CN111502944B - 一种往复式高压柱塞泵 - Google Patents

Abstract

本发明属于往复泵技术领域，公开了一种往复式高压柱塞泵包括泵体、驱动活塞、增压活塞和阀芯；驱动活塞将泵体的驱动腔分割为第一控制腔和第二控制腔；增压活塞的一端与驱动活塞连接，另一端延伸至增压腔进行介质引入和压缩输出；驱动活塞的内部设有阀孔，阀芯位于阀孔内并可以进行往复运动；驱动活塞上设有四条油路，并且分别与第一控制腔、第二控制腔、P口和T口连通，阀芯的往复运动可以控制四条油路之间的连接关系，以切换第一控制腔和第二控制腔与P口和T口的连通关系，形成驱动活塞的自动换向。本发明的往复式高压柱塞泵不仅机械结构简单、体积小、成本低，而且可以使驱动活塞自动换向，实现自动连续往复运动。

Description

一种往复式高压柱塞泵

技术领域

本发明属于往复泵技术领域，尤其涉及一种往复式高压柱塞泵。

背景技术

在往复泵的应用领域中，使用最广泛的是三缸单作用活塞式往复泵，借助动力源的驱动，使该往复泵的三个活塞在不同相位做左右往复运动。这种结构的三缸单作用往复泵，大多采用曲轴连杆的运动原理，而无法采用液压驱动，更不能自动换向，这样不仅其机械结构复杂、体积庞大，而且机械效率低、运动部件易磨损、维护成本高。

目前，在市场上虽然有液压驱动的往复式柱塞泵，但是往复式柱塞泵中活塞与柱塞的直径尺寸都是固定的，因此增压比是固定的。然而，在实际应用工况中，大多需求的是低压大流量、高压小流量，也就是在压力低的时候增压比要小，而在压力高的时候增压比要大，这导致现有液压驱动的往复式柱塞泵的使用灵活性很差。

发明内容

为了解决现有往复泵存在的上述问题，本发明提出了一种往复式高压柱塞泵。该往复式高压柱塞泵包括泵体、驱动活塞、增压活塞和阀芯；其中，所述泵体上设有驱动腔、增压腔、P口、T口和增压口；所述驱动活塞位于所述驱动腔中，并且将所述驱动腔分割为第一控制腔和第二控制腔；所述增压活塞的一端与所述驱动活塞连接，另一端延伸至所述增压腔，并且所述增压活塞中位于所述增压腔的一端截面积小于所述驱动活塞的截面积；所述驱动活塞的内部设有阀孔，所述阀芯位于所述阀孔内部，并且可以相对于所述阀孔进行往复运动；

所述驱动活塞上设有第一油路、第二油路、第三油路和第四油路；所述第一油路的一端与所述第一控制腔连通，另一端与所述阀孔连通，所述第二油路的一端与所述第二控制腔连通，另一端与所述阀孔连通，所述第三油路的一端与P口保持连通，另一端与所述阀孔连通，所述第四油路的一端与T口保持连通，另一端与所述阀孔连通；所述增压腔通过两个单向阀分别与T口和增压口连通，以将T口处低压介质单向引流至所述增压腔以及将所述增压腔中的高压介质单向输出至所述增压口；

所述驱动活塞沿轴向运动至所述第一控制腔和所述第二控制腔的终端位置时，所述阀芯在所述阀孔内进行往复运动从而切换所述第一油路、所述第二油路、所述第三油路和所述第四油路之间的连接关系；当所述驱动活塞移动至所述第一控制腔的终端位置时，所述阀芯运动至所述第一油路与所述第三油路连通，所述第二油路与所述第四油路连通，使所述驱动活塞在所述第一控制腔和所述第二控制腔的介质压力差作用下，可以带动所述增压活塞对所述增压腔的介质进行压缩输出；当所述驱动活塞移动至所述第二控制腔的终端位置时，所述阀芯运动至所述第一油路与所述第四油路连通，所述第二油路与所述第三油路连通，使所述驱动活塞在所述第一控制腔和所述第二控制腔的介质压力差作用下，可以带动所述增压活塞运动从T口引流低压介质至所述增压腔。

优选的，所述阀芯可以在所述阀孔内进行轴向往复运行，并且与所述第一油路、第二油路、第三油路和第四油路形成三位四通滑阀的连接关系，以控制所述第一油路、第二油路、第三油路和第四油路之间的连接关系。

