CN117450037A - 一种径向柱塞泵、径向柱塞泵组及径向柱塞泵的应用 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种径向柱塞泵，主要由定子、转子、柱塞、配油块、泵轴、泵壳等部件组成。定子为环状结构，内部装有多个柱塞套，外周壁上固接有多个配油块，配油块至少分为一组，配油块上开有与柱塞套内部连通的吸、排油通道，吸、排油通道上均装有单向阀，同一组相邻的配油块吸、排油通道通过定子上的第一、第二连通孔互连；转子为轮辐式结构，中间孔与泵轴相连，外周表面为多段凹凸曲面；泵轴与转子相连，并且与泵的输入端和输出端相连；泵壳用于包裹和支撑泵内零件。本申请的径向柱塞泵可数字变量、多点输出、多台串联；本申请径向柱塞泵组的设置，使得同一组的径向柱塞泵的吸油和排油的柱塞数量始终保持一致，从而使得排油的压力和流量稳定。

Description

一种径向柱塞泵、径向柱塞泵组及径向柱塞泵的应用

技术领域

本申请涉及液压设备的领域，尤其是涉及一种径向柱塞泵、径向柱塞泵组及径向柱塞泵的应用。

背景技术

径向柱塞泵是活塞或柱塞的往复运动方向与驱动轴垂直的柱塞泵。柱塞泵具有噪声低，工作压力高等优点。

相关技术中，提出了一种径向柱塞泵，泵壳体，泵壳体的内壁设有内圆曲线；泵壳体内设有配流轴，配流轴上连接有缸体，配流轴与缸体相连接；配流轴上设有介质进液口和介质出液口，缸体与泵壳体之间形成密封工作腔；缸体上按间隔以环形阵列方式设有若干柱塞孔和若干挤压通孔，挤压通孔与配流轴上的介质进液口和介质出液口相配合，通过挤压通孔的挤压对从介质进液口进来的介质从介质出液口流出；柱塞孔和挤压通孔相连通，挤压通孔位于柱塞孔的内侧；柱塞孔内设有柱塞机构，柱塞机构包括自内而外设于柱塞孔内的柱塞复位弹簧、柱塞体，柱塞体的另一端延伸至缸体外，且柱塞体的另一端端部连接有滚动体，滚动体与泵壳体的内壁的内圆曲线相配合，滚动体在密封工作腔内工作。对缸体施压旋转的力，滚动体2沿内圆曲线的波峰往波谷运动时，在柱塞复位弹簧的作用下，将从配流轴上的介质进液口进入的介质通过柱塞体在内圆曲线的工作，进而对挤压通孔内的介质进行挤压，而后通过配流轴上的介质出液口流出，以实现介质的输送。

针对上述中的相关技术，发明人发现存在以下缺陷：该种径向柱塞泵的配流方式为轴配流，配流轴加工难度大，泄漏量大。

发明内容

为了降低径向柱塞泵的加工难度，同时降低泄漏量，本申请提供一种径向柱塞泵、径向柱塞泵组及径向柱塞泵的应用。

第一方面，本申请提供的一种径向柱塞泵，涉及如下技术方案：

泵壳；

定子，所述定子与泵壳固定连接；

转子，所述转子与泵壳转动连接，所述转子外周壁均匀布设有多个凸起和凹陷，凸起与凹陷交错设置以使转子外周壁呈波浪状，所述转子同轴连接有泵轴，所述泵轴端部延伸穿出泵壳用于与驱动转子转动的驱动件连接；

所述定子套设于转子外侧，所述定子上开设有沿其径向的安装孔，所述安装孔内固定连接有柱塞套，所述柱塞套内设置有柱塞，所述柱塞与柱塞套滑移连接，并与转子的外周壁能够抵触；

