CN111980878A - 一种主动油润滑式轴向柱塞流体泵 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及流体泵的技术领域，公开了一种主动油润滑式轴向柱塞流体泵，包括阀体、缸体和壳体，所述阀体与壳体设于所述缸体两侧，所述缸体内部轴向设有多个六号腔，所述六号腔内设有导向柱塞，所述导向柱塞靠近阀体的端部通过螺栓固定有柱塞头部，所述柱塞头部延伸至阀体内部；本发明通过导向柱塞的往复运动和单向阀组的配流，实现泵对流体的低压吸入高压输出，采用润滑腔与流体腔分离独立密封，配合单向阀配流，对介质清洁度要求较低，以及壳体内润滑液的循环散热，减少了零部件磨损的风险，延长泵适用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及流体泵的技术领域，具体是一种主动油润滑式轴向柱塞流体泵。
背景技术
目前已有的流体泵(可适用多种介质的)主要有两种结构：盘配流轴向多柱塞泵和阀配流径向三柱塞泵，盘配流轴向多柱塞泵采用配流盘配流，缸体、柱塞随主轴转动，通过运动的缸体孔与静止的配流盘槽贯通与关闭来实现配流，由于采用轴向布局柱塞数多(多为9柱塞)，泵流量较大，泵体内充满介质，且利用介质作为润滑剂，泵体材质因介质而定，腐蚀性介质使得泵材料、加工成本大幅增加。盘配流轴向多柱塞泵对介质性质有特殊要求，特别是粘度、温度变化使得泵适用范围较小，同时盘配流摩擦副为滑动摩擦，使得该结构对介质清洁度要求极高，进一步限制了其适用范围，阀配流径向多柱塞泵采用阀配流，特点是柱塞沿直线布置与主轴径向一侧，现有结构多采用3柱塞，造成泵流量脉动大，该结构采用了油、介质分离的润滑结构，即泵体润滑油与介质是分开的，该种结构使得泵具有良好的介质适应性、同时泵采用单向阀配流，允许介质中存在小颗粒，介质采用较粗过滤即可，适用性大大增加。该结构在大流量时，可采取增加单柱塞排量(增加柱塞直径或柱塞行程)和增加柱塞数两种方法。第一种方法造成泵体体积大幅增大，第二种方法将增加主轴长度(对主轴载荷要求很高)、泵体积增大，最终两种方法都会造成泵体积大幅增加、成本大幅上涨。
发明内容
为了解决现有技术存在体积大、对介质要求高、成本高和运动副润滑效果差等问题，本发明目的在于提供一种主动油润滑式轴向柱塞流体泵。
本发明所采用的技术方案为：
一种主动油润滑式轴向柱塞流体泵，包括阀体、缸体和壳体，所述阀体与壳体设于所述缸体两侧，所述缸体内部轴向设有多个六号腔，所述六号腔内设有导向柱塞，所述导向柱塞靠近阀体的端部通过螺栓固定有柱塞头部，所述柱塞头部延伸至阀体内部，所述阀体内设有多个单向阀组，所述阀体设有入口和出口，所述出口与入口之间设有多个单向阀组，所述缸体中部设有润滑泵，所述润滑泵出油口与六号腔相连通。
所述壳体中心设有主轴，所述主轴上套设有斜盘，所述主轴与斜盘之间通过连接键固定，所述斜盘靠近缸体的端面为斜面，所述斜盘的斜面上设有支撑盘，所述支撑盘与斜盘之间设有两组第二轴承，所述支撑盘上设有多个半球铰，所述导向柱塞远离阀体的端部设有限位销，所述限位销端部延伸至半球铰内部,所述导向柱塞与半球铰为球铰配合，所述半球铰与支撑盘为平面配合。
所述缸体中部设有三号腔，所述三号腔通过四号腔与过滤装置相连通，所述过滤装置与四号腔之间设有溢流阀组，所述过滤装置通过五号腔与入口相连通，所述阀体侧壁上设有二号口，所述壳体侧壁上设有一号口，所述一号口与二号口相连通,所述润滑泵进油口与一号口相连通。
作为本发明进一步的方案：所述阀体的中轴线、缸体的中轴线、壳体的中轴线和主轴的中轴线同时共线。
作为本发明进一步的方案：所述主轴靠近缸体的一端延伸至缸体内部并与缸体之间设有第一轴承。
作为本发明进一步的方案：所述柱塞头部与单向阀组之间设有连通通道。
作为本发明进一步的方案：所述单向阀组内部为从入口到出口的流通方向。
作为本发明进一步的方案：所述柱塞头部与阀体之间设有组合密封体。
作为本发明进一步的方案：所述导向柱塞中部套设有油封，所述油封与缸体内壁贴合。
作为本发明进一步的方案：所述支撑盘与斜盘为平面副机构。
作为本发明进一步的方案：第二轴承轴承可以是滑动轴承或滚动轴承。
作为本发明进一步的方案：所述限位销侧壁设有阻尼孔。
本发明的有益效果为：