进一步优选的，所述阀芯的两端分别设有左控制腔和右控制腔，所述驱动活塞上设有第五油路、第六油路和第七油路，并且所述阀芯的左端截面积大于右端截面积；所述第五油路的一端与所述左控制腔连通，另一端延伸至所述驱动活塞的外圆周表面并与T口形成选择连通；所述第六油路的一端与所述左控制腔连通，另一端延伸至所述驱动活塞的外圆周表面并与P口形成选择连通；所述第七油路的一端与所述右控制腔连通，另一端与所述第三油路连通；

当所述驱动活塞移动至所述第一控制腔的终端位置时，所述第五油路与T口连通，所述第六油路处于封闭状态，所述第七油路与P口保持连通，所述阀芯在所述左控制腔和所述右控制腔之间介质压力差的作用下运动至所述左控制腔的终端位置，将所述第一油路与所述第三油路连通，将所述第二油路与所述第四油路连通；当所述驱动活塞移动至所述第二控制腔的终端位置时，所述第五油路处于封闭状态，所述第六油路与P口连通，所述第七油路与P口保持连通，所述阀芯在所述左控制腔和所述右控制腔之间介质压力的作用下运动至所述左控制腔的终端位置，将所述第一油路与所述第四油路连通，将所述第二油路与所述第三油路连通。

进一步优选的，所述泵体上设有第一辅助油路和第二辅助油路；所述第一辅助油路的一端与T口连通，另一端延伸至靠近所述第一控制腔一端的控制腔表面，与移动至所述第一控制腔终端位置时的所述五油路连通；所述第二辅助油路的一端与P口连通，另一端延伸至靠近所述第二控制腔一端的控制腔表面，与移动至所述第二控制腔终端位置时的所述六油路连通。

进一步优选的，所述阀芯上设有阻尼油路；所述阻尼油路的一端与所述左控制腔连通，另一端与所述第三油路连通。

优选的，所述增压活塞采用分体式结构并且由大活塞和小活塞活动连接组成，所述增压腔由第一增压腔和第二增压腔组成；所述小活塞的一端与所述驱动活塞连接，另一端穿过所述第二增压腔延伸至所述第一增压腔；所述大活塞套设在所述小活塞上，位于所述第二增压腔；所述大活塞与所述小活塞之间通过轴向定位件进行活动连接，以形成所述小活塞带动所述大活塞进行轴向运动或所述小活塞相对于所述大活塞进行轴向运动；所述第一增压腔通过两个单向阀分别与T口和增压口连通，以将T口处的低压介质单向引流至所述增压腔以及将所述增压腔中的高压介质单向输出至所述增压口；所述第二增压腔通过两个单向阀分别与T口和增压口连通，以将T口处的低压介质单向引流至所述增压腔以及将所述增压腔中的高压介质单向输出至所述增压口。

进一步优选的，所述轴向定位件包括定位活塞、定位弹性件和定位槽组成，所述小活塞上设有高压控制油路；所述定位活塞位于所述小活塞上，所述定位槽位于所述大活塞中与所述小活塞接触的表面处，所述定位弹性件位于所述定位活塞与所述小活塞之间以驱动所述小活塞伸出至所述定位槽中，所述高压控制油路的一端与P口连通，另一端位于所述定位活塞与所述小活塞之间以驱动所述定位活塞克服所述定位弹性件而移动至所述小活塞中，脱离与所述定位槽的连接。

进一步优选的，在所述大活塞和所述小活塞之间设有辅助弹性件，以驱动所述大活塞向所述第二增压腔方向运动。

优选的，所述泵体采用分体结构设计，包括与所述驱动活塞对应的部分和与所述增压活塞对应的部分组成；所述增压活塞与所述驱动活塞采用螺纹连接。

优选的，所述驱动活塞的外表面设有第一油槽和所述第二油槽，所述第一油槽和所述第二油槽分别沿轴向布设，并且所述第一油槽与所述第三油路和P口保持连通，所述第二油槽与所述第四油路和T口保持连通。

相较于现有结构形式的往复泵，本发明的往复式高压柱塞泵具有以下有益技术效果：

1、在本发明中，通过在驱动活塞中设置阀芯以及分别与第一控制腔连通的第一油路、与第二控制腔连通的第二油路、与P口连通的第三油路以及与T口连通的第四油路，并且将阀芯与第一油路、第二油路、第三油路和第四油路按三位四通滑阀的结构形式进行布设，从而可以利用阀芯沿轴向的往复运动形成对第一油路、第二油路、第三油路和第四油路之间连通关系的切换，从而达到对驱动活塞两端第一控制腔和第二控制腔中介质压力的切换，实现驱动活塞的自动换向，进而实现驱动活塞带动增压活塞沿轴向的自动往复运动。这样，不仅优化了整个柱塞泵的机械结构，大大减少了机械零件数量，降低了整个柱塞泵的机械复杂度和制造维护成本，而且还实现了对驱动活塞沿轴向往复运动的自动换向操作，实现了自动化连续往复运动，提高了整个柱塞泵连续工作的效率。

