CN111550377A - 一种新型轴向柱塞泵阀配流机构及配流方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型轴向柱塞泵阀配流机构及配流方法，解决了传统阀配流结构复杂、占用空间大、工艺孔道多、安装调试难度大等问题。该机构包括缸体、进液阀组件、缸体后端盖、O型密封圈、配流轴、排液阀组件；缸体、配流轴与缸体后端盖固定连接，O型密封圈保证两个配合面的密封；配流轴与缸体中心孔过盈配合；进液阀组件安装于缸体的吸液孔中，其进液阀弹簧挡圈保证进液阀阀芯做直线运动；排液阀组件安装于配流轴排液孔中，其排液阀弹簧挡圈保证排液阀阀芯做直线运动；本发明通过螺纹安装进、排液阀组件，安装拆卸方便；将10套排液阀组件集成在配流轴上，结构紧凑；通过进液阀和排液阀的开启和关闭实现对轴向柱塞泵的稳定配流。

Description

一种新型轴向柱塞泵阀配流机构及配流方法

技术领域

本发明属于柱塞泵技术领域，尤其涉及一种新型轴向柱塞泵阀配流机构及阀配流方法。

背景技术

轴向柱塞泵由于其工作参数高、变量控制方便和结构紧凑等优点，在石油化工、工程机械、航空航天等领得到越来越广泛的应用。配流阀密封性优于配流盘，且对于粘度低、润滑性能差的介质(如水、高水基介质等)有非常好的适应性，另外，阀配流机构具有较好的抗污染能力，因此阀配流机构广泛应用于超高压、水液压柱塞泵。配流机构作为轴向柱塞泵的核心结构，避免了传统配流盘配流配流盘与缸体之间磨损现象的发生，阀配流机构的设计对于提高轴向柱塞泵的性能指标具有重要意义。由于柱塞泵壳体内部空间受限，传统阀配流结构存在加工工艺复杂、安装调试装配难度较大、局部结构受力情况恶劣等问题，极大地影响轴向柱塞泵阀配流机构的可靠性和寿命。

发明内容

本发明要克服传统阀配流结构存在的上述缺点，提出一种新型轴向柱塞泵阀配流机构与配流方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种新型轴向柱塞泵阀配流机构，该机构包括缸体、进液阀组件、缸体后端盖、配流轴、排液阀组件；

所述缸体通过上下两个端面分别与缸体后端盖及柱塞泵前壳体连接，缸体中心为一圆柱形中心孔用于安装配流轴；柱塞孔在缸体上沿圆周均匀分布，所述圆周的圆心为缸体中心，缸体上部为一缸体空腔，用于将泵外流体引入缸体；

所述进液阀组件包括进液阀弹簧挡圈、进液阀弹簧、进液阀阀芯、进液阀阀座，进液阀组件安装于缸体吸液孔中，所述进液阀阀座一侧带有圆锥密封面，安装于缸体柱塞孔的吸液口且圆锥密封面朝向缸体柱塞孔；所述进液阀阀芯一侧为球面密封面，另一侧为导向杆；所述进液阀弹簧挡圈中间具有中心导向孔，进液阀弹簧挡圈安装于缸体柱塞孔中；进液阀阀芯与进液阀弹簧安装于进液阀弹簧挡圈和进液阀阀座之间，进液阀弹簧一端压在进液阀弹簧挡圈上，另一端压在进液阀阀芯上，进液阀阀芯的导向杆穿过进液阀弹簧和进液阀弹簧挡圈的中心导向孔，进液阀阀芯球面密封面朝向进液阀阀座的圆锥密封面，进液阀阀芯在导向杆的作用下可沿缸体柱塞孔方向运动，进而改变进液阀阀芯球面与进液阀阀座锥面之间的开度；进液阀组件与缸体上部的缸体空腔一起完成柱塞泵的吸液动作；

所述配流轴整体为回转体件，四周开有均布的十个排液孔，十个排液孔与缸体中的十个缸体柱塞孔一一对应，所述配流轴的中心开有出液孔，用于将流经排液阀组件的流体经出液口排出柱塞泵外；配流轴与缸体后端盖固定连接；

