CN111075683B - 一种往复式柱塞泵 - Google Patents

Abstract

本发明属于往复式柱塞泵技术领域。本发明公开了一种液压驱动的往复式柱塞泵，包括壳体、控制活塞和工作活塞，壳体内部设有控制腔和工作腔，壳体上设有P口、T口、进口和出口，控制活塞将控制腔分为第一控制腔和第二控制腔，P口和T口与第一控制腔和第二控制腔交替连通，从而驱动控制活塞进行轴向往复移动，工作活塞将工作腔分为第一工作腔和第二工作腔，进口和出口同时与第一工作腔连通，第二工作腔与外界环境连通；控制活塞沿控制腔进行轴向往复直线移动至终端位置时，控制活塞进行绕圆周方向的转动，完成P口和T口与第一控制腔和第二控制腔的连通关系切换。本发明的往复式柱塞泵不仅具有更高的工作可靠性和稳定性、而且维护使用成本更低。

Description

一种往复式柱塞泵

技术领域

本发明属于液压设备技术领域，具体涉及一种往复式柱塞泵。

背景技术

随着大型机械设备的大规模应用，在流体压缩应用技术领域使用液压驱动技术日益成熟。其中，在对空气进行压缩处理的往复式柱塞泵技术属领域中，传统的往复式柱塞泵是采用曲柄连杆机构实现活塞在缸体内往复运动进而将空气压缩，这种方式的往复式柱塞泵输出脉冲大、不平稳，而且在恶劣工况下容易卡住。

另外，在目前的液压往复式柱塞泵中实现活塞往复运动的换向阀，大多采用电磁换向阀和位移传感器相配合控制换向，借助接近开关控制传感器。这样，不仅换向不稳定、不可靠，而且换向装置的控制电路部分采用的是电路板控制，由于线路板是非标件，而且制作加工比较困难，损坏后维修就非常困难，增加后续使用维护成本。同时，现有的换向装置，如果长期持续通电，很容易损坏小器件，不能满足长期通电的要求，也在一定程度上影响到了使用效率。

发明内容

为了解决上述结构形式往复式柱塞泵存在着工作稳定性差和使用维护成本高的问题，本发明提出了一种由液压驱动的往复式柱塞泵。该往复式柱塞泵包括壳体、控制活塞和工作活塞，其中，所述控制活塞与所述工作活塞固定连接并且同步运动；

所述壳体的内部设有相互独立的控制腔和工作腔，所述壳体上设有P口、T口、进口和出口，并且P口和T口与所述控制腔连通，进口和出口与所述工作腔连通；

所述控制活塞位于所述控制腔，并且将控制腔分割为第一控制腔和第二控制腔；P口与所述第一控制腔连通时，T口与所述第二控制腔连通，所述控制活塞向所述第二控制腔的方向进行轴向移动；P口与所述第二控制腔连通时，T口与所述第一控制腔连通，所述控制活塞向所述第一控制腔的方向进行轴向移动；

所述工作活塞位于所述工作腔，并且将工作腔分割为第一工作腔和第二工作腔；所述进口和所述出口同时与所述第一工作腔连通，所述第二工作腔与外界环境连通；

所述控制活塞在所述控制腔内进行轴向往复移动至终端位置时，所述控制活塞进行绕圆周方向的转动，完成P口和T口与所述第一控制腔和所述第二控制腔的连通关系切换。

优选的，所述控制活塞的外表面设有沿轴向开设的两个第一油槽和两个第二油槽，并且第一油槽和第二油槽沿圆周方向交替分布；所述第一油槽沿轴向与所述第一控制腔保持连通，所述第二油槽沿轴向与所述第二控制腔保持连通，并且所述第一油槽与P口连通时，所述第二油槽与T口连通，所述第一油槽与T口连通时，所述第二油槽与P口连通。

