CN112648183A - 一种用于子母叶片泵的侧板及双作用子母叶片泵 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于子母叶片泵的侧板及双作用子母叶片泵，该叶片泵包括侧板。该侧板包括定位在外周侧上的与叶片泵的低压腔连通的吸油窗和与叶片泵的高压腔连通的压油窗；定位在内周侧上分别与吸油窗和压油窗对应且呈间隔设置的低压槽和高压槽；在外周侧与内周侧之间设有一与所述高压腔连通的高压油槽；在对应压油窗位置，高压油槽通过一平衡槽与高压槽连通；在靠近压油窗位置，高压油槽通过一阻尼油道与高压腔连通。通过在侧板在侧板的高压油槽与高压槽之间设有一平衡槽，使母叶片在压油止点位置时的高压得到有效平衡，从而有效减少在该位置时定子内腔表面压油区的磨损，有效提高产品的使用寿命的可靠性。

Description

一种用于子母叶片泵的侧板及双作用子母叶片泵
技术领域
本发明涉及一种叶片泵技术，尤其涉及一种双作用子母叶片泵技术。
背景技术
叶片泵是一种以叶片为挤子的壳体承压型液压泵，此种泵的发展历史悠久，在国内外许多古老的提水工具中常可以找到它的雏形。根据叶片从径向滑槽中滑出方式通常有弹簧加压叶片泵和柱销叶片泵。而子母叶片泵是在弹簧加压叶片泵的基础上发展而，其摒弃了采用弹簧加压的方式而采用液压变压力加压的方式，使得叶片泵无论在低转速和高转速均有较好的特性。有关子母叶片泵的结构可参考相关书籍或专利文献，如公开号为CN209261810U或CN209761714U的中国实用新型专利文献。
根据转子旋转一周所完成的吸油和压油循环次数通常有单作用叶片泵和多作用叶片泵。在多作用叶片泵中通常为双作用叶片泵。叶片泵的转子和定子同轴。转子上开有均匀分布的径向滑槽，叶片安装在转子的径向滑槽内并可灵活伸缩。转子、叶片、定子都夹在前后两个侧板中间。叶片将两个侧板和转子及定子间形成的空间沿圆周分割为与叶片数量（均为偶数）相同的密封叶片腔。由于转子和定子间的径向距离在过渡曲线段沿圆周变化，故在转子旋转的过程中，子母叶片需通过压力差作相互滑动。转子在正向旋转时，母叶片受离心力和通过高压油槽与高压腔连通子母叶片之间的间隙所通压力油的作用而使母叶片紧贴定子内表面。当叶片吸油区段时，子母叶片之间的间隙呈逐渐增大，与叶片腔连通的叶片槽底部的压力也逐渐增大，但子母叶片之间间隙的高压油压力与叶片槽底的压力仍存在一个压力差，母叶片仍与定子内表面贴紧。而叶片在压油区段时，母叶片开始受到定子内腔表面的压缩而缩入，子母叶片之间的间隙开始逐渐减小。但由于与叶片间隙连通的高压油槽上的阻尼油道的作用，叶片间隙中的压力很难快速与高压腔达成平衡，在转子快速转动中，造成母叶片与定子内腔表面的瞬时压力过大，从而造成定子内腔表面压油区的磨损过快，导致定子内表面的各种参数提前失效，进而影响了产品的使用寿命和可靠性。
发明内容
为了克服现有技术中母叶片在压油止点位置时，由于阻尼油道的作用而形成的高压力造成定子内腔表面压油区的磨损过快，影响叶片泵使用寿命和使用可靠性的技术问题，本发明的一个目的在于提供一种用于子母叶片泵的侧板，同时，也提供一种采用该侧板的双作用子母叶片泵，其通过在侧板在侧板的高压油槽与高压槽之间设有一平衡槽，使母叶片在压油止点位置时的高压得到有效平衡，从而有效减少在该位置时定子内腔表面压油区的磨损，有效提高产品的使用寿命的可靠性。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案实现：
一种用于子母叶片泵的侧板，包括定位在外周侧上的第一圈结构，在所述第一圈结构上设有与所述叶片泵的低压腔连通的吸油窗和与所述叶片泵的高压腔连通的压油窗；定位在内周侧上第三圈结构，在所述第三圈结构上设有分别与所述吸油窗和所述压油窗对应且呈间隔设置的低压槽和高压槽；和定位在所述第一圈结构与所述第三圈结构之间的第二圈结构，在所述第二圈结构上设有一与所述高压腔连通的高压油槽；在对应所述压油窗位置，所述高压油槽通过一平衡槽与所述高压槽连通；在靠近所述压油窗位置，所述高压油槽通过一阻尼油道与所述高压腔连通。通过平衡槽的设置弥补了当叶片组件在靠近压油止点位置时，定子内腔表面径长的迅速变化以及阻尼油道的限流作用而引起叶片间隙中迅速增大的压力，从而有效解决了因此造成的定子内腔表面压油区磨损严重，进而影响产品使用寿命和可靠性的技术问题。
