CN205478137U - 动外壳式空气弹簧径向柱塞泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种动外壳式空气弹簧径向柱塞泵，包括壳体和缸体，壳体的内表面上设置有平滑过渡的凹凸曲线轮廓，缸体设置于壳体的内部，缸体的内部设置有空气弹簧气囊，缸体的周向上均匀间隔设置有柱塞腔，柱塞腔通过圆孔与空气弹簧气囊连通，柱塞腔内设置有柱塞组件，柱塞组件可滑动地设置于柱塞腔内并与柱塞腔密封连接，柱塞组件的一端可滑动地设置于圆孔中并与圆孔密封连接，柱塞组件的另一端的端面可沿凹凸曲线轮廓滑动，空气弹簧气囊中充有压缩气体。相对于传统的机械弹簧，本实用新型的动外壳式空气弹簧径向柱塞泵通过空气弹簧气囊中的压缩气体完成柱塞组件的复位，结构简单，不会有磨损和失效的问题。

Description

动外壳式空气弹簧径向柱塞泵

技术领域

本实用新型涉及液压技术领域，具体而言，涉及一种动外壳式空气弹簧径向柱塞泵。

背景技术

动外壳式空气弹簧径向柱塞泵是海水淡化工程、海洋空间站、海洋能力转化设备、水下作业系统等领域的液压系统中的关键部件，在各类液压系统中广泛应用。动外壳式空气弹簧径向柱塞泵通过柱塞的往复运动，从而实现吸液和压液。

现有技术中的动外壳式空气弹簧径向柱塞泵的运动方式为动缸体式或动斜盘式，在连接时需要通过联轴器与电机连接，特别是当它与水轮机配合使用时，还需要通过水轮机带动发电机发电、发电机再带动电动机、电动机再通过联轴器与动外壳式动外壳式空气弹簧径向柱塞泵的转动轴连接等，无法直接和水轮机连接，中间需要经过一系列的能量转换装置和运动传递机构，结构复杂，能量损耗大。

现有技术中的动外壳式空气弹簧径向柱塞泵基本都是依靠机械弹簧进行复位。机械弹簧在长期的反复压缩中容易出现磨损和失效，寿命有限，在出现损坏时进行更换的操作过程繁琐，维修成本较高，并且机械弹簧复位时复位力会周期性变化，从而容易造成柱塞的磨损，造成液压脉动，对管路的冲击较大。

发明内容

本实用新型的主要目的在于提供一种动外壳式空气弹簧径向柱塞泵，以解决现有技术中的动外壳式空气弹簧径向柱塞泵的机械弹簧容易磨损和失效的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种动外壳式空气弹簧径向柱塞泵，包括壳体、缸体，壳体的内表面上设置有平滑过渡的凹凸曲线轮廓，缸体设置于壳体的内部，缸体的内部设置有空气弹簧气囊，缸体的周向上均匀间隔设置有柱塞腔，柱塞腔通过圆孔与空气弹簧气囊连通，柱塞腔内设置有柱塞组件，柱塞组件可滑动地设置于柱塞腔内并与柱塞腔密封连接，柱塞组件的一端可滑动地设置于圆孔中并与圆孔密封连接，柱塞组件的另一端的端面可沿凹凸曲线轮廓滑动，空气弹簧气囊中充有压缩气体。

进一步地，缸体的一侧端面上设置有向空气弹簧气囊中充气的小孔。

进一步地，小孔中设置有气门芯。

进一步地，柱塞组件包括柱塞和球体，柱塞为T型，柱塞的大端设置于柱塞腔内并与柱塞腔密封连接，柱塞的小端可滑动地设置于圆孔中并与圆孔密封连接，球体嵌入到柱塞的大端的端面中并可沿凹凸曲线轮廓滑动。

进一步地，凹凸曲线轮廓的中部的凹部比两侧的深。

进一步地，动外壳式空气弹簧径向柱塞泵还包括轴套、端盖和配流轴，轴套设置在壳体的两端并与轴套的端面通过螺栓连接，端盖设置在轴套的两端并与轴套的端面通过螺栓连接，配流轴与缸体通过螺栓连接，配流轴与轴套之间形成配流通道，壳体、轴套和端盖可绕缸体和配流轴转动。