进一步优选的，所述第一油槽和所述第二油槽分别设有卸荷槽，所述卸荷槽沿圆周方向开设。

进一步优选的，该往复式柱塞泵还包括两个转向按钮和两个复位件，并且所述控制活塞上设有通孔；所述通孔沿轴向贯穿所述控制活塞，并且在所述通孔的两端分别设有一个内滑槽；

所述内滑槽由横向槽和旋转槽组成，所述横向槽位于所述通孔的孔口位置并且沿圆周方向开设，所述旋转槽呈内螺旋形并且一端与所述横向槽连接，另一端沿轴向螺旋延伸至所述通孔内；所述横向槽沿轴向投影的圆周方向长度与所述旋转槽沿轴向投影的圆周方向长度相等；

所述转向按钮的一端位于所述控制活塞外部，另一端设有导向台并且位于所述内滑槽中可以进行相对滑动；其中，所述导向台沿所述横向槽移动时，所述转向按钮与所述控制活塞之间形成只沿圆周方向的相对转动，所述导向台沿所述旋转槽移动时，所述控制活塞形成相对于所述转向按钮的螺旋移动；

所述复位件位于所述通孔内，一端与所述控制活塞接触，另一端与所述转向按钮接触；所述导向台沿所述旋转槽向所述通孔的内部进行相对移动时，所述转向按钮形成对所述复位件的压缩，所述导向台位于所述旋转槽尾端时，压缩状态的复位件可以将所述转向按钮沿轴向外推至所述横向槽处。

进一步优选的，该往复式柱塞泵还设有导向杆；所述导向杆沿轴向贯穿所述通孔和所述转向按钮，并且所述导向杆与所述通孔形成沿圆周方向的滑动连接，所述导向杆与所述转向按钮形成沿轴向的滑动连接。

进一步优选的，所述控制活塞与所述工作活塞通过所述导向杆固定连接，并且所述导向杆与所述壳体形成轴向滑动连接。

进一步优选的，所述导向杆上设有导向槽，所述转向按钮上设有支腿；所述导向槽沿轴向开设，所述支腿沿径向设置，并且所述支腿位于所述导向槽内可以进行轴向相对滑动，所述导向槽对所述支腿形成圆周方向限位

进一步优选的，该往复式柱塞泵还设有定位组件；所述定位组件位于所述控制活塞与所述导向杆之间进行圆周方向相对滑动的位置，用于对所述控制活塞与所述导向杆之间的圆周位置关系进行定位。

进一步优选的，所述定位组件包括定位孔、定位弹簧、定位销和至少两个定位槽；所述定位孔和所述定位槽位于同一轴向截面并且分别位于所述导向杆的外表面和所述通孔的内表面，所述定位弹簧和所述定位销位于所述定位孔中，两个所述定位槽沿圆周方向分布并且与所述第一油槽和所述第二油槽沿圆周方向的分布位置相对应；所述控制活塞相对于所述导向杆进行圆周方向过程中，所述定位销压缩所述定位弹簧保持在所述定位孔中，所述控制活塞转动至所述定位槽与所述定位孔对齐时，所述定位销的一端位于所述定位孔中，另一端伸出至所述定位槽中。

进一步优选的，两个定位槽之间设有过渡面；所述过渡面为平面，并且所述控制活塞沿圆周方向转动至P口和T口处于封闭状态时，所述定位销与所述过渡面接触且处于外伸状态。

相较于现有结构形式的往复式柱塞泵，本发明的往复式柱塞泵具有以下有益技术效果：

1、在本发明中，通过在控制活塞的外表面设置沿轴向的第一油槽和第二油槽，并且第一油槽和第二油槽沿圆周方向交替布设，同时在控制活塞的两端分别设置内滑槽和转向按钮。此时，借助第一油槽和第二油槽分别与高压油液和低压油液的连通，可以保证控制活塞进行稳定的轴向往复移动，同时借助转向按钮与内滑槽之间形成的相对螺旋移动，完成控制活塞沿圆周方向的转动，使第一油槽和第二油槽与高压油液和低压油液的连通关系进行切换，从而实现控制活塞的自动反向移动。这样，省去了对换向阀、传感器以及电路板的使用，解决了电器元件长时间连续工作的不稳定性和不可靠性，以及后期维护成本高的问题，从而实现了该往复式柱塞泵长时间连续工作的稳定性和可靠性，降低了使用维护成本。

