CN111622947A - 一种补油式齿轮泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种补油式齿轮泵，包括泵壳体以及安装固定于所述泵壳体中的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮和/或所述从动齿轮中设有分别连通至各自的齿轮槽底的齿轮流道，所述齿轮流道中设有用以供油液单向流入所述齿轮槽底的单向阀。上述补油式齿轮泵通过在齿轮中设置单向阀，在齿轮泵运行于高速工况时，油液通过单向阀流入齿轮槽底，能够对由于离心力而使齿槽油液与齿槽之间形成的空腔进行油液补充，从而提高齿轮槽的油液运载量，达到提高容积效率的目的。

Description

一种补油式齿轮泵

技术领域

本发明涉及液体变容式机械技术领域，特别涉及一种补油式齿轮泵。

背景技术

齿轮泵作为液压系统的动力源之一，被广泛的应用在各种液压系统当中，在航空、航天、工程机械、船舶、煤矿、农用机械等领域得到广泛的应用。

目前，民用领域的齿轮泵的容积效率已经能够达到95％以上，可以满足民用领域的各种要求，然而针对航空、航天领域用齿轮泵，由于其转速高受离心作用力大，导致齿轮槽底会形成空腔，使得容积效率往往不尽如人意，严重影响导弹或者火箭等用发动机的性能，一旦发动机由于齿轮泵性能不佳而导致发动机工作失效，将会造成严重的损失。

因此，如何能够提供一种解决因齿轮槽底形成空腔导致齿轮泵的容积效率下降的技术问题的补油式齿轮泵是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种补油式齿轮泵，通过在齿轮中设置单向阀，在齿轮泵运行于高速工况时，油液通过单向阀流入齿轮槽底，能够对由于离心力而使齿槽油液与齿槽之间形成的空腔进行油液补充，从而提高齿轮槽的油液运载量，达到提高容积效率的目的。

为实现上述目的，本发明提供一种补油式齿轮泵，包括泵壳体以及安装固定于所述泵壳体中的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮和/或所述从动齿轮中设有分别连通至各自的齿轮槽底的齿轮流道，所述齿轮流道中设有用以供油液单向流入所述齿轮槽底的单向阀。

优选地，所述主动齿轮和所述从动齿轮的齿轮部啮合，所述单向阀设于所述主动齿轮和所述从动齿轮的轴部。

优选地，所述单向阀插装固定于所述轴部的第一流道中。

优选地，所述齿轮流道包括与所述第一流道连通的第二流道以及与所述第二流道连通的第三流道，所述第二流道由所述轴部朝向所述齿轮部延伸，所述第三流道由所述齿轮部朝向所述齿轮槽底延伸。

优选地，所述第三流道的数量为多个，多个所述第三流道以所述齿轮部为中心向外周辐射，多个所述第三流道连通至每一所述齿轮槽底。

优选地，包括与所述轴部螺纹连接的连接轴，所述连接轴设有与所述齿轮流道连通的通孔。

优选地，还包括轴承组件和端盖，所述端盖与所述泵壳体形成封闭容腔，所述主动齿轮和所述从动齿轮通过所述轴承组件安装固定于所述封闭容腔。

优选地，所述轴承组件的数量为多组，每组所述轴承组件包括两个通过键连接固定形成完整字状的半字轴承。

优选地，所述端盖设有与所述齿轮流道连通的端盖流道。

优选地，还包括通过联轴器与所述主动齿轮连接的驱动电机。

相对于上述背景技术，本发明所提供的补油式齿轮泵包括泵壳体、主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮和从动齿轮安装固定于泵壳体中，主动齿轮和/或从动齿轮中设有齿轮流道，齿轮流道中设有单向阀，主动齿轮的齿轮流道连通至主动齿轮的齿轮槽底，从动齿轮的齿轮流道连通至从动齿轮的齿轮槽底，单向阀供油液单向流入齿轮槽底；该补油式齿轮泵通过单向阀以实现油液的单向流入，在齿轮泵运行于高速工况时，主动齿轮和从动齿轮的齿轮槽底的油液在离心力的作用下飞离而形成空腔，此时油液通过单向阀流入齿轮槽底，对齿槽油液与齿槽之间形成的空腔进行油液补充，从而提高齿轮槽的油液运载量，达到提高容积效率的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的补油式齿轮泵的结构示意图；