进一步地，配流轴对称地设置于缸体的两侧。

应用本实用新型的技术方案，通过在缸体的内部设置空气弹簧气囊，缸体周向上均匀间隔设置的柱塞腔通过圆孔与空气弹簧气囊，柱塞组件设置于柱塞腔和圆孔中并与分别与柱塞腔和圆孔密封连接，柱塞组件的一端的端面与可沿凹凸曲线轮廓滑动，空气弹簧气囊中充有压缩气体。在动外壳式空气弹簧径向柱塞泵工作时，缸体和壳体之间相对转动，柱塞组件在柱塞腔和圆孔中往复运动，从而完成周期性的吸液和压液，当柱塞组件从凹凸曲线轮廓的凹部往凸部运动时，由于壳体对柱塞组件的径向力远大于空气弹簧气囊中的压缩气体对柱塞组件的推力，柱塞组件向动外壳式空气弹簧径向柱塞泵的中心轴线运动，柱塞腔容积变小，液体压出，当柱塞组件从凹凸曲线轮廓的凸部往凹部运动时，空气弹簧气囊的压缩气体的推动柱塞组件向远离动外壳式空气弹簧径向柱塞泵的中心轴线的方向运动，柱塞组件复位，柱塞腔容积变大，液体吸入。相对于传统的机械弹簧，本实用新型的动外壳式空气弹簧径向柱塞泵通过空气弹簧气囊中的压缩气体完成柱塞组件的复位，结构简单，不会有磨损和失效的问题，而且空气弹簧气囊中的气体压力可以一定的范围内任意调节，只需要往里面充气或放气即可，操作方便成本低，并且使得柱塞组件的复位力恒定，减少液压脉动，从而减小柱塞组件、壳体的磨损和冲击，延长柱塞组件和壳体的使用寿命。同时，本实用新型的动外壳式空气弹簧径向柱塞泵还具有结构简单、制造和使用成本低的特点。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型的动外壳式空气弹簧径向柱塞泵的立体结构示意图；

图2示出了图1中的动外壳式空气弹簧径向柱塞泵的轴向剖面示意图；

图3示出了图2中的动外壳式空气弹簧径向柱塞泵的缸体和柱塞组件连接的结构示意图；

图4示出了图1中的壳体的立体机构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、壳体；11、凹凸曲线轮廓；20、缸体；21、空气弹簧气囊；22、柱塞腔；23、圆孔；30、柱塞组件；31、柱塞；32、球体；40、气门芯；50、轴套；60、配流轴；70、端盖。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本实用新型。

为解决现有技术中的动外壳式空气弹簧径向柱塞泵的机械弹簧容易磨损和失效的问题，本实用新型提供了一种动外壳式空气弹簧径向柱塞泵。

如图1至图4所示，动外壳式空气弹簧径向柱塞泵包括壳体10和缸体20，壳体10的内表面上设置有平滑过渡的凹凸曲线轮廓11，缸体20设置于壳体10的内部，缸体20的内部设置有空气弹簧气囊21，缸体20的周向上均匀间隔设置有柱塞腔22，柱塞腔22通过圆孔23与空气弹簧气囊21连通，柱塞腔22内设置有柱塞组件30，柱塞组件30可滑动地设置于柱塞腔22内并与柱塞腔22密封连接，柱塞组件30的一端可滑动地设置于圆孔23中并与圆孔23密封连接，柱塞组件30的另一端的端面可沿凹凸曲线轮廓11滑动，空气弹簧气囊21中充有压缩气体。

在动外壳式空气弹簧径向柱塞泵工作时，缸体20和壳体10之间相对转动，柱塞组件30在柱塞腔22和圆孔23中往复运动，从而完成周期性的吸液和压液。当柱塞组件30从凹凸曲线轮廓11的凹部往凸部运动时，由于壳体10对柱塞组件30的径向力远大于空气弹簧气囊21中的的压缩气体对柱塞组件30的推力，柱塞组件30向动外壳式空气弹簧径向柱塞泵的中心轴线运动，柱塞腔22容积变小，液体压出；当柱塞组件30从凹凸曲线轮廓11的凸部往凹部运动时，空气弹簧气囊21的压缩气体的推动柱塞组件30向远离动外壳式空气弹簧径向柱塞泵的中心轴线的方向运动，柱塞组件30复位，柱塞腔22容积变大，液体吸入。相对于传统的机械弹簧，本实用新型的动外壳式空气弹簧径向柱塞泵通过空气弹簧气囊21中的压缩气体完成柱塞组件30的复位，结构简单，不会有磨损和失效的问题，当空气弹簧气囊21中的气体压强减小时，只需要往里面充气即可，操作方便成本低，并且使得柱塞组件30的复位力恒定，减少液压脉动，从而减小柱塞组件30、壳体10的磨损和冲击，延长柱塞组件30和壳体10的使用寿命。