1、该主动油润滑式轴向柱塞流体泵通过斜盘转动，导向柱塞与半球铰有指向斜盘的预紧力，使导向柱塞带动柱塞头部做往复运动，通过单向阀组的配流，实现泵对流体的低压吸入高压输出。
2、润滑泵组采用内置与主轴直接铰接结构，省去润滑泵组动力源或传动装置，减小泵体积，采用润滑腔与流体腔分离独立密封，介质适用范围广，采用单向阀配流，对介质清洁度要求较低，允许小颗粒通过。
3、半球铰球径小于导向柱塞大端直径，使得半球铰对导向柱塞的力作用点更靠近缸体孔口，减小了导向柱塞径向分力，有利于降低摩擦损失、增加机构寿命，半球铰与支撑盘为平面副、半球铰与导向柱塞为球铰副，接触面积大，是高压、大流量泵的优质结构。
4、使用较小流量润滑泵组就可实现导向柱塞稳定的预紧力和泵较强的自吸能力。
5、壳体内润滑液至阀体、缸体的循环，在多数介质温度较低的情况下，该结构可通过介质流动热传导进行散热。
6、过滤装置实现对壳体润滑液循环过滤，减少了零部件磨损的风险，延长泵适用寿命。
附图说明
图1是本发明的剖面结构示意图。
图2是本发明第二方向的剖面结构示意图。
图3是本发明的限位销处部分部件示意图。
图中：1-主轴；2-第一轴承；3-斜盘；4-第二轴承；6-油封；7-组合密封体；8-壳体；9-支撑盘；10-半球铰；11-限位销；12-润滑泵组；13-导向柱塞；14-缸体；15-柱塞头部；16-阀体；17-单向阀组；18-溢流阀组；19-过滤装置；20-入口；21-出口；22-阻尼孔；S1-一号口；S2-二号口；S3-三号腔；S4-四号腔；S5-五号腔；S6-六号腔；ΦA-第一内径；ΦB-第二内径。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。
应当理解，术语第一、第二等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。尽管本文可以使用术语第一、第二等等来描述各种单元，这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元，并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本发明的示例实施例的范围。
应当理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
应当理解，在本发明的描述中，术语“上”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系，是该公开产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并且不意在限制本发明的示例实施例。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”意在包括复数形式，除非上下文明确指示相反意思。还应当理解术语“包括”、“包括了”、“包含”、和/或“包含了”当在本文中使用时，指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在性，并且不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、单元、组件和/或他们的组合存在性或增加。
在下面的描述中提供了特定的细节，以便于对示例实施例的完全理解。然而，本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。在其他实施例中，可以不以非必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得示例实施例不清楚。
如图1-2所示，一种主动油润滑式轴向柱塞流体泵，包括阀体16、缸体14和壳体8，所述阀体16与壳体8设于所述缸体14两侧，所述缸体14内部轴向设有多个六号腔S6，所述六号腔S6内设有导向柱塞13，所述导向柱塞13靠近阀体16的端部通过螺栓固定有柱塞头部15，所述柱塞头部15延伸至阀体16内部，所述柱塞头部15与单向阀组17之间设有连通通道，所述阀体16内设有多个单向阀组17，所述单向阀组17内部为从入口20到出口21的流通方向，所述阀体16远离缸体14的端面中心设有入口20，所述阀体16侧壁设有出口21，所述出口21与入口20之间设有多个单向阀组17，所述缸体14中部设有润滑泵，所述润滑泵出油口与六号腔S6相连通，所述润滑泵进油口与二号口S2相连通，所述润滑泵为齿轮泵、转子泵或叶片泵。
