CN117028189A - 一种柱塞泵 - Google Patents

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CN117028189A CN202311061335.XA CN202311061335A CN117028189A CN 117028189 A CN117028189 A CN 117028189A CN 202311061335 A CN202311061335 A CN 202311061335A CN 117028189 A CN117028189 A CN 117028189A
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plunger pump
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CN202311061335.XA
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穆文堪
盛友伟
谯维智
陆红林
高翔
侯成林
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Ningbo Institute of Innovation of Beihang University
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Ningbo Institute of Innovation of Beihang University
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Abstract

本申请公开了一种柱塞泵。柱塞泵包括主体、转动轴、斜盘、封堵构件和柱塞,主体包括柱塞腔、进油口和出油口,斜盘与转动轴连接,斜盘包括倾斜面,封堵构件位于柱塞腔中,柱塞包括第一球部和第二球部,第一球部与倾斜面铰接,第二球部与封堵构件铰接,转动轴转动能够带动封堵构件在第一位置和第二位置之间移动,位于第一位置的封堵构件连通进油口和柱塞腔,位于第二位置的封堵构件连通柱塞腔和出油口。根据本申请的柱塞泵,减少柱塞泵的滑动摩擦,减少磨损,提高了柱塞泵的可靠性和使用寿命。

Description

一种柱塞泵
技术领域
本申请涉及柱塞泵技术领域。
背景技术
液压泵作为液压系统的动力元件,在液压系统中起着十分重要的作用。柱塞泵是液压泵的一种结构。柱塞泵靠柱塞在柱塞腔内的往复直线运动,改变柱塞腔容积实现吸油和排油的。但柱塞泵会受到柱塞泵内部的滑动摩擦的影响而出现磨损,性能会出现衰减,回油量增大,效率大大降低。
因此,针对上述现状,需要提供一种柱塞泵,以至少部分地解决其中存在的问题。
发明内容
在申请内容部分中引入了一系列简化形式的概念,这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本申请的申请内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征,更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
根据本申请的第一方面,提供了一种柱塞泵,所述柱塞泵包括:
主体和转动轴,所述主体包括柱塞腔、进油口和出油口;
斜盘,所述斜盘与所述转动轴连接,所述斜盘包括倾斜面,所述倾斜面与所述转动轴的中心轴线之间形成倾角;
封堵构件,所述封堵构件位于所述柱塞腔中;和
柱塞,所述柱塞包括第一球部和第二球部,所述第一球部与所述倾斜面铰接,所述第二球部与所述封堵构件铰接,
所述转动轴转动能够带动所述封堵构件在第一位置和第二位置之间移动,
位于所述第一位置的所述封堵构件连通所述进油口和所述柱塞腔,
位于所述第二位置的所述封堵构件连通所述柱塞腔和所述出油口。
根据本申请的柱塞泵,所述柱塞泵包括主体、转动轴、斜盘、封堵构件和柱塞,所述主体包括柱塞腔、进油口和出油口,所述斜盘与所述转动轴连接,所述斜盘包括倾斜面,所述倾斜面与所述转动轴的中心轴线之间形成倾角,所述封堵构件位于所述柱塞腔中,所述柱塞包括第一球部和第二球部,所述第一球部与所述倾斜面铰接,所述第二球部与所述封堵构件铰接,所述转动轴转动能够带动所述封堵构件在第一位置和第二位置之间移动,位于所述第一位置的所述封堵构件连通所述进油口和所述柱塞腔,位于所述第二位置的所述封堵构件连通所述柱塞腔和所述出油口。这样,柱塞和斜盘之间通过球铰接的方式连接,柱塞和封堵构件之间通过球铰接的方式连接,减少柱塞泵的滑动摩擦,减少磨损,提高了柱塞泵的可靠性和使用寿命。
