CN207847866U - 一种紧凑型液压往复泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种紧凑型液压往复泵，包括泵壳和活塞组件，所述泵壳内设有通过第一竖直连通管道连通的第一工作腔和第二工作腔，所述活塞组件的第一输出端作用于所述第一工作腔，所述第二工作腔上设有第一单向阀和第二单向阀，所述泵壳内还设有进水管路和出水管路，所述第二工作腔通过所述第一单向阀与所述进水管路连通，所述第二工作腔通过所述第二单向阀与所述出水管路连通；第一预设工况下，所述第一单向阀打开，所述第二单向阀关闭；第二预设工况下，所述第一单向阀关闭，所述第二单向阀打开。本实用新型的紧凑型液压往复泵，结构简单，且结构设计紧凑，空间利用率较高，且可以实现自动换向，控制方式简单。

Description

一种紧凑型液压往复泵

技术领域

本实用新型涉及泵的结构设计技术领域，尤指一种紧凑型液压往复泵。

背景技术

双缸双作用往复泵在19世纪就已经问世，并得到大量应用。然而由于该往复泵速度低、排量小逐渐被离心泵和回转泵代替。目前在往复泵应用领域中,使用最广泛的是三缸单作用活塞式往复泵，在单侧动力源的驱动下，往复泵的三个活塞在不同相位做左右往复运动。现有的活塞式往复泵一般是通过在泵壳外部设置进出水管道，通过外部的进出水管道抽吸泵壳内部的工作腔中的工作液体，这种结构的往复泵结构复杂，体积大，空间利用率低。

因此，本申请人致力于提供一种新型的紧凑型液压往复泵。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种紧凑型液压往复泵，其结构简单，且结构设计紧凑，空间利用率较高。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种紧凑型液压往复泵，包括泵壳和活塞组件，所述泵壳内设有通过第一竖直连通管道连通的第一工作腔和第二工作腔，所述活塞组件的第一输出端作用于所述第一工作腔，所述第二工作腔上设有第一单向阀和第二单向阀，所述泵壳内还设有进水管路和出水管路，所述第二工作腔通过所述第一单向阀与所述进水管路连通，所述第二工作腔通过所述第二单向阀与所述出水管路连通；第一预设工况下，所述第一单向阀打开，所述第二单向阀关闭；第二预设工况下，所述第一单向阀关闭，所述第二单向阀打开。

优选地，所述进水管路和出水管路对称设置在所述泵壳的两侧。

优选地，所述第二工作腔中设有第一隔板，所述第一隔板将所述第二工作腔隔成两相互连通的两部分，所述第一单向阀和第二单向阀位于所述第一隔板的两侧。

优选地，所述泵壳内还设有通过第二竖直连通管道连通的第三工作腔和第四工作腔，所述活塞组件的第二输出端作用于所述第三工作腔，所述第四工作腔上设有第三单向阀和第四单向阀，所述第四工作腔通过所述第三单向阀与所述进水管路连通，所述第四工作腔通过所述第四单向阀与所述出水管路连通；第一预设工况下，所述第三单向阀关闭，所述第四单向阀打开；第二预设工况下，所述第三单向阀打开，所述第四单向阀关闭。

优选地，所述第四工作腔中设有第二隔板，所述第二隔板将所述第四工作腔隔成两相互连通的两部分，且所述第三单向阀和第四单向阀位于所述第二隔板的两侧。

优选地，所述活塞组件包括活塞壳和活塞，所述活塞壳内设有液压室，所述活塞设置在所述活塞壳的液压室内，并将所述液压室分离为第一液压室、第二液压室和第三液压室；所述紧凑型液压往复泵还包括一液压系统，所述液压系统向所述第一液压室通入低压液体，向所述第二液压室通入高压液体，所述液压系统可致动成：第一预设工况下，所述第三液压室中通入低压液体，所述活塞向第一方向移动；第二预设工况下，所述第三液压室中通入高压液体，所述活塞向第二方向移动，所述第二方向与所述第一方向相反。

优选地，所述第一液压室、第二液压室和第三液压室依次设置，所述第二液压室位于所述第一液压室和第三液压室之间；所述第一方向为第一液压室指向第二液压室的方向，所述第二方向为第二液压室指向所述第一液压室的方向。

