CN206668494U - 圆柱叶片沟槽式液压泵 - Google Patents

Abstract

圆柱叶片沟槽式液压泵，其缸体一端有环形槽，其径向受力平衡，内嵌入长短两隔板，隔板将配流空间分成四个区。缸体另一端配有分配板，分配板上方有弧形凹槽平衡缸体轴向力。分配板下方有弧形沟槽，产生的液压力平衡其轴向力，而且形成剩余预紧力保持密封。叶片中空，通过驱动销与凸轮槽形成凸轮副，按凸轮曲线运动，搭配配流空间的四个区域完成吸排油过程。叶片在调节隔板区做等高度的平动，所以泵的理论流量脉动率为零。泵很容易实现变量，通过调节凸轮槽的轴向位置来驱动圆柱叶片和调节隔板运动，由于此时调节隔板区处的圆柱叶片伸出环形槽底面的有效高度发生了改变，即完成了排量的变化。

Description

圆柱叶片沟槽式液压泵

技术领域

本实用新型涉及一个圆柱叶片沟槽式液压泵，其结构同时具有叶片泵和柱塞泵的特点，很多重要零件能实现受力平衡，并且很容易实现排量的改变，更重要的是其理论流量脉动率为零。

背景技术

目前，在工业上普遍使用的三大类液压泵都各自具有优点和缺点：齿轮泵效率低，噪声大，不能变量，难以实现高压。叶片泵排量平稳，噪声小，但制造高压叶片泵却没有经济意义。柱塞泵可以在较高压力下运行，但价格昂贵，对污染敏感，容易受流量脉动和噪声排放的影响。能否将柱塞泵和叶片泵的优势结合起来，开发创新性结构的液压泵增加液压泵的应用领域具有重要意义。本实用新型闸述了一种新型的液压泵结构和工作原理，介绍了它所拥有的独特特点。

发明内容

1、要解决的技术问题

常见液压泵的关键零部件存在天生的受力不平衡结构，即使后期设计辅助措施，但仍然改善不了其状况。圆柱叶片沟槽式液压泵不仅从结构上解决了受力不平衡的问题，容易实现变量，并且其理论流量脉动率为零。

2、技术方案

本液压泵为圆柱叶片沟槽式液压泵，其独特的结构包括环形槽、中空圆柱叶片、分配板等，缸体圆周方向均布若干个圆柱叶片安装孔，其个数与泵的压力脉动频率和幅值无关，这与柱塞泵有本质区别。而圆柱叶片在排油的过程中由于其伸出长度、移动速度均为固定值，因此不同于普通叶片泵。该泵的排油过程类似“恒定截面积的活塞做平移运动”，其流量的理论脉动率为零。实际工作中仅有的脉动属于所有液压泵的通病，即低压油与高压油接通时的掉压现象。

该泵缸体的一端面在与圆柱叶片安装孔分布圆等半径的位置设有环形槽，其宽度小于圆柱叶片直径。环形槽嵌入长、短两块弧形隔板，长隔板成为固定隔板，其底面与环形槽底面接触，短隔板成为调节隔板，两块隔板的侧面均与环形槽侧面紧贴。两块隔板的四个侧面将环形槽分为四个区域：吸油区、调节隔板区、排油区和固定隔板区。调节隔板区的圆柱叶片位置最高，圆柱叶片顶部与调节隔板底面接触且做平移运动。固定隔板区的圆柱叶片位置最低，圆柱叶片顶部与固定隔板底面相距一定距离也做平移运动。吸油区的圆柱叶片由低位置向高位置移动，排油区则相反。这样的运动规律由缸体外围凸轮槽驱动，凸轮槽由上、下两块圆柱空间凸轮相对安装形成的，工作过程中其固定不动。圆柱叶片与凸轮槽的联结是通过驱动销实现，其一端有柱状结构伸进凸轮槽形成凸轮高副，另一端与圆柱叶片中部的对称凹槽配合安装。在吸油区一侧是位置最低的圆柱叶片向吸油区移动，另一侧是位置最高的圆柱叶片在远离吸油区，两个圆柱叶片中间区域夹送油液移动，这样就形成“进的少、出的多”因此形成低压完成吸油过程，在排油区则相反，如图1。