如图2和图3所示，缸体20的一侧端面上设置有向空气弹簧气囊21中充气的小孔，通过小孔可以在装备时向空气弹簧气囊21中充入或放出压缩空气，从而改变空气弹簧气囊21中气体的压力。

如图2和图3所示，小孔中设置有气门芯40。通过气门芯40可以方便地向空气弹簧气囊21中充入压缩气体，大大增加充气的便利性。

如图2和图3所示，柱塞组件30包括柱塞31和球体32，柱塞31为T型，柱塞31的大端设置于柱塞腔22内并与柱塞腔22密封连接，柱塞31的小端可滑动地设置于圆孔23中并与圆孔23密封连接，球体32嵌入到柱塞31的大端的端面中并可沿凹凸曲线轮廓11滑动。通过在柱塞31的大端的端面中嵌入球体32，因而当柱塞组件30与凹凸曲线轮廓11之间相对滑动时，球体32能够有效地减小二者之间的摩擦力，保证二者之间能够平滑转动。

优选地，在一未示出的实施例中，柱塞组件30包括柱塞31，柱塞31为T型，柱塞31的大端设置于柱塞腔22内并与柱塞腔22密封连接，柱塞31的小端可滑动地设置于圆孔23中并与圆孔23密封连接，柱塞31的大端的端面为球面，柱塞31的大端的端面可沿凹凸曲线轮廓11滑动。通过将柱塞31的大端的端面设置为球面，因而当柱塞组件30与凹凸曲线轮廓11之间相对滑动时，球面能够有效地减小二者之间的摩擦力，保证二者之间能够平滑转动。

如图1至图4所述，动外壳式空气弹簧径向柱塞泵还包括轴套50、端盖70和配流轴60，轴套50设置在壳体10的两端并与轴套50的端面通过螺栓连接，端盖70设置在轴套两端并于轴套的端面通过螺栓连接，配流轴60与缸体20通过螺栓连接，配流轴60与轴套50之间形成配流通道，壳体10、轴套50和端盖70可绕缸体20和配流轴60转动。当柱塞组件30从凹凸曲线轮廓11的凹部往凸部运动时，进口端的配流轴60与轴套50之间的配流通道关闭，出口端的配流轴60与轴套50之间的配流通道打开，液体压出；当柱塞组件30从凹凸曲线轮廓11的凸部往凹部运动时，进口端的配流轴60与轴套50之间的配流通道打开，出口端的配流轴60与轴套50之间的配流通道关闭，液体吸入。

通过设置壳体10、轴套50和端盖70绕缸体20和配流轴60转动，因而当本实用新型的动外壳式空气弹簧径向柱塞泵与水轮机配合使用时，可以直接将动外壳式空气弹簧径向柱塞泵安装于水轮机的轮毂内，直接通过水轮机的轮毂带动壳体10转动，带动动外壳式空气弹簧径向柱塞泵工作，从而省略了发电机、电动机、联轴器等一系列的能量转换装置和运动传递机构，大大简化了整个系统的复杂程度和成本，减少了中间的量转换装置和运动传递机构带来的能量损耗，进而使得本实用新型的动外壳式空气弹簧径向柱塞泵在与水轮机配合使用时具有结构简单、安装成本低和效率高的特点。

如图1和图2所示，配流轴60对称地设置于缸体20的两侧。由于配流轴60对称地设置于缸体20的两侧，即动外壳式空气弹簧径向柱塞泵的进液口和出液口对称地设置在缸体20的两侧，相对于一般使用的动外壳式空气弹簧径向柱塞泵的进出液口设置在缸体的同一侧，安装时需要通过管路将进液口连接到液体来源一侧或将出液口通过管路连接到液体流向的一侧，这种对称结构的进液口直接就设置在液体来源的一侧，出液口直接设置在液体流向的一侧，安装时不用通过管路进行转接，安装时更加方便。