2、在本发明中，通过在阀芯两端分别设置左控制腔和右控制腔，并且在阀芯两端存在面积差的情况下，将右控制腔与P口保持连通而左控制腔分别通过第五油路和第六油路与移动至第一控制腔终端时的T口和移动至第二控制腔终端时的P口形成选择连通，从而改变阀芯两端的作用力，使阀芯形成轴向的自动往复运动。这样，随着驱动活塞沿轴向的往复运动就可以实现阀芯的同步自动换向，进而由阀芯完成对驱动活塞的自动换向操作，实现整个柱塞泵在高压介质驱动下的自动连续往复运动，进一步优化整个柱塞泵的结构和自动化控制。

3、在本实施例中，通过将增压活塞设计为由大活塞和小活塞组成的分体式结构，同时将小活塞与驱动活塞直接连接，将大活塞与小活塞活动连接，并且借助由P口处介质压力控制的轴向定位件对大活塞和小活塞进行定位连接控制。此时，通过控制P口介质压力的大小变化，就可以控制大活塞与小活塞之间的连接关系，从而可以根据P口介质压力变化控制大活塞和小活塞同时随驱动活塞进行轴向运动或着单独由小活塞随驱动活塞进行轴向运动，这样就可以改变整个柱塞泵的增压比，实现对增压比的灵活调整改变，提高整个该柱塞泵的使用效率和使用灵活度。

附图说明

图1为本实施例往复式高压柱塞泵中驱动活塞移动至第二控制腔终端位置时的结构示意图；

图2为沿图1中A-A方向的结构示意图；

图3为本实施例往复式高压柱塞泵中驱动活塞移动至第二控制腔终端位置并且阀芯完成换向后的结构示意图；

图4为本实施例往复式高压柱塞泵中驱动活塞移动至第一控制腔终端位置时的结构示意图；

图5为本实施例往复式高压柱塞泵中驱动活塞移动至第一控制腔终端位置并且阀芯完成换向后的结构示意图；

图6为本实施例往复式高压柱塞泵中驱动活塞只带动小活塞移动至第一控制腔终端位置时的结构示意图；

图7为图3中B处的局部结构放大示意图。

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6所示，本实施例的往复式高压柱塞泵包括泵体1、驱动活塞2、增压活塞3和阀芯4。其中，在泵体1上设有驱动腔、增压腔12、P口、T口和增压口13。驱动活塞2位于驱动腔中，并且将驱动腔分割为第一控制腔111和第二控制腔112。增压活塞3的一端与驱动活塞2连接，另一端延伸至增压腔12，并且增压活塞3中位于增压腔12的一端截面积要小于驱动活塞2的截面积。同时，在驱动活塞2的内部设有阀孔，阀芯4位于阀孔内部，并且可以相对于阀孔进行往复运动。

在驱动活塞2上设有第一油路21、第二油路22、第三油路23和第四油路24。其中，第一油路21的一端与第一控制腔111连通，另一端与阀孔连通，第二油路22的一端与第二控制腔112连通，另一端与阀孔连通，第三油路23的一端与P口保持连通，另一端与阀孔连通，第四油路24的一端与T口保持连通，另一端与阀孔连通。同时，增压腔12通过单向阀5分别与T口和增压口13连通，以将T口处低压介质单向引流至增压腔12中以及将增压腔12中的高压介质单向输出至增压口13。

此时，在驱动活塞2沿轴向运动至第一控制腔111和第二控制腔112的终端位置时，阀芯4可以在阀孔内进行运动，从而切换第一油路21、第二油路22、第三油路23和第四油路24之间的连接关系。

当驱动活塞2移动至第一控制腔111的终端位置时，阀芯4运动至第一油路21与第三油路23连通，第二油路22与第四油路24连通，将P口与第一控制腔111连通，将T口与第二控制腔112连通，使驱动活塞2在第一控制腔111和第二控制腔112之间的介质压力差作用下，开始向第二控制腔112的方向运动，从而带动增压活塞3对增压腔12中的介质进行压缩并通过增压口13输出。反之，当驱动活塞移动2至第二控制腔112的终端位置时，阀芯4则运动至第一油路21与第四油路24连通，第二油路22与第三油路23连通，将P口与第二控制腔112连通，将T口与第一控制腔111连通，使驱动活塞2在第一控制腔111和第二控制腔112之间的介质压力差作用下，开始向第一控制腔111的方向运动，从而带动增压活塞3移动使增压腔12体积增加，将T口处的低压介质引流至增压腔13中。

