CN114320812A - 柱塞泵驱动结构及柱塞泵 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种柱塞泵驱动结构及柱塞泵，涉及液体输送装置领域，其包括：齿轮箱，用于安装在柱塞泵的泵体一侧，齿轮箱具有安装腔，安装腔供曲轴的输入端伸入；传动齿轮，位于安装腔内并同轴固定于曲轴的输入端；主动齿轮，位于安装腔内并与传动齿轮啮合，主动齿轮位于传动齿轮的上方；以及驱动件，安装在齿轮箱并位于泵体的正上方，驱动件的输出轴与主动齿轮同轴连接，驱动件用于带动主动齿轮转动并带动传动齿轮转动使得曲轴运转。将驱动件安装至泵体的正上方，大大缩小了柱塞泵宽度方向的宽度，更能满足煤矿施工场合上过道处特定情况对于柱塞泵宽度限制的要求，使得柱塞泵安装或使用的灵活性更好。

Description

柱塞泵驱动结构及柱塞泵

技术领域

本申请涉及液体输送装置领域，更具体地说，它涉及一种柱塞泵驱动结构及柱塞泵。

背景技术

柱塞泵是液压系统的一个重要装置，它依靠柱塞在缸体中往复运动，使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸油、压油。

例如在煤矿施工场合上也会用到柱塞泵，例如钻探机上，相关技术中柱塞泵通常包括泵体、曲轴、铰接于曲轴的传动杆、柱塞以及动力源，动力源与曲轴的输入端连接实现动力输入。

传统动力源采用的是电机与曲轴的输入端直联实现动力输入，曲轴转动通过传动杆带动柱塞往复移动使得泵腔的容积发生变化实现吸油、压油。但是这样的动力源使用，宽度方向会有明显增加，而在煤矿施工场合上过道通常都是有宽度限制要求的，传统的柱塞泵无法满足相应要求，有待改进。

发明内容

为了改善柱塞泵宽度方向过大无法满足特定情况使用的问题，本申请提供一种柱塞泵驱动结构及柱塞泵。

本申请提供的一种柱塞泵驱动结构，采用如下的技术方案：

一种柱塞泵驱动结构，包括：

齿轮箱，用于安装在柱塞泵的泵体一侧，所述齿轮箱具有安装腔，所述安装腔供曲轴的输入端伸入；

传动齿轮，位于所述安装腔内并同轴固定于曲轴的输入端；

主动齿轮，位于所述安装腔内并与所述传动齿轮啮合，所述主动齿轮位于所述传动齿轮的上方；以及

驱动件，安装在所述齿轮箱并位于泵体的正上方，所述驱动件的输出轴与所述主动齿轮同轴连接，所述驱动件用于带动主动齿轮转动并带动传动齿轮转动使得曲轴运转。

通过上述技术方案，将驱动件安装至泵体的正上方，从而减少了驱动件安装在泵体宽度方向一侧导致整体宽度尺寸的增大，大大缩小了柱塞泵宽度方向的宽度，更能满足煤矿施工场合上过道处特定情况对于柱塞泵宽度限制的要求，使得柱塞泵安装或使用的灵活性更好。

可选的，所述驱动件为液压马达。

通过上述技术方案，液压马达不会因为存在电火花而导致爆炸等大事故，在煤矿场合使用具备更好的安全性。

可选的，所述齿轮箱包括用于安装在泵体的座体以及盖合于座体的盖板，所述安装腔位于座体设置，所述盖板通过固定件安装于所述座体。

通过上述技术方案，通过座体和盖板的拼装设置，使得整体的维修和安装更加方便。

可选的，所述安装腔内填充有润滑油液。

通过上述技术方案，润滑油液对主动齿轮和传动齿轮的啮合进行润滑，减少齿轮磨损，使得使用更加持久。

本申请还提供了一种柱塞泵，包括上述任一所述的柱塞泵驱动结构，还包括泵体，所述泵体内设有容纳腔，所述泵体设有曲轴，所述曲轴转动连接于泵体并位于容纳腔；所述安装腔与所述容纳腔连通，所述安装腔和容纳腔均填充有润滑油液。

