CN204357644U - 一种柱塞式流体泵及马达 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种柱塞式流体泵及马达，包括具有低压腔室和高压腔室的转动缸体、若干在缸体内滑动的柱塞部件、与柱塞部件接触的变量盘和与变量盘连接的变量机构，还设置有锁定和复位变量盘位置的锁位装置，所述的锁位装置与变量机构连接。该柱塞式流体泵及马达，在不需要流体机械工作时，流体循环停止，输出流量为零，系统无背压，无不必要的功率损失和温升，而且操作简单，结构合理，实用性强。

Description

一种柱塞式流体泵及马达

技术领域

本实用新型涉及柱塞式流体机械技术领域，尤其是涉及一种柱塞式流体泵及马达。

背景技术

现有柱塞式流体机械包括柱塞泵和柱塞马达，通过主摩擦副的摩擦件之间的顶压接触，以一定的相对运动形成流体腔室容积变化实现流体工作循环，具有变量机构的则可根据负载情况调节流量大小，通常在低压情况下摩擦件斜盘的角度（轴向往复式结构）或定子的偏心（径向柱塞式结构）处于较大位置，工作流量也大，在高压情况下则相反。

在一些场合当不需要流体机械工作时，一般是采取卸荷方式，这时仍输出较大的流量（在变量机构最大排量下工作），且系统存在一定背压，造成了该时段内不必要的功率损失，同时，流体循环也造成温度上升。

中国专利文献（公告日： 2010年9月1，公告号：CN101818727A）公开了新型轴向柱塞泵、马达，具有缸体，其特征是缸体上有柱塞、斜盘，缸体与斜盘之间装有铰接盘，铰接盘上固定有滑靴，滑靴与柱塞相连接；斜盘上固定有支承杆，所述支承杆穿过铰接盘上的比支承杆直径大的通孔与支承盘相连接；在斜盘与支承盘之间安装有支架，在支架上装有磁铁。从控制磁铁线圈的两端提取因偏置磁通随位移变化而互感的诱导电压(电流)，作为反馈信号构成闭环控制，实现铰接盘沿支承杆的轴向定位；控制电路部分由带通电路、一级放大电路、差动检测电路、解调电路、低通滤波电路等部分组成。

上述技术方案解决的是柱塞泵，马达结构复杂，控制精度低，噪音大，容积效率低的问题。该技术方案在不需要泵及马达工作时仍然存在不必要的功率损失，温升，系统存在背压等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有的柱塞式流体机械在不需要流体机械工作时，仍输出较大的流量，系统存在一定背压，造成不必要的功率损失和温升的问题，而提供一种在不需要流体机械工作时，流体循环停止，输出流量为零，系统无背压，无不必要的功率损失和温升的柱塞式流体泵及马达。

本实用新型实现其技术目的所采用的技术方案是：一种柱塞式流体泵及马达，包括具有低压腔室和高压腔室的转动缸体、若干在缸体内滑动的柱塞部件、与柱塞部件接触的变量盘和与变量盘连接的变量机构，还设置有锁定和复位变量盘位置的锁位装置，所述的锁位装置与变量机构连接。该柱塞式流体泵及马达，设置有与变量机构连接的锁位装置，在不需要该柱塞式流体泵及马达工作时，利用锁位装置使变量盘角度或偏心处于零位置，即锁定变量盘位置，从而使柱塞部件在缸体柱塞腔内不滑动，柱塞腔室容积不变化，流体循环停止，输出流量为零，而在需要该柱塞式流体泵及马达工作场合和时间内均按原变量控制方式工作。工作状态和非工状态这两种状态可选择快速变换，一般在不需要流体机械工作时，系统卸荷锁位信号发出，流体机械处于锁位状态，需要流体机械工作时则锁位信号解除，流体机械迅速复位工作，使柱塞部件处于滑动工作状态。该柱塞式流体泵及马达，在不需要流体机械工作时，流体循环停止，输出流量为零，系统无背压，无不必要的功率损失和温升，而且操作简单，结构合理，实用性强。

作为优选，所述的锁位装置包括锁位柱、复位弹簧、控制阀、锁位腔和控制流体，所述的锁位柱与变量盘直接或者通过变量机构相连。锁位装置设置有锁位柱、控制阀、复位弹簧和控制流体，锁位柱与变量盘直接相连或者通过变量机构与变量盘相连，控制流体通过控制阀选择发送或取消控制信号，需要锁住时在控制流体作用下使变量盘迅速变换位置处于0角度或0偏心，需要工作时在复位弹簧作用下使变量盘回复原位置正常工作。对于轴向型结构的柱塞式流体泵及马达，锁位装置可使变量盘摩擦面处于与柱塞中心线垂直位置或者同时选择复位变量盘原角度位置。对于径向型结构的柱塞式流体泵及马达，锁位装置可使变量盘（可称定子）中心与缸体（也称转子）中心同心位置（偏量为0）或同时选择复位变量盘原偏心位置。