可选地,所述柱塞泵还包括转向组件,所述转向组件连接所述倾斜面和所述第一球部,所述转向组件包括:
第一连接构件,所述第一连接构件连接至所述倾斜面;
第二连接构件,所述第二连接构件与所述第一球部铰接;
滚动构件,所述滚动构件位于所述第一连接构件和所述第二连接构件之间,
所述第一连接构件转动以改变所述第一球部与所述柱塞腔之间的距离。
可选地,所述柱塞泵包括多个所述柱塞和多个所述封堵构件,所述主体包括多个柱塞腔,多个所述柱塞沿所述斜盘的周向方向间隔布置,多个所述封堵构件分别位于多个所述柱塞腔中。
可选地,所述斜盘包括大尺寸部和小尺寸部,所述大尺寸部和所述小尺寸部的各自的面向所述柱塞的表面共同形成所述倾斜面。
可选地,所述封堵构件包括弧形槽,所述弧形槽中设置有所述第二球部,所述第二球部在所述弧形槽中能够转动。
可选地,所述主体还包括第一连通腔和第二连通腔,所述第一连通腔与所述进油口连通,所述第二连通腔中设置有第一开关组件。
可选地,所述主体还包括出油腔,所述出油腔位于所述柱塞腔和所述出油口之间,所述出油腔中设置有第二开关组件,所述第一开关组件和所述第二开关组件不同时开启。
可选地,所述第一开关组件和所述第二开关组件均包括移动构件和弹性构件,所述弹性构件沿第一方向能够产生弹性形变,所述弹性构件的一端连接至所述主体,所述弹性构件的另一端连接至所述移动构件。
可选地,位于所述第二位置的所述阻挡构件移动至第一位置,所述第二开关组件封堵所述柱塞腔,
所述第一开关组件的移动构件沿所述第一方向朝远离所述第一连通腔的方向移动,所述第一连通腔通过所述第二连通腔与所述柱塞腔连通。
可选地,位于所述第一位置的所述阻挡构件移动至第二位置,所述第一开关组件封堵所述第一连通腔,位于所述第二位置的所述封堵构件封堵所述第二连通腔,
所述柱塞腔中的液体推动所述第二开关组件的移动构件沿所述第一方向朝远离所述柱塞腔的方向移动,所述柱塞腔与所述出油腔连通。
附图说明
本申请的下列附图在此作为本申请的一部分用于理解本申请。附图中示出了本申请的实施方式及其描述,用来解释本申请的装置及原理。在附图中,
图1为根据本申请的一种优选地实施方式的柱塞泵的截面示意图;
图2为图1中的A部分的局部放大图;和
图3为图1中的B部分的局部放大图。
附图标记说明:
100:柱塞泵 110:主体
111:柱塞腔 112:进油口
113:出油口 114:容纳腔
115:第一连通腔 116:第二连通腔
117:出油腔 118:连通孔
120:转动轴 130:斜盘
131:倾斜面 132:大尺寸部
133:小尺寸部 140:封堵构件
141:弧形槽 150:柱塞
151:第一球部 152:第二球部
153:柱塞座 154:衬套
160:转向组件 161:第一连接构件
162:第二连接构件 163:滚动构件
171:第一开关组件 172:第二开关组件
173:第一移动构件 174:第一弹性构件
175:第二移动构件 176:第二弹性构件
具体实施方式
在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本申请可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本申请发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本申请,将在下列的描述中提出详细的部,以便阐释本申请。显然,本申请的施行并不限定于该技术领域的技术人员所熟习的特殊细节。本申请的较佳实施方式详细描述如下,然而除了这些详细描述外,本申请还可以具有其他实施方式,不应当解释为局限于这里提出的实施方式。
应当理解的是,在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施方式并且不作为本申请的限制,单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件,但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。本申请中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并非限制。
本申请中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识,而不具有任何其他含义,例如特定的顺序等。在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以下,将参照附图对本申请的具体实施方式进行更详细地说明,这些附图示出了本申请的代表实施方式,并不是限定本申请。