通过上述技术方案，安装腔和容纳腔连通，可以一次同时对安装腔和容纳腔内的油液进行补充，使得润滑油液的补充操作更加方便。

可选的，所述传动齿轮的齿数大于所述主动齿轮齿数的两倍。

通过上述技术方案，通过传动齿轮和主动齿轮实现减速，减少转速过快的情况，使得曲轴的运转更加稳定。

可选的，所述曲轴通过轴承实现与泵体转动连接；

所述泵体设有回油装置，所述回油装置包括油泵、回油管、冷却器以及供油管；所述油泵设置于泵体，所述油泵的进油端与所述容纳腔连通，所述回油管的一端连通至油泵的出油端且另一端连通至冷却器的输入端，所述供油管的一端连通至冷却器的输出端且另一端连通至安装腔。

主动齿轮和传动齿轮上下分布的设置，基于安装的需求，需要将下方的传动齿轮做的较大，容易出现传动齿轮或上方的主动齿轮润滑效果不佳的情况，在具体工作过程中传动齿轮负载也会更大，工作时负载大会直接带来温度上升问题，对于油液冷却也需要更高的要求。经试验，传统水平分布的主动齿轮和传动齿轮工作时温度在25摄氏度左右，而主动齿轮和传动齿轮上下分布的工作时温度会高达100多摄氏度。通过上述技术方案，通过设置回油装置实现及时对润滑油液进行冷却，减少油液温度过道影响齿轮润滑的问题，使得整体的运转更加持久稳定。

可选的，所述曲轴远离输入端的一端为输出端，所述油泵安装于所述泵体的曲轴输出端所在的一端；

所述油泵包括泵壳以及转子，所述泵壳内具有油腔，所述油腔的进油端与容纳腔连通，所述转子位于所述油腔内，所述转子同轴安装于曲轴的输出端，所述曲轴转动带动转子转动将润滑油液从进油端朝向出油端运送。

通过上述技术方案，当驱动件带动曲轴转动时，曲轴的转动带动油泵的转子转动进行泵液，从而将容纳腔内的润滑油液泵吸至回油管并通过冷却器后再通过供油管流至安装腔内，实现主动齿轮、传动齿轮、曲轴以及转子实现运转的关联性，当驱动件启动带动齿轮运转时，必然带动转子转动使得油泵泵液，确保回油装置运转与主动齿轮以及传动齿轮运转的同步性，使得整体的协调性更好。

可选的，所述回油管还设有过滤器，所述过滤器连通于油泵与冷却器之间。

通过上述技术方案，通过设置过滤器，让润滑油液在循环的过程中杂质可以不断被过滤，进而可以良好保持润滑油液的干净，确保良好的润滑效果。

可选的，所述主动齿轮的齿轮轴通过轴承实现相对于齿轮箱转动；

所述供油管包括与冷却器连通的供油总管以及连通于供油总管的三个供油支管，三个供油支管远离供油总管的一端一一对应对准主动齿轮的两个轴承处、主动齿轮和传动齿轮的啮合处。

通过上述技术方案，主动齿轮通过轴承转动，减少了转动摩擦导致发热的情况，另外，供油支管对准主动齿轮的两个轴承处，可以及时对轴承降温，改善工作时负载大会直接带来温度上升问题。主动齿轮和传动齿轮啮合过程中难免会因为磨损产生碎屑杂质，碎屑杂质混入油液中，供油支管对准主动齿轮和传动齿轮的啮合处，及时冲走碎屑杂质，确保齿轮的润滑效果，既减少齿轮磨损，使得整体的运转更加稳定。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

(1)通过将驱动件安装至泵体的正上方，从而减少了驱动件安装在泵体宽度方向一侧导致整体宽度尺寸的增大，大大缩小了柱塞泵宽度方向的宽度，更能满足煤矿施工场合上过道处特定情况对于柱塞泵宽度限制的要求，使得柱塞泵安装或使用的灵活性更好；

