CN204267242U - 对称式径向柱塞泵 - Google Patents

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王安基
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Abstract

一种对称式径向柱塞泵,柱塞安装在转子上开设的柱塞孔中,柱塞采用对称安装方式,柱塞是由至少两段同轴的外径不相等的圆柱体组成的阶梯柱塞,柱塞孔形状与柱塞对应为阶梯状,所述定子内表面在配流轴方向上投影是椭圆形,柱塞靠近配流轴一端外侧安装有弹性连接装置,一般采用碟簧连接,柱塞配合碟簧安装于转子上对应的阶梯柱塞孔中,本实用新型所公开的对称径向柱塞泵有效解决径向力不平衡问题,降低噪声,延长使用寿命,制造加工相对简易可行。

Description

对称式径向柱塞泵
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种新型的柱塞泵结构,具体是一种椭圆曲线的定子结构径向柱塞泵,特别适用于高压力,大流量,低噪音的工作环境。
背景技术
[0002]目前主流径向柱塞泵其定子结构是圆的,且与转子采用偏心距形式进行安装,利用偏心距结构来实现柱塞容积的变化。工作时利用高油压及离心力的作用来保证柱塞与定子内壁的紧密接触,柱塞端部装有滑靴,滑靴与柱塞采用铰连接,滑靴与定子内壁为点接触或面接触。这种传统结构存在的缺点:首先,转子定子偏心安装,径向不平衡力明显,配流轴受径向不平衡力作用,磨损严重,影响使用寿命;其次柱塞端部与滑靴采用铰连接,结构复杂,可靠性低,不适合长时间连续运作,同时也很大程度限制了柱塞泵的运转速度;在实际运行过程中,造成流量脉动明显,压力输出不稳定,噪声大。
[0003] 国内部分主流产品有的采用在配流轴上开取平衡槽的方法来改进,但这种过平衡的方法没有达到真正意义的平衡;在定子曲线方面,国内已有高次曲线的成型产品,实际生产中根据需要高次型曲线的方程次数会有所不同,并不属于二次椭圆曲线,并且其设计复杂,对加工精度要求高,加工困难,制造成本也相对较高,不利于投产。
实用新型内容
[0004] 本实用新型旨在彻底解决传统偏心距结构径向柱塞泵径向力不平衡问题,以及偏心距结构下的柱塞和配流轴过度磨损问题,减少配流轴的负担,降低流量脉动,减少磨损,提升泵的性能,提高压力输出稳定性,降低噪声,延长使用寿命,简化滑靴与柱塞端部复杂铰连接方式,有效降低设备制造成本。
[0005] 本实用新型解决上述技术问题的技术方案是:
[0006] 对称式径向柱塞泵,柱塞安装在转子上开设的柱塞孔中,柱塞采用对称安装方式,柱塞是由至少两段同轴的外径不相等的圆柱体组成的阶梯柱塞,柱塞孔的形状与阶梯柱塞对应,定子内表面在配流抽方向是椭圆形,定子内表面椭圆曲线是关于中心对称的封闭曲线,属于二次曲线,柱塞靠近配流轴一端外安装有弹性连接装置,柱塞配合弹性连接装置安装于转子上对应的阶梯孔中。
[0007] 其中,所述定子与柱塞缸体采用同心安装结构,柱塞数量是四的整数倍。所述定子内表面在配流抽方向是椭圆形,利用椭圆曲线长短轴的长度差实现密封工作腔的容积变化。所述柱塞靠近配流轴一端外安装的弹性连接装置采用的是碟簧。
[0008] 实际运转过程中,在高压油,离心力以及弹性连接装置的作用下,柱塞全程都能保持与定子内表面的紧密接触不会产生脱空现象。
[0009] 柱塞远离配流轴的外端部沿其径向开设一过半圆凹槽,在该凹槽底部以柱塞的轴线为轴线开设一环形容腔,在柱塞内端部沿着轴线方向开设螺纹通孔,在该螺纹通孔内安装单向阀。柱塞内开设有细长贯穿孔,其一端与单向阀相连通,另一端与环形容腔相连通。高压油液通过单向阀,细长孔进入环形容腔。圆柱滚子嵌在柱塞的过半圆凹槽中,柱塞通过圆柱滚子在定子内表面上滑动。转子转动时通过离心力以及柱塞靠近配流轴一端外安装的弹性连接装置的作用完成吸油,缸体旋转一周,每个柱塞完成两次吸、压油过程。
[0010] 本发明的优点是:定子曲线采用椭圆,简单易投产,制造成本低;转子旋转过程利用定子内侧椭圆曲线的长短径之差实现容积变化,完成吸压油,原理简单易实现;定子与转子同心安装,从根本上解决径向力不平衡问题,径向任意角度方向的直线上所受的径向力是对等的,减轻了配流轴的负担,有效减少磨损,降低噪声,延长机械使用寿命。二次椭圆曲线平滑,运转加速度和速度在运动周期不突变,流量脉动下,压力输出稳定性提高。柱塞配合弹性连接装置安装于转子上对应的柱塞孔中,保证柱塞的连接紧密,结构简单可靠。柱塞端部采用过半圆结构,内装有圆柱滚子,圆柱滚子与定子内壁采用滑动兼滚动相对运动方式,减少摩擦,解除传统接触摩擦力大对运转速度的限制,提高效率。
附图说明
[0011] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0012] 图1为本新型实施例所公开的径向柱塞泵的内部结构示意图;