这样，通过阀芯在驱动活塞移动至第一控制腔和第二控制腔终端位置时形成的换向操作就可以切换第一控制腔和第二控制腔与P口和T口的连通关系，从而控制驱动活塞进行反向运动，进而带动增压活塞对增压腔中的介质进行连续引入和压缩输出操作，实现该往复式高压柱塞泵的自动连续往复工作。

结合图1至图6所示，在本实施例中，阀芯4采用滑阀结构形式，沿其轴线方向的外表面设有第一环形槽451、第二环形槽452和第三环形槽453，并且将第一油路21、第二油路22、第三油路23和第四油路24沿轴向分布在阀孔的内表面。这样，阀芯就可以在阀孔内以三位四通滑阀的结构形式进行往复移动，从而利用第一环形槽、第二环形槽和第三环形槽实现对第一油路、第二油路、第三油路和第四油路之间连接关系的控制切换。

在本实施例阀芯4的两端还分别设有左控制腔41和右控制腔42，同时在驱动活塞2上设有第五油路25、第六油路26和第七油路27，并且阀芯4的左端截面积大于右端截面积。其中，第五油路25的一端与左控制腔41连通，另一端延伸至驱动活塞2的外圆周表面并与T口形成选择连通；第六油路26的一端与左控制腔41连通，另一端延伸至驱动活塞2的外圆周表面并与P口形成选择连通；第七油路27的一端与右控制腔42连通，另一端与第三油路23连通。

此时，随着驱动活塞在控制腔内的往复运动，通过第五油路和第六油路与T口或P口形成连通或者被封堵遮盖，就会使阀芯左端的左控制腔形成与P口和T口的选择连通，而阀芯右端的右控制腔则保持与P口的连通关系，这样在介质压力差和面积差的作用下就会形成对阀芯进行左右运动的驱动力，从而达到对第一油路、第二油路、第三油路和第四油路之间连通关系的切换控制。

其中，当驱动活塞2在第一控制腔111和第二控制腔112之间介质压力差作用下移动至第一控制腔111的终端位置时，第五油路25与T口形成连通，而第六油路26处于封闭状态，第七油路27保持与P口的连通，将左控制腔41与T口连通，将右控制腔42与P连通，使阀芯4在左控制腔41和右控制腔42之间介质的作用力差下运动至左控制腔41的终端位置，通过第二环形槽452将第一油路21与第三油路23连通，通过第三环形槽453将第二油路22与第四油路24连通，第一控制腔111通过第一油路21和第三油路23切换至与P口连通，第二控制腔112通过第四油路24和第二油路22切换至与T口连通，完成对驱动活塞2运动方向的换向。

当驱动活塞2在第一控制腔111和第二控制腔112之间介质压力差作用下移动至第二控制腔112的终端位置时，第五油路25处于封闭状态，而第六油路26与P口形成连通，第七油路27保持与P口的连通，将左控制腔41与P口连通，将右控制腔42与T连通，使阀芯4在左控制腔41和右控制腔42之间介质的作用力差下运动至右控制腔42的终端位置，通过第一环形槽451将第一油路21与第四油路24连通，通过第二环形槽452将第二油路22与第三油路23连通，第一控制腔111通过第一油路21和第四油路24切换至与T口连通，第二控制腔112通过第三油路23和第二油路22切换至与P口连通，完成对驱动活塞2运动方向的换向。

结合图1至图6所示，在泵体1上设有第一辅助油路14和第二辅助油路15。其中，第一辅助油路14的一端与T口连通，另一端延伸至靠近第一控制腔111一端的控制腔表面，与移动至第一控制腔111终端位置时的五油路25可以形成连通关系，而第二辅助油路15的一端与P口连通，另一端延伸至靠近第二控制腔112一端的控制腔表面，与移动至第二控制腔112终端位置时的六油路26形成连通。这样，通过控制第一辅助油路和第二辅助油路在控制腔表面的位置与第五油路和第六油路在驱动活塞外表面上的位置关系，就可以随着驱动活塞沿轴向的往复运动，实现第五油路与T口连通时，第六油路被遮盖处于封闭状态，而第六油路与P口连通时，第五油路被遮盖处于封闭状态，从而准确控制左控制腔中介质的压力变化。