缸体另一端面与分配板接触，分配板的一端面上对应缸体吸油区和排油区的位置设有等面积大小的弧形凹槽，这样通过圆柱叶片内部通道将液压油的压力引入到缸体下部分，在弧形凹槽处形成与吸油区和排油区相等的压力，这样缸体达到轴向平衡，并且环形槽的独特结构使得缸体天生具有径向受力平衡的特点。分配板的另一端面上对应缸体吸油区和排油区的位置设有面积稍大的弧形凸起，该凸起与前泵盖的弧形凹槽安装后形成弧形空腔，这两个空腔通过分配板的通道分别于与其上端面的两个弧形凹槽连通，这样分配板也能达到轴向受力平衡，最终将轴向力传递到泵壳上，如图1。

在泵的启动阶段利用弹簧提供初始预紧以保证密封效果。在分配板下侧设有波形弹簧，其特点是轴向尺寸小，如图2。在两块隔板的上方分别设有两个圆柱螺旋压缩弹簧，如图5。在工作过程中，这样的预紧力相对高压的油液来说是微不足道的，因此设定分配板下方凸起的面积比上方凹槽的面积要大，形成剩余预紧力；长隔板邻近排油区的侧面到其上面通过通道连通，其上部压力在泵工作过程中与其下表面受到的压力抵消并提供剩余预紧力。短隔板邻近排油区的侧面到其上面通过通道连通，其上部压力在泵工作过程中与其下表面受到的压力抵消并提供剩余预紧力，如图3。

改变泵排量的前提是固定隔板下方圆柱叶片的顶部必须与其底面有一定距离。当需增大泵的排量时，将凸轮槽向上移动，这时驱动销带动所有圆柱叶片均向上移动，但是固定隔板下方的圆柱叶片顶部仍不能与其底面接触，而调节隔板在圆柱叶片的驱动下向上移动，因此调节隔板区的圆柱叶片伸出环形槽底面的高度增加，所以排量增加，反之亦然。

3、有益效果

由于环形槽的特殊结构致使缸体径向受力平衡，圆柱叶片中空并且分配板开有跟吸油窗口和排油窗口等面积的弧形凹槽，致使缸体、圆柱叶片、分配板的轴向力达到平衡。圆柱叶片排油时由于其进行等高度的圆周平动，所以泵的理论流量脉动率为零。

附图说明

图1为沟槽式液压泵原理的简图

图中：a——调节隔板；b、h——固定隔板；c——缸体；d——圆柱叶片；e——分配板；f——前泵盖；g——缸体转向

图2为沟槽式液压泵(进出油口所在平面)的结构图

图中：1——花键轴；2——普通平键；3——前轴承盖；4——内六角螺钉；5——O型圈；6——前泵盖；7——唇形密封圈；8——弹簧挡圈；9——深沟球轴承；10——波形弹簧；11——波簧挡圈；12——内六角螺钉；13——分配板；14——外筒；15——下凸轮副；16——驱动销；17——上凸轮副；18——缸体；19——O型圈；20——后泵盖；21——深沟球轴承；22——弹簧挡圈；23——O型圈；24——后轴承盖

图3为长、短隔板和后泵盖结构图

图中：25——长隔板；26——短隔板

图4为沟槽式液压泵(圆柱销所在平面)的结构图

图中：27——垫片；28——圆柱销；29——圆柱叶片；30——内六角圆柱头螺钉

图5为长、短弹簧和后泵盖结构图

图中：31——长弹簧；32——短弹簧

具体实施方式

凸轮槽固定不动，圆柱叶片驱动销前端的圆柱部分嵌入到凸轮槽内形成凸轮高副。圆柱叶片随着缸体转动的同时在驱动销和凸轮槽的共同作用下做周期性的上下运动。圆柱叶片刚进入吸油区的时候是处于最低的位置，最后在凸轮槽驱动下上升至其顶部与调节隔板底面重合，随后进行平移。当圆柱叶片进入排油区后同样在凸轮槽的驱动下向下移动，直到一片顶部沉于环形槽底面以下，之后进行平移，然后又会进入到吸油区。值得注意的是，两块隔板始终是固定的。

