CN112576496B - 一种柱塞泵及其柱塞结构 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种柱塞泵及其柱塞结构，涉及泵领域，其包括用于与连杆连接的连接段以及设置于连接段轴向一端的工作段，工作段用于滑移插入泵体的工作腔；连接段为不锈钢材质，工作段为陶瓷材质。通过设置工作段，工作段采用陶瓷材质，减少了柱塞磨损的情况，使得整体的使用更加持久。
Description
技术领域
本申请涉及泵领域，更具体地说，它涉及一种柱塞泵及其柱塞结构。
背景技术
柱塞泵是液压系统的一个重要装置，它依靠驱动曲轴带动连杆进而带动柱塞在缸体中往复运动，使泵体内密封的工作腔的容积发生变化来实现吸液、压液。柱塞泵常用来作为农业喷雾器加压供液设备。
针对上述相关技术，发明人认为农业喷雾器涉及各种药液，工作环境较为恶劣，柱塞泵在长时间的使用后，柱塞容易出现磨损情况，有待改进。
发明内容
为了改善柱塞磨损的问题，本申请提供一种柱塞泵及其柱塞结构。
本申请提供的一种柱塞泵的柱塞结构,采用如下的技术方案：
一种柱塞泵的柱塞结构，包括用于与连杆连接的连接段以及设置于连接段轴向一端的工作段，所述工作段用于滑移插入泵体的工作腔；所述连接段为不锈钢材质，所述工作段为陶瓷材质。
通过上述技术方案，将柱塞结构的工作段采用陶瓷材质，陶瓷材质耐腐蚀性强，且在柱塞往复工作时不易被磨损，从而减少了柱塞磨损的情况，使得整体的使用更加持久。
可选的，所述连接段靠近工作段的一端设有定位柱一，所述工作段开设有供定位柱一嵌入的定位槽一；所述工作段上设有用于将工作段固定于连接段的锁定件，所述锁定件包括位于工作段远离连接段一端的限位部、以及设置于限位部并穿设工作段与所述定位柱一螺纹连接的螺柱，所述限位部用于抵紧工作段远离连接段的端面。
通过上述技术方案，工作段通过锁定件拧紧固定，从而使得工作段的更换更加方便，另外定位柱一的设置，通过定位柱一和定位槽一配合进行定位，使得工作段和连接段的安装更加方便。
可选的，所述限位部靠近连接段的端面设有定位柱二，所述工作段设有供所述定位柱二嵌入的定位槽二。
通过上述技术方案，通过定位柱二和定位槽二的配合对工作段进一步定位，使得工作段和连接段的拼接结构更加稳定。
可选的，所述定位柱一和定位柱二的外侧壁均开设有环槽，每个所述环槽均设有密封环。
通过上述技术方案，设置环槽和密封环，通过密封环加强定位柱一和定位槽一之间以及定位柱二和定位槽二之间的密封效果，从而减少柱塞结构往复时工作腔内液体或气体沿着定位槽二以及螺柱贯通处渗漏的情况，使得柱塞的使用更加稳定。
可选的，所述连接段远离工作段的一端开设有凹腔。
通过上述技术方案，通过凹腔的设置使得连接段呈薄壁状态，由于装配尺寸的微小偏差，当柱塞结构运转时，柱塞的工作段存在与泵体相挤以致摩擦的情况，陶瓷材质的工作段硬性高，脆性大，而不锈钢材质的连接段通过凹腔的设置，使得连接段相对于工作段更易形变。在工作段装配同轴度出现些许偏差的时候，可以通过连接段的形变及时调整，使得工作段滑移时配合度更好，从而减少了工作段与泵体磨损的情况，使得整体的使用更加稳定。
本申请还公开了一种柱塞泵，包括泵体、上述任一所述的柱塞结构以及传动组件；
所述泵体包括前端部和设置于前端部的后端部，所述前端部具有一工作腔，所述泵体还设有进液口和出液口，所述进液口内设有单向阀一，所述单向阀一使得进液口从外侧朝向工作腔的方向单向导通；所述出液口设有单向阀二，所述单向阀二使得出液口从工作腔朝向外侧的方向单向导通；所述前端部靠近后端部的一端还设有与所述工作腔连通的滑移孔，所述滑移孔供所述工作段滑移；
所述传动组件包括曲轴和连杆，所述曲轴转动连接于后端部，所述后端部还开设有导向孔，所述导向孔供所述连接段滑移；所述连杆的一端与曲轴铰接且另一端与连接段铰接，所述传动组件用于带动柱塞结构沿着滑移孔往复移动。
通过上述技术方案，当柱塞泵工作时，通过工作段与工作腔内的液体接触，从而减少了柱塞结构被腐蚀，也减少了柱塞结构与滑移孔之间磨损的情况，使得整体的使用更加持久。