进一步，在阀芯4上还设有一个阻尼油路43。阻尼油路43的一端与左控制腔41保持连通，另一端与P口保持连通。这样，在阀芯处于右控制腔一端并且驱动活塞向第一控制腔方向运动的过程中，即便是第五油路和第六油路同时处于封闭状态而使左控制腔形成封闭状态时，也可以借助阻尼油路将P口处高压介质引流至左控制腔，补充左控制腔可能存在的介质泄漏而导致的压力降低，从而保证左控制腔始终保持足够的介质压力而将阀芯稳定在右控制腔一端，进而保证驱动活塞运动过程的稳定可靠性。

结合图1至图6所示，在本实施例中，在驱动活塞2的外表面设有第一油槽281和第二油槽282。其中，第一油槽281和第二油槽282均沿轴向布设，使得第一油槽281可以与第三油路23和P口同时保持连通，第二油槽282可以与第四油路24和T口同时保持连通。这样，在驱动活塞沿轴向往复运动的过程中，借助第一油槽和第二油槽就可以保证第三油路与P口的始终连通以及第四油路与T口的始终连通，从而稳定第一控制腔和第二控制腔中的介质压力，保证驱动活塞的顺利往复运动。

在本实施例中，通过将阀芯设计为滑阀结构形式并且将第一油路、第二油路、第三油路和第四油路沿轴向布设在阀芯孔表面，从而以阀芯在阀孔内沿轴向的往复移动形成三位四通阀芯的控制方式实现对第一油路、第二油路、第三油路和第四油路之间连通关系的改变。同样，在其他实施例中，也可以将阀芯设计为在阀芯孔内沿圆周方向的往复运动形式，此时将第一油路、第二油路、第三油路和第四油路按连通关系布设在同一截面或两个截面上，同时在阀芯的外圆周表面布设对应的圆弧槽，利用阀芯沿圆周方向往复转动也可以实现对第一油路、第二油路、第三油路和第四油路之间连通关系的改变。

此外，在本实施例中，通过在阀芯两端设置左控制腔和右控制腔，将阀芯的两端截面积设计为一大一小，使小端与P口保持连通，而大端则与P口和T口进行选择连通，并且使驱动活塞移动至第一控制腔终端和第二控制腔终端时自动将大端与P口或T口形成连通，从而实现对阀芯沿轴向方向的自动往复切换驱动控制，进而实现对驱动活塞沿轴向往复运动的自动换向控制。同样，在他实施例中，也可以借助外控设备直接对阀芯进行轴向驱动控制，例如借助直线驱动元件电磁铁对阀芯进行轴向的往复运动控制，从而实现第一油路、第二油路、第三油路和第四油路的切换。

此外，结合图1至图6所示，在本实施例中，由于阀芯4的两端存在面积差，而在靠近右控制腔42的一端形成一个密闭腔44，此时在驱动活塞2上设有一个泄压油路29。泄压油路29的两端分别与密闭腔44和第四油路24连通，从而使密闭腔44中的介质与T口保持连通，避免对阀芯4的轴向运动形成阻碍干扰，提高对阀芯4轴向往复运动控制的精准可靠性。

结合图1至图6所示，在本实施例中，增压活塞3采用分体式结构，由大活塞31和小活塞32活动连接组成，并且增压腔12由第一增压腔121和第二增压腔122组成。其中，小活塞32的一端与驱动活塞4直接连接，另一端则穿过第二增压腔122后延伸至第一增压腔121中；大活塞31套设在小活塞32上，并且一端位于第二增压腔122中，另一端延伸至第二控制腔112中。大活塞31与小活塞32之间通过轴向定位件7进行轴向活动连接，以形成小活塞32带动大活塞31进行轴向运动或着大活塞31保持轴向位置固定而小活塞32相对于大活塞31进行轴向运动。与此同时，第一增压腔121和第二增压腔122则各自通过两个单向阀5分别与T口和增压口13形成连通，以达到从T口处单向引流低压介质以及对高压介质进行单向压缩输出。

此时，通过控制轴向定位件对大活塞和小活塞之间的轴向定位连接，就可以在保证驱动活塞面积不变的情况下，改变增压活塞面积，即改变该柱塞泵的增压比。其中，当轴向定位件对大活塞和小活塞进行轴向定位连接时，由大活塞和小活塞同时进行介质的压缩做功输出，增压比为驱动活塞的面积除以大活塞的面积与小活塞的面积之和；当轴向定位件失去对大活塞和小活塞的轴向定位连接时，驱动活塞单独带动小活塞进行轴向往复运动，由小活塞单独进行介质的压缩做功输出，增压比则为驱动活塞的面积除以小活塞的面积。这样，通过对轴向定位件的控制就可以改变增压活塞面积，实现对该柱塞泵的增压比进行改变，从而满足更多工况的使用。