(2)通过设置回油装置实现及时对润滑油液进行冷却，减少油液温度过道影响齿轮润滑的问题，使得整体的运转更加持久稳定；设置过滤器，让润滑油液在循环的过程中杂质可以不断被过滤，进而可以良好保持润滑油液的干净，确保良好的润滑效果；

(3)通过转子同轴安装于曲轴的输出端，当驱动件启动带动齿轮运转时，必然带动转子转动使得油泵泵液，确保回油装置运转与主动齿轮以及传动齿轮运转的同步性，使得整体的协调性更好。

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，用于展示柱塞泵内部传动结构；

图3为实施例一的剖视示意图，用于展示曲轴的安装结构；

图4为实施例一的局部结构示意图；

图5为实施例二的局部剖视示意图；

图6为实施例二用于展示挡条结构的局部爆炸示意图；

图7为实施例二用于展示弹性件以及滑移槽结构的局部爆炸示意图。

附图标记：1、泵体；11、容纳腔；12、滑道；13、工作腔；2、曲轴；3、柱塞；4、传动杆；5、齿轮箱；51、座体；511、安装腔；52、盖板；6、主动齿轮；7、传动齿轮；8、驱动件；9、过液孔；10、插接口；14、回油装置；141、油泵；1411、泵壳；1412、转子；142、回油管；143、冷却器；144、供油管；1441、供油总管；1442、供油支管；15、挡条；151、定位面；152、导向面；16、传动轴；17、滑移槽；18、限位部；19、限位条；20、限位块；21、弹性件；22、储油腔；23、通油口。

具体实施方式

以下结合附图1-7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：

一种柱塞泵，参见图1和图2，包括泵体1以及设置于泵体1的柱塞泵驱动结构。泵体1内设有容纳腔11，泵体1还设有曲轴2，曲轴2转动连接于泵体1并位于容纳腔11内，曲轴2沿转动轴线的两端分别为输入端和输出端。泵体1内还设有滑道12以及工作腔13，滑道12与容纳腔11直接连通，工作腔13与滑道12连通并位于滑道12远离容纳腔11的一端，泵体1还设有进液口和出液口，进液口和出液口均与工作腔13连通，且进液口和出液口均设有单向阀，进液口的单向阀从外界朝向工作腔13单向导通，出液口的单向阀从工作腔13朝向外界单向导通。

滑道12对应滑移有柱塞3，柱塞3靠近容纳腔11的一端铰接有传动杆4，传动杆4位于容纳腔11内，传动杆4远离柱塞3的一端与曲轴2铰接。通过曲轴2转动带动传动杆4摆动使得柱塞3往复移动，进而使得工作腔13以及滑道12远离柱塞3一端的容积往复变化，在配合进液口和出液口的单向阀实现泵液。

参见图1和图3，柱塞泵驱动结构包括齿轮箱5、主动齿轮6、传动齿轮7以及驱动件8。齿轮箱5安装泵体1曲轴2输入端所在的一侧，齿轮箱5包括座体51以及盖板52，其中座体51安装在泵体1上，座体51背离泵体1的一端开设有安装腔511，曲轴2的输入端伸出泵体1并伸入至安装腔511内，曲轴2的输入端和输出端均通过轴承实现相对于泵体1转动，安装腔511通过曲轴2输入端上的轴承内圈和外圈的间隙实现与容纳腔11连通。另外，在泵体1和座体51的拼接处也可以进一步开设过液孔9，使得安装腔511和容纳腔11之间的连通通道更宽广。盖板52通过固定件安装于座体51并将安装腔511远离泵体1的一端进行盖合，实际使用时，固定件一般采用螺栓或螺钉。在安装腔511以及容纳腔11的区域均填充满润滑油液。

传动齿轮7位于安装腔511内并与曲轴2的输入端同轴固定。驱动件8为液压马达，本实施例展示的是斜轴式液压马达，驱动件8通过螺栓固定实现安装在齿轮箱5靠近泵体1的一侧且位于泵体1的正上方，驱动件8输出轴的转动轴线与曲轴2输入端的转动轴线平行。