作为优选，所述的变量机构包括变量活塞杆、变量活塞腔和变量弹簧，所述的变量活塞杆为阶梯柱体结构，所述的变量活塞杆的小端与变量盘转动连接，所述的变量弹簧上端与锁位柱内腔上端顶压接触，所述的变量弹簧的下端与变量活塞杆大端圆柱台阶顶压接触，所述的变量活塞杆下方的变量活塞腔通过设置在变量活塞杆内部的流道与高压腔室连接。变量机构设置有变量活塞杆、变量活塞腔和变量弹簧，变量活塞杆设为阶梯柱体结构，通过高压腔与变量机构的共同作用，实现变量盘的变量调节，实现柱塞的滑动，保证柱塞式流体泵及马达的正常工作，这样的结构简单，操作方便，工效高。

作为优选，所述的锁位柱为套筒结构，所述的锁位柱滑动套设在变量活塞杆上并与锁位腔相通，所述的复位弹簧上端与锁位柱外部的的壳体内腔上端顶压接触，复位弹簧的下端压设在锁位柱上端，所述的控制流体通过控制阀与锁位柱下方的锁位腔连通。锁位柱设为套筒结构，套设在变量活塞杆上，这样既方便对变量弹簧的压设，也方便与变量活塞杆的连接，还方便复位弹簧的设置，保证当需要对变量盘进行锁位时，通过控制阀对控制流体的控制，使得锁位柱带动变量活塞杆向上运动，锁住变量盘，而当需要柱塞式流体泵及马达正常工作时，控制阀使控制流体与锁位腔阻断，锁位柱下方不再受压力作用，此时，锁位柱在复位弹簧的作用下与变量活塞杆向下运动，同时，变量活塞杆在高压腔作用下，带动变量盘运动，实现柱塞的滑动，保证流体泵及马达正常工作。上述结构设置合理，操作简单，结构紧凑，体积小。

作为优选，锁位柱下方的锁位腔与变量活塞杆下方的变量活塞腔通过隔离件相互分离。锁位柱下方的锁位腔与变量活塞杆下方的变量活塞腔分开，保证锁位和复位工作的正常进行。

作为第二种优选，所述的变量活塞包括变量活塞杆、变量活塞腔和变量弹簧，所述的锁位柱为阶梯柱体结构，所述的锁位柱的小端与变量盘连接，所述的变量弹簧上端与锁位柱内腔上端顶压接触，所述的变量弹簧的下端与变量活塞杆的顶端顶压接触，所述的锁位腔设置在锁位柱的下方，所述的控制流体经控制阀通过设置在锁位柱内部的通道与锁位腔连通。

作为优选，所述的变量活塞杆为套筒结构，所述的变量活塞杆滑动套设在锁位柱上并与变量活塞腔相通，所述的复位弹簧上端与锁位柱外部的壳体内腔上端顶压接触，复位弹簧的下端与锁位柱大端圆柱台阶顶压接触，所述的变更活塞杆下方的变量活塞腔与高压腔室连接。

作为优选，所述的锁位柱下方的锁位腔与变量活塞杆下方的变量活塞腔通过隔离件相互分离。

作为优选，控制流体来自于外接的较低压力的流体，控制阀为二位三通电磁阀。控制流体是外接的较低压力的流体，控制流体通过控制阀选择发送或取消控制信号，实现锁位和复位。控制阀采用二位三通电磁阀，也可以采用其他控制阀，只要能够满足锁住时在控制流体作用下使复位变量处于0角度或0偏心，需要工作时在复位弹簧作用下使变量盘回复原位置。

作为优选，锁位装置为液压控制装置或者气动控制装置或者机械控制装置或电磁控制装置。当然锁位装置可以采用液压控制装置，气动控制装置，机械控制装置，还可以采用电磁控制装置。针对不同的变量方式及机构可设计相应的锁位装置或改变变量结构设计新的锁位变量方式，以达到本实用新型的创新目的。

上述方案对轴向型或径向型结构柱塞式流体泵及马达均适用。

本实用新型的有益效果是：该柱塞式流体泵及马达，通过设置锁位装置，使系统在不需要流体机械工作时，利用锁位装置使变量盘角度或偏心处于零位置，从而使柱塞在缸体内不滑动，腔室容积不变化，流体循环停止，输出流量为零，系统无背压，无不必要的功率损失和温升，而在需要流体机械工作场合和时间内均按原变量控制方式工作，设计合理实用。