结合图1至图7所示，在本实施例中，轴向定位件7由定位活塞71、定位弹性件72和定位槽73组成，同时在小活塞32上设有一条高压控制油路321。其中，定位活塞71和定位弹性件72位于小活塞32上，并且定位活塞71的一端位于小活塞32上开设的安装孔322内，另一端则可以沿径向伸出，定位弹性件72位于安装孔322内以驱动定位活塞71沿径向伸出，定位槽73则位于大活塞31中与小活塞32接触的表面处，高压控制油路321的一端与右控制腔42连通进而与P口保持连通关系，另一端则延伸至定位活塞71与小活塞32之间以驱动定位活塞71克服定位弹性件72回收至安装孔322中。

此时，当P口压力较低而无法驱动定位活塞克服定位弹性件运动时，定位活塞在定位弹性件的作用下保持对大活塞和小活塞的轴向定位连接，使大活塞和小活塞进行轴向同步运动，增压比为驱动活塞的面积除以大活塞的面积与小活塞的面积之和，达到低压大流量效果；当P口压力升高至可以驱动定位活塞克服定位弹性件而运动时，定位活塞克服定位弹性件进行回收运动而解除对大活塞和小活塞的轴向定位连接，使小活塞单独随驱动活塞进行轴向运动，增压比则变为驱动活塞的面积除以小活塞的面积，达到高压小流量效果。这样，随着P口压力的变化，就可以实现对该柱塞泵增压比的调整改变，实现低压大流量和高压小流量的工作效果。

结合图1至图6所示，在大活塞31和小活塞32之间设有一个辅助弹性件33。当大活塞和小活塞保持轴向定位连接时，辅助弹性件保持在压缩状态，而当解除大活塞与小活塞的轴线定位连接时，辅助弹性件以小活塞为基准进行轴向作用力释放，从而将大活塞压缩并保持在第二增压腔中，使驱动活塞带动小活塞沿轴向进行准确可靠的往复运动。

此外，在本实施例的小活塞32上还设有一个第三辅助油路322，将定位弹性件所在容腔与T口连通，这样就可以避免对定位活塞驱动控制产生影响，提高由高压油路中介质驱动定位活塞运动的精准度。但是，在其他实施例中，完全可以将第三辅助油路与外控油路进行连通，从而形成对定位活塞驱动控制的自由调节，实现P口处不同压力介质对定位活塞的驱动，实现不同压力下的小流量输出，进一步提高该柱塞泵的使用范围。

另外，在本实施例中，泵体1采用分体结构设计，由与驱动活塞2对应的部分16和与增压活塞3对应的部分17组成，并且小活塞32与驱动活塞2之间采用螺纹连接。这样，不仅便于对各个零部件进行加工制造和装配，提高和保证该柱塞泵的加工和装配精度，而且可以根据不同设计和使用要求，对驱动活塞以及对应的泵体部分进行调整更换，从而获得不同的增压比。

结合图2所示，该往复式高压柱塞泵上还设有一个导向杆8。导向杆8在偏心的位置沿轴向贯穿驱动活塞2，并且与驱动活塞2形成轴向滑动连接，而导向杆8的两端则与泵体1形成固定连接。这样，借助导向杆就可以对驱动活塞形成轴向导向和圆周方向的定位，避免驱动活塞沿轴向往复运动过程中形成沿圆周方向的转动，保证驱动活塞往复运动的流畅稳定性。

结合图1至图7所示，本实施例的往复式高压柱塞泵进行工作时，将P口与驱动管路连接，将T口与低压管路连接，将增压口13与输出管路连接。

当P口处的介质压力处于相对低压时，轴向定位件7中的定位活塞71在定位弹性件72的作用下保持着对大活塞31和小活塞32的轴向定位连接，使大活塞31和小活塞32随驱动活塞2进行轴向同步运动，此时该往复式高压柱塞泵的增加比为驱动活塞的面积除以大活塞的面积与小活塞的面积之和，在此情况下，该柱塞泵自动往复运动的具体工作过程为：

当第一增压腔121和第二增压腔122要进行低压介质引入时，即驱动活塞2处于第二控制腔112的终端位置并且要带动大活塞31和小活塞32向第一控制腔111的方向运动时，第六油路26通过第二辅助油路15与P口连通，第五油路25处于封闭状态，第七油路27将P口与右控制腔42连通，将P口处的高压介质同时引流至左控制腔41和右控制腔42中，使阀芯4在左控制腔41和右控制腔42之间介质作用力差的作用下处于右控制腔42的终端位置。此时，第一油路21与第四油路24连通，第二油路22与第三油路23连通，从而将P口处的高压介质引流至第二控制腔112中，将第一控制腔111中的介质引流至T口，使驱动活塞2在第一控制腔111和第二控制腔112之间介质压力差的作用下向第一控制腔111的方向开始进行运动，从而带动大活塞31和小活塞32进行同步轴向运动，分别形成对第一增压腔121和第二增压腔122的体积增加，使T口处的低压介质通过单向阀5同时流至第一增压腔121和第二增压腔122中，并且在驱动活塞2移动至第一控制腔111的终端位置时，完成对第一增压腔121和第二增压腔122的低压介质引入。

