CN203516089U - 一种能适应高低速工作及低速启动的叶片泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及液压叶片泵技术领域，具体是一种能适应高低速工作及低速启动的叶片泵，壳体内由左至右分别设有左泵体、吸油配油盘、压油配油盘及右泵体，轴固定插入壳体中央，壳体内部沿轴环向依次设有转子和定子，其特征在于有柱销径向偏心或径向通过中心二种结构形式，转子的径向或径向偏心位置设有若干柱销孔，转子通过柱销孔分别与柱销相连，所述柱销上设有弹簧孔，柱销通过所述弹簧孔与弹簧一端相连，所述弹簧另一端与双刃口或单刃口的叶片底部固定连接。经改进后的叶片泵能适应伺服、变频电机高低速运转及切换、低速启动、低速高压运行要求，工作平稳，寿命及性能大大超越老结构产品，而且具有结构简单，制造容易，易批量生产的特点。

Description

一种能适应高低速工作及低速启动的叶片泵

[技术领域]

本实用新型涉及液压叶片泵技术领域，具体的说一种能适应高低速工作及低速启动的叶片泵。

[背景技术]

随着伺服、变频电机在液压系统上的广泛应用，液压设备也进入更节能环保行列。在液压装置中控制系统根据要求对伺服电机或变频电机进行各种转速的驱动，使液压泵在低速时提供高压小流量油液，使液压系统保压或工进；而在空行程及回程快退时液压泵高速运转提供大流量油液；并能在低速高压状态瞬时反转降压快速切换到下一工况；这样周而复始，使电机耗费的功率大幅降低，达到节能高效的目的。

常规的定量液压叶片泵无法达到上述要求，因为常规的液压叶片泵由吸油配油盘、压油配油盘、转子、定子、叶片、轴及左、右泵体等组成，10个或12个叶片安装在转子的10个或12个槽内；如柱销式叶片泵转子槽底部的中央有柱销孔，用来安放可自由活动的柱销，转子的内孔装密封套，转子外套定子；定子的左侧是吸油配油盘；右侧是压油配油盘；配油盘与定子间有定位销定位，有一定间隙转子、叶片安放在中间，通过二个螺钉把上述零件组成一个组合件安装在泵体内，右泵体上安装轴承是轴的一个支撑点，轴另一个支撑点在吸油配油盘上的复合轴承上；轴通过外花键与转子的内花键相连，高压区，低压区用密封件阻隔。

根据卸荷方式叶片泵大致有三种：如图1aa及图1ab所示的单叶片结构；如图1ba及图1bb所示的母子叶片结构以及如图1ca及图1cb所示的柱销叶片结构。其工作原理基本相同：定子设计成近似椭圆有二段大圆弧R，二段小圆弧r,四段曲线组成；驱动轴通过花键与转子连接；转子上有径向分布的十条或十二条叶片槽；叶片槽内装有能径向自由滑动的叶片；定子的二端通过定位销与二侧的配油盘连接。当轴驱动转子旋转时，叶片在自身离心力的作用下，贴紧定子内表面，并在转子槽内作往复运动（建压后高压腔引入的高压油直接或间接作用在叶片底部）。旋转时当叶片由定子小半径r向大半径R移动时，二叶片间与转子外侧、定子内侧及二侧配油盘组成的密闭容积逐渐增大，形成局部真空而吸油。当叶片由大半径R向小半径r处移动时，二叶片与转子外侧、定子内侧及二侧配油盘组成的密闭容积逐渐变小而排油。因此液压叶片泵正常工作的必要条件是在离心力足以甩出叶片，使其紧贴定子内表面，才能正常运转和工作。但目前的状况是：采用伺服电机或变频电机后转速小于200r/min以下，上述几种叶片泵的离心力就不足于保证叶片紧贴定子内表面，因此根本无法工作（叶片泵正常工作转速大于600r/min)。更无法实现低速高压时的瞬时反转卸压。其次，目前的叶片泵产品都是内泄式结构。即高压区的泄漏到转子花键处、轴间的油液通过配油盘上的回油孔流回配油盘处的吸油腔，当转速低于800r/nim时，由于从油箱内吸入的油液减少，内泄油液在泵内从高压到低压反复循环，使油液很快发热致泵压力脉动、噪声增大，有的甚至不能工作。而下述的叶片泵很好的解决了上述问题。

