且与旋转总成1连通的压力补偿器2；即针对变量柱塞泵通过压力补偿实现，作为泵体具体结构，

在旋转总成1的泵壳体3上设置有泵进口4与泵出口5，在的泵壳体3上设置有轴承件6，在泵壳体3内腔中设置有斜盘件7，斜盘件7斜面压力接触有柱塞筒12，在泵壳体3设置有输出内腔14，柱塞筒12在输出内腔14运动将泵进口4的液体送到泵出口5；在泵壳体3设置有冲程内腔16，在冲程内腔16中设置有用于与斜盘件7接触的冲程活塞18；

作为改进，压力补偿器2包括滑阀壳体20安装在泵壳体上；在滑阀壳体20中设置有滑阀通道23实现安装阀芯并实现通断，在滑阀通道23的进口P与输出内腔14之间设置有进液通道22，从而柱塞杆工作将液体压入，在滑阀通道23中设置有滑阀阀芯24其左右动作，在滑阀通道23的出口A与冲程内腔16之间连接有冲程出口25，从而通过克服弹簧力打开，反馈给冲程活塞实现斜盘角度的调整，来实现压力补偿与变量。

在泵壳体3内腔中设置有驱动花键主轴8其实现驱动，在驱动花键主轴8上设置有轴心连接件11，轴心连接件11连接有在斜盘件7倾斜端面上旋转的旋转挡板31，在旋转的旋转挡板31上设置有径向滑座，其可以实现适应不同倾斜角度，在径向滑座上设置有环形轨道槽32；各个柱塞的尾端在环形滑座内环形滑动运动，从而实现将液体的输出，柱塞上可以安装弹簧等通用件

柱塞筒12的尾座13与环形轨道槽32铰接接触。

作为优选，在驱动花键主轴8的内止口设置有轴心弹簧9，轴心弹簧9连接有套装在驱动花键主轴8上的轴心隔套10，轴心隔套10位于轴心连接件11一侧，轴心连接件11另一侧顶在斜盘件7上；通过轴心弹簧9调整斜盘件7倾斜角度，冲程活塞克服弹簧力实现倾斜角度的调整。

作为一种测速方案，在泵壳体3上设置有速率活塞15，在滑阀通道23的出口T与速率活塞15对应的测速内腔17之间连接有速率通道26，速率活塞15的速率尾端21与斜盘件7压力接触。

滑阀壳体20为并联且上下分布的双柱滑阀19，从而提高调解压力的范围，测速内腔17连接有测速传感器。

在滑阀阀芯24尾端设置有调节装置。

优选，调节装置包括设置在滑阀阀芯24尾端的调节端27、设置在滑阀壳体20上且用于调节压力的紧定螺钉30，在紧定螺钉30与调节端27设置有外弹簧28和内弹簧29。通过克服弹簧力，实现先导式自动控制。

作为优选方案，图1-3所示为直列轴向活塞式斜盘泵。它的一个主要部件是压力补偿装置，另一个是带有九个柱塞的旋转总成。柱塞由倾斜的斜盘件7支撑，能够在由驱动花键主轴8旋转设置的泵壳体3缸体的相应孔内往复运动。斜盘件7和柱塞筒12之间的角度决定了一个旋转周期内任何活塞的扫掠体积。

面对泵壳体(3)缸体的扁平端，有一个阀板，具有由两个流道隔开的腰形孔(泵进口4，泵出口5)吸入和输出斜孔，所有阀板都具有围绕一个共同节圆的小径向扩展。

每个筒孔基本上是圆柱形的，被赋予一个与阀板成较小角度的腰形孔。当每个活塞排放特定体积的液体时，泵出口的排放量是各个腔室的所有排放量之和。用于驱动斜盘的直列式压力补偿器具有一个滑阀和两个平行于旋转轴的柱塞-缸体配对，位于其相对侧。

如图2所示，控制滑阀有两个阶段，每个阶段都有一个滑阀。顶部阀被认为是负载感应阀，其弹簧的刚度低于底部滑阀上的刚度。由于系统的最大压力由底部滑阀控制，因此这被视为压力感应阀的一部分。两个同心弹簧用于在底部滑阀位移的情况下实现高刚度。两个线轴的工作原理相同。通过与每个短管内的连接轴向孔相交的多个圆周孔，其平面朝向阀座侧，接收输送压力。油通过进口P和相应的阀室从泵的输送侧进入滑阀和阀塞之间的体积。

本发明提供了一个用于调整弹簧预压缩的定位螺钉，并且油压倾向于使滑阀靠着弹簧移动。只要弹簧力占主导地位，滑阀就保持静止。一旦压力克服弹簧力，滑阀开始向右移动，使控制端口A与进口P相连。