2、在本发明中，通过在控制活塞和导向杆之间设置定位组件，并且对定位组件中定位销与定位槽的分布位置、第一油槽和第二油槽的分布位置以及P口和T口分别位置进行对应关联。这样，不仅可以借助定位组件对控制活塞和导向杆之间圆周方向的位置关系进行定位，提高控制活塞轴向往复移动的稳定性和准确性，而且还可以借助定位销对控制活塞产生直接驱动其转动的作用力，从而解决P口和T口转至死点位置时，控制活塞不能依靠轴向液压作用力继续转动的问题，使控制活塞可以有效完成圆周转动，进而保证控制活塞进行连续往复轴向移动的流畅性和稳定性。

附图说明

图1为本实施例往复式柱塞泵的外形正视图；

图2为本实施例往复式柱塞泵的外形俯视图；

图3为本实施例中控制活塞向第一控制腔方向移动过程，沿图1中A-A向的截面示意图；

图4为本实施例中控制活塞向第一控制腔方向移动过程，沿图2中B-B向的截面示意图；

图5为本实施例中控制活塞移动至第一控制腔终端且完成转向后，沿图1中A-A向的截面示意图；

图6为本实施例中控制活塞移动至第一控制腔终端且完成转向后，沿图2中B-B向的截面示意图；

图7为本实施例中控制活塞向第二控制腔方向移动过程，沿图1中A-A向的截面示意图；

图8为本实施例中控制活塞向第二控制腔方向移动过程，沿图2中B-B向的截面示意图；

图9为本实施例中控制活塞移动至第二控制腔终端且完成转向后，沿图1中A-A向的截面示意图；

图10为本实施例中控制活塞移动至第二控制腔终端且完成转向后，沿图2中B-B向的截面示意图；

图11为控制活塞转向前，本实施例往复式柱塞泵沿图3中C-C处的截面示意图；

图12为控制活塞转向前，本实施例往复式柱塞泵沿图3中D-D处的截面示意图；

图13为控制活塞转至死点时，本实施例往复式柱塞泵沿图3中C-C处的截面示意图；

图14为控制活塞转至死点时，本实施例往复式柱塞泵沿图3中D-D处的截面示意图；

图15为控制活塞转向后，本实施例往复式柱塞泵沿图3中C-C处的截面示意图；

图16为控制活塞转向后，本实施例往复式柱塞泵沿图3中D-D处的截面示意图；

图17为本实施例中控制活塞的外形结构示意图；

图18为本实施例中控制活塞的截面示意图；

图19为本实施例中转向按钮的外形结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步详细介绍。

结合图1至图4所示，本实施例的往复式柱塞泵，包括壳体1、控制活塞2和工作活塞3。其中，控制活塞2与工作活塞3沿轴向固定连接，并且进行同步的轴向往复移动。

壳体1为中空形结构，在壳体1的内部设有相互独立的控制腔和工作腔，并且控制腔和工作腔沿轴向分布，在壳体1上设有P口、T口、出口13和进口14。其中，P口与高压油液连通，T口与回油箱连通，出口13和进口14中通过分别安装相应的单向阀，实现相应的流体单向流动控制。

控制活塞2位于控制腔中，并且将控制腔分割为第一控制腔111和第二控制腔112，其中，P口和T口与第一控制腔111和第二控制腔112进行交替连通。当P口与第一控制腔111连通时，T口与第二控制腔112连通，从而将高压油液引流至第一控制腔111中。当P口与第二控制腔连112通时，T口与第一控制腔111连通，从而将高压油液引流至第二控制腔112中。

工作活塞3位于工作腔中，并且将工作腔分割为第一工作腔121和第二工作腔122。其中，出口13和进口14同时与第一工作腔121连通，第二工作腔122与外界环境连通，以此避免第二工作腔122出现抽真空。

在控制活塞2在控制腔内进行轴向往复移动至终端位置时，控制活塞2进行绕圆周方向的转动，完成P口和T口与第一控制腔111和第二控制腔112的连通关系切换，完成高压油液对控制活塞驱动方向的转向切换，从而实现控制活塞2带动工作活塞3进行轴向的往复移动，进而实现工作活塞3对第一工作腔121中流体的连续压缩做功和输出。