图2为图1中轴承组件的结构示意图；

图3为图1中单向阀的结构示意图；

图4为图1中主动齿轮的结构示意图；

图5为图4中主动齿轮第一方向的剖面示意图；

图6为图4中主动齿轮第二方向的剖面示意图；

图7为图1中从动齿轮的结构示意图；

图8为图7中从动齿轮第一方向的结构示意图；

图9为图7中从动齿轮第二方向的结构示意图；

图10为图1中泵壳体的结构示意图；

图11为图10中泵壳体的平面示意图；

图12为图10中泵壳体的剖面示意图；

图13为图1中端盖的结构示意图。

其中：

1-泵壳体、2-轴承组件、3-主动齿轮、4-从动齿轮、5-单向阀、6-连接轴、7-端盖、11-壳体流道、31-主齿轮第一流道、32-主齿轮第二流道、33-主齿轮第三流道、41-从齿轮第一流道、42-从齿轮第二流道、43-从齿轮第三流道、51-单向阀第一流道、52-单向阀第二流道、53-单向阀第三流道、54-单向阀第四流道、71-端盖流道。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图13，其中，图1为本发明实施例提供的补油式齿轮泵的结构示意图，图2为图1中轴承组件的结构示意图，图3为图1中单向阀的结构示意图，图4为图1中主动齿轮的结构示意图，图5为图4中主动齿轮第一方向的剖面示意图，图6为图4中主动齿轮第二方向的剖面示意图，图7为图1中从动齿轮的结构示意图，图8为图7中从动齿轮第一方向的结构示意图，图9为图7中从动齿轮第二方向的结构示意图，图10为图1中泵壳体的结构示意图，图11为图10中泵壳体的平面示意图，图12为图10中泵壳体的剖面示意图，图13为图1中端盖的结构示意图。

在第一种具体的实施方式中，本发明提供的补油式齿轮泵包括泵壳体1、主动齿轮3和从动齿轮4，主动齿轮3与从动齿轮4啮合，主动齿轮3转动从而带动从动齿轮4转动，主动齿轮3和从动齿轮4安装固定于泵壳体1中，主动齿轮3和/或从动齿轮4中设有齿轮流道，齿轮流道的一端连通至齿轮槽底，另一端连通至泵壳体1的内部，齿轮流道中设有单向阀5，单向阀5仅可供油液由齿轮流道单向流入齿轮槽底，当齿轮泵高速旋转时，泵壳体1内部形成低压腔，低压腔的油液在压力的作用下打开单向阀5，从而向齿轮轴槽底进行油液补充。

在本实施例中，主动齿轮3和从动齿轮4可择一设置齿轮流道和单向阀5，以实现单独对主动齿轮3或从动齿轮4的齿轮槽底的补油，也可同时设置齿轮流道和单向阀5，以实现同时对主动齿轮3和从动齿轮4的齿轮槽底的补油。

在补油的工作原理中，关键在于主动齿轮3和从动齿轮4中均设置有通往齿轮槽底的齿轮流道，并在里面安装有单向阀5，当齿轮泵工作在高转速工况条件下时，齿轮槽底存在空腔，形成负压，低压腔的油液在压力(航空齿轮泵一般低压腔存在一定的背压)的作用下克服单向阀5的弱弹簧的弹簧力，通过齿轮流道进入齿轮槽底对其进行油液补充；相较于传统的齿轮泵，该齿轮泵能够最大程度的实现齿轮槽油液的运载量，从而提高其容积效率，实现齿轮泵性能提升的目的。

更具体的，该齿轮泵为外啮合齿轮泵，主动齿轮3和从动齿轮4均包括齿轮部和轴部，齿轮部和轴部相连以构成齿轮轴，主动齿轮3直接或通过联轴器与作为动力源的驱动电机相连，由驱动电机提供原动力并带动主动齿轮3转动，从动齿轮4通过与主动齿轮3相互啮合，在主动齿轮3转矩的带动下实现旋转运动；其中，主动齿轮3的齿轮部和从动齿轮4的齿轮部啮合，使得主动齿轮3和从动齿轮4形成啮合关系，在主动齿轮3和从动齿轮4均设置齿轮流道和单向阀5的实施例中，两个单向阀5分别设于主动齿轮3的轴部和从动齿轮4的轴部。