可选的，所述前端部靠近后端部的端面还开设有密封槽，所述密封槽内设有密封件，所述密封件包括一基底环以及若干油封环，所述基底环套设于工作段且抵紧于密封槽的槽底以及工作段外侧壁，若干所述油封环套设于工作段并位于基底环远离密封槽槽底的一端；
所述密封槽内还设有润滑件，所述润滑件位于密封件远离槽底的一端，所述润滑件包括安装环以及润滑环，所述安装环套设于工作段，安装环的内环壁开设有润滑槽，所述润滑环安装于润滑槽并套设于工作段，所述密封槽槽口处还螺纹连接有锁定环，所述锁定环套设于工作段用于对润滑件限位。
通过上述技术方案，设置密封件、润滑件以及锁定环，密封件可以加强密封效果，减少工作腔于外界连通的情况，润滑件可以对柱塞结构往复移动进行润滑，使得柱塞结构的运转更加稳定。
可选的，所述安装环的外环壁开设有储油槽，所述储油槽的槽底开设有与所述润滑槽连通的导油孔。
通过上述技术方案，设置储油槽和导油孔，通过在储油槽储油，通过导油孔将储油槽内的油脂导入润滑槽内，从而使得整体的润滑效果更加持久，使得整体的运转更加稳定。
可选的，所述锁定环内环壁设有定位环，所述定位环抵触于工作段的外壁。
通过上述技术方案，通过定位环对工作段的往复移动进行进一步支撑，使得柱塞结构的运转更加稳定。
可选的，所述定位环的内壁还设有容纳槽，所述容纳槽设有嵌环，所述嵌环套设于所述工作段。
通过上述技术方案，设置嵌环，嵌环可以用于润滑，也可以用于加强密封，从而使得整体的使用更加稳定。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
(1)通过设置工作段，减少了柱塞磨损的情况，使得整体的使用更加持久；
(2)通过凹腔的设置使得连接段呈薄壁状态，使得工作段滑移时配合度更好，从而减少了工作段与泵体磨损的情况，使得整体的使用更加稳定；
(3)通过设置密封件、润滑件以及锁定环，使得柱塞结构的运转更加稳定。
附图说明
图1为实施例一的整体示意图；
图2为实施例一的剖视示意图；
图3为实施例一的柱塞结构示意图；
图4为图2中A部放大示意图；
图5为实施例二的调节环和轴承安装位置示意图；
图6为实施例二的调节环结构示意图。
附图标记：1、泵体；11、前端部；111、工作腔；112、进液口；113、出液口；114、滑移孔；12、后端部；121、导向孔；122、容纳腔；2、柱塞结构；21、工作段；211、定位槽一；212、定位槽二；22、连接段；221、凹腔；3、传动组件；31、曲轴；32、连杆；4、单向阀一；5、单向阀二；6、铰接块；7、定位柱一；8、锁定件；81、限位部；82、螺柱；9、定位柱二；10、环槽；101、密封环；102、密封槽；13、密封件；131、基底环；132、油封环；14、润滑件；141、安装环；1411、润滑槽；1412、储油槽；1413、导油孔；142、润滑环；15、锁定环；151、定位环；1511、容纳槽；16、轴承；17、调节环；171、固定环；172、连接条；18、嵌环。
具体实施方式
以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种柱塞泵。
实施例一：
如图1所示，包括泵体1、柱塞结构2以及传动组件3。泵体1包括前端部11和后端部12，前端部11和后端部12通过螺栓拧紧固定。
如图2所示，前端部11具有一工作腔111，泵体1的前端部11还设有进液口112和出液口113，进液口112和出液口113均与工作腔111连通。进液口112内安装有单向阀一4，单向阀一4使得进液口112从外侧朝向工作腔111的方向单向导通。出液口113安装有单向阀二5，单向阀二5使得出液口113从工作腔111朝向外侧的方向单向导通。前端部11靠近后端部12的一端还设有滑移孔114，滑移孔114为圆孔且与工作腔111连通。
后端部12靠近前端部11的端面开设有导向孔121，导向孔121的数量于滑移孔114相同，且位置与滑移孔114一一对应设置。后端部12内还设有容纳腔122，容纳腔122位于导向孔121远离前端部11的一端并与导向孔121连通。