参见图3和图4，主动齿轮6位于安装腔511内，主动齿轮6的齿轮轴两端均设有轴承，主动齿轮6通过轴承实现相对于齿轮箱5转动，且主动齿轮6的齿轮轴一端的轴承安装于盖板52，盖板52靠近座体51的一端对于开设有供齿轮轴的轴承安装的凹槽。主动齿轮6的齿轮轴另一端的轴承安装于座体51，座体51对应处开设有供轴承对于安装的槽口。主动齿轮6位于传动齿轮7的正上方并与传动齿轮7相互啮合，主动齿轮6齿数的两倍小于传动齿轮7的齿数。

主动齿轮6的齿轮轴靠近驱动件8的一端开设有插接口10，插接口10为非圆形，本示例中插接口10为花键槽，驱动件8的输出轴对应插接口10的形状设置，驱动件8的输出轴插入插接口10内实现齿轮轴和驱动件8的输出轴形成同轴连接。当驱动件8启动时，驱动件8的输出轴转动带动和主动齿轮6转动，主动齿轮6转动通过传动齿轮7传动带动曲轴2转动，曲轴2转动带动传动杆4摆动从而使得柱塞3往复移动使得工作腔13处的容积不断变化，配合进液口以及出液口的单向阀实现泵液。

主动齿轮6和传动齿轮7上下分布的设置，基于安装的需求，需要将下方的传动齿轮7做的较大，容易出现传动齿轮7或上方的主动齿轮6润滑效果不佳的情况。在具体工作过程中主动齿轮6和传动齿轮7负载也会更大，工作时负载大会直接带来温度上升问题，对于油液冷却也需要更高的要求。经试验，传统水平分布的主动齿轮6和传动齿轮7工作时温度在25摄氏度左右，而主动齿轮6和传动齿轮7上下分布的工作时温度会高达100多摄氏度。

为了解决润滑不佳以及温度过高的情况，参见图1和图4，泵体1还设有回油装置14，回油装置14包括油泵141、回油管142、冷却器143以及供油管144。油泵141安装于泵体1远离齿轮箱5的一端，油泵141的进油端与容纳腔11连通；回油管142的一端连通至油泵141的出油端且另一端连通至冷却器143的输入端。冷却器143安装在泵体1的外端面，在回油管142上还连通有过滤器，过滤器位于油泵141与冷却器143之间，当油泵141将润滑油液沿着回油管142进入冷却器143之前，润滑油液先通过过滤器进行过滤，及时将润滑油液中的废屑杂质进行过滤，保持润滑油液的干净。供油管144的一端连通至冷却器143的输出端且另一端连通至安装腔511。

当油泵141运转时，润滑油液从安装腔511进入容纳腔11后再通过曲轴2输出端的轴承外圈和内圈的间隙后然后进入油泵141，然后通过回油管142、过滤器、冷却器143以及供油管144后再进入安装腔511内，实现润滑油液的循环。

参见图1和图3，油泵141采用转子泵，转子泵是指通过转子1412与泵体1间的相对运动来改变工作容积，进而使液体的能量增加的泵。转子泵的主要类型有齿轮泵、螺杆泵、凸轮泵、滑片泵、旋转活塞泵、软管泵等。油泵141包括泵壳1411以及转子1412。泵壳1411内具有油腔，泵壳1411还具有与油腔连通的进油端和出油端，油腔的进油端与容纳腔11连通，油腔的出油端与回油管142连通。转子1412位于油腔内，转子1412的转轴同轴安装于曲轴2的输出端，当驱动件8带动曲轴2转动时，曲轴2的转动带动转子1412同步转动将润滑油液从油腔的进油端朝向出油端运送。

供油管144包括与冷却器143连通的供油总管1441以及连通于供油总管1441的三个供油支管1442，三个供油支管1442远离供油总管1441的一端一一对应对准主动齿轮6的两个轴承处、主动齿轮6和传动齿轮7的啮合处。其中对准主动齿轮6和传动齿轮7的啮合处的供油支管1442延伸入安装腔511内，且供油支管1442的出油口靠近主动齿轮6和传动齿轮7的啮合处。