优选地，所述活塞包括依次排布的第一作用部、第一驱动部、第二驱动部及第二作用部，其中所述第一作用部、所述第一驱动部及所述第二驱动部的径向尺寸依次增加，所述第一作用部与所述第二作用部的径向尺寸相同；所述活塞壳的液压室为依次排布的第一段、第二段、第三段、第四段及第五段，所述第三段的径向尺寸小于所述第二段和第四段；所述第一驱动部密封滑设于所述液压室的第三段处，并将所述第二段与所述第四段分隔，所述第二段为所述第一腔室；所述第二驱动部密封滑设于所述液压室的第四段处，并将所述第四段分隔为所述第二腔室和第三腔室；所述第一作用部密封滑设于所述液压室的第一段处，所述第二作用部密封滑设于所述液压室的第五段处。

优选地，所述液压系统包括低压液体输出端和高压液体输出端，所述低压液体输出端与所述第一液压室直接连通，所述高压液体输出端与所述第二液压室直接连通。

优选地，所述液压系统还包括二位三通阀，所述二位三通阀包括与所述第一液压室连通的第一油口、与所述第二液压室连通的第二油口及与所述第三工作腔连通的第三油口；第一预设工况下，所述第一油口和第三油口连通；第二预设工况下，所述第二油口和第三油口连通。

本实用新型提供的紧凑型液压往复泵能够带来以下至少一种有益效果：

1、本实用新型的紧凑型液压往复泵中活塞组件的第一输出端作用于第一工作腔，通过第二工作腔吸入或排出工作液体，两个工作腔通过竖直管道连通，并且两个工作腔及进出水管道均设置在泵壳中，这样设置可以使往复泵的结构更为紧凑，从而提高了其空间利用率。

2、本实用新型中，吸入或排出工作液体的工作腔通过一隔板隔成两部分，两部分分别通过单向阀与进出水管道连通，这样设置可以提高往复泵进水和排水的效率。

3、本实用新型中，泵壳中设有对称设置的两对工作腔，并且两对工作腔的进水口设置在进水管道的两端，其出水口设置在出水管道的两端，这样设置使得往复泵的结构更为紧密，进一步提高了其空间利用率。

4、本实用新型中，液压系统分别向第一液压室中始终通入低压液体，向第二液压室中始终通入高压液体，向第三液压室中分别通入低压液体和高压液体就可以使活塞向两个不同方向移动，驱动控制方式简单。

5、本实用新型中，第一液压室、第二液压室和第三液压室依次设置，其中仅第三液压室为一可变液压室，通过调节第三液压室中液压油的压力，从而在三个液压室之间产生不同方向的推力，促使活塞向两个方向移动，活塞的控制方式简单。

6、本实用新型中，活塞和活塞壳均为直径不同的台阶结构，从而确定了活塞的液压受力面，在具体的活塞结构下，只要第一液压室中的液压小于第二液压室中的液压，第三液压室中通入低压油或者高压油决定了活塞向两个不同的方向移动，也就是说，活塞的端面面积和活塞壳的端面面积比例值大小，决定了往复泵的工作参数，因此，可根据不同应用场景、不同用户或不同应用工况等来设计上述比例值的大小，以达到本产品的最优化工作效率的同时，还可进行个性化和不同工作参数本产品的系列化和批量化生产。

7、本实用新型中，液压系统通过二位三通阀来调节通入到第三液压室中的液压油，当二位三通阀外置于活塞壳外部，换向阀外置的结构可以单独进行模块设计，易于更换，二位三通阀可外置于活塞内部，使往复泵的总结构更为紧凑，占用体积更小，且安全性能更好。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本实用新型的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本实用新型的紧凑型液压往复泵的一种具体实施例在第一预设工况下的结构示意图；

