CN116292172A - 一种单凸轮二维活塞电机泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单凸轮二维活塞电机泵，包括直驱电机（1），直驱电机（1）输出端设有附带进出流道的泵壳（22），所述的泵壳（22）内设有缸体（23），缸体（23）上分别对称设有与出液流道相连通的出通道（23c）以及与进流道相连通的进通道（23d），缸体（23）内设有配流环（24），配流环（24）上均匀设有多个矩形窗口（241）。本发明采用单凸轮结构能够有效降低加工和装配难度，进而提升泵的工作效率。

Description

一种单凸轮二维活塞电机泵

技术领域

本发明涉及二维活塞泵领域，特别是一种单凸轮二维活塞电机泵。

背景技术

活塞泵是靠活塞的往复运动，使得泵容积腔的工作容积周期性变化，实现吸入和排出液体，二维活塞泵利用二维运动转换机构中活塞部件做旋转和轴向直动的二维运动，同时实现了吸排油功能和配流功能，提高了容积效率和集成度，例如授权公告号为CN204591607U的中国实用新型专利，公开了一种二维圆柱导轨轴向活塞泵，包括泵体、缸体和活塞，缸体置于泵体中并与泵体固定连接；泵体上开有吸排油孔和泄露油回油通道，泵体的左、右两端分别通过卡簧固定安装有左、右端盖，所述的缸体的左、右两端分别固设有具有不同滚轮滚动曲面的左导轨和右导轨，并且左导轨和右导轨相互呈90度错开布置；缸体的内腔中心设置有活塞，并且活塞可沿缸体内腔的轴向作直线往复运动；在活塞的左、右两端分别安装有与活塞同心的左塞环和右塞环，左塞环、右塞环分别固定在缸体上。该类活塞泵在两侧设置凸轮盘，且两侧的凸轮盘必须呈90度相位差进行安装，滚轮与凸轮盘相配合，两侧凸轮盘的装配精度势必会影响着滚轮的安装，凸轮盘与滚轮之间出现安装上的偏差会产生较大的磨损，活塞泵的效率受到较大影响，其次在加工两侧的凸轮盘时其加工要求也较高，因此该类二维活塞泵加工难度和装配难度都较大。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种单凸轮二维活塞电机泵。本发明采用单凸轮结构能够有效降低加工和装配难度，进而提升泵的工作效率。

本发明的技术方案：一种单凸轮二维活塞电机泵，包括直驱电机，直驱电机输出端设有附带进出流道的泵壳，所述的泵壳内设有缸体，缸体上分别对称设有与出液流道相连通的出通道以及与进流道相连通的进通道，缸体内设有配流环，配流环上均匀设有多个矩形窗口，进通道和出通道分别与矩形窗口相连通，配流环内设有活塞，活塞一端经螺纹与直驱电机的输出端相连接，活塞上对称设有U形口，U形口与矩形窗口相配合；所述的缸体内且在活塞上设有密封套，密封套、配流环以及活塞三者之间形成工作腔，所述的缸体一端设有凸轮盘，活塞一端穿过凸轮盘，活塞上且贴近凸轮盘一侧依次设有滚轮、固定块以及滚针轴承，所述的滚针轴承一端设有弹簧，弹簧的一端泵壳内壁相抵触。

上述的单凸轮二维活塞电机泵中，所述的直驱电机包括电机壳体，电机壳体一端设有电机盖，电机壳体内设有定子铁芯，电机壳体内且位于定子铁芯内设有转子轴，转子轴一端设有螺纹孔，所述的活塞一端设置在螺纹孔内。

