CN112796971A - 一种高稳定性柱塞泵 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种高稳定性柱塞泵，包括安装架，所述安装架上设有两个腔室，两个腔室之间设有活动座，所述活动座滑动连接在安装架上，且活动座的滑动方向垂直于腔室相对的侧壁，所述安装架上设有驱动件，所述驱动件用于驱动活动座在两个腔室之间来回移动，所述活动座朝向腔室的侧壁上均安装有柱塞，所述柱塞远离活动座的端部穿入到相应侧的腔室内，所述腔室均连接有出水通道和进水通道，所述出水通道与腔室之间安装有第一单向阀，所述进水通道和腔室之间安装有第二单向阀。随着活动座的移动方向变换，两个腔室的进出水也发生变化，但始终都能有一个腔室出水，一个腔室进水，从而使得整个柱塞泵能够稳定地、连续地供水。

Description

一种高稳定性柱塞泵

技术领域

本申请涉及柱塞泵的领域，尤其是涉及一种高稳定性柱塞泵。

背景技术

柱塞泵具有额定压力高、结构紧凑、效率高和流量调节方便等优点，被广泛应用于高压、大流量和流量需要调节的场合，诸如液压机、工程机械和船舶中。

现有的柱塞泵通常通过的电机驱动塞柱往复运动对容腔内的水体进行挤压，以将容腔内的水体挤出容腔。

但是由于塞柱是运动周期的，柱塞在回缩时，容腔内的水无法被挤出，此时柱塞泵的供水就会中断，导致供水流量不稳定，存在出水波动大的问题。

发明内容

为了稳定地供水，本申请提供一种高稳定性柱塞泵。

本申请提供的一种高稳定性柱塞泵,采用如下的技术方案：

一种高稳定性柱塞泵，包括安装架，所述安装架上设有两个腔室，两个腔室之间设有活动座，所述活动座滑动连接在安装架上，且活动座的滑动方向垂直于腔室相对的侧壁，所述安装架上设有驱动件，所述驱动件用于驱动活动座在两个腔室之间来回移动，所述活动座朝向腔室的侧壁上均安装有柱塞，所述柱塞远离活动座的端部穿入到相应侧的腔室内，所述腔室均连接有出水通道和进水通道，所述出水通道与腔室之间安装有第一单向阀，所述进水通道和腔室之间安装有第二单向阀，所述第一单向阀的单向导通方向为从腔室到出水通道；所述第二单向阀的单向导通方向为从进水通道到腔室。

通过采用上述技术方案，活动座在两个腔室之间来回移动时，必然有一侧的柱塞深入其中一个腔室，使得该腔室内的空间变小，腔室内的水压增加，使得该腔室的水顶开第一单向阀流入到出水通道中；相应的，另一侧的柱塞逐渐从另一个腔室中移动出来，使得另一腔室的空间变大，该腔室内的水压减小，进水通道内的水顶开第二单向阀而进入到腔室内。随着活动座的移动方向变换，两个腔室的进出水也发生变化，但始终都能有一个腔室出水，一个腔室进水，从而使得整个柱塞泵能够稳定地、连续地供水。

可选的，所述驱动件包括凸轮、转轴和驱动源，所述转轴转动连接在安装架上，且凸轮与相应转轴之间为偏心设置，所述活动座上开设有通槽，所述凸轮处在通槽中，所述驱动源用于驱动凸轮转动，当凸轮转动时，凸轮的周向侧壁与通槽靠近腔室的两侧侧壁轮流抵接。

通过采用上述技术方案，采用偏心设置的凸轮来进行传动，凸轮的转动方向不需要进行切换，而是由凸轮的周向侧壁与通槽的侧壁的接触位置的改变来使活动座在两个腔室之间的来回移动，活动座在移动过程中更加平稳、可靠。

可选的，所述驱动源包括电机和多个第一齿轮，所述第一齿轮均转动连接在安装架上，多个第一齿轮沿通槽的长度方向分布且依次啮合连接，所述凸轮有多个，多个凸轮同样沿通槽的长度方向部分，多个转轴分别与多个第一齿轮同轴固定，所述电机用于驱动任意一个第一齿轮转动。