图2是图1中所示的紧凑型液压往复泵的工作原理图；

图3是图1中所示的紧凑型液压往复泵的D-D剖视图；

图4是图1中所示的紧凑型液压往复泵在第二预设工况下的结构示意图；

图5是图4中所示的紧凑型液压往复泵的工作原理图；

图6是图3中所示的紧凑型液压往复泵的D-D剖视图。

附图标号说明：

泵壳1，第一工作腔11，第二工作腔12，第一竖直连通管道13，进水管路15，出水管路16，第二单向阀17，活塞组件2，活塞壳21，低压端口T，高压端口P，第一液压室A，第二液压室B，第三液压室C，第一作用部221，第一驱动部2222，第二驱动部223，第二作用部224，二位三通阀3。

活塞的运动方向

高压液体的流通方向

低压液体的流通方向

工作流体的流通方向

具体实施方式

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，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。

如图1至6所示，本具体实施例公开了一种紧凑型液压往复泵，包括泵壳1和活塞组件2，泵壳1内设有通过第一竖直连通管道13连通的第一工作腔11和第二工作腔12，活塞组件2的第一输出端作用于第一工作腔11，第二工作腔12上设有第一单向阀和第二单向阀，泵壳1内还设有进水管路15和出水管路16，进水管路15和出水管路16对称设置在泵壳1的两侧，第二工作腔12通过第一单向阀与进水管路15连通，第二工作腔通过第二单向阀17与出水管路16连通。

如图3所示，第二工作腔中设有第一隔板，第一隔板将第二工作腔隔成两相互连通的两部分，第一单向阀和第二单向阀位于第一隔板的两侧。

在本具体实施例中，泵壳1内还设有通过第二竖直连通管道连通的第三工作腔和第四工作腔，活塞组件2的第二输出端作用于第三工作腔，且第三工作腔和第四工作腔相对于活塞组件2对称设置。第四工作腔上设有第三单向阀和第四单向阀，第四工作腔通过第三单向阀与进水管路连通，第四工作腔通过第四单向阀与出水管路连通。如图6所示，第四工作腔中设有第二隔板，第二隔板将第四工作腔隔成两相互连通的两部分，且第三单向阀和第四单向阀位于第二隔板的两侧。

在本具体实施例中，活塞组件包活塞壳21、活塞及液压系统(图中未示出)，活塞壳21内设有液压室，活塞设置在活塞壳21的液压室内，并将液压室分离为从左至右依次设置的第一液压室A、第二液压室B和第三液压室C。在本具体实施例中，紧凑型液压往复泵还包括一液压系统(图中未示出)，液压系统包括低压液体输出端和高压液体输出端，低压液体输出端通过第一液压室A上的低压端口T直接向第一液压室A输送低压液体，高压液体输出端通过第二液压室B上的高压端口P直接向第二液压室B输送高压液体。

液压系统可致动成：第一预设工况下，第三液压室C中通入低压液体，活塞向第一方向(即图1、2中所示的从左至右的方向)移动；第二预设工况下，第三液压室C中通入高压液体，活塞向第二方向(即图4、5中所示的从右至左的方向)移动。

在本具体实施例中，活塞包括依次排布的第一作用部221、第一驱动部222、第二驱动部223及第一作用部224，第一作用部221与第一作用部224的径向尺寸相同，其中第一作用部221、第一驱动部222及第二驱动部223的径向尺寸分别为D3、D2、D1，且D3、D2、D1依次增大。活塞壳21的液压室为依次排布的第一段、第二段、第三段、第四段及第五段，第三段的径向尺寸小于第二段和第四段，第一驱动部222密封滑设于液压室的第三段处，并将所述第二段与第四段分隔，第二段为第一腔室；第二驱动部223密封滑设于所述液压室的第四段处，并将第四段分隔为第二腔室和第三腔室；第一作用部221密封滑设于液压室的第一段处，第一作用部224密封滑设于液压室的第五段处。

如图5和图6所示，液压系统还包括位于活塞的内部的二位三通阀3。活塞上设有第一油路、第二油路和第三油路，二位三通阀3包括第一油口、第二油口及与第三油口。第一油路的一端口与第一液压室A连通，另一端口与第一油口连通；第二油路的一端口与第二液压室B连通，另一端口与第二油口连通；第三油路的一端口与第三液压室C连通，另一端口与第三油口连通。活塞上还设有第四油路，二位三通阀包括第四油口，第四油路的一端口与第四油口连通，另一端口则随着活塞的移动与第一液压室或第二液压室连通。第一预设工况下，第四油路的另一端口与第一液压室连通，第一油口和第三油口连通；第二预设工况下，第四油路的另一端口与第二液压室连通，第二油口和第三油口连通。

