CN110821774B - 一种凸轮滑块式柱塞泵 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种凸轮滑块式柱塞泵，包括柱塞‑活塞组、缸筒、传动轴承座、高压泵液力端、凸轮滑块组和低压供油系统，所述缸筒由内径依次递减的三段同轴圆筒组成，在所述缸筒的内部设置有所述柱塞‑活塞组；所述传动轴承座固定在所述缸筒的上部，所述凸轮滑块组固定在所述传动轴承座上，所述凸轮滑块组与所述柱塞‑活塞组接触；所述高压液力端连接在所述缸筒的下端，所述低压供油系统与所述高压泵液力端相连。本发明的有益效果为：具有支撑力大、运动灵活，摩擦系数极小等优点。

Description

一种凸轮滑块式柱塞泵
技术领域
本发明属于液体超高压技术领域，特别涉及凸轮滑块柱塞泵。
背景技术
超高压设备是指工作压力高于100MPa的设备，其广泛应用于材料加工、化工合成，水射流技术，岩石破碎，食品加工、装备清洗、能源勘探等领域。超高压泵是超高压设备的动力源，其决定着超高压设备的技术水平。根据超高压泵动力端的运动转换机构的不同，超高泵主要分为：曲轴连杆式超高压泵，例如，文献：张国贤. 页岩气开发中的超高压水液压泵[J]. 流体传动与控制, 2017(5)；滚珠丝杠式超高压泵，例如，中国专利申请号为CN103154532 A公开了一种超高压泵，所采用的就是滚珠丝杠式运动转换技术；以及卡丹式超高压泵，例如，文献：张国贤. 卡丹式柱塞泵[J]. 流体传动与控制, 2017(6)。上述不同结构形式的超高压泵都存在局限性，比如，曲轴连杆式超高压泵体积大，且连杆与十字头易磨损故障率高，泵输出压力的提升受限于连杆与曲轴的承压能力；滚珠丝杠式超高压泵传递力有限。
发明内容
本发明的目的在于提供凸轮滑块式柱塞泵，以解决目前超高压泵中存在技术局限问题。本发明具有支撑力大、运动灵活，摩擦系数极小等优点。
一种凸轮滑块式柱塞泵，包括柱塞-活塞组、缸筒、传动轴承座、高压泵液力端、凸轮滑块组和低压供油系统，所述缸筒由内径依次递减的三段同轴圆筒组成，在所述缸筒的内部设置有所述柱塞-活塞组；所述传动轴承座固定在所述缸筒的上部，所述凸轮滑块组固定在所述传动轴承座上，所述凸轮滑块组与所述柱塞-活塞组接触；所述高压泵液力端连接在所述缸筒的下端，所述低压供油系统与所述高压泵液力端相连。
本发明与现有技术相比，其显著优点：
（1）由于本发明中凸轮组通过滚针滑块与活塞轮槽相接触，支撑力大、运动灵活，并避免了凸轮轴承与活塞端面的线接触。
（2）由于本发明中滑块通过滚针在活塞槽内滚动，因而摩擦系数极小，降低了垂直于活塞轴向的侧向力作用。
（3）由于本发明降低了垂直于活塞轴向的侧向力作用，因而减小了活塞与柱塞密封机构的摩擦磨损，提高了密封的可靠性。
（4）由于本发明柱塞缸筒与活塞缸筒可采用固接后精加工，因而同心度好，柱塞-活塞组与缸筒重复安装容易，避免了现有技术安装重复定位困难的问题。
（5）现有技术的曲轴连杆式超高压泵由于曲轴形状复杂，受力因此也复杂，容易导致应力集中而发生疲劳，本发明采用直轴与凸轮相联，因而避免了上述问题。
（6）由于本发明采用低压供油系统，既能向系统充分提供油液，又能推动柱塞-活塞组自动回程，而不需要另外给柱塞-活塞组施加回程力，因而整个泵组结构紧凑、可靠。
（7）现有技术的柱塞泵都采用滑靴结构，滑靴与柱塞之间的油膜承压能力有限，很难实现高压力的泵油能力，而本发明避免了滑靴机构带来的问题。
（8）本发明在高压柱塞-活塞组与低压柱塞-活塞组之间通过传压介质进行运动与力的传递，减轻了泵的整体重量、节省了材料，并增加了装配的灵活性。
附图说明
图1 为凸轮滑块超高压泵剖视图。
图2为凸轮滑块超高压泵A-A面剖视图。
图3为所述阶梯轴的剖视图。
1-1-高压端柱塞；1-2-高压端活塞；2-柱塞缸筒；2-1-柱塞缸筒气孔；3-1-低压端柱塞；3-2-低压端活塞；4-活塞缸筒；4-1-活塞缸筒气孔；5-传压介质；6-传动轴承座；7-1-三通油路；7-2-高压单向阀；7-3-低压单向阀；8-凸轮滑块组；9-低压供油系统；3-3-滑块槽；6-1-轴承座安装孔；7-高压泵液力端；8-1-凸轮；8-2-滚针轴承；8-3-滑块；8-4-直线轴承；8-5-传动轴；8-6-传动轴承；
具体实施方式
具体实施方式一：