通过采用上述技术方案，使用多个凸轮来进行传动，每个凸轮之间实现同步转动，增加凸轮与活动座的接触面积，使凸轮能够将力更加稳定地传递到活动座上，进一步提高活动座的移动稳定性。

可选的，所述驱动源还包括第二齿轮和变速齿轮，所述第二齿轮和变速齿轮均转动连接在安装架上，所述电机的输出轴与第二齿轮同轴固定，所述变速齿轮与任意第一齿轮同轴连接，所述变速齿轮的直径大于第二齿轮的直径，所述第二齿轮与变速齿轮啮合连接。

通过采用上述技术方案，电机的转速较快，若凸轮过快地转动，腔室内的空间变化过于剧烈，容易导致腔室内的水来不及流动，因此通过设置变速齿轮来起到减速作用，使得凸轮的转动速度处在合理范围内。

可选的，所述活动座单侧侧壁上的柱塞有多个，多个柱塞阵列在活动座的相应侧壁上。

通过采用上述技术方案，凸轮的转动转换成活动座的移动距离是比较有限的，单个柱塞对于腔室内的空间改变也就有限，因此设置多个柱塞，能够使腔室内的空间出现明显变化，增加腔室内的单次进水量或出水量。

可选的，所述出水通道包括出水腔和出水管，所述第一单向阀安装在出水腔和腔室之间，且第一单向阀有多个，出水管的一端连通在出水腔上；所述进水通道包括进水腔和进水管，所述第二单向阀安装在进水腔和腔室之间，且第二单向阀有多个，进水管的一端连通在进水腔上。

通过采用上述技术方案，腔室实际的出水量和进水量除了柱塞对空间的的改变外，还需要看第一单向阀和第二单向阀的单向通水情况，当进水量和出水量变大时，第一单向阀和第二单向阀的数量也需要增加，同时进水管通过进水腔与所有第一单向阀连通，出水管通过出水腔与所有第二单向阀连通，能够避免在进水管和出水管设置分支管，方便安装。

可选的，所述电机的输出轴与第二齿轮之间为可拆卸连接，所述变速齿轮与第一齿轮之间为可拆卸连接，所述安装架上还设有更换装置，所述更换装置内存储有多组传动单元，每个传动单元包括一个变速齿轮和一个与变速齿轮对应的第二齿轮，不同传动单元中的变速齿轮和第二齿轮的传动比不同。

通过采用上述技术方案，电机通过传动单元来驱动第一齿轮转动，当需要调节第一齿轮的转速时，先将当前的传动单元与电机、第一齿轮的连接断开，再选择传动比更合适的传动单元重新与电机、第一齿轮连接，由于传动单元是预先搭建起来的，因此更换过程简单方便。

可选的，所述更换装置包括齿轮存储架和临时存储架，所述齿轮存储架靠近活动座，而临时存储架处在齿轮存储架远离的活动座的一侧，所述齿轮存储架滑动连接在安装架上，存储在齿轮存储架上的传动单元沿齿轮存储架的滑动方向依次设置，所述临时存储架用于临时存放电机。

通过采用上述技术方案，通过滑动齿轮存储架即可方便对传动单元进行选择，并且齿轮储存架对传动单元有限位作用，使传动单元与第一齿轮之间的连接更加方便。

可选的，所述更换装置还包括变道架，所述变道架处在齿轮存储架和临时存储架之间，且变道架固定在齿轮存储架上，所述变道架上设有多个供电机滑动的轨道，多个轨道分别与齿轮存储架上的传动单元一一对应，所述临时存储架上的电机沿轨道与相应的传动单元连接。

通过采用上述技术方案，不同的传动单元由于传动比的不同，变速齿轮和第二齿轮的轴孔的距离都不相同，而借助变道架中的第一滑轨道，使得电机能够沿着第一滑轨就可以精准对接到第二齿轮的轴孔，方便电机的安装，进一步提高更换传动单元的速度。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过设置两个腔室，使得柱塞泵的供水工作平稳，供水连续且波动性小；