本实施例的工作原理是：

将驱动件8安装至泵体1的正上方，从而减少了驱动件8安装在泵体1宽度方向一侧导致整体宽度尺寸的增大，大大缩小了柱塞泵宽度方向的宽度，更能满足煤矿施工场合上过道处特定情况对于柱塞泵宽度限制的要求。另外，基于结构调整为主动齿轮6和传动齿轮7上下分布的工作时温度会高达100多摄氏度的特殊情况，额外设置了回油装置14，及时对润滑油液进行冷却，既改善了齿轮箱5润滑的问题，也改善了润滑油液温度高所带来的不良后果的情况。

实施例二：

一种柱塞泵，参见图5和图6，与实施例一的区别在于，驱动件8的输出轴与主动齿轮6的连接结构不同。主动齿轮6的齿轮轴靠近驱动件8的一端开设有插接口10，插接口10为圆柱状，插接口10的轴线与齿轮轴的轴线重合。插接口10的内周壁沿周向均匀分布有若干挡条15，挡条15的长度方向平行于插接口10的轴线。每个挡条15均凸出插接口10内壁并形成定位面151以及导向面152，定位面151沿插接口10的径向延伸，导向面152与定位面151的夹角呈锐角并延伸至插接口10的内壁。各个挡条15的导向面152沿插接口10的周向均位于对应定位面151的同一侧。

参见图6和图7，驱动件8的输出轴上设有传动轴16，传动轴16的外周壁沿周向均匀分布有若干滑移槽17，滑移槽17远离传动轴16轴线的一端固定有限位部18，每个滑移槽17沿传动轴16的径向均滑移连接有限位条19，限位条19靠近传动轴16轴线的一端固定有限位块20，限位块20用于限制限位条19朝远离传动轴16轴线的方向从滑移槽17脱离。

当驱动件8输出轴转动时，驱动件8带动传动轴16转动，此时限位条19在重力以及离心力的作用下凸出传动轴16外周面，限位条19沿传动轴16转动方向的前端面用于抵触对应的限位面并通过推动限位面转动使得主动齿轮6转动。当驱动件8停止后，由于传动齿轮7以及曲轴2的转动惯性转动，此时主动齿轮6被传动齿轮7带动转动使得主动齿轮6的齿轮轴转动，此时限位条19在导向面152的作用下朝向滑移槽17内滑移的趋势，从而使得限位条19可以完全收入到滑移槽17内，使得主动齿轮6的齿轮轴转动不会带动传动轴16转动，从而减少了驱动件8制动导致主动齿轮6以及传动齿轮7的骤停的情况，减少了传动齿轮7骤停时导致瞬间负载大的情况，使得整体的使用更加持久稳定。

参见图5和图7，在滑移槽17内还安装有弹性件21，弹性件21位于限位条19靠近传动轴16轴线的一端。弹性件21为橡胶材质，弹性件21的弹力使得限位条19具有凸出滑移槽17的趋势。弹性件21内具有储油腔22，储油腔22内填有润滑油，弹性件21还具有与储油腔22连通的通油口23。通油口23位于弹性件21沿传动轴16轴向的一端且通油口23位于弹性件21远离传动轴16转动轴线的一端。

当驱动件8从运转状态转换至停止状态时，此时在传动齿轮7以及曲轴2的转动惯性下带动主动齿轮6转动使得传动轴16转动。此时在限位条19在导向面152的作用下朝向滑移槽17内滑移并挤压弹性件21，使得储油腔22被压缩，从而使得储油腔22内的润滑油被挤出并补充入滑移槽17内，通过润滑油对限位条19进行润滑，以确保下次驱动件8启动时限位条19的使用稳定性。

当驱动件8骤停时，储油腔22的润滑油在离心力的作用下处于远离传动轴16轴线的一端，此时限位条19压缩弹性件21使得储油腔22吞吐润滑油，从而使得润滑油在滑移槽17内流动性更好，减少润滑油长期囤积导致对限位条19润滑效果不佳的情况，进而确保对限位条19的润滑。一次储油腔22的更换一般可以在2-3个月内确保整体的稳定运转，仅需要定期对润滑油进行更换即可。