所述壳体8中心设有主轴1，所述主轴1上套设有斜盘3，所述主轴1与斜盘3之间通过连接键固定，所述斜盘3靠近缸体14的端面为斜面，所述斜盘3的斜面上设有支撑盘9，所述支撑盘9与斜盘3之间设有两组第二轴承4，所述支撑盘9上以平面副连接设有多个半球铰10，所述导向柱塞13远离阀体16的端部设有限位销11，所述限位销11端部延伸至半球铰10内部，所述阀体16的中轴线、缸体14的中轴线、壳体8的中轴线和主轴1的中轴线同时共线，所述主轴1靠近缸体14的一端延伸至缸体14内部并与缸体14之间设有第一轴承2，主轴1与斜盘3固定连接，主轴1旋转过程中斜盘3跟随旋转，壳体8、缸体14和阀体16固定安装后，主轴1两端的第一轴承2保持主轴1在壳体8内部旋转，缸体14靠近壳体8一侧的开孔包裹住主轴1一端，承载主轴1稳定转动。
所述缸体14中部设有三号腔S3，所述三号腔S3通过四号腔S4与过滤装置19相连通，所述过滤装置19与四号腔S4之间设有溢流阀组18，所述过滤装置19通过五号腔S5与入口20相连通，所述阀体16侧壁上设有二号口S2，所述壳体8侧壁上设有一号口S1，所述一号口S1与二号口S2相连通。
所述柱塞头部15与阀体16之间设有组合密封体7，所述导向柱塞13中部套设有油封6，所述油封6与缸体14内壁贴合，壳体8与主轴1之间也设有油封6，加强腔室的密闭性。
所述支撑盘9与斜盘3为平面副机构与圆柱副，即沿与接触平面平行的两个方向作独立的相对移动并绕与平面垂直的轴线作独立的相对转动，斜盘3跟随主轴1旋转的过程中，斜盘3自身较厚的部分通过支撑盘9与半球铰10推动导向柱塞13，半球铰受合力通过支撑盘紧贴合斜盘3自身较薄的部分。
所述过滤装置19内部设有过滤网，润滑泵组12多余的油经过四号腔S4穿过溢流阀组18进入过滤装置19中，穿过过滤网之后通过五号腔S5回流到壳体8内部，形成循环，并在流动过程中与先接触的多个部件进行热传递，达到散热的效果。
所述限位销11侧壁设有阻尼孔22，所述阻尼孔22控制润滑液量，防止单一密封失效后腔室泄压。
第一内径ΦA为六号腔S6靠近柱塞头部15一侧的内径，第二内径ΦB为六号腔S6靠近限位销11一侧的内径，一号口S1与壳体8二号口S2是连通的，低压润滑液由一号口S1、二号口S2进入润滑泵组12加压后进入三号腔S3，三号腔S3与所有六号腔S6相连接，由于六号腔S6两端第一内径ΦA小于第二内径ΦB，使得导向柱塞13受向支撑盘9的推力，多个导向柱塞13运行中，六号腔S6容积总和变化较小，即采用较小流量的润滑泵组12就可为导向柱塞13提供稳定的指向支撑盘9的预紧力，润滑泵组12多余的油经由四号腔S4后流经溢流阀至过滤装置19，最终通过五号腔S5回到壳体8。
主轴1通过孔轴配合、键配合与斜盘3连接，导向柱塞13与半球铰10为球铰副，半球铰10与支撑盘9为平面副，从而实现高承载能力，限位销11将导向柱塞13与半球铰10限定在预期的范围内运动，支撑盘9与斜盘3间为2对轴承配合(滑动轴承或滚动轴承)，从而实现支撑盘9与斜盘3的高速相对运动。导向柱塞13与缸体14为圆柱副，柱塞与导向柱塞13为刚性连接，柱塞与导向柱塞13的材质差异可以适应多种介质，主轴1通过键与斜盘3连接，带动斜盘3转动，此时由于导向柱塞13与半球铰10有指向斜盘3的预紧力，使得导向柱塞13带动柱塞在预定的孔中做往复运动，通过单向阀组17的配流，实现泵对流体的低压吸入高压输出。
当主轴1旋转时，导向柱塞13由于受合力指向支撑盘9，使得半球铰10紧紧贴合在支撑盘9面上，斜盘3与支撑盘9的回转使导向柱塞13与柱塞组件在缸体14内往复运动，实现阀体16柱塞腔内容积有规律的变化，最后通过单向阀配流，实现泵低压吸入高压输出的基本功能，由于半球铰10与支撑盘9的滑动摩擦力大于支撑盘9与斜盘3的摩擦力，使得支撑盘9与斜盘3有高速相对旋转，半球铰10与支撑盘9仅有低速相对滑动。