本液压泵主要包括花键轴1、前泵盖6、波形弹簧10、波簧挡圈11、分配板13、下凸轮副15、驱动销16、上凸轮副17、缸体18、后泵盖19、长隔板25、短隔板26、圆柱销28、圆柱叶片29、长弹簧31、短弹簧32等。花键轴1和缸体18通过渐开线花键联接，下凸轮副15和上凸轮副17之间的缝隙形成凸轮槽用来夹住驱动销16前端的圆柱结构。波形弹簧10和波簧挡圈11对分配板13提供初始预紧力，使其紧贴缸体底面，类似地，长弹簧31和短弹簧32分别安装在长隔板25和短隔板26的上方，也是提供初始预紧力。圆柱销28用来对凸轮槽上16和凸轮槽下15形成径向固定。后泵盖19对缸体18形成配流，并且对长隔板25和短隔板26提供固定。

Claims (9)

1.圆柱叶片沟槽式液压泵，其特征在于：缸体轴向设有若干个圆柱叶片安装通孔，同圆周上缸体的一端设有环形槽，环形槽的宽度小于圆柱叶片孔直径，圆柱叶片内部中空；凸轮槽是由上、下两个圆柱凸轮面形成，凸轮曲线分上升、平移、下降、平移四个阶段；驱动销前端圆柱状结构伸入到凸轮槽内形成凸轮高副；缸体另一端和分配板接触，分配板的一端面上对应缸体吸油区和排油区的位置设有等面积大小的弧形凹槽，另一端面上对应缸体吸油区和排油区的位置设有面积稍大的弧形凸起，该凸起与前泵盖的弧形凹槽安装后形成弧形空腔，这两个空腔通过分配板的通道分别与其上端面的两个弧形凹槽连通；分配板的下方设有波形弹簧，两块隔板的上方都设有两个圆柱螺旋压缩弹簧。

2.根据权利要求1所述的圆柱叶片沟槽式液压泵，其特征在于：缸体的一个端面上设有环形槽，且宽度小于圆柱叶片安装孔直径，圆柱叶片安装孔分布圆半径与环形槽中心圆半径相同，圆柱叶片中空，圆柱叶片中部与前端有圆柱状结构的驱动销通过对称凹槽配合安装。

3.根据权利要求1所述的圆柱叶片沟槽式液压泵，其特征在于：上下两个圆柱空间凸轮相对安装形成环形凸轮槽，驱动销前端的圆柱状结构深入到凸轮槽内，形成凸轮高副。

4.根据权利要求1所述的圆柱叶片沟槽式液压泵，其特征在于：分配板的一个端面上在对应于缸体吸油区和排油区的位置分别设有等面积的弧形凹槽，其与缸体底面配合形成两个弧形空腔，其内部压力用来平衡缸体另一侧收到的力；另一端面上在对应缸体吸油区和排油区的位置设有面积稍大的弧形凸起，两个凹槽和两个凸起分别通过通道孔连通。

5.根据权利要求1所述的圆柱叶片沟槽式液压泵，其特征在于：在前泵盖的与分配 板安装的平面上设有和分配板两个凸起等大的凹槽，凹槽的深度大于凸起，因此会形成两个弧形空腔，用于平衡分配板另一侧所受到的径向压力。

6.根据权利要求1所述的圆柱叶片沟槽式液压泵，其特征在于：分配板下方设有波形弹簧形成启动时的预紧，好处在于减少了泵的轴向空间；长隔板上方设有两个圆柱螺旋压缩弹簧，形成启动时的预紧；短隔板上方设有两个圆柱螺旋压缩弹簧，形成启动时的预紧。

7.根据权利要求1所述的圆柱叶片沟槽式液压泵，其特征在于：长隔板邻近排油区的侧面到其上面通过通道连通，其上部压力在泵工作过程中与其下表面受到的压力抵消并提供剩余预紧力；短隔板邻近排油区的侧面到其上面通过通道连通，其上部压力在泵工作过程中与其下表面受到的压力抵消并提供剩余预紧力。

8.根据权利要求1所述的圆柱叶片沟槽式液压泵，其特征在于：短隔板底面与圆柱叶片顶部平面接触，长隔板底面与缸体环形槽的底面接触。

9.根据权利要求1所述的圆柱叶片沟槽式液压泵，其特征在于：长隔板下方圆柱叶片的顶部平面与长隔板底面有一定距离，这段距离是泵实现变量的裕度空间。