优选的，结合图3、图4、图17和图18所示，在本实施例中，控制活塞2为圆柱形结构，在其外表面设有沿轴向开设的两个第一油槽21和两个第二油槽22，并且第一油槽21和第二油槽22沿圆周方向依次交替分布。第一油槽21沿轴向与第一控制腔111保持连通，第二油槽22沿轴向与第二控制腔112保持连通，并且第一油槽21与P口连通时，第二油槽22与T口连通，第一油槽21与T口连通时，第二油槽22与P口连通。

这样，在控制活塞进行轴向移动的过程中，就可以借助轴向开设的第一油槽和第二油槽，保持P口和T口分别与第一工作腔和第二工作腔的稳定连通，而当控制活塞轴向移动至终端并完成圆周方向的转向后，使第一油槽和第二油槽与P口和T口的连通关系发生切换，就可以继续进行反方向的轴向移动，从而实现控制活塞沿轴向的往复移动。

结合图3、图4和图17至图19所示，本实施例中，往复式柱塞泵还包括两个转向按钮4和第二复位件5，同时控制活塞2为中空结构，沿其轴线方向设有通孔23。通孔23沿轴向贯穿控制活塞2，并且在通孔23的两端分别设有一个内滑槽24。

内滑槽24由两段横向槽241和两段旋转槽242组成。其中，横向槽241位于通孔23的孔口位置，并且沿圆周方向布设，旋转槽242呈内螺旋形，首端与横向槽241连接，尾端沿轴向螺旋延伸至通孔23的内部。沿轴向的投影，横向槽241沿圆周方向的长度与旋转槽242沿圆周方向的长度相等，并且两个横向槽241与两个旋转槽242沿圆周方向成依次收尾交替连接的位置关系。

转向按钮4的一端位于控制活塞2的外部，另一端设有两个导向台41，并且两个导向台41位于内滑槽24内可以进行相对滑动。其中，导向台41沿横向槽241相对滑动时，转向按钮4与控制活塞2之间只形成沿圆周方向的相对转动，导向台41沿旋转槽242相对滑动时，控制活塞2形成相对于转向按钮4的轴向移动和圆周方向转动，即形成螺旋移动。

在本实施例中，借助一个环形盖板将转向按钮的导向台沿轴向限定在通孔内，使转向按钮与控制活塞连接在一起并将导向台保持在与内滑槽滑动连接的状态。同样，在其他实施例中，也可以采用其他方式，例如在通孔的孔口位置设置内卡簧，利用内卡簧将转向按钮与控制活塞连接在一起，并且将导向台沿轴向限定在通孔内。

复位件5位于通孔23中，并且一端与控制活塞2接触，另一端与转向按钮4接触。其中，在导向台41沿旋转槽242向通孔23的内部进行相对移动时，转向按钮4形成对复位件5的压缩，在导向台41移动至位于旋转槽242的尾端时，压缩状态的复位件5可以将转向按钮4沿轴向外推至横向槽241处。在本实施例中，复位件5采用螺旋弹簧的结构形式。同样，在其他实施例中，也可以采用结构形式，例如碟簧。

结合图3和图4所示，在本实施例的往复式柱塞泵中，还设有一个导向杆6。导向杆6沿轴向贯穿通孔23和转向按钮4，并且与控制活塞2形成轴向固定连接，与壳体1形成轴向滑动连接。同时，导向杆6与通孔23之间形成沿圆周方向转动的滑动连接，导向杆6与转向按钮4之间形成沿轴向的滑动连接。

在本实施例中，通过在导向杆和通孔之间分别设置轴向定位台阶，从而使导向杆与控制活塞进行沿轴向同步移动。其中，通孔内的轴向定位台阶采用的是螺纹连接的螺钉结构形式，以便于进行导向杆的安装。同样，根据装配情况也可以更换成内卡簧的结构形式作为通孔的轴向定位台阶。