更具体的，单向阀5采用插装的方式固定于主动齿轮3和从动齿轮4的轴部的轴孔中，轴部的轴孔为齿轮流道的第一流道。其中，主动齿轮3和从动齿轮4的单向阀5均置于远离动力侧的轴部的轴孔中。

在本实施例中，齿轮流道还包括与第一流道连通的第二流道以及与第二流道连通的第三流道，第二流道呈水平状由轴部朝向齿轮部延伸，第三流道呈竖直状由齿轮部朝向齿轮槽底延伸。

更具体的，主动齿轮3的齿轮流道包括依次连通的主齿轮第一流道31、主齿轮第二流道32和主齿轮第三流道33，主齿轮第一流道31位于主动齿轮3的轴部，主齿轮第三流道33位于主动齿轮3的齿轮部，第二流道32位于主动齿轮3的轴部和齿轮部之间。与此类似的，从动齿轮4的齿轮流道包括依次连通的从齿轮第一流道41、从齿轮第二流道42和从齿轮第三流道43，从齿轮第一流道41位于从动齿轮4的轴部，从齿轮第三流道43位于从动齿轮4的齿轮部，从齿轮第二流道42位于从动齿轮4的轴部和齿轮部之间。

为了更好的技术效果，齿轮槽底在齿轮部的周侧具有多个，第三流道的数量为多个，也即主齿轮第三流道33和从齿轮第三流道43的数量为多个，多个主齿轮第三流道33和从齿轮第三流道43以齿轮部为中心向外周辐射，多个主齿轮第三流道33和从齿轮第三流道43连通至每一齿轮槽底；在高速工况条件下，低压腔的油液通过单向阀5进入主动齿轮3和从动齿轮4的每个槽底，用于补充因超高转速而在齿槽底部形成的空腔。

除此以外，还包括与轴部螺纹连接的连接轴6，连接轴6与主动齿轮3、连接轴6从动齿轮4构成完整的齿轮轴，并将单向阀5固定于齿轮轴内，连接轴6设有通孔，通孔与齿轮流道连通；更具体的，通孔连通至齿轮流道的第一流道中的单向阀5，单向阀5包括单向阀第一流道51以及依次连通的单向阀第二流道52、单向阀第三流道53和单向阀第四流道54，单向阀第一流道51与通孔连通，单向阀第四流道54与第二流道连通，当单向阀5启动时单向阀第一流道51和单向阀第二流道52连通否则封闭。

除此以外，还包括轴承组件2和端盖7，端盖7与泵壳体1配合，端盖7安装于泵壳体1的端面并一同形成封闭容腔，主动齿轮3和从动齿轮4通过轴承组件2安装固定于封闭容腔。

在本实施例中，轴承组件2的数量为多组，每组轴承组件2包括两个半8字轴承，键置于轴承组件2的键槽内以连接固定两个半8字轴承并形成完整8字状。其中，轴承组件2具体为两组，一组轴承组件2供一对主动齿轮3和从动齿轮4安装，另一组轴承组件2供一对连接轴6安装。

更具体的，泵壳体1为中空结构以提供安装空间，轴承组件2置于泵壳体1内，轴承组件2的端面与主动齿轮3和从动齿轮4的端面相接触形成平面副，端盖7置于泵壳体1端面并与泵壳体1、啮合的主动齿轮3和从动齿轮4共同形成齿轮泵的封闭容腔。

更进一步的，端盖7设有通过连接轴6的通孔与齿轮流道连通的端盖流道71，泵壳体1的低压腔开设有通向端盖流道71的壳体流道11。

需要强调的是，本发明的改进内容即在于采用单向阀5，快速实现外啮合齿轮泵槽底油液的补充，对齿轮泵因超高转速而在齿槽底部形成的空腔进行油液补充，从而降低齿轮空化和提高容积效率。