所述排液阀组件包括排液阀弹簧挡圈、排液阀弹簧、排液阀阀芯、排液阀阀座；所述排液阀阀座一侧带有圆锥密封面，安装于配流轴的排液孔中，且圆锥密封面朝向配流轴；所述排液阀阀芯一侧为球面密封面，另一侧为导向杆；所述排液阀弹簧挡圈中间具有中心导向孔，排液阀弹簧挡圈安装于配流轴的排液孔中；排液阀阀芯与排液阀弹簧安装于排液阀弹簧挡圈和排液阀阀座之间，排液阀弹簧一端压在排液阀弹簧挡圈上，另一端压在排液阀阀芯上，排液阀阀芯的导向杆穿过排液阀弹簧和排液阀弹簧挡圈的中心导向孔，排液阀阀芯的球面密封面朝向排液阀阀座的圆锥密封面，排液阀阀芯在导向杆的作用下可沿排液孔方向运动，进而改变排液阀阀芯球面与排液阀阀座锥面之间的开度。

进一步地，所述进液阀阀座为一圆柱形结构，外圆柱面上开有外螺纹，通过螺纹与缸体进液孔连接，进液阀阀座中心开有内六角通液孔，进液阀阀座底端加工有圆锥形面。

进一步地，所述进液阀弹簧挡圈为一弹性结构，卡紧安装于缸体进液孔中，中心开有中心孔，用于限定进液阀弹簧及进液阀阀芯的相对位置。

进一步地，所述进液阀阀芯为一回转体，一侧为球面，通过该球面与进液阀阀座底端圆锥形面连接，实现密封，另一侧为圆柱形导向机构，经过进液阀弹簧伸入进液阀弹簧挡圈的中心孔之中。

进一步地，所述排液阀阀座与进液阀阀座形状一样，但相应尺寸不同，同为一圆柱形结构，外圆柱面上开有外螺纹，通过螺纹与配流轴排液孔连接，排液阀阀座中心开有内六角通液孔，排液阀阀座底端加工有圆锥形面。

进一步地，所述排液阀弹簧挡圈与进液阀弹簧挡圈形状一样，但尺寸不同，排液阀弹簧挡圈为一弹性结构，卡紧安装于配流轴的排液孔中，中心开有中心孔，用于限定排液阀弹簧及排液阀阀芯的相对位置；排液孔的中心线与配流轴的径向平行。

进一步地，所述排液阀阀芯为一回转体，一侧为球面，通过该球面与排液阀阀座底端的圆锥形面连接，实现密封，另一侧为圆柱形导向机构，经过排液阀弹簧伸入排液阀弹簧挡圈中心孔之中。

进一步地，该机构还包括第一O型密封圈和第二O型密封圈，所述第一O型密封圈安装于配流轴与缸体后端盖配合面处，所述第二O型密封圈安装于以及缸体与缸体后端盖配合面处，保证装置的密封性能。

进一步地，通过进液阀阀芯的上下移动，实现进液阀组件的开启和关闭，进而实现柱塞泵吸液动作；通过排液阀阀芯的左右移动，实现排液阀组件的开启和关闭，进而实现柱塞泵排液动作。

一种新型轴向柱塞泵阀配流方法，该方法包括：

在进液阀弹簧和排液阀弹簧的弹簧力作用下，进液阀阀芯压紧进液阀阀座，排液阀阀芯压紧排液阀阀座，进液阀组件和排液阀组件处于关闭状态；

当缸体的柱塞孔中的柱塞向下运动时，缸体柱塞孔的密闭容腔体积增大，进而形成负压，进液阀阀芯在上下面压差的作用下克服进液阀弹簧的弹簧力运动，进液阀组件开启，排液阀阀芯在两侧压差和排液阀弹簧的共同作用下，压紧在排液阀阀座上，排液阀组件关闭，外部液体经进液口进入缸体的柱塞孔中，实现柱塞泵的吸液动作；

当缸体的柱塞孔中的柱塞向上运动时，缸体孔的密闭容腔体积减小，进而将缸体孔中的流体压缩，排液阀阀芯在两侧压差的作用下克服排液阀弹簧的弹簧力运动，排液阀组件开启，进液阀阀芯在两侧压差和进液阀弹簧的共同作用下压在进液阀阀座上，进液阀组件关闭，缸体上的柱塞孔中压缩的流体经排液口排出柱塞泵，实现柱塞泵的排液动作。

本发明的有益效果是：本发明通过配流轴和缸体实现进液阀和排液阀的安装；通过进液阀弹簧挡圈、排液阀弹簧挡圈实现配液阀芯的直线运动及行程限制；通过进液阀和排液阀的开启和关闭实现对轴向柱塞泵的稳定配流；