附图说明

图1是本实用新型柱塞式流体泵及马达的一种结构示意图；

图2是本实用新型柱塞式流体泵及马达的第二种结构示意图；

图3是本实用新型柱塞式流体泵及马达的第三种结构示意图；

图中：1、低压腔室，2、高压腔室，3、缸体，4、柱塞部件，5、变量盘，6、变量机构，7、锁位装置，8、锁位柱，9、复位弹簧，10、控制阀，11、控制流体，12、变量活塞杆，13、变量活塞腔，14、变量弹簧，15、隔离件，16、锁位腔，17、流道，18、通道。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。

实施例1：

在图1所示的实施例中，一种柱塞式流体泵及马达，该柱塞式流体泵及马达为轴向型结构，包括具有低压腔室1和高压腔室2的转动缸体3、若干在缸体3内滑动的柱塞部件4、与柱塞部件4接触的变量盘5和与变量盘5连接的变量机构6，还设置有锁定和复位变量盘5位置的锁位装置7，锁位装置7为液压控制装置，锁位装置7与变量机构6连接。锁位装置7包括锁位柱8、复位弹簧9、控制阀10、锁位腔16和控制流体11，锁位柱8与变量盘5通过变量机构6相连。控制流体11来自于外接的较低压力的流体。控制阀10为二位三通电磁阀。

变量机构6包括变量活塞杆12、变量活塞腔13和变量弹簧14，变量活塞杆12为阶梯柱体结构，变量活塞杆12的小端与变量盘5转动连接，变量弹簧14套设在变量活塞杆12的小端上，变量弹簧14上端与锁位柱8内腔上端顶压接触，变量弹簧14的下端与变量活塞杆12大端圆柱台阶顶压接触，变量活塞杆12下端的变量活塞腔13通过设置在变量活塞杆12内部的流道17与高压腔室2连接。锁位柱8为套筒结构，锁位柱8滑动套设在变量活塞杆12上并与锁位腔16相通，复位弹簧9套设在变量活塞杆12的小端，复位弹簧9上端与锁位柱8外部的壳体内腔上端顶压接触，复位弹簧9的下端压设在锁位柱8上端，变量弹簧14压设在锁位柱8内侧，控制流体11通过控制阀10与锁位柱8下方的锁位腔16连通。锁位柱8下方的锁位腔16与变量活塞杆12下方的变量活塞腔13通过隔离件15相互分离。

轴向型结构柱塞式流体泵及马达，锁位装置8可使变量盘5摩擦面处于与柱塞中心线垂直位置或者同时选择复位变量盘原角度位置。

实施例2：

在图2所示的实施例中，一种柱塞式流体泵及马达，该柱塞式流体泵及马达为轴向型结构，包括具有低压腔室1和高压腔室2的转动缸体3、若干在缸体3内滑动的柱塞部件4、与柱塞部件4接触的变量盘5和与变量盘5连接的变量机构6，还设置有锁定和复位变量盘5位置的锁位装置7，锁位装置7为液压控制装置，锁位装置7与变量机构6连接。锁位装置7包括锁位柱8、复位弹簧9、控制阀10、锁位腔16和控制流体11，锁位柱8与变量盘5直接相连。控制流体11来自于外接的较低压力的流体。控制阀10为二位三通电磁阀。

变量机构6包括变量活塞杆12、变量活塞腔13和变量弹簧14，锁位柱8为阶梯柱体结构，锁位柱8的小端与变量盘5直接连接，变量弹簧14套设在锁位柱8的小端，变量弹簧14上端与变量活塞杆12外部的壳体内腔上端顶压接触，变量弹簧14的下端与变量活塞杆12的顶端顶压接触，锁位腔16设置在锁位柱8的下方，控制流体11经控制阀10通过设置在锁位柱8内部的通道18与锁位腔16连通。

变量活塞杆12为套筒结构，变量活塞杆12滑动套设在锁位柱8上并与变量活塞腔13相通，复位弹簧9套设在锁位柱8的小端，复位弹簧9的上端与变量活塞杆12内腔上端顶压接触，复位弹簧9的下端与锁位柱8大端圆柱台阶顶压接触，变量活塞杆12下方的变量活塞腔13与高压腔室2连接。锁位柱8下方的锁位腔16与变量活塞杆12下方的变量活塞腔13通过隔离件15相互分离。

实施例3：

在图3所示的实施例中，一种柱塞式流体泵及马达与实施例1或实施例2中的技术方案基本相同，不同之处在于：该柱塞式流体泵及马达是径向型结构，该径向型结构柱塞式流体泵及马达，锁位装置7可使变量盘5（可称定子）内中心与缸体3（也称转子）中心同心位置（偏量为0）或同时选择复位变量盘原偏心位置。