如图2所示，柱塞结构2整体呈圆柱状，柱塞结构2包括工作段21和连接段22。工作段21的材质为陶瓷材质，工作段21的外直径与滑移孔114适配且沿轴向滑移连接于滑移孔114。连接段22为不锈钢材质，连接段22沿轴向滑移连接于导向孔121。
传动组件3包括曲轴31和连杆32，曲轴31转动连接于后端部12并位于容纳腔122内。连杆32与曲轴31铰接，连杆32远离曲轴31的一端位于导向孔121内，连接杆远离曲轴31的一端铰接有铰接块6，铰接块6沿着导向孔121滑移且铰接块6与连接段22固定连接，连接杆通过铰接块6与连接段22实现铰接。
当外接驱动电机带动曲轴31转动时，曲轴31带动铰接杆翻转，从而带动柱塞结构2沿着导向孔121以及滑移孔114实现往复移动，柱塞结构2的工作段21沿着滑移孔114插入或远离工作腔111，从而使得工作腔111的容积变化，配合进液口112的单向阀一4以及出液口113的单向阀二5，以实现洗液排液。
参见图3，连接段22远离工作段21的一端开设有凹腔221，通过凹腔221使得连接段22整体呈薄壁状，壁厚为1-2mm。连接段22靠近工作段21的一端固定有定位柱一7，定位柱一7与连接段22同轴设置。
工作段21沿轴向同轴开设有通孔，使得工作段21呈圆环形。其中通孔靠近连接段22的一端作为定位槽一211，定位槽一211的直径与定位柱一7的直径适配，通孔远离连接段22的一端作为定位槽二212。
工作段21上还设有锁定件8，锁定件8用于将工作段21固定于连接段22。锁定件8包括限位部81以及螺柱82。限位部81的直径大于通孔直径且小于或等于工作段21的外径，位于工作段21远离连接段22一端，螺柱82同轴固定于限位部81靠近连接段22的一侧。限位部81靠近连接段22的端面同轴固定有定位柱二9，定位柱二9的直径大于螺柱82的直径，定位柱二9的直径与定位槽二212适配。
当工作段21和连接段22拼装时，锁定件8的螺柱82沿着通过穿过工作段21后与定位柱一7螺纹连接，当螺柱82拧紧后，定位柱一7对应嵌入定位槽一211，定位柱二9对应嵌入定位槽二212以加强定位，限位部81抵紧于工作段21远离连接段22的端面。
为了加强工作段21的密封效果，在定位柱一7和定位柱二9的外侧壁均开设有环槽10，每个环槽10均嵌设有密封环101，密封环101为橡胶材质，密封环101用于抵紧定位槽一211和定位槽二212的内壁加强密封。
参见图4，前端部11靠近后端部12的端面还开设有密封槽102，密封槽102内设有密封件13以及润滑件14。密封件13包括一基底环131以及若干油封环132。基底环131为橡胶材质，基底环131套设于工作段21且抵紧于密封槽102的槽底以及工作段21外侧壁。若干油封环132均套设于工作段21并位于基底环131远离密封槽102槽底的一端，油封环132抵紧工作段21外壁同时抵紧密封槽102的内壁用以加强密封。油封环132一般采用Y型油封，本实施例中，油封环132的数量为四个。
润滑件14位于密封件13远离槽底的一端，润滑件14包括安装环141以及润滑环142，安装环141套设于工作段21，安装环141的内环壁开设有润滑槽1411。润滑环142安装于润滑槽1411并套设于工作段21，润滑环142的材质是以石棉作为基质再添加PTFE(聚四氟乙烯)和石墨制成。润滑环142本身就具备一定的自润滑性能，在柱塞往复运动过程中，能够提供润滑。
安装环141的外环壁抵触与密封槽102的内壁，安装环141的外环壁还开设有储油槽1412，储油槽1412呈环形设置，储油槽1412的槽底开设有与润滑槽1411连通的导油孔1413，导油孔1413设有多个且沿着安装环141呈周向均匀分布。实际使用时，可以在储油槽1412内先填入黄油，黄油通过导油孔1413进入到润滑槽1411与润滑环142配合，以加强润滑效果。