结合图3至图10所示，在第一油槽21与T口连通，第二油槽22与P口连通时，导向杆6随控制活塞2向第一控制腔111的方向进行轴向同步移动。在此过程中，当控制活塞2移动至第一控制腔111的轴向端部，使第一控制腔111中的转向按钮4与壳体1接触而无法继续进行轴向移动时，在导向杆6对第一控制腔111中的转向按钮4沿圆周方向的限位作用以及在该转向按钮4中导向台41和旋转槽241的相对滑动作用下，使控制活塞2在继续轴向移动的过程中形成绕导向杆6的圆周转动，从而完成控制活塞2相对于壳体1的圆周方向转动，使第一油槽21切换至与P口连通，使第二油槽22切换至T口连通。与此同时，第二控制腔112中转向按钮4的导向台41在复位件5的作用下始终处于横向槽241内，并且在控制活塞2绕导向杆6的转动过程中，该转向按钮4的导向台41沿横向槽241转动至旋转槽242的首端位置。

在控制活塞2转动至第一油槽21与P口连通，第二油槽22与T口连通之后，控制活塞2开始进行沿第二控制腔112方向的反向移动。在反向移动的初始阶段，第一控制腔111中的转向按钮4与控制活塞2形成相对轴向移动，即转向按钮4在复位件5的推力作用和导向杆6沿圆周方向的限位作用下，使该转向按钮4的导向台41沿轴向移动至横向槽241处，之后再与控制活塞2一起向第二控制腔112的方向进行轴向移动。当控制活塞2移动至第二控制腔112的轴向端部，使第二控制腔112中的转向按钮4与壳体1接触而无法继续进行轴向移动时，在导向杆6对第二控制腔112中转向按钮4沿圆周方向的限位作用以及在该转向按钮4中导向台41和旋转槽242的相对滑动作用下，使控制活塞2在继续轴向移动的过程中形成绕导向杆6的圆周转动，从而完成控制活塞2相对于壳体1的圆周方向转动，使第二油槽22切换至与P口连通，使第一油槽21切换至T口连通。与此同时，第一控制腔111中转向按钮4在复位件5的作用下始终处于横向槽241内，并且在控制活塞2绕导向杆6的转动过程中，该导向台41沿横向槽241转动至旋转槽242的首端位置。

依次循环上述操作，实现控制活塞沿轴向的往复移动以及控制活塞移动至轴向终端时的转向。

其中，在本实施例中，沿轴向的投影，将横向槽沿圆周方向的长度与旋转槽沿圆周方向的长度进行相等设置，并且使横向槽与旋转槽沿圆周方向依次首尾连接。此时，在控制活塞相对与其中一侧转向按钮进行螺旋移动时形成的圆周方向位移，与控制活塞相对于另一侧转向按钮进行圆周方向转动的圆周方向位移正好相等。这样，在控制活塞相对于一侧转向按钮进行转向动作时，另一侧转向按钮的导向台正好由复位件沿轴向将其外推至横向槽的位置转至相应旋转槽的首端位置，从而使转向按钮与壳体接触时，导向台可以直接进入旋转槽形成两者之间的相对螺旋移动，进而保证控制活塞每次转向操作的流畅顺利进行。

结合图3和图19所示，优选的，通过在转向按钮4上设置沿径向的支腿42，在导向杆6上设置沿轴向的导向槽61，并且支腿42位于导向槽61内进行往复滑动，导向槽61对支腿42形成圆周方向的限位。这样，就可以达到转向按钮与导向杆之间沿轴向的相对滑动以及沿圆周方向的限位，从而实现控制活塞在导向台和内滑槽的配合作用下进行螺旋运动，完成其沿圆周方向的转向。

同样，在其他实施例中，还可以采用其他结构形式实现控制活塞的螺旋运动。例如，转向按钮与导向杆之间采用常规套设连接，而将转向按钮中伸出控制活塞的一端设计为外多边形结构，同时在第一控制腔的端部和第二控制腔的端部分别开设相应的内多边形孔，这样，当转向按钮移动至与第一控制腔或第二控制腔的端部接触时，转向按钮伸入至内多边形孔中，形成沿轴向和圆周方向的定位，从而实现后续控制活塞的螺旋运动，完成其沿圆周方向的转向。