如图1及图2所示，一种凸轮滑块式柱塞泵，包括柱塞-活塞组、缸筒、传动轴承座6、高压泵液力端7、凸轮滑块组8和低压供油系统9；所述缸筒包括活塞缸筒4和柱塞缸筒2，所述活塞缸筒4的内径等于柱塞缸筒2的外径，所述活塞缸筒4的侧壁上开设有活塞缸筒气孔4-1，所述柱塞缸筒2的侧壁上开设有柱塞缸筒气孔2-1。在所述缸筒的内部设置有所述柱塞-活塞组，包括高压端柱塞1-1、高压端活塞1-2、传压介质5、低压端柱塞3-1和低压端活塞3-2，所述高压端柱塞1-1设置在所述高压端活塞1-2下方，所述低压端柱塞3-1设置在所述低压端活塞3-2下方，所述低压端柱塞与3-1高压端活塞1-2之间填充有传压介质5；所述低压端活塞3-2的上部设置有滑块槽3-3；所述传动轴承座6固定在所述活塞缸筒4的上部，所述凸轮滑块组包括凸轮8-1、滚针轴承8-2、滑块8-3、直线轴承8-4、传动轴8-5和传动轴承8-6，所述传动轴8-5通过传动轴承8-6安装在所述传动轴承座6上，所述凸轮8-1安装在所述传动轴8-5的中部，所述凸轮8-1外侧设置有滚针轴承8-2，所述直线轴承8-4设置在所述滑块槽8-3内，所述滑块8-3位于直线轴承8-4与滚针轴承8-2之间。
所述高压泵液力端7包括三通油路7-1、高压单向阀7-2和低压单向阀7-3，所述三通油路7-1的三个出口分别连接在高压单向阀7-2、低压单向阀7-3和柱塞缸筒2的下端上，所述低压单向阀7-3与所述低压供油系统9相连。
具体实施方式二：
如图1、图2及图3所示，一种凸轮滑块式柱塞泵，包括阶梯轴、缸筒、传动轴承座6、高压泵液力端7、凸轮滑块组8和低压供油系统9；所述缸筒包括活塞缸筒4和柱塞缸筒2，所述活塞缸筒4的内径等于柱塞缸筒2的外径，所述活塞缸筒4的侧壁上开设有活塞缸筒气孔4-1，所述柱塞缸筒2的侧壁上开设有柱塞缸筒气孔2-1。在所述缸筒的内部设置有阶梯轴，所述阶梯轴的上部设置有滑块槽，所述阶梯轴的最下部设置有圆柱状凹槽，所述凹槽与阶梯轴的中轴线相重合；所述传动轴承座6固定在所述活塞缸筒4的上部，所述凸轮滑块组包括凸轮8-1、滚针轴承8-2、滑块8-3、直线轴承8-4、传动轴8-5和传动轴承8-6，所述传动轴8-5通过传动轴承8-6安装在所述传动轴承座6上，所述凸轮8-1安装在所述传动轴8-5的中部，所述凸轮8-1外侧设置有滚针轴承8-2，所述直线轴承8-4设置在所述滑块槽8-3内，所述滑块8-3位于直线轴承8-4与滚针轴承8-2之间。
所述高压泵液力端7包括三通油路7-1、高压单向阀7-2和低压单向阀7-3，所述三通油路7-1的三个出口分别连接在高压单向阀7-2、低压单向阀7-3和柱塞缸筒2的下端上，所述低压单向阀7-3与所述低压供油系统9相连。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各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，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种凸轮滑块式柱塞泵，其特征在于，包括柱塞-活塞组、缸筒、传动轴承座、高压泵液力端、凸轮滑块组和低压供油系统，所述缸筒由内径依次递减的三段同轴圆筒组成，在所述缸筒的内部设置有所述柱塞-活塞组；所述传动轴承座固定在所述缸筒的上部，所述凸轮滑块组固定在所述传动轴承座上，所述凸轮滑块组与所述柱塞-活塞组接触；所述高压泵液力端连接在所述缸筒的下端，所述低压供油系统与所述高压泵液力端相连；所述柱塞-活塞组由高压端柱塞、高压端活塞、传压介质、低压端柱塞和低压端活塞组成，所述高压端柱塞设置在所述高压端活塞下方，所述低压端柱塞设置在所述低压端活塞下方，所述低压端柱塞与高压端活塞之间填充有传压介质；所述低压端活塞的上部设置有滑块槽。
2.根据权利要求1所述的凸轮滑块式柱塞泵，其特征在于，所述高压端柱塞内部设有圆柱状滑凹槽，所述凹槽与高压端柱塞中轴线相重合。
3.根据权利要求1所述的凸轮滑块式柱塞泵，其特征在于，所述高压泵液力端包括三通油路、高压单向阀和低压单向阀，所述三通油路的三个出口分别连接在高压单向阀、低压单向阀和缸筒的下端上，所述低压单向阀与所述低压供油系统相连。
4.根据权利要求1所述的凸轮滑块式柱塞泵，其特征在于，所述凸轮滑块组包括凸轮、滚针轴承、滑块、直线轴承、传动轴和传动轴承，所述传动轴通过传动轴承安装在所述传动轴承座上，所述凸轮安装在所述传动轴的中部，所述凸轮外侧设置有滚针轴承，所述直线轴承设置在所述滑块槽内所述滑块位于直线轴承与滚针轴承之间。
5.根据权利要求1所述的凸轮滑块式柱塞泵，其特征在于，所述缸筒包括活塞缸筒和柱塞缸筒，所述活塞缸筒的内径等于柱塞缸筒的外径。
6.根据权利要求5所述的凸轮滑块式柱塞泵，其特征在于，所述活塞缸筒的侧壁上开设有活塞缸筒气孔，所述柱塞缸筒的侧壁上开设有柱塞缸筒气孔。
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