所述定子外周壁上固定连接有多个配油块，多个所述配油块至少分为一组，所述配油块与柱塞一一对应设置，所述配油块上均开设有与柱塞套内部连通的吸油通道和排油通道，多个所述配油块至少分为一组，同一组的配油块中其中一块配油块的吸油通道与进油管连通，其余配油块的所述吸油通道上均设置有单向阀，其中一块配油块的排油通道与出油管连通，其余所述配油块的排油通道均设置有单向阀，同一组配油块中相邻配油块上的吸油通道连通，相邻配油块上的排油通道连通。

通过采用上述技术方案，泵每转一周使每个柱塞多次往复排油，使低转速时输出的流量脉动减小；每个柱塞可单独向外排油，也可分组后一起向外排油；配油块上设置电磁阀，可实现泵的组合变量，配油块、相邻配油块上连通的吸油通道以及相邻配油块上连通的排油通道的设置，代替了相关技术中部分出油管和进油管，从而减少了进油管和出油管的数量，使得径向柱塞泵使用现场管路简化，管路接头数量较少，且泄漏点降低，维护简单；本申请中的径向柱塞泵采用的是阀配流，加工难度降低，且泄漏量小。

可选的，所述配油块上设置有用于连通吸油通道和排油通道的连接通道，且所述连接通道上设置有电磁截止阀。

通过采用上述技术方案，当转子上输入扭矩较小时，可以通过调控电磁截止阀的闭合，以使部分配油块中的吸油通道和排油通道连通，从而减小泵的排量，降低驱动扭矩，以使径向柱塞泵的正常运行不易受到影响。且在现场可以将泵与自动识别程序信号连接，以通过自动程序识别驱动扭矩大小，来控制电磁截止阀的启闭从而改变泵的排量，进而使得转子输入扭矩大小不定时，泵也可正常工作。

可选的，所述柱塞、凸起和凹陷的数量均为偶数,且所述柱塞与凸起、凹陷的数量不同。

通过采用上述技术方案，所有的柱塞在定子圆周上均匀布置，柱塞数量为偶数，转子上的凸起和凹槽也是偶数圆周均布，这样对称的柱塞运行状态是一样，同时吸油或者同时排油，排油时会产生柱塞反作用力，而对称的两个柱塞的反作用力同时作用在转子上，力大小相等，但方向相反，因此它们共同作用在转子上的合力为零，从而可以有效避免转子受到径向力，使转子位置不易偏移，同时延长转子驱动轴上轴承的寿命。

可选的，多个所述配油块分为偶数组，且多组配油块与出油管的连通位置呈中心对称设置。

通过采用上述技术方案，配油块与进油管的连通位置呈中心对称设置以及配油块与出油管的连通位置呈中心对称设置，使得柱塞泵中的油泵入和泵出时，转子受到的径向力相互抵消，从而进一步使得转子不易发生位置偏移的情况。

可选的，所述柱塞靠近转子的一端滚动连接有滚子，且所述滚子与转子的外周壁能够抵触。

通过采用上述技术方案，滚子与柱塞的滚动连接，减小了滚子与转子外周壁之间的磨损。

可选的，所述抵触部设置为圆柱状。

通过采用上述技术方案，为了能够使抵触部顺利沿转子外周壁滚动，因此抵触部设置为圆柱状或圆球状，而本申请中优选采用圆柱状，其原因在于：一方面，圆柱状抵触部与转子的接触是一条线，球状抵触部与转子的接触是一个点，而接触面积越大，相同压力下，接触应力会越小，抵触部的寿命也就越长；另一方面，球状抵触部难加工，而圆柱状抵触部较球状抵触部更易加工。

可选的，所述柱塞上开设有用于容纳滚子的凹槽，所述柱塞上开设有连通孔，所述连通孔一端与柱塞套内部连通，另一端与凹槽连通。

通过采用上述技术方案，连通孔的设置一方面使得滚子与凹槽槽壁之间形成油膜，从而减小二者的磨损；另一方面当柱塞套内的油压上升时，部分液压油经连通孔进入滚子和柱塞接触面之间，从而抵消部分作用力，减小滚子和柱塞之间的接触压力，以进一步减少二者的磨损。