作为优选，所述平衡槽呈斜向延伸。通过斜向设置平衡可以保证叶片间隙中的压力可以有一定的转动角的作用时长，有效保证转子快速转动时的叶片间隙中压力的平衡。
作为优选，所述平衡槽呈从所述高压槽向所述高压油槽正斜向延伸。该结构的平衡槽设置可以较好地形成与母叶片逐渐缩入的对应关系，压力平衡特征较为线性。
作为优选，所述高压油槽呈对应所述吸油窗和压油窗分段设置，所述阻尼油道连通各段所述高压油槽；所述阻尼油道开口截面小于所述高压油槽的开口截面。该结构使得高压油槽中的压力变化速率由于各高压油槽之间的阻尼油道的作用，从对应的吸油窗向对应的压油窗方向呈逐渐下降，从而提高叶片间隙中的压力平衡能力。
具体地，所述高压油槽通过一高压油孔与所述高压腔连通；所述高压油孔的设置分别对应在所述吸油窗的周向二侧。
一种双作用子母叶片泵，包括前泵盖，在所述前泵盖设有出油口和高压腔；后泵盖，在所述后泵盖上设有进油口和低压腔；定子，在所述定子中设有一内腔，在所述内腔的周壁上设有一吸油孔；转子，所述转子通过一驱动轴转动设置在所述定子的内腔中，并与所述内腔形成工作腔；所述转子包括转子体和叶片组件；所述转子体设有呈周向均布的叶片槽，所述叶片组件滑动设置在所述叶片槽中；其中，所述叶片组件包括相互滑动设置的母叶片和子叶片，所述母叶片与子叶片之间设有一叶片间隙；所述母叶片在所述工作腔中分隔形成叶片腔；在所述叶片槽中设有定位在所述叶片槽底部的叶根腔和设置在所述叶片槽侧壁上并与所述叶片间隙连通的槽中腔；在所述转子上设有连通所述叶片腔与所述叶根腔的槽底油道；所述侧板上的吸油窗和压油窗分别设有二个，且呈周向相互间隔设置；所述低压槽和所述高压槽分别与所述吸油窗和所述压油窗对应设置，并通过所述槽底油道连通所述叶片腔连通；所述槽中腔通过所述侧板上的高压油槽与所述高压腔连通。通过侧板上平衡槽的设置弥补了当叶片组件在靠近压油止点位置时，定子内腔表面径长的迅速变化以及阻尼油道的限流作用而引起叶片间隙中迅速增大的压力，从而有效解决了因此造成的定子内腔表面压油区磨损严重，进而影响产品使用寿命和可靠性的技术问题。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明通过在侧板在侧板的高压油槽与高压槽之间设有一平衡槽，使母叶片在压油止点位置时的高压得到有效平衡，从而有效减少在该位置时定子内腔表面压油区的磨损，有效提高产品的使用寿命的可靠性。
附图说明
图1为本发明中侧板的结构示意图；
图2为本发明中转子与定子的位置关系结构示意图；
图3为本发明中双作用子母叶片泵的结构示意图；
图中：
1、后泵盖；10、进油口；11、低压腔；2、定子；21、吸油孔；3、转子；31、转子体；311、叶片槽；312、槽底油道；313、叶根腔；314、槽中腔；32、叶片组件；321、母叶片；322、子叶片；323、叶片间隙；4、侧板；41、第一侧板；42、第二侧板；43、吸油窗；44、压油窗；45、低压槽；46、高压槽；47、高压油槽；471、阻尼油道；472、高压油孔；473、平衡槽；5、前泵盖；51、出油口；52、高压腔；6、工作腔；7、叶片腔；8、驱动轴。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”， “横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、 “前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。