图1示出了本申请提供的一种优选地实施方式的柱塞泵100,柱塞泵100能够驱动液体移动。柱塞泵100是一种液压泵。液体可以为液压油等工质。柱塞泵100包括柱塞150和柱塞腔111,柱塞150在柱塞腔111内的往复直线运动,以改变柱塞腔111容积实现吸油和排油。
具体地,柱塞泵100包括主体110,主体110具有上述的柱塞腔111,且主体110中设置有上述的柱塞150。主体110可以由金属钢制成。主体110还具有进油口112和出油口113,进油口112用于向柱塞泵100供油。可选地,柱塞泵100的侧面可以设置有四个进油口112,四个进油口112间隔设置,柱塞泵100可以通过四个进油口112进行吸油。本领域技术人员应当知晓的是,柱塞泵100可以包括其他数量的进油口112,比如二个、三个、五个或者更多个,本实施方式对此不加以限定。
出油口113用于将柱塞泵100中的液压油排出。进油口112和出油口113间隔设置。进油口112和出油口113沿第一方向D1间隔设置。在图2所示的实施方式中,第一方向D1指向页面的右侧,本领域技术人员应当知晓的是,第一方向D1也可以指向页面的左侧。
现返回图1,柱塞泵100还包括转动轴120,转动轴120能够转动。转动轴120能够绕转动轴120的中心轴线旋转。转动轴120的中心轴线与第一方向D1相平行。进油口112的中心轴线与转动轴120的中心轴线相垂直。出油口113的中心轴线与转动轴120的中心轴线相垂直。进油口112的中心轴线与出油口113的中心轴线相平行。主体110还具有转动孔,转动孔的中心轴线与第一方向D1相平行。转动轴120穿设于转动孔。转动轴120的一部分位于主体110的内部,转动轴120的另一部分位于主体110的外部。
柱塞泵100还包括圆锥滚子轴承,圆锥滚子轴承位于转动轴120的一部分和主体110之间,以减少转动轴120和主体110之间的滑动摩擦。转动轴120能够绕转动轴120的中心轴线旋转,圆锥滚子轴承能够支撑转动轴120且保证转动轴120转动。
主体110是中空的。主体110还包括容纳腔114,容纳腔114用于容纳转动轴120的一部分。主体110还包括壳体,壳体设置有容纳腔114。容纳腔114还与进油口112连通,来自进油口112的液体能够进入容纳腔114中。柱塞泵100还包括骨架油封,骨架油封位于转动轴120和主体110之间,以用于密封转动孔,避免容纳腔114中的液压油泄漏。容纳腔114与柱塞腔111连通,容纳腔114中的液体可选择地进入柱塞腔111中。柱塞腔111与出油口113连通,柱塞腔111中的液体可选择地移动至出油口113。
柱塞泵100还包括斜盘130,斜盘130与转动轴120连接。斜盘130可以与转动轴120一体成型。斜盘130还可以与转动轴120通过焊接的方式连接在一起。转动轴120转动能够带动斜盘130转动。斜盘130包括倾斜面131,倾斜面131沿转动轴120的轴向方向面向柱塞腔111。转动轴120转动使得倾斜面131绕转动轴120的轴向方向旋转。
倾斜面131相对于转动轴120的中心轴线倾斜。倾斜面131与转动轴120的中心轴线之间形成倾角α。倾角α为非直角。倾角α可以为锐角。倾角α可以为0°~90°之间的任一锐角。
倾斜面131沿转动轴120的轴向方向与柱塞腔111间隔开。倾斜面131沿转动轴120的径向方向的一端比另一端更靠近柱塞腔111。倾斜面131沿转动轴120的径向方向的一端与柱塞腔111之间的距离小于倾斜面131沿转动轴120的径向方向的另一端与柱塞腔111之间的距离。
柱塞150包括第一球部151和第二球部152,第一球部151和第二球部152分别位于柱塞150的两端。柱塞150构造为大致的杆状结构。第一球部151沿转动轴120的轴向方向位于柱塞150的一端,第二球部152沿转动轴120的轴向方向位于柱塞150的另一端。第一球部151与倾斜面131铰接。
优选地,柱塞泵100还包括柱塞座153和衬套154,柱塞座153通过衬套154与斜盘130连接。斜盘130包括自倾斜面131沿转向轴的轴向方向凸出的连接部,连接部相对于转向轴的中心轴线倾斜。连接部的中心轴线与转向轴的中心轴线之间形成夹角。夹角为非直角。夹角可以为0°~90°之间的任一角度。
连接部通过衬套154与柱塞座153相卡合。柱塞座153和衬套154均构造为环状结构。衬套154套设在连接部的外侧。柱塞泵100还包括深沟球轴承,深沟球轴承位于衬套154和连接部之间,以减少斜盘130和衬套154之间的滑动摩擦。斜盘130能够绕转动轴120的中心轴线旋转,深沟球轴承能够将斜盘130的旋转运动转化为球轴承的滚动,使得衬套154不随斜盘130转动而旋转,避免造成柱塞150绕转动轴120的中心轴线旋转。
柱塞泵100还包括垫圈和轴用钢丝挡圈,垫圈和轴用钢丝挡圈均设置在深沟球轴承的侧方,以阻挡深沟球轴承,避免深沟球轴承掉落。