2.通过设置多个凸轮和多个柱塞，既能够提高活动座的移动稳定性，又能够保障腔室内的空间变化量，使腔室具有良好的出水量和进水量；

3.通过设置更换装置，方便对传动单元进行更换，从而改变凸轮的转速，进而控制腔室的出水量和进水量。

附图说明

图1是本申请实施例1的整体结构示意图。

图2是本申请实施例1的局部爆炸示意图。

图3是本申请实施例1的局部剖视图。

图4是本申请实施例1的驱动源的结构示意图。

图5是本申请实施例2的整体结构示意图。

图6是本申请实施例2的局部剖视图。

图7是本申请实施例2的局部结构示意图。

图8是本申请实施例2的框架与滑座之间的连接关系示意图。

附图标记说明：1、安装架；11、支架；2、腔室；3、活动座；31、柱塞；32、通槽；4、凸轮；41、转轴；5、驱动源；51、电机；52、第一齿轮；521、转动轴；522、推动块；523、抵接块；531、第二齿轮；5311、第一中空管；532、变速齿轮；5321、第二中空管；533、框架；534、夹持杆；61、出水罩壳；62、出水管；63、第一单向阀； 71、进水罩壳；72、进水管；73、第二单向阀；8、更换装置；81、齿轮存储架；82、临时存储架；821、第二滑轨；83、变道架；831、第一滑轨；832、档杆；84、滑座；841、夹持块；85、第二气缸；86、连接杆；9、第一气缸。

具体实施方式

以下结合附图1-8对本申请作进一步详细说明。

实施例1：

本申请实施例公开一种高稳定性柱塞泵。参照图1，高稳定性柱塞泵包括安装架1和活动座3，安装架1上固定有两个腔室2，两个腔室2之间存在间隔，活动座3处在该间隔中。活动座3滑动连接在安装架1上，活动座3的滑动方向垂直于两个腔室2相对的侧壁。安装架1上设有驱动件，驱动件用于驱动活动座3在两个腔室2之间来回移动。活动座3朝向两个腔室2的侧壁上均安装有柱塞31，柱塞31有多个，多个柱塞31阵列在活动座3的相应侧壁上。柱塞31远离活动座3的端部穿入到相应侧的腔室2内，腔室2和柱塞31之间安装有密封圈。每个腔室2上均连接有出水通道和进水通道。活动座3受驱动件作用而滑动时，柱塞31处在腔室2内的端部长度发生变化，当一侧腔室2内的柱塞31长度变短时，该腔室2上的进水通道向腔室2补充水；此时另一侧腔室2内的柱塞31长度变长，该腔室2向出水通道排水。

参见图2、图3，两个腔室2相背的端面上固定有进水罩壳 71，进水罩壳 71同样通过螺栓固定在相应腔室2上，进水罩壳 71和腔室2的端面共同围成进水腔，每个进水罩壳71上均连接有进水管72，进水管72与进水腔连通，两个进水管72相互连通。进水腔和进水管72共同构成进水通道。进水腔中安装有多个第二单向阀73，多个第二单向阀73以阵列的方式安装在腔室2的端面上，第二单向阀73的进水端处在进水腔中，第二单向阀73的出水端穿过腔室2的侧壁并处在腔室2内。当腔室2内水对第二单向阀73的压力低于出水腔内水对第二单向阀73的压力时，压力差使第二单向阀73导通，进水腔内的水经第二单向阀73流入到腔室2中。

参见图2、图3，腔室2的两侧侧壁上均固定有出水罩壳61，出水罩壳61通过螺栓固定在腔室2上，且出水罩壳61和腔室2的侧壁共同围成出水腔。出水罩壳61上连接有出水管62，出水管62与出水腔连通。所有的出水管62均连接在一起，出水管62和出水腔共同构成出水通道。出水腔出水腔内安装有多个第一单向阀63，多个第一单向阀63以阵列的方式安装在出水腔靠近空腔的侧壁上，第一单向阀63的进水端穿过腔室2的侧壁处在腔室2内，第一单向阀63的出水端处在出水腔中。当腔室2内水对第一单向阀63的压力高于出水腔内水对第一单向阀63的压力时，压力差使第一单向阀63导通，腔室2内的水经第一单向阀63流入到出水腔中。