[发明内容]

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种能适应高低速工作及低速启动的叶片泵。

为实现上述目的，设计一种能适应高低速工作及低速启动的叶片泵，包括壳体，所述壳体内由左至右分别设有左泵体、吸油配油盘、压油配油盘及右泵体，轴固定插入壳体中央，所述壳体内部沿轴环向设有转子，转子外套定子，其中定子有二条小圆弧r,二条大圆弧被组合曲线代替，及四条不对称曲线，以适应高低速快速切换及瞬时反转卸压需要；其特征在于所述转子的径向位置设有若干柱销孔，转子通过所述若干柱销孔分别与若干柱销相连，所述柱销上设有弹簧孔，柱销通过所述弹簧孔与弹簧一端相连，所述弹簧另一端与叶片底部固定连接，即构成弹簧柱销径向分布通过中心的叶片泵。

所述转子上的径向位置偏心设有若干柱销孔，偏移量e根据叶片厚度调整，转子通过所述若干柱销孔分别与若干柱销偏心相连，柱销通过所述弹簧孔安装弹簧的一端，所述叶片底部中央有一个相同偏移量e的弹簧孔，用来固定弹簧的另一端，即构成弹簧柱销径向偏心分布的叶片泵结构，其与上述产品的差别是转子上的柱销孔偏心设置。

所述叶片采用双刃口或单刃口结构，按排量大小，数量选择10片或12片或14片三种规格，所述柱销与弹簧的数量与叶片数量相等。

所述柱销孔底部设有环形槽，所述转子的内孔装有密封套，所述密封套密封住柱销孔底部的环形槽，建压后压力油从转子二侧六个小孔引入环形密闭槽推出柱销或偏心柱销。

所述叶片泵取消了常规的配油盘内泄漏通路，因为在叶片泵排油区，由于负载作用，其压力一般会很高，而吸油区及旋转轴的密封区域一般是负压区或零压区（相对于大气压）。叶片泵的旋转件、移动件与固定件之间的密封都采用间隙密封，转子与配油盘之间有间隙，转子与叶片之间有间隙，因此排油区的压力油会向低压区域泄漏，其中很大一部分通过转子与配油盘的间隙泄漏到旋转轴间的区域，内泄式泵在配油盘上加开回油孔，把它引到吸油区而进入下一轮的工况，由于高压向低压缝隙流动会产生大量的热量，压力越大，发热越高，即压力差与发热量成正比。由于已经有一定热量的回油（泄漏油）经吸油区进压油区，然后又泄漏到回油区，周而复始，泵的温升很高。泵的噪声，脉动随之增大。有的甚至出现泄漏油来不及从回油孔回油，轴间处压力瞬时升高，油液直接从轴封处冲出，造成叶片泵失效。

所述叶片泵采用全密封外泄式油路，它把原有的回油孔全部封死，在轴上开泄漏油孔，与配油盘上、泵体上增加泄漏油孔相连，把有一定热量的回油（泄漏油）直接排回油箱，泄漏油可能会与吸油区相通的地方用密封件阻隔，这样泵吸入的油液及排出的油液温度都不是很高，改善了泵的工作条件，使泵更能适应高低速快速切换及低速高压运行。