柱塞座153套设在衬套154的外侧。柱塞座153与第一球部151铰接。柱塞座153具有弧形部,弧形部中设置有第一球部151。第一球部151在弧形部中能够自由转动。第一球部151在弧形部中沿弧形部的周向方向能够转动。由此,第一球部151通过柱塞座153、衬套154和连接部铰接至倾斜面131。第一球部151相对于倾斜面131能够自由转动。第一球部151相对于斜盘130具有多个转动自由度。由此,转动轴120转动能够改变倾斜面131相对于柱塞腔111之间的距离,使得柱塞150沿转动轴120的轴向方向能够移动。
为了实现液压油的吸油和排油过程,柱塞泵100还包括封堵构件140,封堵构件140与柱塞150相连接。封堵构件140位于柱塞腔111中,且封堵构件140能够相对于主体110能够移动。封堵构件140构造为块状结构。封堵构件140与柱塞腔111相紧密贴合,避免液体泄漏。柱塞150的一部分延伸进入柱塞腔111中,柱塞150的另一部分位于容纳腔114中。
封堵构件140与第二球部152铰接。如图2所示,封堵构件140包括弧形槽141,弧形槽141中设置有第二球部152。弧形槽141的开口方向沿第一方向D1面向柱塞150。第二球部152在弧形槽141中能够转动。第二球部152在弧形槽141中沿弧形槽141的周向方向旋转。第二球部152相对于封堵构件140能够自由转动。第二球部152相对于封堵构件140具有多个转动自由度。这样,柱塞150沿第一方向D1能够移动以带动封堵构件140移动。封堵构件140在柱塞腔111中移动,从而改变柱塞腔111的容积。
转动轴120转动能够带动封堵构件140在第一位置和第二位置之间移动。封堵构件140在柱塞腔111中沿第一方向D1能够直线移动。封堵构件140相对于主体110能够往复移动,从而实现吸油和排油的往复运转。位于第一位置的封堵构件140连通进油口112和柱塞腔111。来自进油口112的液体能够通过位于第一位置的封堵构件140流至柱塞腔111中。位于第二位置的封堵构件140连通柱塞腔111和出油口113。柱塞腔111的液体能够通过位于第二位置的封堵构件140流至出油口113。由此,实现液体在柱塞泵100中的吸入和排出。
根据本申请的柱塞泵100,所述柱塞泵包括主体110、转动轴120、斜盘130、封堵构件140和柱塞150,所述主体110包括柱塞腔111、进油口112和出油口113,所述斜盘130与所述转动轴120连接,所述斜盘130包括倾斜面131,所述倾斜面131与所述转动轴120的中心轴线之间形成倾角,所述封堵构件140位于所述柱塞腔111中,所述柱塞150包括第一球部151和第二球部152,所述第一球部151与所述倾斜面131铰接,所述第二球部152与所述封堵构件140铰接,所述转动轴120转动能够带动所述封堵构件140在第一位置和第二位置之间移动,位于所述第一位置的所述封堵构件140连通所述进油口112和所述柱塞腔111,位于所述第二位置的所述封堵构件140连通所述柱塞腔111和所述出油口113。这样,柱塞150和斜盘130之间通过球铰接的方式连接,柱塞150和封堵构件140之间通过球铰接的方式连接,减少柱塞泵100的滑动摩擦,减少磨损,提高了柱塞泵100的可靠性和使用寿命。
为了使得转动轴120的转动运动转换为柱塞150的直线运动,如图1所示,柱塞泵100还包括转向组件160,转向组件160连接倾斜面131和第一球部151。转向组件160与倾斜面131相对固定。第一球部151用于与转向组件160铰接。转向组件160位于斜盘130和柱塞150之间。转向组件160沿第一方向D1位于倾斜面131和第一球部151之间。
转向组件160可以构造为推力球轴承。具体地,转向组件160包括第一连接构件161、第二连接构件162和滚动构件163,转向组件160与斜盘130的连接部相卡合。转向组件160通过衬套154与斜盘130紧密贴合。第一连接构件161连接至斜盘130。第一连接构件161与倾斜面131紧密贴合。第二连接构件162连接至柱塞150。第二连接构件162与柱塞座153紧密贴合。衬套154与斜盘130相卡合,以使得衬套154和斜盘130相对固定。衬套154沿转动轴120的轴向方向约束第二连接构件162和柱塞座153,从而避免第二连接构件162与柱塞座153分离。第二连接构件162与第一球部151铰接。正如上述所描述的,柱塞座153与第一球部151铰接,第二连接构件162通过柱塞座153与第一球部151铰接在一起。
滚动构件163位于第一连接构件161和第二连接构件162之间。滚动构件163在第一连接构件161和第二连接构件162之间能够滚动。第一连接构件161能够随斜盘130共同转动,斜盘130的倾斜面131的不同位置与柱塞腔111之间的距离不同。因此,滚动构件163能够将第一连接构件161的旋转运动转换为柱塞150的直线运动。