如图4所示，凹凸曲线轮廓11的中部的凹部比两侧的深。由于凹凸曲线轮廓11的中部的凹部比两侧的深，因而当柱塞组件30滑入到凹凸曲线轮廓11的中部后，通过气门芯40往空 气弹簧气囊21中充入2MPa左右的压缩气体，从而使得柱塞组件30与凹凸曲线轮廓11的中部形成顶接，进而能够有效地限制柱塞组件30沿着外壳轴向两侧的运动，实现柱塞组件30轴向位置的固定。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

1.通过在空气弹簧气囊21中充入压缩气体现实柱塞组件30的复位，相对机械弹簧，空气弹簧不会产生磨损和失效的问题，结构简单，使用成本低，压强减小时只需要往里面充入气体即可，维修方便；

2.同时空气弹簧气囊21的大小在动外壳式空气弹簧径向柱塞泵工作的过程中始终保持大小恒定，使得柱塞组件30的复位力恒定，从而减少液压脉动，进而减小柱塞组件30、壳体10的磨损和冲击，延长柱塞组件30和壳体10的使用寿命；

3.空气弹簧气囊21中的气体压力可以一定的范围内任意调节，只需要往里面充气或放气即可，操作方便成本低；

4.通过设置壳体10、轴套50和端盖70绕缸体20和配流轴60转动，从而使得本实用新型的动外壳式空气弹簧径向柱塞泵能够直接与水轮机的轮毂进行配合。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种动外壳式空气弹簧径向柱塞泵，其特征在于，包括：

壳体(10)，所述壳体(10)的内表面上设置有平滑过渡的凹凸曲线轮廓(11)；

缸体(20)，所述缸体(20)设置于所述壳体(10)的内部，所述缸体(20)的内部设置有空气弹簧气囊(21)，所述缸体(20)的周向上均匀间隔设置有柱塞腔(22)，所述柱塞腔(22)通过圆孔(23)与所述空气弹簧气囊(21)连通，所述柱塞腔(22)内设置有柱塞组件(30)，所述柱塞组件(30)可滑动地设置于所述柱塞腔(22)内并与所述柱塞腔(22)密封连接，所述柱塞组件(30)的一端可滑动地设置于所述圆孔(23)中并与所述圆孔(23)密封连接，所述柱塞组件(30)的另一端的端面可沿所述凹凸曲线轮廓(11)滑动，所述空气弹簧气囊(21)中充有压缩气体。

2.根据权利要求1所述的动外壳式空气弹簧径向柱塞泵，其特征在于，所述缸体(20)的一侧端面上设置有向所述空气弹簧气囊(21)中充气的小孔。

3.根据权利要求2所述的动外壳式空气弹簧径向柱塞泵，其特征在于，所述小孔中设置有气门芯(40)。

4.根据权利要求1所述的动外壳式空气弹簧径向柱塞泵，其特征在于，所述柱塞组件(30)包括：

柱塞(31)，所述柱塞(31)为T型，所述柱塞(31)的大端设置于所述柱塞腔(22)内并与所述柱塞腔(22)密封连接，所述柱塞(31)的小端可滑动地设置于所述圆孔(23)中并与所述圆孔(23)密封连接；

球体(32)，所述球体(32)嵌入到所述柱塞(31)的大端的端面中并可沿所述凹凸曲线轮廓(11)滑动。

5.根据权利要求1所述的动外壳式空气弹簧径向柱塞泵，其特征在于，所述凹凸曲线轮廓(11)的中部的凹部比两侧的深。

6.根据权利要求1所述的动外壳式空气弹簧径向柱塞泵，其特征在于，所述动外壳式空气弹簧径向柱塞泵还包括：

轴套(50)，所述轴套(50)设置在所述壳体(10)的两端并与所述轴套(50)的端面通过螺栓连接；

端盖(70)，所述端盖(70)设置在所述轴套(50)的两端并与所述轴套(50)的端面通过螺栓连接；

配流轴(60)，所述配流轴(60)与所述缸体(20)通过螺栓连接，所述配流轴(60)与所述轴套(50)之问形成配流通道，所述壳体(10)、所述轴套(50)和所述端盖(70)可绕所述缸体(20)和所述配流轴(60)转动。

7.根据权利要求6所述的动外壳式空气弹簧径向柱塞泵，其特征在于，所述配流轴(60)对称地设置于所述缸体(20)的两侧。