可选的，所述转子为轮幅式。

通过采用上述技术方案，轮幅式转子的设置减轻了径向柱塞泵本体的重量，同时降低了径向柱塞泵的生产成本。

第二方面，本申请提供的一种径向柱塞泵组，涉及如下技术方案：

一种径向柱塞泵组，包括多个径向柱塞泵，所述径向柱塞泵的数量为偶数，且径向柱塞泵两两一组，位于同一组的径向柱塞泵中同一位置的柱塞与对应的转子抵触位置，当其中一个径向柱塞泵的柱塞位于凹陷的最低点时，另外一个径向柱塞泵的柱塞位于凸起最高点。

通过采用上述技术方案，径向柱塞泵两两一组，使得同一组的径向柱塞泵的吸油和排油的柱塞数量始终保持一致，从而使得排油的压力和流量稳定。

第三方面，本申请提供的一种径向柱塞泵的应用，涉及如下技术方案：

一种径向柱塞泵的应用，将径向柱塞泵用于工程机械、工业机械、船舶机械、风力发电等。

综上所述，本申请包括以下至少一点有益技术效果：

1、配油块、相邻配油块上连通的吸油通道以及相邻配油块上连通的排油通道的设置，代替了相关技术中部分出油管和进油管，从而减少了进油管和出油管的数量，使得径向柱塞泵使用现场管路简化，管路接头数量较少，且泄漏点降低，维护简单，本申请中的径向柱塞泵采用的是阀配流，加工难度降低，且泄漏量小；

2、本申请径向柱塞泵组的设置，使得同一组的径向柱塞泵的吸油和排油的柱塞数量始终保持一致，从而使得排油的压力和流量稳定；本申请的径向柱塞泵组可实现多点输出，满足多执行机构的不同需要；本申请的径向柱塞泵组可以实现多台泵串联，满足主机对于大流量的需要。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图；

图2是本申请实施例的局部剖视图；

图3是本申请实施例中柱塞的剖视图；

图4是本申请实施例中定子的结构示意图；

图5是本申请实施例中配油块的结构示意图；

图6是本申请实施例中径向柱塞泵组的局部示意图。

附图标记说明：100、泵壳；200、定子；210、安装孔；211、柱塞套；220、第一连通孔；230、第二连通孔；300、转子；310、凸起；320、凹陷；400、柱塞；410、滚子；420、凹槽；421、连通孔；430、储油槽；500、配油块；510、连通槽；520、吸油通道；521、吸油单向阀；530、排油通道；531、排油单向阀；540、电磁截止阀；600、泵轴。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种径向柱塞泵。

参照图1和图2，径向柱塞泵包括泵壳100、定子200和转子300，定子200设置为圆环状，且定子200与泵壳100固定连接，转子300与泵壳100转动连接，且定子200套设于转子300外侧。转子300外周壁上设置多个有凸起310和凹陷320，且凸起310和凹陷320间隔设置从而使得转子300外周壁呈波浪型。定子200的内周壁上开设有沿其径向的安装孔210，安装孔210内螺栓连接有柱塞套211，柱塞套211内设置有柱塞400（参照图3），柱塞400与柱塞套211滑移连接，并与转子300外周壁能够抵触。

转子300上固定连接有泵轴600，泵轴600两端穿出泵壳，以与其他设备连接。本实施例中转子300上开设有与泵轴600卡接的键槽，从而提高泵轴600带动转子300转动的稳定性。

控制转子300转动，从而使得与柱塞400抵触的转子300外周壁从凸起310变成凹陷320，再从凹陷320变成凸起310，并以此往复进行，继而使得柱塞400在安装孔210内往复滑移，以实现吸油和排油。本申请中凸起310与凹陷320数量一致，且为偶数，柱塞400的数量较凸起310多，且柱塞400数量为偶数，本实施例中凸起310设置有16个，凹陷320设置有16个，柱塞400设置有18个。