当驱动活塞2移动至第一控制腔111的终端位置时，第五油路25与第一辅助油路14连通，第六油路26处于封闭状态，第七油路27将P口与右控制腔42连通，将左控制腔41中的介质引流至T口进行压力释放，将P口处的高压介质引流至右控制腔42中，使阀芯4在左控制腔41和右控制腔42之间介质作用力差的作用下移动至左控制腔41的终端位置。此时，将第一油路21切换至与第三油路23连通，将第二油路22切换至与第四油路24连通，从而将P口处的高压介质引流至第一控制腔111中，将第二控制腔112中的介质引流至T口，使驱动活塞2在第一控制腔111和第二控制腔112之间介质压力差的作用下，完成自动换向并开始向第二控制腔112的方向进行运动，从而带动大活塞31和小活塞32进行轴向同步运动，并分别形成对第一增压腔121和第二增压腔122的体积压缩，使第一增压腔121和第二增压腔122中的介质分别在大活塞31和小活塞32的压缩做功下，通过单向阀5汇流至增压口13处进而输出至输出管路中，完成高压介质的输出。

当P口处的介质压力升高至相对高压时，通过右控制腔42和高压控制油路321流至定位活塞71处的高压介质就可以驱动定位活塞71克服定位弹性件72的作用而进行运动并保持在回收位置，从而解除对大活塞31和小活塞32的轴向定位连接，并且使大活塞31在辅助弹性件33的作用下被推至第二增压腔122中。此时，只有小活塞32随驱动活塞2进行轴向往复运动，这样该往复式高压柱塞泵的增加比就变成了驱动活塞的面积除以小活塞的面积，从而实现了对增压比的改变。在此情况下，该柱塞泵自动往复运动的具体过程与上述增压比未变之前的运动过程相同，其区别仅在于只有第一增压腔121进行低压介质的引入和高压介质的输出而已。

Claims (9)

1.一种往复式高压柱塞泵，其特征在于，包括泵体、驱动活塞、增压活塞和阀芯；其中，所述泵体上设有驱动腔、增压腔、P口、T口和增压口；所述驱动活塞位于所述驱动腔中，并且将所述驱动腔分割为第一控制腔和第二控制腔；所述增压活塞的一端与所述驱动活塞连接，另一端延伸至所述增压腔，并且所述增压活塞中位于所述增压腔的一端截面积小于所述驱动活塞的截面积；所述驱动活塞的内部设有阀孔，所述阀芯位于所述阀孔内部，并且可以相对于所述阀孔进行往复运动；

所述驱动活塞上设有第一油路、第二油路、第三油路和第四油路；所述第一油路的一端与所述第一控制腔连通，另一端与所述阀孔连通，所述第二油路的一端与所述第二控制腔连通，另一端与所述阀孔连通，所述第三油路的一端与P口保持连通，另一端与所述阀孔连通，所述第四油路的一端与T口保持连通，另一端与所述阀孔连通；所述增压腔通过两个单向阀分别与T口和增压口连通，以将T口处低压介质单向引流至所述增压腔以及将所述增压腔中的高压介质单向输出至所述增压口；

所述驱动活塞沿轴向运动至所述第一控制腔和所述第二控制腔的终端位置时，所述阀芯在所述阀孔内进行往复运动从而切换所述第一油路、所述第二油路、所述第三油路和所述第四油路之间的连接关系；当所述驱动活塞移动至所述第一控制腔的终端位置时，所述阀芯运动至所述第一油路与所述第三油路连通，所述第二油路与所述第四油路连通，使所述驱动活塞在所述第一控制腔和所述第二控制腔的介质压力差作用下，可以带动所述增压活塞对所述增压腔的介质进行压缩输出；当所述驱动活塞移动至所述第二控制腔的终端位置时，所述阀芯运动至所述第一油路与所述第四油路连通，所述第二油路与所述第三油路连通，使所述驱动活塞在所述第一控制腔和所述第二控制腔的介质压力差作用下，可以带动所述增压活塞运动从T口引流低压介质至所述增压腔；