密封槽102槽口处还螺纹连接有锁定环15，锁定环15套设于工作段21并抵紧于安装环141远离槽底的一端用于对润滑件14限位。锁定环15的内环壁固定有定位环151，定位环151的内壁抵触于工作段21的外壁，其中，定位环151的内壁还设有容纳槽1511，容纳槽1511为环形槽，容纳槽1511设有嵌环18，嵌环18套设于工作段21。其中嵌环18既可以为Y型油封以加强密封，也可以采用与润滑环142相同的材质以加强润滑。
本实施例的工作原理是：
当柱塞泵运转时，通过工作段21与工作腔111内的液体接触，从而减少了柱塞结构2被腐蚀，也减少了柱塞结构2与滑移孔114之间磨损的情况，使得整体的使用更加持久。另外，前端部11和后端部12通过螺栓拼接，由于装配尺寸的微小偏差，当柱塞结构2运转时，柱塞的工作段21存在与泵体1相挤以致摩擦的情况。陶瓷材质的工作段21硬性高，脆性大，而不锈钢材质的连接段22通过凹腔221的设置，使得连接段22相对于工作段21更易形变。在工作段21装配同轴度出现些许偏差的时候，可以通过连接段22的微小形变及时调整，使得工作段21滑移时配合度更好，减少了工作段21与滑移孔114磨损的情况，使得整体的使用更加持久。
实施例二：
与实施例一的区别在于，如图5所示，在安装环141和锁定环15之间设有轴承16，轴承16为轴向推力轴承。另外本实施例中油封环132设有两个，在安装环141和油封环132之间设有调节环17，调节环17沿轴向的两端分别抵触于油封环132以及安装环141。
参见图6，调节环17采用橡胶材质，调节环17包括沿其轴向分布的两个固定环171以及连接于两个固定环171之间的若干连接条172。其中若干连接条172沿固定环171的轴线呈周向均匀分布，且连接条172沿固定环171周向呈倾斜设置。为了加强固定环171的结构强度，通常会在固定环171内同轴嵌设金属环。
当柱塞结构2在传动组件3带动使得工作段21沿着滑移孔114朝向后端部12移动时，工作段21于油封环132的抵紧使得油封环132具有朝远离密封槽102槽底方向移动的趋势，此时两个固定环171在小范围内相互靠近，在连接条172倾斜方向的影响下，使得两个固定环171之间能周向相对翻转一小段距离。又由于调节环17和油封环132之间的摩擦力较大，而通过轴承16支撑使得安装环141和锁定环15之间的摩擦阻力较小，从而使得靠近安装环141的固定环171转动并带动安装环141转动。
当柱塞结构2在传动组件3带动使得工作段21沿着滑移孔114朝向远离后端部12方向移动时，此时调节环17在其材质的弹性下复位，在复位过程中，固定环171与安装环141之间的抵紧力大大减小，使得调节环17复位过程中基本不能带动安装环141转动。
通过柱塞结构2的往复运动使得安装环141能够周向逐渐转动，实际使用时，柱塞结构2通常水平设置，从而使得储油槽1412内的黄油容易在重力的作用下在下方处堆积，通过将安装环141转动起来从而减少了黄油在下方处堆积的情况，从而使得储油槽1412内的黄油的使用更加充分均匀。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种柱塞泵的柱塞结构，其特征在于：包括用于与连杆(32)连接的连接段(22)以及设置于连接段(22)轴向一端的工作段(21)，所述工作段(21)用于滑移插入泵体(1)的工作腔(111)；所述连接段(22)为不锈钢材质，所述工作段(21)为陶瓷材质；
所述连接段(22)靠近工作段(21)的一端设有定位柱一(7)，所述工作段(21)开设有供定位柱一(7)嵌入的定位槽一(211)；所述工作段(21)上设有用于将工作段(21)固定于连接段(22)的锁定件(8)，所述锁定件(8)包括位于工作段(21)远离连接段(22)一端的限位部(81)、以及设置于限位部(81)并穿设工作段(21)与所述定位柱一(7)螺纹连接的螺柱(82)，所述限位部(81)用于抵紧工作段(21)远离连接段(22)的端面；
所述连接段(22)远离工作段(21)的一端开设有凹腔(221)，所述凹腔(221)使得连接段(22)呈薄壁状，壁厚为1-2mm。