前述的单凸轮二维活塞电机泵中，所述的电机壳体上且靠近活塞一端设有进油通道。

前述的单凸轮二维活塞电机泵中，所述的泵壳内壁上设有凹槽，所述的弹簧一端嵌设在凹槽内。

前述的单凸轮二维活塞电机泵中，所述泵壳的凹槽处且与凹槽连通有泄露口。

前述的单凸轮二维活塞电机泵中，所述的滚轮包括设置在活塞上的支架，支架上的两端设有平滚轮，平滚轮与凸轮盘相配合。

前述的单凸轮二维活塞电机泵中，所述的活塞上设有矩形部，支架内设有矩形孔，所述的矩形部嵌设在矩形孔内。

前述的单凸轮二维活塞电机泵中，所述缸体一端经多个定位柱体与凸轮盘相连接。

与现有技术相比，本发明具有以下的优点：

1、本发明中，在缸体内装入配流环，配流环上的矩形窗口分别与出通道和进通道相连通，配流环内安入活塞，配流环一端设置密封套，且密封套设置在活塞上，之后将凸轮盘与缸体一端连接，活塞一端依次安装上滚轮、固定块以及滚针轴承，滚轮与凸轮盘相贴合，再将弹簧设置在滚针轴承一端，将整个装多个部件的缸体放入泵壳内，弹簧与泵壳内壁相抵触，最后将直驱电机安装在泵壳一侧，活塞的一端与直驱电机的伸出端相连接；整个安装过程相比于双凸轮在安装时需要注意两侧凸轮的相位精准度，单凸轮的结构在安装时并不需要考虑这点，这就大大降低了泵的装配难度，且设置单凸轮只需要在加工时控制好单个凸轮的精度，降低了加工的难度，通过较好的装配，进而提升泵的工作效率。

、通过在滚轮的一侧设置弹簧，使得滚轮与凸轮盘之间相紧贴，滚轮能够稳定与凸轮盘相配合运动，减少磨损，这能够有效提升泵的工作效率。

、通过采用电机与泵的一体化设计，既消除了拨叉轴一类的机械结构带来的泄漏风险和机械损失，又减小了泵的尺寸，提升了泵的功重比。

、所述的泵壳内壁上设有凹槽，所述的弹簧一端嵌设在凹槽内，对弹簧进行有效的定位，保证弹簧在泵工作时的稳定性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的剖面视图；

图3为直驱电机的内部示意图；

图4为泵的内部示意图；

图5为U形槽的示意图；

图6为活塞的示意图；

图7为滚轮的示意图；

图8为本发明中滚轮初始状态时的示意图；

图9为U型槽与第一矩形窗口的配合示意图；

图10为本发明中滚轮旋转45度时的示意图；

图11为U型槽旋转45度时的示意图；

图12为本发明中滚轮旋转90度时的示意图；

图13为U型槽旋转90度时的示意图；

图14为本发明中滚轮旋转135度时的示意图；

图15为U型槽旋转135度时的示意图。

附图中的标记说明：1-直驱电机，2a-工作腔，11-电机盖，12-导向套，13-定子铁芯，14-转子轴，15-电机壳体，15a-进油通道，16-螺纹孔，21-活塞，21a-螺纹部，21b-圆台阶，21c-U形口，21d-矩形部，21e-连接螺纹，22-泵壳，22a-进液流道，22b-出液流道，22c-凹槽，22d-泄露口，23-缸体，23a-第一外圆台阶，23b-第二外圆台阶，23c-出通道，23d-进通道，24-配流环，241-矩形窗口，24a-第一矩形窗口，24b-第二矩形窗口，25-密封套，26-凸轮盘，27-滚轮，271-支架，272-平滚轮，273-矩形孔，28-固定块，29-滚针轴承，30-弹簧。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明限制的依据。