工作过程中，轴通过花键连接带动转子旋转，由于叶片底部的启动弹簧作用，不管是低转速(甚至每分钟二十几转）或高转速，叶片始终紧贴定子，当叶片在定子内表面滑动时，在吸油区，二叶片与转子外侧、定子内侧及二侧配油盘组成的密闭体积逐渐增大产生真空把油液吸入。在压油区，二叶片与转子外侧、定子内侧及二侧配油盘组成的密闭体积逐渐变小，把油液排出。当负载增大，即建立压力后，压力油通过配油盘的配流窗口引入到转子二侧的六个小孔直达转子的环形密封槽，环形密封槽内压力升高，在压力油的作用下把径向分布或径向偏心分布的柱销推出，柱销压缩弹簧顶向叶片，当压力p与柱销端面面积的乘积大于弹簧力，柱销与叶片底部接触，弹簧就隐藏在柱销与叶片组成的圆柱空间内，弹簧就不参加工作；当p乘以柱销端面面积的乘积小于弹簧力（即在低转速，低压力情况下)启动弹簧又开始工作。该结构有效解决了低速启动、高低速运转切换、并能在低速高压状态瞬时反转降压快速切换到下一工况。

上述经改进后的二种结构的叶片泵产品能适应伺服、变频电机高低速运转及切换、低速启动、低速高压运行要求，工作平稳，寿命及性能大大超越老结构产品，而且具有结构简单，制造容易，易批量生产的特点，应大力推广使用。尤其是由叶片、弹簧及柱销组成隐形弹簧机构值得一提。弹簧仅在启动及没有压力时参加工作，建立压力后，则隐蔽在叶片组件中待命，不会产生弹簧直接装在叶片底部要承受几千万次到上亿次往复运动而造成的损坏（因双作用叶片泵每转一周，每个叶片在叶片槽中往复移动二次，如高速状态泵转速在2200r/min，按一年运行360天3班极限算，则弹簧往复运行2.8亿次!)。由于液压系统的设计一般都考虑设置有一定的背压，当弹簧力小于背压时，弹簧仅仅在启动时工作，其他任何状况：高速还是低速，高压还是低压，对弹簧都不产生作用。由于弹簧的工作频率大幅降低，对弹簧的材质,热处理要求也归于一般，而泵的适应能力及性能却大幅提高。

[附图说明]

图1aa为单叶片泵结构主剖视图；

图1ab为单叶片泵结构侧剖视图；

图中，11.左泵体12.吸油配油盘13.定子14.转子15.叶片16.压油配油盘17.右泵体18.轴

图1ba为母子叶片泵结构主剖视图；

图1bb为母子叶片泵结构侧剖视图；

图中，21.左泵体22.吸油配油盘23.定子24.转子25-1.子叶片25-2.母叶片26.压油配油盘27.右泵体28.轴

图1ca柱销式叶片泵结构主剖视图；

图1cb柱销式叶片泵结构侧剖视图；

图中，31左泵体32.吸油配油盘33.定子34.转子35-1柱销35-2叶片36.压油配油盘37.右泵体38.轴39.密封套

图2aa为新型的弹簧柱销径向分布通过中心叶片泵结构

图2ab为新型的弹簧柱销径向分布通过中心叶片泵结构

图2ac为新型的弹簧柱销径向分布通过中心叶片泵结构

图中，41左泵体42.吸油配油盘43.定子44.转子45-1柱销45-2叶片45-3弹簧46.压油配油盘47.右泵体48.轴49.密封套

图2ba为新型的弹簧柱销径向偏心分布叶片泵结构

图2bb为新型的弹簧柱销径向偏心分布叶片泵结构

图2bc为新型的弹簧柱销径向偏心分布叶片泵结构

图中，51左泵体52.吸油配油盘53.定子54.转子55-1柱销55-2叶片55-3弹簧56.压油配油盘57.右泵体58.轴59.密封套。

[具体实施方式]

现结合附图及具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步阐述，相信本套泵的结构对本领域技术人员来说是清楚的。

实施例一

弹簧柱销径向分布通过中心的叶片泵如图2aa图2ab及图2ac所示，包括壳体，壳体内由左至右分别设有左泵体41、吸油配油盘42、压油配油盘46及右泵体47，轴48固定插入壳体中央，所述壳体内部沿轴48环向设有转子44，转子44外套定子43，其中定子43有二条小圆弧r,二条大圆弧被组合曲线代替，及四条不对称曲线，以适应高低速快速切换及瞬时反转卸压需要；