具体为：

1、通过配流轴和缸体实现进液阀和排液阀的安装，使得整个配流机构更加紧凑；

2、配流阀组件通过螺纹连接安装与缸体孔与配流轴孔之中，安装方便且易维修更换，且结构紧凑；

3、通过高响应的配流阀组件，使得柱塞泵易于获得超高压，同时提高了柱塞泵的抗污染能力和对粘度低、润滑性差的介质的适应性；

附图说明

图1柱塞泵阀配流机构剖视图；

图2进液阀组件安装示意图；

图3排液阀组件安装示意图；

图4进液阀阀座(5)俯视图；

图5进液阀弹簧挡圈(2)示意图；

图中，1-缸体，2-进液阀弹簧挡圈，3-进液阀弹簧，4-进液阀阀芯，5-进液阀阀座，6-缸体后端盖，7-第一O型密封圈，8-配流轴，9-排液阀弹簧挡圈，10-排液阀弹簧，11-排液阀阀芯，12-排液阀阀座，13-第二O型密封圈。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的优选实施例作进一步详细说明。

如图1所示的柱塞泵阀配流机构剖视图，缸体1为一方形对称结构，通过上下两个端面分别与缸体后端盖6及柱塞泵前壳体连接，缸体1中心为一圆柱形中心孔，用于安装配流轴8，缸体1沿圆周均布十个缸体孔，圆周的圆心为缸体中心，缸体孔用于进液阀组件的安装固定。此外，缸体1上部为一缸体空腔，用于将泵外流体引入缸体1，与进液阀组件一起完成柱塞泵的吸液动作；通过配流轴和缸体实现进液阀和排液阀的安装，使得整个配流机构更加紧凑。

如图1所示的柱塞泵阀配流机构剖视图，配流轴8与缸体后端盖6通过螺栓固定连接，配流轴8整体为回转体件，四周开有均布的十个排液孔与缸体1中的十个缸体孔一一对应，配流轴8上的排液孔用于排液阀组件的安装固定，此外配流轴8中心开有出液孔，可将流经排液阀组件的高压流体经泵的出液口排出泵外。

如图2所示进液阀组件安装示意图，所述进液阀组件包括进液阀弹簧挡圈2、进液阀弹簧3、进液阀阀芯4、进液阀阀座5，进液阀组件安装于缸体1进液孔中。

如图2和图4所示，所述进液阀阀座5为一圆柱形结构，外圆柱面上开有外螺纹，通过螺纹与缸体1进液孔连接，进液阀阀座5中心开有内六角通液孔，进液阀阀座5底端加工有圆锥形面。

如图5所示，所述进液阀弹簧挡圈2为一弹性结构，卡紧安装于缸体1进液孔中，中心开有中心孔，弹簧挡圈外周为椭圆，且有一缺口，缺口两侧分别有一孔，用力夹两个孔，可改变弹簧挡圈外周大小，用于限定进液阀弹簧3及进液阀阀芯4的相对位置。所述进液阀阀芯4为一回转体，一侧为球面，通过该球面与上述进液阀阀座5底端圆锥形面连接，实现密封，另一侧圆柱形导向机构经过进液阀弹簧3伸入进液阀弹簧挡圈4中心孔之中。

如图3所示，排液阀组件安装示意图，所述排液阀组件包括排液阀弹簧挡圈9、排液阀弹簧10、排液阀阀芯11、排液阀阀座12，安装于配流轴8排液孔之中。

所述排液阀阀座12与上述进液阀阀座5结构相似，但相应尺寸不同，同为一圆柱形结构，外圆柱面上开有外螺纹，通过螺纹与配流轴8排液孔连接，排液阀阀座12中心开有内六角通液孔，排液阀阀座12底端加工有圆锥形面。

所述排液阀弹簧挡圈9与进液阀弹簧挡圈2结构相似，但尺寸不同，排液阀弹簧挡圈9为一弹性结构，卡紧安装于配流轴孔中，中心开有中心孔，用于限定排液阀弹簧10及排液阀阀芯11的相对位置。所述排液阀阀芯11为一回转体，一侧为球面，通过该球面与上述排液阀阀座12底端的圆锥形面连接，实现密封，另一侧圆柱形导向机构经过排液阀弹簧10伸入排液阀弹簧挡圈9中心孔之中。

所述第一O型密封圈7安装于配流轴8与缸体后端盖6配合面处，所述第二O型密封圈13安装于以及缸体1与缸体后端盖6配合面处，保证装置的密封性能。

本发明通过进液阀芯4的上下移动，实现进液阀组件的开启和关闭，进而实现柱塞泵吸液动作。通过排液阀芯11的左右移动，实现排液阀组件的开启和关闭，进而实现柱塞泵排液动作。