在该齿轮泵的使用过程中，泵壳体1内圆表面、轴承组件2的端面、主动齿轮3和从动齿轮4的端面共同形成两个封闭的容腔，包括低压腔与高压腔；在动力源的带动下，油液通过泵壳体1的进油口进入齿轮泵的低压侧，并随着齿轮的旋转被带动到高压腔中；在齿轮泵高速旋转的工况条件下，齿轮槽中的油液由于高速旋转，产生离心力，而脱离齿轮槽槽底，导致槽底形成空腔；在高速运转时，低压腔的油液通过泵壳体1的壳体流道11进入到端盖7的V字型的端盖流道71中；油液通过端盖流道71进入到连接轴6的油道当中，再进入到单向阀5阀口处的单向阀第一流道51；在液压力的作用下，油液克服单向阀5的弱弹簧力，依次通过单向阀第二流道52、单向阀第三流道53和单向阀第四流道54进入到主动齿轮3和从动齿轮4的齿轮流道，紧接着进入到齿轮槽底，完成对空腔油液的补充，从而提高齿轮槽的运载率量，以此提升齿轮泵的容积效率。反之，当齿轮泵在启动或者停止等转速较低的情况下时，单向阀5关闭，油液无法反流到低压腔。

除此以外，单向阀5安装在齿轮轴中，不会增加齿轮泵的体积，且单向阀5体积小，所增加的质量可以忽略不计，安装在齿轮轴中不会削弱齿轮轴的强度；采用类似于插装的形式来安装单向阀5，组装便捷，工作负担小；与传统的在轴承或者盖板端面上开补油槽相比，该齿轮泵的油液经过单向阀5直接送往槽底，避免了在端面开槽所带来的端面泄漏增加以及轴承偏载导致齿轮和轴承磨损的情况。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明所提供的补油式齿轮泵进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种补油式齿轮泵，包括泵壳体(1)以及安装固定于所述泵壳体(1)中的主动齿轮(3)和从动齿轮(4)，其特征在于，所述主动齿轮(3)和/或所述从动齿轮(4)中设有分别连通至各自的齿轮槽底的齿轮流道，所述齿轮流道中设有用以供油液单向流入所述齿轮槽底的单向阀(5)。

2.根据权利要求1所述的补油式齿轮泵，其特征在于，所述主动齿轮(3)和所述从动齿轮(4)的齿轮部啮合，所述单向阀(5)设于所述主动齿轮(3)和所述从动齿轮(4)的轴部。

3.根据权利要求2所述的补油式齿轮泵，其特征在于，所述单向阀(5)插装固定于所述轴部的第一流道中。

4.根据权利要求3所述的补油式齿轮泵，其特征在于，所述齿轮流道包括与所述第一流道连通的第二流道以及与所述第二流道连通的第三流道，所述第二流道由所述轴部朝向所述齿轮部延伸，所述第三流道由所述齿轮部朝向所述齿轮槽底延伸。

5.根据权利要求4所述的补油式齿轮泵，其特征在于，所述第三流道的数量为多个，多个所述第三流道以所述齿轮部为中心向外周辐射，多个所述第三流道连通至每一所述齿轮槽底。

6.根据权利要求3所述的补油式齿轮泵，其特征在于，包括与所述轴部螺纹连接的连接轴(6)，所述连接轴(6)设有与所述齿轮流道连通的通孔。

7.根据权利要求1至6任一项所述的补油式齿轮泵，其特征在于，还包括轴承组件(2)和端盖(7)，所述端盖(7)与所述泵壳体(1)形成封闭容腔，所述主动齿轮(3)和所述从动齿轮(4)通过所述轴承组件(2)安装固定于所述封闭容腔。

8.根据权利要求7所述的补油式齿轮泵，其特征在于，所述轴承组件(2)的数量为多组，每组所述轴承组件(2)包括两个通过键连接固定形成完整8字状的半8字轴承。

9.根据权利要求8所述的补油式齿轮泵，其特征在于，所述端盖(7)设有与所述齿轮流道连通的端盖流道(71)。

10.根据权利要求1至6任一项所述的补油式齿轮泵，其特征在于，还包括通过联轴器与所述主动齿轮(3)连接的驱动电机。

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