此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述 中，“数个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。
参见图1、图2和图3，一种用于子母叶片泵的侧板4，包括紧贴于叶片泵转子3两侧设置的第一侧板41和第二侧板42，在该第一侧板41和第二侧板42的背面设有耳形封油区（图上未示），通过引入高压油将该第一侧板41和第二侧板42压紧在定子2的侧面上，确保叶片泵的容积效率不受轴向间隙的增大而降低。因该第一侧板41和第二侧板42在与转子3关联的部分结构完全相同，以下在对该第一侧板41和第二侧板42结构描述时仅以侧板4指代。该侧板4相对于转子3方向的面上从外到内依次设有第一圈结构、第二圈结构和第三圈结构。在第一圈结构上设有与叶片泵的低压腔11连通的吸油窗43和与叶片泵的高压腔52连通的压油窗44。在第二圈结构上设有高压油槽47，该高压油槽47设有与高压腔52连通的高压油孔472和阻尼油道471。其中，高压油孔472用于从高压腔52中向高压油槽47中输入压力，而阻尼油道471用于向高压腔52中释放压力。在第三圈结构上设有与吸油窗43对应的低压槽45和与压油窗44对应的高压槽46。在对应于压油窗44位置的高压油槽47上设有一与高压槽46连通的平衡槽473。在本实施例中，该子母叶片泵为双作用子母叶片泵，因此，上述吸油窗43、压油窗44、高压油孔472、阻尼油道471、低压槽45和高压槽46在侧板4的周向上呈成对设置。该双作用子母叶片泵包括后泵盖1、前泵盖5、驱动轴8、定子2、侧板4和转子3。其中，该侧板4包括第一侧板41和第二侧板42。在该后泵盖1上设有进油口10和低压腔11，在该前泵盖5上设有高压腔52和出油口51。该定子2中设有一内腔，并在内腔壁上设有一与低压腔11连通的吸油孔21。该转子3包括转子体31和叶片组件32。转子体31与定子内腔之间形成叶片泵的工作腔6。在转子体31上设有呈周向均布的叶片槽311，叶片组件32滑动设置在该叶片槽311中。在该叶片槽311的底部设有一叶根腔313，其通过一斜向设置的槽底油道312与工作腔6连通。当转子转动时，该叶根腔313依次与侧板4上的低压槽45和高压槽46对应连通。当叶片组件32包括母叶片321和子叶片322。其中，母叶片321定位在叶片槽311的上游，子叶片322定位在叶片槽311的下游，即靠近叶根腔313的位置。母叶片321的底侧设有一凹槽，子叶片322滑动设置在该凹槽中，子叶片322与母叶片321之间在该凹槽中形成一叶片间隙323。在叶片槽311的侧壁上设有一槽中腔314，该槽中腔314的位置对应于叶片间隙323，并与叶片间隙323连通。当叶片间隙323中输入压力时，母叶片321向工作腔6滑出并与定子内腔周面抵接，在各母叶片321之间形成叶片腔7。当转子3转动时，侧板4上的低压槽45和高压槽46依次通过转子3上的叶根腔313及槽底油道312与对应位置的叶片腔7连通。当转子3正向转动时，双作用叶片泵的工作腔6分为两个区段，即吸油区段和压油区段。在转子3从吸油区段向压油区段转动过程中，叶片间隙323产生从逐渐增大到逐渐减少的变化。叶片间隙323中压力油也产生从输入向输出的变化。在吸油区段时，对应叶根腔313的叶片腔7处于吸油区，其压力较低，转子3上的母叶片321在离心力及由侧板4上的高压油槽47经槽中腔314输入叶片间隙323的高压油作用下向外滑出，并随着叶片腔7压力增大，进而叶根腔313压力增大作用下使母叶片321顶端保持与定子2内表面抵接，对叶片腔7形成有效的密封。当转子3转动到压油区时，母叶片321在定子2内周面的作用下回缩，叶片间隙323空间受压。由于与叶片间隙323连通的高压油槽47与高压腔52之间设有阻尼油道471，叶片腔7中的压力与叶片间隙323中的压力存在一个压力差，母叶片321顶端压力逐渐增大。