实施例：一种单凸轮二维活塞电机泵，包括直驱电机1，如附图1和2所示，直驱电机1输出端设有附带进出流道的泵壳22，所述的泵壳22内设有缸体23，缸体23上分别对称设有与出液流道相连通的出通道23c以及与进流道相连通的进通道23d，所述的泵壳内设有两条独立的流道，进液流道22a和出液流道22b，进液流道22a和进通道23d相配合连通，出液流道22b与出通道23c相配合连通，缸体上设有第一外圆台阶23a和第二外圆台阶23b，第一外圆台阶23a密封住进液流道22a，第二外圆台阶23b密封住出液流道22b，缸体23内设有配流环24，配流环24上均匀设有多个矩形窗口241，出通道23c和进通道23d分别与矩形窗口241相连通，矩形窗口共有两对，对称布置的第一矩形窗口24a和第二矩形窗口24b，第一矩形窗口24a与进通道23d连通，第二矩形窗口24b与出通道23c相连通，配流环24内设有活塞21，活塞21一端经螺纹与直驱电机1的输出端相连接，活塞21上对称设有U形口21c，U形口21c与矩形窗口241相配合；所述的缸体23内且在活塞21上设有密封套25，如附图4和5所示，密封套25、配流环24以及活塞21三者之间形成工作腔2a，工作腔2a与U形口21c配合连通，所述的缸体23一端设有凸轮盘26，所述缸体23一端经多个定位柱体与凸轮盘26相连接，该种连接方式简单将凸轮盘较好的定位，方便快捷；活塞21一端穿过凸轮盘26，活塞21上且贴近凸轮盘26一侧依次设有滚轮27、固定块28以及滚针轴承29，如附图7所示，所述的滚针轴承29一端设有弹簧30，弹簧30的一端泵壳22内壁相抵触，通过在滚轮的一侧设置弹簧，使得滚轮与凸轮盘之间相紧贴，滚轮能够稳定与凸轮盘相配合运动，减少磨损，这能够有效提升泵的工作效率。所述的泵壳22内壁上设有凹槽22c，所述的弹簧30一端嵌设在凹槽22c内，对弹簧进行有效的定位，保证弹簧在泵工作时的稳定性。所述泵壳22的凹槽22c处且与凹槽22c连通有泄露口22d，泵内的泄露的油液能够从口流出，方便收集回油箱。通过采用电机与泵的一体化设计，既消除了拨叉轴一类的机械结构带来的泄漏风险和机械损失，又减小了泵的尺寸，提升了泵的功重比。

所述的直驱电机1包括电机壳体15，如附图3所示，电机壳体15一端设有电机盖11，电机壳体15内设有定子铁芯13，电机壳体15内且位于定子铁芯13内设有转子轴14，转子轴表面有磁钢，因其采用充磁工艺制造，保证转子转轴外形是一完整外圆，减小了高转速搅动油液带来的机械损失；转子轴14一端设有螺纹孔16，所述的活塞21一端设置在螺纹孔16内，通过采用电机与泵的一体化设计，既消除了拨叉轴一类的机械结构带来的泄漏风险和机械损失，又减小了泵的尺寸，提升了泵的功重比。所述的电机壳体的一端设有导向套12，转子轴14一端设置在导向套12内，导向套的材质为黄铜，给转子轴的旋转和直动提供导向作用；电机盖和电机壳体之间设有密封圈，保证油液密封在电机内部；所述的电机壳体15上且靠近活塞21一端设有进油通道15a，进油通道用于油液进出电机壳内部给线圈提供散热。所述的活塞21上设有矩形部21d，支架271内设有矩形孔273，所述的矩形部21d嵌设在矩形孔273内，所述的活塞21上从左至右依次设有螺纹部21a、圆台阶21b、U形口21c、矩形部21d以及连接螺纹21e，如附图6所示，螺纹部与转子轴一端的螺纹孔相连接，矩形部处设置滚轮，连接螺纹上设置固定块，固定块能够将滚轮进行较好的轴向定位，滚针轴承能够使得在活塞转动时弹簧不发生转动，

所述的滚轮27包括设置在活塞21上的支架271，支架271上的两端设有平滚轮272，平滚轮272与凸轮盘26相配合，所述的凸轮盘一面为马鞍形，为正弦曲面，平滚轮与该面相贴合，所述支架271的轴向位移随旋转角度是呈正弦变化的。