作为一种可选地实施方式,柱塞泵100包括多个柱塞150和多个封堵构件140,多个柱塞150分别与多个封堵构件140铰接。多个柱塞150沿斜盘130的周向方向间隔布置。多个柱塞150绕转动轴120的周向方向间隔布置。多个柱塞150可以等间距布置。主体110包括多个柱塞腔111,多个封堵构件140分别位于多个柱塞腔111中。这样,可以分别控制进入不同的柱塞腔111的液体的量。
进一步地,斜盘130位于柱塞腔111和转动轴120之间。各个柱塞腔111至转动轴120沿转动轴120的轴向方向之间的距离均相同。斜盘130包括大尺寸部132和小尺寸部133,大尺寸部132沿转动轴120的轴向方向的尺寸大于小尺寸部133的尺寸。大尺寸部132沿转动轴120的轴向方向与柱塞腔111之间的距离小于小尺寸部133沿转动轴120的轴向方向与柱塞腔111之间的距离。
大尺寸部132和小尺寸部133的各自的面向柱塞150的表面共同形成倾斜面131。大尺寸部132和小尺寸部133随转动轴120转动而转动。
大尺寸部132能够在上方位置和下方位置之间移动。位于上方位置的大尺寸部132在小尺寸部133的上方,位于下方位置的大尺寸部132在小尺寸部133的下方。大尺寸部132转动能够使得与大尺寸部132相对应的柱塞150沿第一方向D1朝远离斜盘130的方向推动封堵构件140,以压缩柱塞腔111的容积。
位于上方位置的大尺寸部132能够转动至下方位置,使得大尺寸部132能够推动位于下方的柱塞150沿第一方向D1能够朝远离斜盘130的方向移动,位于下方的柱塞150的第一球部151至柱塞腔111之间的距离减小,位于下方的封堵构件140沿第一方向D1能够朝远离斜盘130的方向移动,位于下方的柱塞腔111被压缩,位于下方的柱塞腔111的容积减小。
位于下方位置的大尺寸部132能够转动至上方位置,使得大尺寸部132能够推动位于上方的柱塞150沿第一方向D1能够朝远离斜盘130的方向移动,位于上方的柱塞150的第一球部151至柱塞腔111之间的距离减小,位于上方的封堵构件140沿第一方向D1能够朝远离斜盘130的方向移动,位于上方的柱塞腔111被压缩,位于上方的柱塞腔111的容积减小。
小尺寸部133能够在上方位置和下方位置之间移动。位于上方位置的小尺寸部133在大尺寸部132的上方,位于下方位置的小尺寸部133在大尺寸部132的下方。小尺寸部133转动能够使得与小尺寸部133相对应的柱塞150沿第一方向D1朝向斜盘130的方向拉动封堵构件140,以扩大柱塞腔111的容积。
位于上方位置的小尺寸部133能够转动至下方位置,使得小尺寸部133能够拉动位于下方的柱塞150沿第一方向D1能够朝向斜盘130的方向移动,位于下方的柱塞150的第一球部151至柱塞腔111之间的距离扩大,位于下方的封堵构件140沿第一方向D1能够朝向斜盘130的方向移动,位于下方的柱塞腔111被扩大,位于下方的柱塞腔111的容积变大。
位于下方位置的小尺寸部133能够转动至上方位置,使得小尺寸部133能够拉动位于上方的柱塞150沿第一方向D1能够朝向斜盘130的方向移动,位于上方的柱塞150的第一球部151至柱塞腔111之间的距离扩大,位于上方的封堵构件140沿第一方向D1能够朝向斜盘130的方向移动,位于上方的柱塞腔111被扩大,位于上方的柱塞腔111的容积变大。
在图2和图3所示的实施方式中,主体110还包括第一连通腔115和第二连通腔116,第一连通腔115的延伸方向与第一方向D1相平行,第二连通腔116的延伸方向与第一方向D1相平行。主体110包括分油盖,分油盖设置有第一连通腔115和第二连通腔116。分油盖可以通过螺栓连接与壳体连接在一起。分油盖和壳体之间设置有密封圈,以避免液压油泄漏。
第一连通腔115与进油口112连通。第一连通腔115通过容纳腔114与进油口112连通。容纳腔114中的液体能够进入第一连通腔115中。第二连通腔116中设置有第一开关组件171。第一开关组件171用于连通第一连通腔115和第二连通腔116,或者第一开关组件171用于将第一连通腔115和第二连通腔116分隔开。第一开关组件171能够使得液体单向流动,第一连通腔115中的液体通过第一开关组件171能够流动至柱塞腔111,而柱塞腔111中的液体不会流动至第一连通腔115。
第一开关组件171能够在开启位置和关闭位置之间移动。第一开关组件171能够沿第一方向D1移动。位于开启位置的第一开关组件171与第一连通腔115间隔开,第一连通腔115和第二连通腔116连通,第一连通腔115中的液体能够进入第二连通腔116中。位于关闭位置的第一开关组件171与第一连通腔115紧密贴合,以封堵第一连通腔115,第一连通腔115中的液体不能够进入第二连通腔116中。