当转子3转动到靠近压油止点位置时，与叶片间隙323连通的高压油槽47开始与平衡槽473连通，迅速增大的叶片间隙323中的压力依次通过该平衡槽473和高压槽46向高压腔52释放，使母叶片321顶端的压力得到有效平衡，从而有效减少了母叶片321顶端的磨损，大大提高了叶片泵的使用寿命和可靠性。在本实施例中，该平衡槽473呈正斜向延伸，使得叶片间隙中的压力可以有一定的转动角的作用时长，有效保证转子快速转动时的叶片间隙中压力的平衡。这里所述的正斜向延伸，是指根据转子正向转动方向的斜向延伸。根据该原理，本领域技术人员应当知道，该平衡槽的斜向设置，也可以是反斜向延伸，即，从高压槽按转动方向反向向高压油槽斜向设置，具体设置可根据母叶片需要释放压力的位置或压力释放快慢决定。如，在本实施例中的设置，即，正斜向延伸设置，使得平衡槽与高压油槽的连通点更靠近压油的止点，该设置在减少定子内腔表面压油区磨损的同时，避免母叶片发生脱空而影响叶片泵的输出压力。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种用于子母叶片泵的侧板，包括：定位在外周侧上的第一圈结构，在所述第一圈结构上设有与所述叶片泵的低压腔连通的吸油窗和与所述叶片泵的高压腔连通的压油窗；定位在内周侧上第三圈结构，在所述第三圈结构上设有分别与所述吸油窗和所述压油窗对应且呈间隔设置的低压槽和高压槽；和定位在所述第一圈结构与所述第三圈结构之间的第二圈结构，在所述第二圈结构上设有一与所述高压腔连通的高压油槽；其特征在于，在对应所述压油窗位置，所述高压油槽通过一平衡槽与所述高压槽连通；在靠近所述压油窗位置，所述高压油槽通过一阻尼油道与所述高压腔连通。
2.如权利要求1所述的侧板，其特征在于，所述平衡槽呈斜向延伸。
3.如权利要求1或2所述的侧板，其特征在于，所述平衡槽呈从所述高压槽向所述高压油槽正斜向延伸。
4.如权利要求1或2所述的侧板，其特征在于，所述高压油槽呈对应所述吸油窗和压油窗分段设置，所述阻尼油道连通各段所述高压油槽；所述阻尼油道开口截面小于所述高压油槽的开口截面。
5.如权利要求3所述的侧板，其特征在于，所述高压油槽呈对应所述吸油窗和压油窗分段设置，所述阻尼油道连通各段所述高压油槽；所述阻尼油道开口截面小于所述高压油槽的开口截面。
6.如权利要求1或2所述的侧板，其特征在于，所述高压油槽通过一高压油孔与所述高压腔连通；所述高压油孔的设置分别对应在所述吸油窗的周向二侧。
7.如权利要求3所述的侧板，其特征在于，所述高压油槽通过一高压油孔与所述高压腔连通；所述高压油孔的设置分别对应在所述吸油窗的周向二侧。
8.如权利要求4所述的侧板，其特征在于，所述高压油槽通过一高压油孔与所述高压腔连通；所述高压油孔的设置分别对应在所述吸油窗的周向二侧。
9.如权利要求5所述的侧板，其特征在于，所述高压油槽通过一高压油孔与所述高压腔连通；所述高压油孔的设置分别对应在所述吸油窗的周向二侧。
10.一种包括权利要求1-9任一所述侧板的双作用子母叶片泵，包括：前泵盖，在所述前泵盖设有出油口和高压腔；后泵盖，在所述后泵盖上设有进油口和低压腔；定子，在所述定子中设有一内腔，在所述内腔的周壁上设有一吸油孔；转子，所述转子通过一驱动轴转动设置在所述定子的内腔中，并与所述内腔形成工作腔；其特征在于，所述转子包括转子体和叶片组件；所述转子体设有呈周向均布的叶片槽，所述叶片组件滑动设置在所述叶片槽中；其中，所述叶片组件包括相互滑动设置的母叶片和子叶片，所述母叶片与子叶片之间设有一叶片间隙；所述母叶片在所述工作腔中分隔形成叶片腔；在所述叶片槽中设有定位在所述叶片槽底部的叶根腔和设置在所述叶片槽侧壁上并与所述叶片间隙连通的槽中腔；在所述转子上设有连通所述叶片腔与所述叶根腔的槽底油道；所述侧板上的吸油窗和压油窗分别设有二个，且呈周向相互间隔设置；所述低压槽和所述高压槽分别与所述吸油窗和所述压油窗对应设置，并通过所述槽底油道连通所述叶片腔连通；所述槽中腔通过所述侧板上的高压油槽与所述高压腔连通。
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