参见图1、图2，活动座3上开设有通槽32，安装架1上设有从通槽32中穿过的支架11，驱动件安装在支架11上。驱动件包括凸轮4、转轴41和驱动源5。

参见图4，驱动源5包括电机51、传动单元和多个第一齿轮52，传动单元包括第二齿轮531和变速齿轮532。转轴41和凸轮4均有多个。多个转轴41沿支架11的长度方向依次转动连接在支架11上，转轴41的两端分别处在支架11的两侧并分别与一个凸轮4固定连接，凸轮4与转轴41之间为偏心设置。第一齿轮52均转动连接在支架11上，且多个第一齿轮52沿通槽32的长度方向分布且依次啮合连接，部分第一齿轮52与转轴41一一对应，且第一齿轮52与对应的转轴41同轴固定。第二齿轮531和变速齿轮532均转动连接在支架11上，且第二齿轮531和变速齿轮532处在支架11伸出通槽32的一端上。电机51的输出轴与第二齿轮531同轴固定，变速齿轮532与相近的第一齿轮52同轴连接。变速齿轮532的直径大于第二齿轮531的直径，第二齿轮531与变速齿轮532啮合连接。

电机51启动时，电机51通过第二齿轮531带动变速齿轮532转动，变速齿轮532再同步带动所有第一齿轮52转动，从而使凸轮4转动。当凸轮4转动时，凸轮4的周向侧壁与通槽32两侧侧壁轮流抵接。且所有凸轮4朝向同一侧腔室2的周向侧壁同时接触通槽32的内壁。

本申请实施例1中的一种高稳定性柱塞泵的实施原理为：电机51通过传动单元带动第一齿轮52转动，第一齿轮52同时带动凸轮4转动，使得凸轮4轮流抵触通槽32的两侧内壁并推动活动座3在两个腔室2之间来回移动，从而通过柱塞31的移动不断改变腔室2内的空间，使腔室2在进水和出水之间轮换。

实施例2：与实施例1的不同点在于：参见图5、图6，柱塞泵上还设有更换装置8。更换装置8包括齿轮存储架81、变道架83和临时存储架82。齿轮存储架81处在支架11的一侧并滑动连接在安装架1上，齿轮存储架81的滑动方向沿竖直方向设置，齿轮存储架81的长度方向同样沿竖直方向设置，安装架1上固定有用于驱动齿轮存储架81滑动的第一气缸9，第一气缸9的输出轴固定在齿轮存储架81上。并且齿轮存储架81上沿其长度方向开设有多个放置腔，每个放置腔内存储有一个传动单元。而不同传动单元中的变速齿轮532和第二齿轮531的传动比不同。

参见图6、图7，传动单元还包括框架533，第二齿轮531同轴固定有第一中空管5311，第二齿轮531通过第一中空管5311转动连接在框架533中，而变速齿轮532同轴固定有第二中空管5321，变速齿轮532同样通过第二中空管5321转动连接在框架533中，变速齿轮532与第二齿轮531保持啮合连接。第一中空管5311和第二中空管5321的内壁上均固定有抵接块523，而电机51的输出轴的直径小于第一中空管5311的内径，电机51的输出轴穿入到第一中空管5311内，且电机51输出轴的周向侧壁上设有与抵接块523相适配的推动块522，电机51输出轴转动时，推动块522推动抵接块523从而驱动第二齿轮531转动。变速齿轮532与相连第一齿轮52之间同样为可拆卸连接，相应第一齿轮52同轴连接有转动轴521，转动轴521的直径小于第二中空管5321的内径，且转动轴521的周向侧壁上同样固定有推动块522。变速齿轮532通过抵接块523和推动块522的配合带动第一齿轮52转动。

而其中第二齿轮531的轴孔、变速齿轮532的轴孔的直径以及所在位置的高度均不变，并且变速齿轮532的轴孔的中心轴线和相应第一齿轮52的中心轴线处在同一平面上，因此不同传动单元中的第二齿轮531在用于柱塞泵传动时，第二齿轮531的中心轴线将处在同一水平面上的不同位置。