此外，结合图3和图4所示，在本实施例中，导向杆6一端伸至工作腔13中与工作活塞3通过螺纹固定连接，并且在导向杆6的两端还分别设有轴向槽62，在第二控制腔122和第一工作腔131中分别设有一个与壳体1保持固定连接的轴向导杆7，其中，轴向导杆7与轴向槽62之间通过平键71进行轴向滑动连接。这样，控制活塞通过导向杆就可以带动工作活塞在工作腔内进行轴向同步移动，实现对第一工作腔中流体的往复压缩做功和输出，同时，导向杆在轴向导杆、轴向槽和平键的作用下，保持轴向往复滑动而不出现圆周方向转动。同样，在其他实施例中，也可以直接将轴向导杆和轴向槽设计为多边形，从而省去平键的设置而保持两者之间的轴向滑动。

结合图3和图4以及图13、图14和图16所示，本实施例的往复式柱塞泵中，还设有定位组件8。定位组件8位于控制活塞2与导向杆6之间进行圆周方向接触转动的位置处，用于对控制活塞2与导向杆6之间圆周方向位置的定位。这样，就可以对控制活塞沿圆周方向的位置进行精准定位，维持控制活塞往复移动过程中第一油槽和第二油槽与P口和T口的稳定连通，保证控制活塞往复移动的可靠稳定性。

在本实施例中，定位组件8包括四个定位孔81、四个定位弹簧82、四个定位销83和四个定位槽84。其中，四个定位孔81沿圆周方向分布在导向杆6的外表面，四个定位槽84沿圆周方向分布在通孔32的内表面，定位弹簧82和定位销83位于定位孔81中。同时，四个定位孔81沿圆周方向的布设角度、四个定位槽84沿圆周方向的布设角度以及第一油槽21和第二油槽22沿圆周方向的分布角度相对应，使第一油槽和第二油槽与P口和T口连通时，定位孔与定位槽正好对齐。同样，将定位孔81设置在通孔32的内表面，将定位槽84设置在导向杆的外表面也是可以的。

在本实施例中，P口与T口之间的圆心角、相邻定位孔之间的圆心角、相邻定位槽之间的圆心角以及第一油槽和第二油槽之间的圆心角均为90度。这样，在控制活塞绕导向杆转过90度的过程中，通孔的内表面与定位销保持接触，使定位销压缩定位弹簧并保持在定位孔中，待控制活塞绕导向杆转动至使第一油槽和第二油槽分别与P口和T口连通时，定位孔与定位槽正好对齐，从而使定位销在定位弹簧作用下伸出至定位槽中，形成对控制活塞与导向杆之间沿圆周方向的定位。

进一步优选的，结合图13、图14和图16所示，在本实施例中，通孔23中安装定位组件的位置采用正方形孔的结构，而正方形孔的四个拐角位置则分别为定位槽84。此时，相邻两个定位槽84之间的过渡面85则为平面形式，并且控制活塞2沿圆周方向转动至P口和T口处于封闭状态时，即第一油槽21与第二油槽22之间的区域形成对P口和T口的完全覆盖时，定位销83则转至与过渡面85接触且处于外伸状态。

此时，在控制活塞进行圆周方向转动的过程中，由于P口被完全封堵而导致控制活塞无法继续在油液作用力下进行轴向移动而形成转动时，就可以借助此时定位弹簧对定位销外推作用，通过过渡面对控制活塞直接产生驱动其转动的作用力，使控制活塞完成后续转动，实现第一油槽和第二油槽与P口和T口的完全连通。

在本实施例中，定位组件是由四个定位孔、四个定位弹簧、四个定位销和四个定位槽构成。这样，不仅可以提高对控制活塞和导向杆之间的定位稳定性，而且还可以提高对控制活塞直接产生驱动其转动的作用力，保证控制活塞的快速转动。在其他实施例中，根据设计要求，也可以只设置一个定位孔、一个定位弹簧、一个定位销和两个定位槽，通过定位销在两个定位槽之间的来回切换，实现对控制活塞与导向杆之间沿圆周方向往复转动的定位和转动驱动。

结合图3和图4所示，在本实施例中，壳体1采用分体式结构，并且在壳体1的内部设有一个隔板15，从而将壳体1的内部分割为沿轴向分布的控制腔和工作腔。这样，不仅便于对整个壳体进行加工制作，而且便于进行整个往复式柱塞泵的拆装操作，提高拆装操作的便捷性。