为了减小柱塞400与转子300之间的摩擦力，因此柱塞400靠近转子300的一端开设有凹槽420，凹槽420内滚动连接有滚子410，且滚子410与转子300外周壁能够抵触。本实施例中滚子410设置为圆柱状，以提高滚子410与转子300外周壁的接触面积，在其他实施例中滚子410还可以设置为圆球状。

滚子410两端面设置为球面，且滚子410两端面与安装孔210侧壁抵触，从而一方面使得滚子410不易垂直于安装孔210长度方向摆动，另外一方面减小了滚子410与安装孔210侧壁的接触面积，以减小二者之间的磨损。

参照图3，柱塞400上开设有沿其长度方向的连通孔421，且连通孔421一端与凹槽420连通，另一端与柱塞套211内连通，凹槽420侧壁上开设有储油槽430，储油槽430呈环状设置，并与连通孔421连通。

安装孔210内的液压油沿着连通孔421进入凹槽420和储油槽430内，从而在凹槽420侧壁处形成油膜，以减少凹槽420侧壁与滚子410的磨损。

参照图2和图4，定子200外周壁上固定连接有多个配油块500，且配油块500与柱塞400一一对应设置。配油块500上开设有槽口朝向定子200的连通槽510、吸油通道520和排油通道530，连通槽510与安装孔210连通，吸油通道520与排油通道530均与连通槽510连通，且吸油通道520和排油通道530上均连通有单向阀。吸油通道520上连通的单向阀为吸油单向阀521仅允许油向连通槽510内流动，排油通道530上连通的单向阀为排油单向阀531，仅允许油从连通槽510内流出。

为了减小径向柱塞泵上连通的管道的数量且为了减小转子300受到的径向力，因此多个配油块500均分为偶数组，本实施例中配油块500分为两组，两组配油块500沿定子200径向对称设置。同一组的配油块500中其中一个配油块500的吸油通道520与进油管连通，其中一个配油块500的排油通道530与出油管连通。在本实施例中一组配油块500中位于一端的配油块500为第一配油块，其余配油块500为第二配油块，第一配油块的吸油通道520和排油通道530分别与进油管和出油管连通，且两组配油块500中第一配油块与对应的进油管的连通位置呈中心对称设置，两组配油块500中第一配油块与对应的出油管的连通位置呈中心对称设置。

参照图2、图3和图4，定子200上开设有用于将同一组中相邻配油块500上排油通道530连通的第一连通孔220，定子200上开设有用于将同一组中相邻配油块500上排油通道530连通的第二连通孔230。

第二配油块的吸油通道520和排油通道530通过连接通道连通，连接通道与吸油通道520的连通位置位于吸油单向阀521靠近连通槽510的一侧，连接通道与排油通道530的连通位置位于排油单向阀531靠近连通槽510的一侧。连接通道上设置有电磁截止阀540，以调节连接通道中的液压油通量。

当转子300的输入扭矩较小时，工作人员可以通过调控电磁截止阀540，以使部分第二配油块500的吸油通道520与排油通道530连通，从而减小泵的排量，降低驱动扭矩，进而使得径向柱塞泵能够正常运行；另外工作人员调控电磁截止阀540时需成对关闭电磁截止阀540，且关闭的两个电磁截止阀540呈中心对称设置。

参照图6,基于上述径向柱塞泵，本申请还提出了一种径向柱塞泵组。

径向柱塞泵组包括多个径向柱塞泵，径向柱塞泵的数量为偶数，且径向柱塞泵两两一组，位于同一组的径向柱塞泵的转子300上的键槽位置错位设置形成夹角α，且α的角度为转子300的凸起310最高点和凹陷320最低点夹角的奇数倍，从而使得位于同一组的径向柱塞400泵中同一位置的柱塞400与对应的转子300抵触位置，当其中一个径向柱塞泵的柱塞400位于转子300外周壁的最低点时，另外一个径向柱塞泵的柱塞400位于凸起310最高点。