如图3所示，由公式F1*sinα*(L1+L2)＝F2*L2和F2＝F1*sinα*(L1/L2+1)可以得出，当F1、α、L2为定值时，L1越小则F2越小，即通过半球铰10配合限位销11的结构，且半球铰10球径小于导向柱塞13的大端直径，使得半球铰10对导向柱塞13的力作用点更靠近缸体14孔口，减小了导向柱塞13径向分力，降低摩擦损失、增加机构寿命。
本发明采用了轴向柱塞布局(3-11根柱塞)、阀配流方式，结合了现有两种泵结构的优点，同时特殊设计的内置主动式润滑结构、柱塞运动副，结构简单、零件少、承载力强，最终该泵拥有高压、大流量、介质适用性广、抗污染能力强、体积小、成本低的诸多优点。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种主动油润滑式轴向柱塞流体泵，其特征在于：包括阀体、缸体和壳体，所述阀体与壳体设于所述缸体两侧，所述缸体内部轴向设有多个六号腔，所述六号腔内设有导向柱塞，所述导向柱塞靠近阀体的端部通过螺栓固定有柱塞头部，所述柱塞头部延伸至阀体内部，所述阀体内设有多个单向阀组，所述阀体设有入口和出口，所述出口与入口之间设有多个单向阀组，所述缸体中部设有润滑泵，所述润滑泵出油口与六号腔相连通；
所述壳体中心设有主轴，所述主轴上套设有斜盘，所述主轴与斜盘之间通过连接键固定，所述斜盘靠近缸体的端面为斜面，所述斜盘的斜面上设有支撑盘，所述支撑盘与斜盘之间设有两组第二轴承，所述支撑盘上设有多个半球铰，所述导向柱塞远离阀体的端部设有限位销，所述限位销端部延伸至半球铰内部,所述导向柱塞与半球铰为球铰配合，所述半球铰与支撑盘为平面配合；
所述缸体中部设有三号腔，所述三号腔通过四号腔与过滤装置相连通，所述过滤装置与四号腔之间设有溢流阀组，所述过滤装置通过五号腔与入口相连通，所述阀体侧壁上设有二号口，所述壳体侧壁上设有一号口，所述一号口与二号口相连通,所述润滑泵进油口与一号口相连通。
2.根据权利要求1所述的一种主动油润滑式轴向柱塞流体泵，其特征在于：所述阀体的中轴线、缸体的中轴线、壳体的中轴线和主轴的中轴线同时共线。
3.根据权利要求2所述的一种主动油润滑式轴向柱塞流体泵，其特征在于：所述主轴靠近缸体的一端延伸至缸体内部并与缸体之间设有第一轴承。
4.根据权利要求1所述的一种主动油润滑式轴向柱塞流体泵，其特征在于：所述柱塞头部与单向阀组之间设有连通通道。
5.根据权利要求4所述的一种主动油润滑式轴向柱塞流体泵，其特征在于：所述单向阀组内部为从入口到出口的流通方向。
6.根据权利要求1所述的一种主动油润滑式轴向柱塞流体泵，其特征在于：所述柱塞头部与阀体之间设有组合密封体。
7.根据权利要求6所述的一种主动油润滑式轴向柱塞流体泵，其特征在于：所述导向柱塞中部套设有油封，所述油封与缸体内壁贴合。
8.根据权利要求1所述的一种主动油润滑式轴向柱塞流体泵，其特征在于：所述支撑盘与斜盘为平面副机构。
9.根据权利要求1所述的一种主动油润滑式轴向柱塞流体泵，其特征在于：第二轴承轴承可以是滑动轴承或滚动轴承。
10.根据权利要求1所述的一种主动油润滑式轴向柱塞流体泵，其特征在于：所述限位销侧壁设有阻尼孔。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202011014508.9A CN111980878A (zh) | 2020-09-24 | 2020-09-24 | 一种主动油润滑式轴向柱塞流体泵 |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113122113A (zh) * | 2021-04-25 | 2021-07-16 | 马玉国 | 一种耐久油漆的制备方法 |
| CN114576121A (zh) * | 2022-02-26 | 2022-06-03 | 深圳市优斯迪自动化设备有限公司 | 一种柱塞泵 |
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2020
- 2020-09-24 CN CN202011014508.9A patent/CN111980878A/zh active Pending
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