此外，在第一油槽和第二油槽中还分别设有卸荷槽。卸荷槽沿圆周方向开设，用于消除控制活塞转动过程中的困油现象，提高控制活塞转动过程的稳定性。

结合图3至图16所示，采用本实施例的往复式柱塞泵对空气进行压缩做功和输出操作时，将P口与高压油液连通，将T口与回油箱连通。

当第一油槽21与P口连通，第二油槽22与T口连通时，P口的高压油液通过第一油槽21进入第一控制腔111中，对控制活塞2形成指向第二控制腔112的作用力。此时，在轴向导杆7对导向杆6的轴向导向作用下，控制活塞2带动转向按钮4和导向杆6向第二控制腔112的方向移动，从而带动工作活塞3通过进口14进行吸气操作。

当控制活塞2带动转向按钮4和导向杆6移动至第二控制腔112的终端位置时，工作活塞3在工作腔中完成吸气操作。此时，第二控制腔112中的转向按钮4在壳体1的阻挡作用下停止继续移动，而控制活塞2在第一控制腔111中高压油液的作用下继续进行轴向移动，并且在导向杆6对转向按钮4的圆周方向定位以及内滑槽24与导向台41之间的相对滑动下，形成控制活塞2的螺旋移动，从而完成其沿圆周方向的转动，使第一油槽21转至与T口连通，第二油槽22转至与P口连通。

当第一油槽21与T口连通，第二油槽22与P口连通时，P口的高压油液通过第二油槽22进入第二控制腔112中，对控制活塞2形成指向第一控制腔111的作用力。此时，在轴向导杆7对导向杆6的轴向导向作用下，控制活塞2带动转向按钮4和导向杆6向第一控制腔111的方向进行反向移动，从而带动工作活塞3对吸入至第一工作腔121中的空气进行压缩做功，并通过出口13进行压缩空气输出操作。

当控制活塞2带动转向按钮4和导向杆6移动至第一控制腔111的终端位置时，工作活塞3在工作腔中完成对空气的压缩做功和输出操作。此时，第一控制腔111中的转向按钮4在壳体1的阻挡作用下停止继续移动，而控制活塞2在第二控制腔112中高压油液的作用下继续进行轴向移动，并且在导向杆6对转向按钮4的圆周方向定位以及内滑槽24与导向台41之间的相对滑动下，形成控制活塞2的螺旋移动，从而完成其沿圆周方向的转动，使第一油槽21转至重新与P口连通，第二油槽22转至重新与T口连通。

通过上述循环操作，完成该往复式柱塞泵对空气的连续压缩做功和输出。同样，本实施例的往复式柱塞泵也可以对其他流体进行压缩做功和输出，例如进行水介质输送，甚至是进行泥浆的输送。

Claims (8)

1.一种往复式柱塞泵，其特征在于，包括壳体、控制活塞和工作活塞，其中，所述控制活塞与所述工作活塞固定连接并且同步运动；

所述壳体的内部设有相互独立的控制腔和工作腔，所述壳体上设有P口、T口、进口和出口，并且P口和T口与所述控制腔连通，进口和出口与所述工作腔连通；

所述控制活塞位于所述控制腔，并且将控制腔分割为第一控制腔和第二控制腔；P口与所述第一控制腔连通时，T口与所述第二控制腔连通，所述控制活塞向所述第二控制腔的方向进行轴向移动；P口与所述第二控制腔连通时，T口与所述第一控制腔连通，所述控制活塞向所述第一控制腔的方向进行轴向移动；

所述工作活塞位于所述工作腔，并且将工作腔分割为第一工作腔和第二工作腔；所述进口和所述出口同时与所述第一工作腔连通，所述第二工作腔与外界环境连通；

所述控制活塞在所述控制腔内进行轴向往复移动至终端位置时，所述控制活塞进行绕圆周方向的转动，完成P口和T口与所述第一控制腔和所述第二控制腔的连通关系切换；

所述控制活塞的外表面设有沿轴向开设的两个第一油槽和两个第二油槽，并且第一油槽和第二油槽沿圆周方向交替分布；所述第一油槽沿轴向与所述第一控制腔保持连通，所述第二油槽沿轴向与所述第二控制腔保持连通，并且所述第一油槽与P口连通时，所述第二油槽与T口连通，所述第一油槽与T口连通时，所述第二油槽与P口连通；