所述增压活塞采用分体式结构并且由大活塞和小活塞活动连接组成，所述增压腔由第一增压腔和第二增压腔组成；所述小活塞的一端与所述驱动活塞连接，另一端穿过所述第二增压腔延伸至所述第一增压腔；所述大活塞套设在所述小活塞上，位于所述第二增压腔；所述大活塞与所述小活塞之间通过轴向定位件进行活动连接，以形成所述小活塞带动所述大活塞进行轴向运动或所述小活塞相对于所述大活塞进行轴向运动；所述第一增压腔通过两个单向阀分别与T口和增压口连通，以将T口处的低压介质单向引流至所述增压腔以及将所述增压腔中的高压介质单向输出至所述增压口；所述第二增压腔通过两个单向阀分别与T口和增压口连通，以将T口处的低压介质单向引流至所述增压腔以及将所述增压腔中的高压介质单向输出至所述增压口。

2.根据权利要求1所述的往复式高压柱塞泵，其特征在于，所述阀芯可以在所述阀孔内进行轴向往复运行，并且与所述第一油路、第二油路、第三油路和第四油路形成三位四通滑阀的连接关系，以控制所述第一油路、第二油路、第三油路和第四油路之间的连接关系。

3.根据权利要求2所述的往复式高压柱塞泵，其特征在于，所述阀芯的两端分别设有左控制腔和右控制腔，所述驱动活塞上设有第五油路、第六油路和第七油路，并且所述阀芯的左端截面积大于右端截面积；所述第五油路的一端与所述左控制腔连通，另一端延伸至所述驱动活塞的外圆周表面并与T口形成选择连通；所述第六油路的一端与所述左控制腔连通，另一端延伸至所述驱动活塞的外圆周表面并与P口形成选择连通；所述第七油路的一端与所述右控制腔连通，另一端与所述第三油路连通；

当所述驱动活塞移动至所述第一控制腔的终端位置时，所述第五油路与T口连通，所述第六油路处于封闭状态，所述第七油路与P口保持连通，所述阀芯在所述左控制腔和所述右控制腔之间介质压力差的作用下运动至所述左控制腔的终端位置，将所述第一油路与所述第三油路连通，将所述第二油路与所述第四油路连通；当所述驱动活塞移动至所述第二控制腔的终端位置时，所述第五油路处于封闭状态，所述第六油路与P口连通，所述第七油路与P口保持连通，所述阀芯在所述左控制腔和所述右控制腔之间介质压力的作用下运动至所述左控制腔的终端位置，将所述第一油路与所述第四油路连通，将所述第二油路与所述第三油路连通。

4.根据权利要求3所述的往复式高压柱塞泵，其特征在于，所述泵体上设有第一辅助油路和第二辅助油路；所述第一辅助油路的一端与T口连通，另一端延伸至靠近所述第一控制腔一端的控制腔表面，与移动至所述第一控制腔终端位置时的所述五油路连通；所述第二辅助油路的一端与P口连通，另一端延伸至靠近所述第二控制腔一端的控制腔表面，与移动至所述第二控制腔终端位置时的所述六油路连通。

5.根据权利要求3所述的往复式高压柱塞泵，其特征在于，所述阀芯上设有阻尼油路；所述阻尼油路的一端与所述左控制腔连通，另一端与所述第三油路连通。

6.权利要求1所述的往复式高压柱塞泵，其特征在于，所述轴向定位件包括定位活塞、定位弹性件和定位槽组成，所述小活塞上设有高压控制油路；所述定位活塞位于所述小活塞上，所述定位槽位于所述大活塞中与所述小活塞接触的表面处，所述定位弹性件位于所述定位活塞与所述小活塞之间以驱动所述小活塞伸出至所述定位槽中，所述高压控制油路的一端与P口连通，另一端位于所述定位活塞与所述小活塞之间以驱动所述定位活塞克服所述定位弹性件而移动至所述小活塞中，脱离与所述定位槽的连接。

7.根据权利要求1所述的往复式高压柱塞泵，其特征在于，在所述大活塞和所述小活塞之间设有辅助弹性件，以驱动所述大活塞向所述第二增压腔方向运动。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的往复式高压柱塞泵，其特征在于，所述泵体采用分体结构设计，包括与所述驱动活塞对应的部分和与所述增压活塞对应的部分组成；所述增压活塞与所述驱动活塞采用螺纹连接。

9.根据权利要求1-7中任意一项所述的往复式高压柱塞泵，其特征在于，所述驱动活塞的外表面设有第一油槽和第二油槽，所述第一油槽和所述第二油槽分别沿轴向布设，并且所述第一油槽与所述第三油路和P口保持连通，所述第二油槽与所述第四油路和T口保持连通。

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