一个称为冲程活塞的执行器由与滑阀控制端口A相连的流量驱动。

另一个活塞称为先导活塞，由来自泵输送管路的先导油流同时驱动。先导活塞也由弹簧加载，以确保获得泵送动作的初始斜盘角度。先导活塞中偏置弹簧的预设压缩决定了与泵的额定流量相对应的斜盘角度。滑阀开始向右靠着弹簧移动时的压力称为切入压力。根据设定的预压缩，顶部和底部滑阀可能具有不同的切入压力。通常，顶部滑阀的切入压力低于底部滑阀。对于低于低切入值的输送压力范围，控制阀的顶部滑阀靠着预压缩弹簧保持，以保持阀关闭，从而将冲程活塞与泵输送管路隔离。当压力高于较低的切入值时，顶部滑阀移位，最终将冲程气缸与泵输送相连。因此，液压油流向冲程气缸，使冲程活塞伸出，从而导致斜盘旋转以减小斜盘角度。相应地，旋转活塞的扫掠体积减小，泵的流量也随之减小。在冲程柱塞的作用下，斜盘的旋转与弹簧加载的先导活塞施加在斜盘上的扭矩相反。因此，在较低的旋转角度下达到平衡。由于弹簧的作用，顶部滑阀的位移越大，输送压力就越高。输送压力增加超过上切入极限，导致底部滑阀移位。由于该滑阀的位移，行程活塞从输送侧接收流量，并在较高的压力下通过底部滑阀的计量孔。这会使冲程活塞在斜盘上施加更大的扭矩，从而降低斜盘角度。最小角度实际上对应于泵的截止条件，在该条件下，输送流量变为零，相应的压力表示为截止压力。

本发明充分描述是为了更加清楚的公开，而对于现有技术就不再一一例举。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种带有压力补偿装置的轴向变量柱塞泵，其特征在于：包括泵壳体（3）、设置在泵壳体（3）上的旋转总成（1）、设置在泵壳体（3）上且与旋转总成（1）连通的压力补偿器（2）；

在旋转总成（1）的泵壳体（3）上设置有泵进口（4）与泵出口（5），在的泵壳体（3）上设置有轴承件（6），在泵壳体（3）内腔中设置有斜盘件（7），斜盘件（7）斜面压力接触有柱塞筒（12），在泵壳体（3）设置有输出内腔（14），柱塞筒（12）在输出内腔（14）运动将泵进口（4）的液体送到泵出口（5）；

在泵壳体（3）设置有冲程内腔（16），在冲程内腔（16）中设置有用于与斜盘件（7）接触的冲程活塞（18）；

压力补偿器（2）包括滑阀壳体（20）；在滑阀壳体（20）中设置有滑阀通道（23），在滑阀通道（23）的进口P与输出内腔（14）之间设置有进液通道（22），在滑阀通道（23）中设置有滑阀阀芯（24），在滑阀通道（23）的出口A与冲程内腔（16）之间连接有冲程出口（25）；

在泵壳体（3）内腔中设置有驱动花键主轴（8），在驱动花键主轴（8）上设置有轴心连接件（11），轴心连接件（11）连接有在斜盘件（7）倾斜端面上旋转的旋转挡板（31），在旋转的旋转挡板（31）上设置有径向滑座，在径向滑座上设置有环形轨道槽（32）；

柱塞筒（12）的尾座（13）与环形轨道槽（32）铰接接触；

在驱动花键主轴（8）的内止口设置有轴心弹簧（9），轴心弹簧（9）连接有套装在驱动花键主轴（8）上的轴心隔套（10），轴心隔套（10）位于轴心连接件（11）一侧，轴心连接件（11）另一侧顶在斜盘件（7）上；

通过轴心弹簧（9）调整斜盘件（7）倾斜角度；

在泵壳体（3）上设置有速率活塞（15），

在滑阀通道（23）的出口T与速率活塞（15）对应的测速内腔（17）之间连接有速率通道（26），速率活塞（15）的速率尾端（21）与斜盘件（7）压力接触。

2. 根据权利要求1所述的带有压力补偿装置的轴向变量柱塞泵，其特征在于: 滑阀壳体（20）为并联且上下分布的双柱滑阀（19）和/或测速内腔（17）连接有测速传感器。

3. 根据权利要求1-2任一项所述的带有压力补偿装置的轴向变量柱塞泵，其特征在于: 在滑阀阀芯（24）尾端设置有调节装置。

4. 根据权利要求3所述的带有压力补偿装置的轴向变量柱塞泵，其特征在于: 调节装置包括设置在滑阀阀芯（24）尾端的调节端（27）、设置在滑阀壳体（20）上且用于调节压力的紧定螺钉（30），在紧定螺钉（30）与调节端（27）设置有外弹簧（28）和/或内弹簧（29）。