参见图8，临时存储架82处在齿轮存储架81远离的支架11的一侧，变道架83处在齿轮存储架81和临时存储架82之间。变道架83固定在齿轮存储架81上，变道架83上设有多个与放置腔一一对应的中间腔。每个中间腔中安装有第一滑轨831，第一滑轨831的一端朝向对应放置腔中的第二齿轮531的轴孔，第一滑轨831的另一端朝向临时存储架82。第一滑轨831可以沿直线设置，也可以是S型设置，第一滑轨831的具体形状是根据对应放置腔的第二齿轮531的位置决定的。第一滑轨831上滑动连接有滑座84，电机51固定在滑座84上。

参见图8，临时存储架82内固定有第二气缸85，第二气缸85的输出轴朝向变道架83一侧，且第二气缸85的输出轴上铰接有连接杆86，连接杆86远离第二气缸85的端部铰接在电机51上。临时存储架82上设置有第二滑轨821。当变道架83随着齿轮存储架81一起上下移动时，所有中间腔上的第一滑轨831均能够与第二滑轨821对接在一起，滑座84可以从第一滑轨831上滑动到第二滑轨821上。

参见图8，框架533朝向变道架83一侧的侧壁上安装有两个夹持杆534。夹持杆534具有良好的弹性，夹持杆534为L型，夹持杆534的一端固定在框架533上，夹持杆534的另一端朝向变道架83一侧，且夹持杆534远离框架533的端部上设有用于导向的斜面。当框架533处在放置腔内时，夹持杆534均延伸到相应的中间腔内，两个夹持杆534分别处在第一滑轨831的两侧。中间腔的底部还固定有两个档杆832，两个档杆832同样处在第一滑轨831的两侧，且挡板阻挡在夹持杆534继续向临时存储架82一侧移动的路径上。而滑座84的两侧分别安装有夹持块841。滑座84处在中间腔内时，夹持块841的高度高于同一中间腔的档杆832。电机51的输出轴在第二气缸85的推动下插入到第二齿轮531的第一中空管5311内时，夹持块841顶开夹持杆534并被夹持杆534抵住。第二气缸85的输出轴复位时，电机51通过抵接架和夹持杆534带动框架533一起移动，而当夹持杆534接触到档杆832后，夹持杆534向远离滑座84一侧弯折，使得电机51脱离夹持杆534，框架533停止移动。

本申请实施例2中的一种高稳定性柱塞泵的实施原理为：先根据需要选择合适传动比的传动单元来驱动凸轮4的转动。在需要更换传动单元时，第二气缸85的输出轴缩短，第二气缸85带动电机51向临时存储架82一侧移动，电机51同时带动框架533移动，使得变速齿轮532从第一齿轮52的转动轴521上脱离。然后夹持块841接触到档杆832，使得滑座84与框架533分离，传动单元被留在放置腔中，电机51输出轴与相应的第二齿轮531分离，电机51继续移动并处在临时存储架82中。第一气缸9启动，改变齿轮存储架81的位置，使得适配的传动单元与电机51相对。最后第二气缸85的输出轴伸长，电机51的输出轴插入相对的第二齿轮531，再带动框架533一起移动，使更换后的变速齿轮532与第一齿轮52同轴连接。

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)

1.一种高稳定性柱塞泵，其特征在于：包括安装架(1)，所述安装架(1)上设有两个腔室(2)，两个腔室(2)之间设有活动座(3)，所述活动座(3)滑动连接在安装架(1)上，且活动座(3)的滑动方向垂直于腔室(2)相对的侧壁，所述安装架(1)上设有驱动件，所述驱动件用于驱动活动座(3)在两个腔室(2)之间来回移动，所述活动座(3)朝向腔室(2)的侧壁上均安装有柱塞(31)，所述柱塞(31)远离活动座(3)的端部穿入到相应侧的腔室(2)内，所述腔室(2)均连接有出水通道和进水通道，所述出水通道与腔室(2)之间安装有第一单向阀(63)，所述进水通道和腔室(2)之间安装有第二单向阀(73)，所述第一单向阀(63)的单向导通方向为从腔室(2)到出水通道；所述第二单向阀(73)的单向导通方向为从进水通道到腔室(2)。