本发明还提供了一种新型轴向柱塞泵阀配流方法，该方法包括：

在进液阀弹簧3和排液阀弹簧10的弹簧力作用下，进液阀阀芯4压紧进液阀阀座5，排液阀阀芯11压紧排液阀阀座12，进液阀组件和排液阀组件处于关闭状态；

当缸体1的柱塞孔中的柱塞向下运动时，缸体柱塞孔的密闭容腔体积增大，进而形成负压，进液阀阀芯4在上下面压差的作用下克服进液阀弹簧3的弹簧力运动，进液阀组件开启，排液阀阀芯11在两侧压差和排液阀弹簧10的共同作用下，紧紧压在排液阀阀12座上，排液阀组件关闭，外部液体经进液口进入缸体1的柱塞孔中，实现柱塞泵的吸液动作；

当缸体1的柱塞孔中的柱塞向上运动时，缸体孔的密闭容腔体积减小，进而将缸体孔中的流体压缩，排液阀阀芯11在两侧压差的作用下克服排液阀弹簧10的弹簧力运动，排液阀组件开启，进液阀阀芯在两侧压差和进液阀弹簧3的共同作用下压在进液阀阀座5上，进液阀组件关闭，缸体上的柱塞孔中压缩的高压流体经排液口排出柱塞泵，实现柱塞泵的排液动作。

本发明通过高响应的配流阀组件，使得柱塞泵易于获得超高压，同时提高了柱塞泵的抗污染能力和对粘度低、润滑性差的介质的适应性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型轴向柱塞泵阀配流机构，其特征在于，该机构包括缸体(1)、进液阀组件、缸体后端盖(6)、配流轴(8)、排液阀组件；

所述缸体(1)通过上下两个端面分别与缸体后端盖(6)及柱塞泵前壳体连接，缸体(1)中心为一圆柱形中心孔用于安装配流轴(8)；柱塞孔在缸体(1)上沿圆周均匀分布，所述圆周的圆心为缸体中心；缸体(1)上部为一缸体空腔，用于将泵外流体引入缸体(1)；

所述进液阀组件包括进液阀弹簧挡圈(2)、进液阀弹簧(3)、进液阀阀芯(4)、进液阀阀座(5)，进液阀组件安装于缸体(1)吸液孔中，所述进液阀阀座(5)一侧带有圆锥密封面，安装于缸体柱塞孔的吸液口且圆锥密封面朝向缸体柱塞孔；所述进液阀阀芯(4)一侧为球面密封面，另一侧为导向杆；所述进液阀弹簧挡圈(2)中间具有中心导向孔，进液阀弹簧挡圈(2)安装于缸体柱塞孔中；进液阀阀芯(4)与进液阀弹簧(3)安装于进液阀弹簧挡圈(2)和进液阀阀座(5)之间，进液阀弹簧(3)一端压在进液阀弹簧挡圈(2)上，另一端压在进液阀阀芯(4)上，进液阀阀芯(4)的导向杆穿过进液阀弹簧(3)和进液阀弹簧挡圈(2)的中心导向孔，进液阀阀芯(4)球面密封面朝向进液阀阀座(5)的圆锥密封面，进液阀阀芯(4)在导向杆的作用下可沿缸体柱塞孔方向运动，进而改变进液阀阀芯(4)球面与进液阀阀座(5)锥面之间的开度；进液阀组件与缸体(1)上部的缸体空腔一起完成柱塞泵的吸液动作；

所述配流轴(8)整体为回转体件，四周开有均布的十个排液孔，十个排液孔与缸体(1)中的十个缸体柱塞孔一一对应，所述配流轴(8)的中心开有出液孔，用于将流经排液阀组件的流体经出液口排出柱塞泵外；配流轴(8)与缸体后端盖(6)固定连接；

所述排液阀组件包括排液阀弹簧挡圈(9)、排液阀弹簧(10)、排液阀阀芯(11)、排液阀阀座(12)；所述排液阀阀座(12)一侧带有圆锥密封面，安装于配流轴的排液孔中，且圆锥密封面朝向配流轴；所述排液阀阀芯(11)一侧为球面密封面，另一侧为导向杆；所述排液阀弹簧挡圈(9)中间具有中心导向孔，排液阀弹簧挡圈(9)安装于配流轴(8)的排液孔中；排液阀阀芯(11)与排液阀弹簧(10)安装于排液阀弹簧挡圈(9)和排液阀阀座(12)之间，排液阀弹簧(10)一端压在排液阀弹簧挡圈(9)上，另一端压在排液阀阀芯(11)上，排液阀阀芯(11)的导向杆穿过排液阀弹簧(10)和排液阀弹簧挡圈(9)的中心导向孔，排液阀阀芯(11)的球面密封面朝向排液阀阀座(12)的圆锥密封面，排液阀阀芯(11)在导向杆的作用下可沿排液孔方向运动，进而改变排液阀阀芯(11)球面与排液阀阀座(12)锥面之间的开度。