具体地,第一开关组件171包括第一移动构件173和第一弹性构件174,第一移动构件173与第一弹性构件174相连。第一移动构件173位于第一连通腔115和第一弹性构件174之间。第一移动构件173构造为半球型的塞状结构。第一弹性构件174构造为弹簧。
第一弹性构件174沿第一方向D1能够产生弹性形变。第一弹性构件174的一端连接至主体110。第一弹性构件174的一端与主体110固定连接。第一开关组件171还包括第一弹簧座,第一弹簧座位于第二连通腔116中且第一弹簧座与分油盖固定连接。第一弹簧座与分油盖可以通过螺纹的连接的方式连接在一起。第一弹簧座和分油盖之间设置有密封圈,以避免液压油的泄漏。第一弹性构件174的一端与第一弹簧座相卡合。第一弹性构件174的另一端连接至第一移动构件173。第一弹性构件174的另一端与第一移动构件173相抵。
主体110还具有连通孔118,连通孔118位于第二连通腔116和柱塞腔111之间。连通孔118的轴向方向与第一方向D1相垂直。封堵构件140在第一位置和第二位置之间能够移动。如图2所示,位于第一位置的封堵构件140比位于第二位置的封堵构件140更靠近斜盘130。连通孔118开放,以使得连通孔118连通第二连通腔116和柱塞腔111,第二连通腔116中的液体通过连通孔118进入柱塞腔111中。位于第一位置的封堵构件140沿第一方向D1与连通孔118完全间隔开,以使得连通孔118完全开放。连通孔118沿连通孔118的延伸方向的部分的投影在位于第一位置的封堵构件140之内,以使得连通孔118部分的开放。第二连通腔116的液体通过连通孔118的开放的部分进入柱塞腔111中。
如图3所示,位于第二位置的封堵构件140封堵连通孔118,以使得第二连通腔116和柱塞腔111分隔开,第二连通腔116中的液体不进入柱塞腔111中。连通孔118沿连通孔118的延伸方向的投影完全在位于第二位置的封堵构件140之内,以使得第二连通腔116的液体不通过连通孔118排出。
斜盘130转动带动位于第二位置的封堵构件140沿第一方向D1朝向斜盘130的方向移动,位于第二位置的封堵构件140移动至第一位置。如图2所示,第二连通腔116通过连通孔118与柱塞腔111连通。并且柱塞腔111的容积被扩大,在吸空作用下,第一移动构件173沿第一方向D1朝远离第一连通腔115的方向移动,第一移动构件173压缩第一弹性构件174,第一移动构件173与第一连通腔115间隔开,第一连通腔115通过第二连通腔116与柱塞腔111连通。
斜盘130转动带动位于第一位置的封堵构件140沿第一方向D1朝远离斜盘130的方向移动,位于第一位置的封堵构件140移动至第二位置。如图3所示,位于第二位置的封堵构件140压缩柱塞腔111的容积,且位于第二位置的封堵构件140封堵第二连通腔116。柱塞腔111的容积被压缩,第一弹性构件174对第一移动构件173施加弹性作用力,第一移动构件173沿第一方向D1朝向第一连通腔115的方向移动。第一移动构件173与第一连通腔115紧贴,第一移动构件173封堵第一连通腔115,从而实现第一开关组件171封堵第一连通腔115。第一移动构件173与第一连通腔115的边缘相抵,减少了第一移动构件173和第二连通腔116的接触面积,减少了第一移动构件173和第二连通腔116的摩擦。
进一步地,主体110还包括出油腔117,出油腔117位于柱塞腔111和出油口113之间。柱塞泵100还包括端盖,端盖具有出油腔117和出油口113。端盖通过螺栓连接的方式与分油盖连接在一起。端盖和分油盖之间设置有密封圈,以避免液压油泄漏。出油腔117的轴向方向与第一方向D1相平行。出油口113的轴向方向与出油腔117的轴向方向相垂直。出油腔117与出油口113连通。
出油腔117中设置有第二开关组件172。第二开关组件172用于连通出油腔117和柱塞腔111,或者第二开关组件172用于将出油腔117和柱塞腔111分隔开。第二开关组件172能够使得液体单向流动,柱塞腔111中的液体通过第二开关组件172能够流动至出油腔117,而出油腔117中的液体不会流动至柱塞腔111。
第二开关组件172能够在开启位置和关闭位置之间移动。第二开关组件172能够沿第一方向D1移动。位于开启位置的第二开关组件172与柱塞腔111间隔开,出油腔117和柱塞腔111连通,柱塞腔111中的液体能够进入出油腔117中。位于关闭位置的第二开关组件172与柱塞腔111紧密贴合,以封堵柱塞腔111,柱塞腔111中的液体不能够进入出油腔117中。