本发明的工作原理：在缸体内装入配流环，配流环上的矩形窗口分别与出通道和进通道相连通，配流环内安入活塞，配流环一端设置密封套，且密封套设置在活塞上，之后将凸轮盘与缸体一端连接，活塞一端依次安装上滚轮、固定块以及滚针轴承，滚轮与凸轮盘相贴合，再将弹簧设置在滚针轴承一端，将整个装多个部件的缸体放入泵壳内，弹簧与泵壳内壁相抵触，最后将直驱电机安装在泵壳一侧，活塞的一端与直驱电机的伸出端相连接；凸轮盘的凸起部相对于活塞呈45度斜向设置，如图8和9所示初始状态下滚轮处与水平横向设置，工作腔2a处于中间状态，进通道23d、第一矩形窗口24a、U形口21c以及工作腔2a相连通，油液进入工作腔2a中，实现吸油；如图10和11所示，滚轮继续沿着凸轮盘转动，滚轮27与凸轮盘26的凹处最低端相紧贴，活塞21向左移动，且到达左侧极限行程，工作腔2a的体积最大，U形口与第一矩形窗口错位，弹簧拉伸至极限状态，此时既不吸油又不排油；如图12和13所示，滚轮处于竖直状态，工作腔2a、U形口、第二矩形窗口24b、以及出通道23c相连通，实现排油；如图14和15所示，滚轮与凸轮盘的凸起最高端相紧贴，U形口与出通道23c错位，活塞处于右侧极限行程状态，工作腔的体积最小，弹簧被压缩至极限状态，此时既不吸油又不排油；之后泵回到如图8和9所示的状态，活塞每旋转一周，泵吸油2次，排油2次；整个安装过程相比于双凸轮在安装时需要注意两侧凸轮的相位精准度，单凸轮的结构在安装时并不需要考虑这点，这就大大降低了泵的装配难度，且设置单凸轮只需要在加工时控制好单个凸轮的精度，降低了加工的难度，通过较好的装配，进而提升泵的工作效率。

以上实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制，且本实施例中，上、下、左、右、前、后只代表其相对位置而不表示其绝对位置。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种单凸轮二维活塞电机泵，包括直驱电机（1），直驱电机（1）输出端设有附带进出流道的泵壳（22），其特征在于：所述的泵壳（22）内设有缸体（23），缸体（23）上分别对称设有与出液流道相连通的出通道（23c）以及与进流道相连通的进通道（23d），缸体（23）内设有配流环（24），配流环（24）上均匀设有多个矩形窗口（241），进通道（23c）和出通道（23d）分别与矩形窗口（241）相连通，配流环（24）内设有活塞（21），活塞（21）一端经螺纹与直驱电机（1）的输出端相连接，活塞（21）上对称设有U形口（21c），U形口（21c）与矩形窗口（241）相配合；所述的缸体（23）内且在活塞（21）上设有密封套（25），密封套（25）、配流环（24）以及活塞（21）三者之间形成工作腔（2a），工作腔（2a）与U形口（21c）配合连通，所述的缸体（23）一端设有凸轮盘（26），活塞（21）一端穿过凸轮盘（26），活塞（21）上且贴近凸轮盘（26）一侧依次设有滚轮（27）、固定块（28）以及滚针轴承（29），所述的滚针轴承（29）一端设有弹簧（30），弹簧（30）的一端泵壳（22）内壁相抵触。

2.根据权利要求1所述的单凸轮二维活塞电机泵，其特征在于：所述的直驱电机（1）包括电机壳体（15），电机壳体（15）一端设有电机盖（11），电机壳体（15）内设有定子铁芯（13），电机壳体（15）内且位于定子铁芯（13）内设有转子轴（14），转子轴（14）一端设有螺纹孔（16），所述的活塞（21）一端设置在螺纹孔（16）内。

3.根据权利要求2所述的单凸轮二维活塞电机泵，其特征在于：所述的电机壳体（15）上且靠近活塞（21）一端设有进油通道（15a）。

4.根据权利要求1所述的单凸轮二维活塞电机泵，其特征在于：所述的泵壳（22）内壁上设有凹槽（22c），所述的弹簧（30）一端嵌设在凹槽（22c）内。

5.根据权利要求4所述的单凸轮二维活塞电机泵，其特征在于：所述泵壳（22）的凹槽（22c）处且与凹槽（22c）连通有泄露口（22d）。

6.根据权利要求1所述的单凸轮二维活塞电机泵，其特征在于：所述的滚轮（27）包括设置在活塞（21）上的支架（271），支架（271）上的两端设有平滚轮（272），平滚轮（272）与凸轮盘（26）相配合。

7.根据权利要求6所述的单凸轮二维活塞电机泵，其特征在于：所述的活塞（21）上设有矩形部（21d），支架（271）内设有矩形孔（273），所述的矩形部（21d）嵌设在矩形孔（273）内。

8.根据权利要求1所述的单凸轮二维活塞电机泵，其特征在于：所述缸体（23）一端经多个定位柱体与凸轮盘（26）相连接。

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