2.根据权利要求1所述的一种柱塞泵的柱塞结构，其特征在于：所述限位部(81)靠近连接段(22)的端面设有定位柱二(9)，所述工作段(21)设有供所述定位柱二(9)嵌入的定位槽二(212)。
3.根据权利要求2所述的一种柱塞泵的柱塞结构，其特征在于：所述定位柱一(7)和定位柱二(9)的外侧壁均开设有环槽(10)，每个所述环槽(10)均设有密封环(101)。
4.一种柱塞泵，其特征在于：包括泵体(1)、权利要求1-3任一所述的柱塞结构(2)以及传动组件(3)；
所述泵体(1)包括前端部(11)和设置于前端部(11)的后端部(12)，所述前端部(11)具有一工作腔(111)，所述泵体(1)还设有进液口(112)和出液口(113)，所述进液口(112)内设有单向阀一(4)，所述单向阀一(4)使得进液口(112)从外侧朝向工作腔(111)的方向单向导通；所述出液口(113)设有单向阀二(5)，所述单向阀二(5)使得出液口(113)从工作腔(111)朝向外侧的方向单向导通；所述前端部(11)靠近后端部(12)的一端还设有与所述工作腔(111)连通的滑移孔(114)，所述滑移孔(114)供所述工作段(21)滑移；
所述传动组件(3)包括曲轴(31)和连杆(32)，所述曲轴(31)转动连接于后端部(12)，所述后端部(12)还开设有导向孔(121)，所述导向孔(121)供所述连接段(22)滑移；所述连杆(32)的一端与曲轴(31)铰接且另一端与连接段(22)铰接，所述传动组件(3)用于带动柱塞结构(2)沿着滑移孔(114)往复移动。
5.根据权利要求4所述的一种柱塞泵，其特征在于：所述前端部(11)靠近后端部(12)的端面还开设有密封槽(102)，所述密封槽(102)内设有密封件(13)，所述密封件(13)包括一基底环(131)以及若干油封环(132)，所述基底环(131)套设于工作段(21)且抵紧于密封槽(102)的槽底以及工作段(21)外侧壁，若干所述油封环(132)套设于工作段(21)并位于基底环(131)远离密封槽(102)槽底的一端；
所述密封槽(102)内还设有润滑件(14)，所述润滑件(14)位于密封件(13)远离槽底的一端，所述润滑件(14)包括安装环(141)以及润滑环(142)，所述安装环(141)套设于工作段(21)，安装环(141)的内环壁开设有润滑槽(1411)，所述润滑环(142)安装于润滑槽(1411)并套设于工作段(21)，所述密封槽(102)槽口处还螺纹连接有锁定环(15)，所述锁定环(15)套设于工作段(21)用于对润滑件(14)限位。
6.根据权利要求5所述的一种柱塞泵，其特征在于：所述安装环(141)的外环壁开设有储油槽(1412)，所述储油槽(1412)的槽底开设有与所述润滑槽(1411)连通的导油孔(1413)。
7.根据权利要求5所述的一种柱塞泵，其特征在于：所述安装环(141)和锁定环(15)之间设有轴承(16)，所述轴承(16)为轴向推力轴承，所述油封环(132)设有两个，在安装环(141)和油封环(132)之间设有调节环(17)，所述调节环(17)沿轴向的两端分别抵触于油封环(132)以及安装环(141)；所述调节环(17)采用橡胶材质，所述调节环(17) 包括沿其轴向分布的两个固定环(171)以及连接于两个固定环(171)之间的若干连接条(172)；其中若干连接条(172)沿固定环(171)的轴线呈周向均匀分布，且连接条(172)沿固定环(171)周向呈倾斜设置。
8.根据权利要求5所述的一种柱塞泵，其特征在于：所述锁定环(15)内环壁设有定位环(151)，所述定位环(151)抵触于工作段(21)的外壁。
9.根据权利要求8所述的一种柱塞泵，其特征在于：所述定位环(151)的内壁还设有容纳槽(1511)，所述容纳槽(1511)设有嵌环(18)，所述嵌环(18)套设于所述工作段(21)。
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