具体地,第二开关组件172包括第二移动构件175和第二弹性构件176,第二移动构件175与第二弹性构件176相连。第二移动构件175位于柱塞腔111和第二弹性构件176之间。第二移动构件175构造为半球型的塞状结构。第二弹性构件176构造为弹簧。第二弹性构件176沿第一方向D1能够产生弹性形变。
第二弹性构件176的一端连接至主体110。第二弹性构件176的一端与主体110固定连接。第二开关组件172还包括第二弹簧座,第二弹簧座位于出油腔117中且第二弹簧座与端盖固定连接。第二弹簧座与端盖可以通过螺纹连接的方式连接在一起。第二弹簧座和端盖之间设置有密封圈,以避免液压油的泄漏。第二弹性构件176的一端与第二弹簧座相卡合。第二弹性构件176的另一端连接至第二移动构件175。第二弹性构件176的另一端与第二移动构件175相抵。
斜盘130转动带动位于第二位置的封堵构件140沿第一方向D1朝向斜盘130的方向移动,位于第二位置的封堵构件140移动至第一位置。如图2所示,柱塞腔111的容积被扩大,在吸空作用下,第二移动构件175沿第一方向D1朝向柱塞腔111的方向移动,第二移动构件175与柱塞腔111紧密贴合,第二移动构件175封堵柱塞腔111,以实现第二开关组件172封堵柱塞腔111。第二移动构件175与柱塞腔111的边缘连接,减少了第一移动构件173和出油腔117腔的接触面积,减少了第一移动构件173和出油腔117的摩擦。
斜盘130转动带动位于第一位置的封堵构件140沿第一方向D1朝远离斜盘130的方向移动,位于第一位置的封堵构件140移动至第二位置。如图3所示,位于第二位置的封堵构件140压缩柱塞腔111的容积。柱塞腔111的容积被压缩,柱塞腔111中的液体推动第二移动构件175沿第一方向D1朝远离柱塞腔111的方向移动。第二移动构件175压缩第二弹性构件176,第二移动构件175与柱塞腔111间隔开,柱塞腔111和出油腔117连通。柱塞腔111中的液体进入出油腔117中,进而通过出油口113排出。
这样,第一开关组件171和第二开关组件172不同时开启。第一开关组件171位于开启状态,第二开关组件172位于关闭状态,容纳腔114中的液体通过第一连通腔115和第二连通腔116进入柱塞腔111中,并且液体能够被保持在柱塞腔111中而不进入出油腔117。第一开关组件171位于关闭状态,第二开关组件172位于开启状态,容纳腔114中的液体不进入柱塞腔111中,柱塞腔111中的液体进入出油腔117中并且通过出油口113排出。
当然,转动轴120的转速能够控制第一开关组件171的开度。比如,转动轴120的转动能够控制不同位置的第一开关组件171的开度,比如能够控制第一移动构件173与第一连通腔115之间的间隔距离,进而控制进入柱塞腔111中的液体的流速和流量。转动轴120的转速还可以控制第二开关组件172的开度。比如,转动轴120的转动能够控制不同位置的第二开关组件172的开度,比如能够控制第二移动构件175与柱塞腔111之间的间隔距离,进而控制进入出油腔117中的液体的流速和流量。
第一开关组件171和第二开关组件172的数量均与柱塞150的数量保持一致。在一种可选地实施方式中,柱塞150、第一开关组件171和第二开关组件172的数量为九个,每个柱塞150对应设置有一个第一开关组件171和一个第二开关组件172。柱塞腔111通过第一开关组件171与容纳腔114连通,柱塞腔111通过第二开关组件172与出油腔117连通。
当柱塞泵100工作时,原动机带动转动轴120旋转,由于斜盘130的倾斜面131和转动轴120的中心轴线之间存在倾角,使得转动轴120周期性地推动柱塞150在第一方向D1做往复直线运动。在吸油区,转动轴120转动使得柱塞座153带动柱塞150朝向斜盘130的方向移动,此时柱塞腔111容积变大。在吸空作用下,第一移动构件173压缩第一弹性构件174,使得第一移动构件173与第一连通腔115间隔开,第一连通腔115中的液体通过第一开关组件171流动至柱塞腔111中,直至转动轴120转动至柱塞150的最低留缸长度位置为止。此时,由于柱塞腔111的容积不再变大,吸空现象消除,在第一弹性构件174的作用下,第一移动构件173朝向第一连通腔115的方向移动,以至与第一连通腔115的口部紧密贴合,第一连通腔115和第二连通腔116分隔开,第一连通腔115的液压油和第二连通腔116的液压油断开。