基于上述径向柱塞泵，本申请还提出了一种径向柱塞泵的应用，本申请的径向柱塞泵能够用于工程机械、工业机械、船舶机械、风力发电等。

本申请实施例的实施原理为：风吹动风力发电设备的叶片转动，最终带动泵轴600以使转子300转动，从而使得与柱塞400抵触的转子300外周壁从凸起310变成凹陷320，再从凹陷320变成凸起310，并以此往复进行，继而使得柱塞400在安装孔210内往复滑移，以实现低压进油和高压出油，压力较高的液压油流动至带驱动设备处，进而实现做功。

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)

1.一种径向柱塞泵，其特征在于,包括:

泵壳（100）；

定子（200），所述定子（200）与泵壳（100）固定连接；

转子（300），所述转子（300）与泵壳（100）转动连接，所述转子（300）外周壁均匀布设有多个凸起（310）和凹陷（320），凸起（310）与凹陷（320）交错设置以使转子（300）外周壁呈波浪状，所述转子（300）同轴连接有泵轴（600），所述泵轴（600）端部延伸穿出泵壳（100）用于与驱动转子（300）转动的驱动件连接；

所述定子（200）套设于转子（300）外侧，所述定子（200）上开设有沿其径向的安装孔（210），所述安装孔（210）内固定连接有柱塞套（211），所述柱塞套（211）内设置有柱塞（400），所述柱塞（400）与柱塞套（211）滑移连接，并与转子（300）的外周壁能够抵触,所述定子（200）外周壁上固定连接有多个配油块（500），多个所述配油块（500）至少分为一组，所述配油块（500）与柱塞（400）一一对应设置，所述配油块（500）上均开设有与柱塞套（211）内部连通的吸油通道（520）和排油通道（530），多个所述配油块（500）至少分为一组，同一组的配油块（500）中其中一块配油块（500）的吸油通道（520）与进油管连通，其余配油块（500）的所述吸油通道（520）上均设置有单向阀，其中一块配油块（500）的排油通道（530）与出油管连通，其余所述配油块（500）的排油通道（530）均设置有单向阀，同一组配油块（500）中相邻配油块（500）上的吸油通道（520）连通，相邻配油块（500）上的排油通道（530）连通。

2.根据权利要求1所述的一种径向柱塞泵，其特征在于,所述配油块（500）上设置有用于连通吸油通道（520）和排油通道（530）的连接通道，且所述连接通道上设置有电磁截止阀（540）。

3.根据权利要求1所述的一种径向柱塞泵，其特征在于, 所述柱塞（400）、凸起（310）和凹陷（320）的数量均为偶数，且所述柱塞（400）与凸起（310）、凹陷（320）的数量不同。

4.根据权利要求3所述的一种径向柱塞泵，其特征在于, 多个所述配油块（500）分为偶数组，多组配油块（500）与进油管的连通位置呈中心对称设置，多组配油块（500）与出油管的连通位置呈中心对称设置。

5.根据权利要求1所述的一种径向柱塞泵，其特征在于,所述柱塞（400）靠近转子（300）的一端滚动连接有滚子（410），且所述滚子（410）与转子（300）的外周壁能够抵触。

6.根据权利要求5所述的一种径向柱塞泵，其特征在于,所述滚子（410）设置为圆柱状。

7.根据权利要求5所述的一种径向柱塞泵，其特征在于,所述柱塞（400）上开设有用于容纳滚子（410）的凹槽（420），所述柱塞（400）上开设有连通孔（421），所述连通孔（421）一端与柱塞套（211）内部连通，另一端与凹槽（420）连通。

8.根据权利要求1所述的一种径向柱塞泵，其特征在于,所述转子为轮幅式。

9.一种径向柱塞泵组，其特征在于，包括多个如权利要求1-8任意一项所述的径向柱塞泵，所述径向柱塞泵的数量为偶数，且径向柱塞泵两两一组，位于同一组的径向柱塞泵中同一位置的柱塞（400）与对应的转子（300）抵触位置，当其中一个径向柱塞泵的柱塞（400）位于凹陷（320）最低点时，另外一个径向柱塞泵的柱塞（400）位于凸起（310）最高点。