上述实施例所述的轴向型或者径向型结构的柱塞式流体泵及马达，通过设置锁位装置7，使系统在不需要流体机械泵及马达工作时，利用锁位装置使变量盘角度或定子偏心处于零位置，从而使柱塞在缸体内不滑动，腔室容积不变化，流体循环停止，输出流量为零，而在需要流体机械泵及马达工作的场合和时间内，均按原变量控制方式工作。两种状态可选择快速变换，一般在不需要流体泵及马达工作时，系统卸荷，锁位信号即发出，流体泵及马达处于锁位状态，需要工作时则锁位信号解除，流体泵及马达迅速复位工作。控制流体通过控制阀选择发送或取消控制信号，控制阀是二位三通电磁阀或其他控制阀，需要锁住时在控制流体作用下使复位变量处于0角度或0偏心，需要工作时在复位弹簧作用下使变量盘回复原位置。

Claims (10)

1.一种柱塞式流体泵及马达，包括具有低压腔室（1）和高压腔室（2）的转动缸体（3）、若干在缸体（3）内滑动的柱塞部件（4）、与柱塞部件（4）接触的变量盘（5）和与变量盘（5）连接的变量机构（6），其特征在于：该柱塞式流体泵及马达还设置有锁定和复位变量盘位置的锁位装置（7），所述的锁位装置（7）与变量机构（6）连接。

2.根据权利要求1所述的一种柱塞式流体泵及马达，其特征在于：所述的锁位装置（7）包括锁位柱（8）、复位弹簧（9）、控制阀（10）、锁位腔（16）和控制流体（11），所述的锁位柱（8）与变量盘（5）直接或者通过变量机构（6）相连。

3.根据权利要求2所述的一种柱塞式流体泵及马达，其特征在于：所述的变量机构（6）包括变量活塞杆（12）、变量活塞腔（13）和变量弹簧（14），所述的变量活塞杆（12）为阶梯柱体结构，所述的变量活塞杆（12）的小端与变量盘（5）连接，所述的变量弹簧（14）上端与锁位柱（8）内腔上端顶压接触，所述的变量弹簧（14）的下端与变量活塞杆（12）大端圆柱台阶顶压接触，所述的变量活塞杆（12）下方的变量活塞腔（13）通过设置在变量活塞杆（12）内部的流道（17）与高压腔室（2）连接。

4.根据权利要求3所述的一种柱塞式流体泵及马达，其特征在于：所述的锁位柱（8）为套筒结构，所述的锁位柱（8）滑动套设在变量活塞杆（12）上并与锁位腔（16）相通，所述的复位弹簧（9）上端与锁位柱（8）外部的壳体内腔上端顶压接触，复位弹簧（9）的下端压设在锁位柱（8）上端，所述的控制流体（11）通过控制阀（10）与锁位柱（8）下方的锁位腔（16）连通。

5.根据权利要求4所述的一种柱塞式流体泵及马达，其特征在于：锁位柱（8）下方的锁位腔（16）与变量活塞杆（12）下方的变量活塞腔（13）通过隔离件（15）相互分离。

6.根据权利要求2所述的一种柱塞式流体泵及马达，其特征在于：所述的变量机构（6）包括变量活塞杆（12）、变量活塞腔（13）和变量弹簧（14），所述的锁位柱（8）为阶梯柱体结构，所述的锁位柱（8）的小端与变量盘（5）连接，所述的变量弹簧（14）上端与变量活塞杆（12）外部的壳体内腔上端顶压接触，所述的变量弹簧（14）的下端与变量活塞杆（12）的顶端顶压接触，所述的锁位腔（16）设置在锁位柱（8）的下方，所述的控制流体（11）经控制阀（10）通过设置在锁位柱（8）内部的通道（18）与锁位腔（16）连通。

7.根据权利要求6所述的一种柱塞式流体泵及马达，其特征在于：所述的变量活塞杆（12）为套筒结构，所述的变量活塞杆（12）滑动套设在锁位柱（8）上并与变量活塞腔（13）相通，所述的复位弹簧（9）的上端与变量活塞杆（12）内腔上端顶压接触，复位弹簧（9）的下端与锁位柱（8）大端圆柱台阶顶压接触，所述的变量活塞杆（12）下方的变量活塞腔（13）与高压腔室（2）连接。

8.根据权利要求7所述的一种柱塞式流体泵及马达，其特征在于：所述的锁位柱（8）下方的锁位腔（16）与变量活塞杆（12）下方的变量活塞腔（13）通过隔离件（15）相互分离。

9.根据权利要求2或3或4或5或6或7或8所述的一种柱塞式流体泵及马达，其特征在于：控制流体（11）来自于外接的较低压力的流体，控制阀（10）为二位三通电磁阀。

10.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的一种柱塞式流体泵及马达，其特征在于：锁位装置（7）为液压控制装置或者气动控制装置或者机械控制装置或电磁控制装置。