在转子44的径向位置设有若干柱销孔，转子44通过所述若干柱销孔分别与若干柱销45-1相连，所述柱销45-1上设有弹簧孔，柱销45-1通过所述弹簧孔与弹簧45-3一端相连，所述弹簧45-3另一端与叶片45-2底部固定连接，即构成弹簧柱销径向分布通过中心的叶片泵，其中叶片采用双刃口或单刃口结构，数量选择10片或12片或14片三种规格，所述柱销与弹簧的数量与叶片数量相等。

柱销孔的底部设有环形槽，在转子的内孔装有密封套49，所述密封套密封住柱销孔底部的环形槽，建压后压力油从转子二侧六个小孔引入环形密闭槽推出柱销或偏心柱销。

关于独立的全密封外泄式油路，它把原有的回油孔全部封死，在轴上开泄漏油孔，与配油盘上、泵体上增加泄漏油孔相连，把有一定热量的回油直接排回油箱，泄漏油可能会与吸油区相通的地方用密封件阻隔，这样泵吸入的油液及排出的油液温度都不是很高，改善了泵的工作条件，使泵更能适应高低速快速切换及低速高压运行。

实施例二

弹簧柱销径向偏心分布叶片泵结构如图2ba、图2bb及图2bc所示，它同样是由吸油配油盘52、压油配油盘56、转子54、定子53、叶片55-2、柱销55-1、弹簧55-3、密封套59、轴58及壳体等组成。其与实施例一产品的差别是转子54上的柱销孔偏心设置，即转子上的径向位置偏心设有若干柱销孔，偏移量e根据叶片厚度调整，转子54通过所述若干柱销孔分别与若干柱销55-1偏心相连，柱销55-1通过所述弹簧孔安装弹簧55-3的一端，所述叶片底部中央有一个相同偏移量e的弹簧孔，用来固定弹簧的另一端，即构成弹簧柱销径向偏心分布的叶片泵结构，其与上述产品的差别是转子上的柱销孔偏心设置。其工作过程与上述实施例一完全相同，这里不再敖述。

Claims (5)

1.一种能适应高低速工作及低速启动的叶片泵，包括壳体，所述壳体内由左至右分别设有左泵体、吸油配油盘、压油配油盘及右泵体，轴固定插入壳体中央，所述壳体内部沿轴环向设有转子，转子外套定子，其特征在于所述转子的径向位置设有若干柱销孔，转子通过所述若干柱销孔分别与若干柱销相连，所述柱销上设有弹簧孔，柱销通过所述弹簧孔与弹簧一端相连，所述弹簧另一端与叶片底部固定连接。

2.如权利要求1所述的一种能适应高低速工作及低速启动的叶片泵，其特征在于所述转子上的径向位置偏心设有若干柱销孔，偏移量e根据叶片厚度调整，转子通过所述若干柱销孔分别与若干柱销偏心相连，柱销通过所述弹簧孔安装弹簧的一端，所述叶片底部中央有一个相同偏移量e的弹簧孔，用来固定弹簧的另一端，即构成弹簧柱销径向偏心分布的叶片泵结构。

3.如权利要求1或2所述的一种能适应高低速工作及低速启动的叶片泵，其特征在于所述叶片采用双刃口或单刃口结构，数量选择10片或12片或14片三种规格，所述柱销与弹簧的数量与叶片数量相等。

4.如权利要求1或2所述的一种能适应高低速工作及低速启动的叶片泵，其特征在于所述柱销孔底部设有环形槽，所述转子的内孔装有密封套，所述密封套密封住柱销孔底部的环形槽，建压后压力油从转子二侧六个小孔引入环形密闭槽推出柱销或偏心柱销。

5.如权利要求1或2所述的一种能适应高低速工作及低速启动的叶片泵，其特征在于所述泵采用独立的全密封外泄式油路，在轴上开泄漏油孔，与配油盘上、泵体上增加泄漏油孔相连，将回油直接排回油箱，在与吸油区相通处设有密封件阻隔。

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