2.根据权利要求1所述的一种高稳定性柱塞泵，其特征在于：所述驱动件包括凸轮(4)、转轴(41)和驱动源(5)，所述转轴(41)转动连接在安装架(1)上，且凸轮(4)与相应转轴(41)之间为偏心设置，所述活动座(3)上开设有通槽(32)，所述凸轮(4)处在通槽(32)中，所述驱动源(5)用于驱动凸轮(4)转动，当凸轮(4)转动时，凸轮(4)的周向侧壁与通槽(32)靠近腔室(2)的两侧侧壁轮流抵接。

3.根据权利要求2所述的一种高稳定性柱塞泵，其特征在于：所述驱动源(5)包括电机(51)和多个第一齿轮(52)，所述第一齿轮(52)均转动连接在安装架(1)上，多个第一齿轮(52)沿通槽(32)的长度方向分布且依次啮合连接，所述凸轮(4)有多个，多个凸轮(4)同样沿通槽(32)的长度方向部分，多个转轴(41)分别与多个第一齿轮(52)同轴固定，所述电机(51)用于驱动任意一个第一齿轮(52)转动。

4.根据权利要求3所述的一种高稳定性柱塞泵，其特征在于：所述驱动源(5)还包括第二齿轮(531)和变速齿轮(532)，所述第二齿轮(531)和变速齿轮(532)均转动连接在安装架(1)上，所述电机(51)的输出轴与第二齿轮(531)同轴固定，所述变速齿轮(532)与任意第一齿轮(52)同轴连接，所述变速齿轮(532)的直径大于第二齿轮(531)的直径，所述第二齿轮(531)与变速齿轮(532)啮合连接。

5.根据权利要求2所述的一种高稳定性柱塞泵，其特征在于：所述活动座(3)单侧侧壁上的柱塞(31)有多个，多个柱塞(31)阵列在活动座(3)的相应侧壁上。

6.根据权利要求5所述的一种高稳定性柱塞泵，其特征在于：所述出水通道包括出水腔和出水管(62)，所述第一单向阀(63)安装在出水腔和腔室(2)之间，且第一单向阀(63)有多个，出水管(62)的一端连通在出水腔上；所述进水通道包括进水腔和进水管(72)，所述第二单向阀(73)安装在进水腔和腔室(2)之间，且第二单向阀(73)有多个，进水管(72)的一端连通在进水腔上。

7.根据权利要求4所述的一种高稳定性柱塞泵，其特征在于：所述电机(51)的输出轴与第二齿轮(531)之间为可拆卸连接，所述变速齿轮(532)与第一齿轮(52)之间为可拆卸连接，所述安装架(1)上还设有更换装置(8)，所述更换装置(8)内存储有多组传动单元，每个传动单元包括一个变速齿轮(532)和一个与变速齿轮(532)对应的第二齿轮(531)，不同传动单元中的变速齿轮(532)和第二齿轮(531)的传动比不同。

8.根据权利要求7所述的一种高稳定性柱塞泵，其特征在于：所述更换装置(8)包括齿轮存储架(81)和临时存储架(82)，所述齿轮存储架(81)靠近活动座(3)，而临时存储架(82)处在齿轮存储架(81)远离的活动座(3)的一侧，所述齿轮存储架(81)滑动连接在安装架(1)上，存储在齿轮存储架(81)上的传动单元沿齿轮存储架(81)的滑动方向依次设置，所述临时存储架(82)用于临时存放电机(51)。

9.根据权利要求8所述的一种高稳定性柱塞泵，其特征在于：所述更换装置(8)还包括变道架(83)，所述变道架(83)处在齿轮存储架(81)和临时存储架(82)之间，且变道架(83)固定在齿轮存储架(81)上，所述变道架(83)上设有多个供电机(51)滑动的第一滑轨(831)，多个第一滑轨(831)分别与齿轮存储架(81)上的传动单元一一对应，所述临时存储架(82)上的电机(51)沿第一滑轨(831)与相应的传动单元连接。

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