在排油区,转动轴120转动使得柱塞座153带动柱塞150朝远离斜盘130的方向移动,以压缩柱塞腔111中的液压油。柱塞腔111内压力升高,在高压油的作用下使得第一移动构件173与第一连通腔115紧密贴合,第一连通腔115中的液体不会进入到柱塞腔111中;同时,柱塞腔111中的液压油推动出油腔117中的第二移动构件175朝远离柱塞腔111的方向移动,第二移动构件175压缩第二弹性构件176,使得柱塞腔111与出油腔117连通,进而与出油口113连通。高压液压油通过第二开关组件172进入出油腔117中,从而使得对出油口113供油。
转动轴120和斜盘130每旋转一周,柱塞150完成一次吸排油过程,如此循环往复,多个柱塞150叠加能够形成连续的油液流动。
除非另有定义,本文中所使用的技术和科学术语与本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的,不是旨在限制本申请。本文中出现的诸如“部”、“件”等术语既可以表示单个的零件,也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件,也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其他特征结合地应用于另一个实施方式,除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
本申请已经通过上述实施方式进行了说明,但应当理解的是,上述实施方式只是用于举例和说明的目的,而非意在将本申请限制于所描述的实施方式范围内。此外本领域技术人员可以理解的是,本申请并不局限于上述实施方式,根据本申请的教导还可以做出更多种的变型和修改,这些变型和修改均落在本申请所要求保护的范围以内。本申请的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (10)

1.一种柱塞泵,其特征在于,所述柱塞泵包括:
主体和转动轴,所述主体包括柱塞腔、进油口和出油口;
斜盘,所述斜盘与所述转动轴连接,所述斜盘包括倾斜面,所述倾斜面与所述转动轴的中心轴线之间形成倾角;
封堵构件,所述封堵构件位于所述柱塞腔中;和
柱塞,所述柱塞包括第一球部和第二球部,所述第一球部与所述倾斜面铰接,所述第二球部与所述封堵构件铰接,
所述转动轴转动能够带动所述封堵构件在第一位置和第二位置之间移动,
位于所述第一位置的所述封堵构件连通所述进油口和所述柱塞腔,
位于所述第二位置的所述封堵构件连通所述柱塞腔和所述出油口。
2.根据权利要求1所述的柱塞泵,其特征在于,所述柱塞泵还包括转向组件,所述转向组件连接所述倾斜面和所述第一球部,所述转向组件包括:
第一连接构件,所述第一连接构件连接至所述倾斜面;
第二连接构件,所述第二连接构件与所述第一球部铰接;
滚动构件,所述滚动构件位于所述第一连接构件和所述第二连接构件之间,
所述第一连接构件转动以改变所述第一球部与所述柱塞腔之间的距离。
3.根据权利要求1所述的柱塞泵,其特征在于,所述柱塞泵包括多个所述柱塞和多个所述封堵构件,所述主体包括多个柱塞腔,多个所述柱塞沿所述斜盘的周向方向间隔布置,多个所述封堵构件分别位于多个所述柱塞腔中。
4.根据权利要求3所述的柱塞泵,其特征在于,所述斜盘包括大尺寸部和小尺寸部,所述大尺寸部和所述小尺寸部的各自的面向所述柱塞的表面共同形成所述倾斜面。
5.根据权利要求1所述的柱塞泵,其特征在于,所述封堵构件包括弧形槽,所述弧形槽中设置有所述第二球部,所述第二球部在所述弧形槽中能够转动。
6.根据权利要求1-5中的任一项所述的柱塞泵,其特征在于,所述主体还包括第一连通腔和第二连通腔,所述第一连通腔与所述进油口连通,所述第二连通腔中设置有第一开关组件。
7.根据权利要求6所述的柱塞泵,其特征在于,所述主体还包括出油腔,所述出油腔位于所述柱塞腔和所述出油口之间,所述出油腔中设置有第二开关组件,所述第一开关组件和所述第二开关组件不同时开启。
8.根据权利要求7所述的柱塞泵,其特征在于,所述第一开关组件和所述第二开关组件均包括移动构件和弹性构件,所述弹性构件沿第一方向能够产生弹性形变,所述弹性构件的一端连接至所述主体,所述弹性构件的另一端连接至所述移动构件。
9.根据权利要求8所述的柱塞泵,其特征在于,位于所述第二位置的所述阻挡构件移动至第一位置,所述第二开关组件封堵所述柱塞腔,
所述第一开关组件的移动构件沿所述第一方向朝远离所述第一连通腔的方向移动,所述第一连通腔通过所述第二连通腔与所述柱塞腔连通。
10.根据权利要求8所述的柱塞泵,其特征在于,位于所述第一位置的所述阻挡构件移动至第二位置,所述第一开关组件封堵所述第一连通腔,位于所述第二位置的所述封堵构件封堵所述第二连通腔,
所述柱塞腔中的液体推动所述第二开关组件的移动构件沿所述第一方向朝远离所述柱塞腔的方向移动,所述柱塞腔与所述出油腔连通。
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