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 (10)

1.一种柱塞泵驱动结构，其特征在于：包括：

齿轮箱(5)，用于安装在柱塞泵的泵体(1)一侧，所述齿轮箱(5)具有安装腔(511)，所述安装腔(511)供曲轴(2)的输入端伸入；

传动齿轮(7)，位于所述安装腔(511)内并同轴固定于曲轴(2)的输入端；

主动齿轮(6)，位于所述安装腔(511)内并与所述传动齿轮(7)啮合，所述主动齿轮(6)位于所述传动齿轮(7)的上方；以及

驱动件(8)，安装在所述齿轮箱(5)并位于泵体(1)的正上方，所述驱动件(8)的输出轴与所述主动齿轮(6)同轴连接，所述驱动件(8)用于带动主动齿轮(6)转动并带动传动齿轮(7)转动使得曲轴(2)运转。

2.根据权利要求1所述的柱塞泵驱动结构，其特征在于：所述驱动件(8)为液压马达。

3.根据权利要求1所述的柱塞泵驱动结构，其特征在于：所述齿轮箱(5)包括用于安装在泵体(1)的座体(51)以及盖合于座体(51)的盖板(52)，所述安装腔(511)位于座体(51)设置，所述盖板(52)通过固定件安装于所述座体(51)。

4.根据权利要求1所述的柱塞泵驱动结构，其特征在于： 所述安装腔(511)内填充有润滑油液。

5.一种柱塞泵，其特征在于：包括权利要求1-4任一所述的柱塞泵驱动结构，还包括泵体(1)，所述泵体(1)内设有容纳腔(11)，所述泵体(1)设有曲轴(2)，所述曲轴(2)转动连接于泵体(1)并位于容纳腔(11)；所述安装腔(511)与所述容纳腔(11)连通，所述安装腔(511)和容纳腔(11)均填充有润滑油液。

6.根据权利要求5所述的柱塞泵，其特征在于：所述传动齿轮(7)的齿数大于所述主动齿轮(6)齿数的两倍。

7.根据权利要求6所述的柱塞泵，其特征在于：所述曲轴(2)通过轴承实现与泵体(1)转动连接；

所述泵体(1)设有回油装置(14)，所述回油装置(14)包括油泵(141)、回油管(142)、冷却器(143)以及供油管(144)；所述油泵(141)设置于泵体(1)，所述油泵(141)的进油端与所述容纳腔(11)连通，所述回油管(142)的一端连通至油泵(141)的出油端且另一端连通至冷却器(143)的输入端，所述供油管(144)的一端连通至冷却器(143)的输出端且另一端连通至安装腔(511)。

8.根据权利要求7所述的柱塞泵，其特征在于：所述曲轴(2)远离输入端的一端为输出端，所述油泵(141)安装于所述泵体(1)的曲轴(2)输出端所在的一端；

所述油泵(141)包括泵壳(1411)以及转子(1412)，所述泵壳(1411)内具有油腔，所述油腔的进油端与容纳腔(11)连通，所述转子(1412)位于所述油腔内，所述转子(1412)同轴安装于曲轴(2)的输出端，所述曲轴(2)转动带动转子(1412)转动将润滑油液从进油端朝向出油端运送。

9.根据权利要求7所述的柱塞泵，其特征在于：所述回油管(142)还设有过滤器，所述过滤器连通于油泵(141)与冷却器(143)之间。

10.根据权利要求7所述的柱塞泵，其特征在于：所述主动齿轮(6)的齿轮轴通过轴承实现相对于齿轮箱(5)转动；

所述供油管(144)包括与冷却器(143)连通的供油总管(1441)以及连通于供油总管(1441)的三个供油支管(1442)，三个供油支管(1442)远离供油总管(1441)的一端一一对应对准主动齿轮(6)的两个轴承处、主动齿轮(6)和传动齿轮(7)的啮合处。

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