[0013] 图2为图1中A-A截面示意图;
[0014] 图3为柱塞剖面结构示意图;
[0015] 图4为柱塞左视图;
[0016] 图5为柱塞俯视图。
[0017] 图中:1泵盖;2轴承;3传动轴;4转子;5柱塞;6定子;7泵壳;8配流轴;9螺钉;10碟簧;11固定环;12圆柱滚子;13过半圆凹槽;14环形容腔;15螺纹孔;16单向阀;17细长贯穿孔。
具体实施方式
[0018] 下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0019] 如图1和图2所示的径向柱塞泵,定子6与柱塞5同心安装,柱塞5安装在转子4上开设的柱塞孔中,采用对称安装方式,柱塞5是由至少两段同轴的外径不相等的圆柱体组成的阶梯柱塞,转子4上柱塞孔的形状与柱塞5对应,在柱塞5靠近配流轴8 一端外安装有碟簧10,柱塞5配合碟簧10进行安装,柱塞5数量至少为两对(四的整数倍),定子内侧曲线为二次椭圆曲线,利用椭圆曲线长短轴的长度差实现密封工作腔的容积变化,运转过程中,在高压油,离心力以及碟簧作用下,柱塞5全程都能保持与定子6内表面的紧密接触不会产生脱空现象。
[0020] 柱塞5远离配流轴8的外端部开设过半圆凹槽13,圆柱滚子12嵌在柱塞5的过半圆凹槽13中,柱塞通过圆柱滚子12在定子6内表面上运动,过半圆凹槽13底部开设环形容腔14,在柱塞5的内端部开设螺纹孔15,螺纹孔15内加装单向阀16,在柱塞内开设细长贯穿孔17,其一端与单向阀16相连通,另一端与环形容腔14相连通。在泵工作的时候,高压油腔内的高压油通过单向阀16、细长贯穿孔17进入环形容腔14,使圆柱滚子12和柱塞5之间形成静压支承,圆柱滚子12结构与定子6内曲线的接触、摩擦方式由面接触、滑动摩擦的方式改变为线接触、滑动兼滚动摩擦的方式。这样结构简单,连接可靠,降低了加工难度和对工艺质量的要求,并且能够有效的减轻摩擦、磨损。
[0021] 配流轴8的作用是对泵的吸、压油过程进行配流,在配流轴8上,开有对称布置的两个吸油窗口和两个压油窗口。原动机通过联轴器与泵的传动轴相连接,带动泵的传动轴转动,泵的传动轴通过十字联轴器与转子4相连接,带动转子4转动。当转子4转动时,定子6保持不动,处于吸油区的柱塞5在离心力和柱塞5外碟簧10的作用下,柱塞5不断从转子4中外伸,柱塞5与转子4形成的密封腔不断增大,油液从油箱通过配流轴8的输油管道进入柱塞腔,完成吸油过程;同时,处于压油区的柱塞5不断向转子4中内缩,柱塞5与转子4形成的密封腔不断缩小,油液从柱塞腔通过配流轴8的输油管道输出,完成压油过程。由于结构上的对称布置,因此在高、低压油腔中,有状态相同并互成180°的对称柱塞5同时在吸油或压油,配流轴8径向所受液压力、离心力、惯性力大小相等、方向相反,且中心对称,其合力的投影在径向方向上基本为零,从而使配流轴8的径向受力趋于平衡,改善了配流轴8受到径向不平衡力作用,产生磨损、变形的状况。
[0022] 对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.对称式径向柱塞泵,柱塞安装在转子上开设的柱塞孔中,柱塞采用对称安装方式,柱塞是由至少两段同轴的外径不相等的圆柱体组成的阶梯柱塞,柱塞孔的形状与阶梯柱塞对应,其特征在于:定子内表面在配流轴方向上是椭圆形,定子内表面椭圆形曲线是关于中心对称的封闭曲线,属于二次曲线,柱塞靠近配流轴一端外安装有弹性连接装置,柱塞配合弹性连接装置安装于转子上对应的阶梯孔中。
2.如权利要求1所述对称式径向柱塞泵,其特征在于:所述柱塞靠近配流轴一端外安装的弹性连接装置采用的是碟簧。
3.如权利要求1所述的对称式径向柱塞泵,其特征在于:柱塞远离配流轴外端部开设过半圆凹槽,并在凹槽底部开设环形容腔,在柱塞内端部开设螺纹通孔,螺纹通孔内加装单向阀,在柱塞内开设细长贯穿孔,其一端与单向阀相连通,另一端与环形容腔相连通。
4.如权利要求3所述对称式径向柱塞泵,其特征在于:柱塞过半圆凹槽中安装有圆柱滚子,柱塞通过圆柱滚子与定子内表面接触。
5.如权利要求4所述的对称式径向柱塞泵,其特征在于:柱塞数量是四的整数倍。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109209815A (zh) * 2018-09-12 2019-01-15 安徽工业大学 一种径向柱塞压气机
CN109404241A (zh) * 2018-12-06 2019-03-01 机械科学研究总院(将乐)半固态技术研究所有限公司 一种径向柱塞泵

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CN109209815A (zh) * 2018-09-12 2019-01-15 安徽工业大学 一种径向柱塞压气机
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