2.根据权利要求1所述的一种新型轴向柱塞泵阀配流机构，其特征在于，所述进液阀阀座(5)为一圆柱形结构，外圆柱面上开有外螺纹，通过螺纹与缸体(1)进液孔连接，进液阀阀座(5)中心开有内六角通液孔，进液阀阀座(5)底端加工有圆锥形面。

3.根据权利要求1所述的一种新型轴向柱塞泵阀配流机构，其特征在于，所述进液阀弹簧挡圈(2)为一弹性结构，卡紧安装于缸体(1)进液孔中，中心开有中心孔，用于限定进液阀弹簧(3)及进液阀阀芯(4)的相对位置。

4.根据权利要求2所述的一种新型轴向柱塞泵阀配流机构，其特征在于，所述进液阀阀芯(4)为一回转体，一侧为球面，通过该球面与进液阀阀座(5)底端圆锥形面连接，实现密封，另一侧为圆柱形导向机构，经过进液阀弹簧(3)伸入进液阀弹簧挡圈(2)的中心孔之中。

5.根据权利要求1所述的一种新型轴向柱塞泵阀配流机构，其特征在于，所述排液阀阀座(12)与进液阀阀座(5)形状一样，但相应尺寸不同，同为一圆柱形结构，外圆柱面上开有外螺纹，通过螺纹与配流轴(8)排液孔连接，排液阀阀座(12)中心开有内六角通液孔，排液阀阀座(12)底端加工有圆锥形面。

6.根据权利要求1所述的一种新型轴向柱塞泵阀配流机构，其特征在于，所述排液阀弹簧挡圈(9)与进液阀弹簧挡圈(2)形状一样，但尺寸不同，排液阀弹簧挡圈(9)为一弹性结构，卡紧安装于配流轴(8)的排液孔中，中心开有中心孔，用于限定排液阀弹簧(10)及排液阀阀芯(11)的相对位置；排液孔的中心线与配流轴的径向平行。

7.根据权利要求5所述的一种新型轴向柱塞泵阀配流机构，其特征在于，所述排液阀阀芯(11)为一回转体，一侧为球面，通过该球面与排液阀阀座(12)底端的圆锥形面连接，实现密封，另一侧为圆柱形导向机构，经过排液阀弹簧(10)伸入排液阀弹簧挡圈(9)中心孔之中。

8.根据权利要求1所述的一种新型轴向柱塞泵阀配流机构，其特征在于，该机构还包括第一O型密封圈(7)和第二O型密封圈(13)，所述第一O型密封圈(7)安装于配流轴(8)与缸体后端盖(6)配合面处，所述第二O型密封圈(13)安装于以及缸体(1)与缸体后端盖(6)配合面处，保证装置的密封性能。

9.根据权利要求1所述的一种新型轴向柱塞泵阀配流机构，其特征在于，通过进液阀阀芯(4)的上下移动，实现进液阀组件的开启和关闭，进而实现柱塞泵吸液动作；通过排液阀阀芯(11)的左右移动，实现排液阀组件的开启和关闭，进而实现柱塞泵排液动作。

10.一种新型轴向柱塞泵阀配流方法，其特征在于，该方法包括：

在进液阀弹簧(3)和排液阀弹簧(10)的弹簧力作用下，进液阀阀芯(4)压紧进液阀阀座(5)，排液阀阀芯(11)压紧排液阀阀座(12)，进液阀组件和排液阀组件处于关闭状态；

当缸体(1)的柱塞孔中的柱塞向下运动时，缸体柱塞孔的密闭容腔体积增大，进而形成负压，进液阀阀芯(4)在上下面压差的作用下克服进液阀弹簧(3)的弹簧力运动，进液阀组件开启，排液阀阀芯(11)在两侧压差和排液阀弹簧(10)的共同作用下，压紧在排液阀阀(12)座上，排液阀组件关闭，外部液体经进液口进入缸体(1)的柱塞孔中，实现柱塞泵的吸液动作；

当缸体(1)的柱塞孔中的柱塞向上运动时，缸体孔的密闭容腔体积减小，进而将缸体孔中的流体压缩，排液阀阀芯(11)在两侧压差的作用下克服排液阀弹簧(10)的弹簧力运动，排液阀组件开启，进液阀阀芯在两侧压差和进液阀弹簧(3)的共同作用下压在进液阀阀座(5)上，进液阀组件关闭，缸体上的柱塞孔中压缩的流体经排液口排出柱塞泵，实现柱塞泵的排液动作。

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