该往复式柱塞泵还包括两个转向按钮和两个复位件，并且所述控制活塞上设有通孔；所述通孔沿轴向贯穿所述控制活塞，并且在所述通孔的两端分别设有一个内滑槽；

所述内滑槽由横向槽和旋转槽组成，所述横向槽位于所述通孔的孔口位置并且沿圆周方向开设，所述旋转槽呈内螺旋形并且一端与所述横向槽连接，另一端沿轴向螺旋延伸至所述通孔内；所述横向槽沿轴向投影的圆周方向长度与所述旋转槽沿轴向投影的圆周方向长度相等；

所述转向按钮的一端位于所述控制活塞外部，另一端设有导向台并且位于所述内滑槽中可以进行相对滑动；其中，所述导向台沿所述横向槽移动时，所述转向按钮与所述控制活塞之间形成只沿圆周方向的相对转动，所述导向台沿所述旋转槽移动时，所述控制活塞形成相对于所述转向按钮的螺旋移动；

所述复位件位于所述通孔内，一端与所述控制活塞接触，另一端与所述转向按钮接触；所述导向台沿所述旋转槽向所述通孔的内部进行相对移动时，所述转向按钮形成对所述复位件的压缩，所述导向台位于所述旋转槽尾端时，压缩状态的复位件可以将所述转向按钮沿轴向外推至所述横向槽处。

2.根据权利要求1所述的往复式柱塞泵，其特征在于，所述第一油槽和所述第二油槽分别设有卸荷槽，所述卸荷槽沿圆周方向开设。

3.根据权利要求1所述的往复式柱塞泵，其特征在于，该往复式柱塞泵还设有导向杆；所述导向杆沿轴向贯穿所述通孔和所述转向按钮，并且所述导向杆与所述通孔形成沿圆周方向的滑动连接，所述导向杆与所述转向按钮形成沿轴向的滑动连接。

4.根据权利要求3所述的往复式柱塞泵，其特征在于，所述控制活塞与所述工作活塞通过所述导向杆固定连接，并且所述导向杆与所述壳体形成轴向滑动连接。

5.根据权利要求3所述的往复式柱塞泵，其特征在于，所述导向杆上设有导向槽，所述转向按钮上设有支腿；所述导向槽沿轴向开设，所述支腿沿径向设置，并且所述支腿位于所述导向槽内可以进行轴向相对滑动，所述导向槽对所述支腿形成圆周方向限位。

6.根据权利要求3所述的往复式柱塞泵，其特征在于，该往复式柱塞泵还设有定位组件；所述定位组件位于所述控制活塞与所述导向杆之间进行圆周方向相对滑动的位置，用于对所述控制活塞与所述导向杆之间的圆周位置关系进行定位。

7.根据权利要求6所述的往复式柱塞泵，其特征在于，所述定位组件包括定位孔、定位弹簧、定位销和至少两个定位槽；所述定位孔和所述定位槽位于同一轴向截面并且分别位于所述导向杆的外表面和所述通孔的内表面，所述定位弹簧和所述定位销位于所述定位孔中，两个所述定位槽沿圆周方向分布并且与所述第一油槽和所述第二油槽沿圆周方向的分布位置相对应；所述控制活塞相对于所述导向杆进行圆周方向过程中，所述定位销压缩所述定位弹簧保持在所述定位孔中，所述控制活塞转动至所述定位槽与所述定位孔对齐时，所述定位销的一端位于所述定位孔中，另一端伸出至所述定位槽中。

8.根据权利要求7所述的往复式柱塞泵，其特征在于，两个定位槽之间设有过渡面；所述过渡面为平面，并且所述控制活塞沿圆周方向转动至P口和T口处于封闭状态时，所述定位销与所述过渡面接触且处于外伸状态。