本具体实施例的紧凑型液压往复泵的具体工作过程如下所述：

图1～3为液压往复驱动泵的第一预设工况，第四油路的另一端口与第一液压室A连通时，第一油口和第三油口连通，均通往活塞壳21的低压接口T，而此时，第二油口和第三油口之间的通道被二位三通阀的阀芯隔断。由于第一油口通过活塞上的第一油路与第一液压室A连通，第三油口通过活塞上第三油路与第三液压室C连通，所以，当二位三通阀中的第一油口和第三油口连通时，活塞壳中的第一液压室A和第三液压室C连通，低压液体从第一液压室A流入到第三液压室C中，从而形成附图1中所示的活塞的运动油路，此时，第一液压室A和第三液压室C均为低压状态，第二液压室B为高压状态，在液压压力推动下(液压压力为F＝pS＝pπ(D1²-D2²)/4)，活塞整体向右(即第一方向)运动。此时，第一单向阀打开，第二单向阀关闭，第三单向阀关闭，第四单向阀打开，第二工作腔通过第一单向阀从进水管道中吸入工作液体，并通过第一竖直管道输送至第一工作腔，第三工作腔中的液体经过第二竖直管道输送至第四工作腔，第四工作腔中的工作液体通过第四单向阀向排水管道中排出工作液体。

图4～6为液压往复驱动泵的第二预设工况，当活塞在液压油的驱动下向右运动至附图4位置时，活塞上的第四油路的另一端口(即图4中所示的F口)与第二液压室B连通，第二油口和第三油口相互连通，且均通往活塞壳21的高压接口P，而此时，第一油口和第三油口之间的通道被二位三通阀的阀芯阻塞，油路被隔断。由于第二油口通过活塞上的第二油路与第二液压室B连通，第三油口通过活塞上第三油路与第三液压室C连通，所以，当二位三通阀中的第二油口和第三油口连通时，活塞壳中的第二液压室B和第三液压室C连通，高压液体从第二液压室B流入到第三液压室C中，从而形成附图4中所示的活塞的运动油路，第一液压室A为低压状态，第二液压室B和第三液压室C均为高压状态，在液压压力推动下(液压压力为F＝pS＝pπ(D2²-D3²)/4)，活塞整体向左(即第二方向)运动。

此时，第一单向阀关闭，第二单向阀打开，第三单向阀打开，第四单向阀关闭，第一工作腔中的工作液体经过第二竖直管道输送至第二工作腔，第二工作腔中的工作液体通过第二单向阀向排水管道中排出工作液体，第四工作腔通过第三单向阀从进水管道中吸入工作液体，并通过第二竖直管道输送至第三工作腔。

当然了，在实用新型的紧凑型液压往复泵的其他具体实施例中，三个液压室的相对位置关系可以根据实际需要进行调整，相应的活塞、活塞壳的具体结构应该随之做适应调整，调整时只需要保证可变液压室中通高压液体时，活塞在液压力的作用下向一方向移动，当可变液压室中通低压油时，活塞在液压力的作用下向相反方向移动；工作腔上设置的阀门还可以选用其他形式的阀门，只要可以根据当工作腔中液压改变开关工作腔即可；另外，液压系统可以直接向第一液压室和第二液压室中输入高压液体和低压液体，也可以通过阀门或其他结构输送；用于控制活塞转向的换向阀还可以采用除了二位三通阀以外的其他控制结构；二位三通阀可以设置在活塞内部，也可以设置在活塞外部二位三通阀的具体结构及其控制活塞的方式均可以根据实际需要做适应性调整，此处不再赘述。

本实用新型中公开的液压往复驱动泵由于特殊的结构设计，只要第一液压室中的液压低于第二液压室中的液压就可以实现活塞的往复运动，且活塞的换向为自动换向，不需要外部控制，在换向时，换向阀中的阀芯及活塞换受到的换向冲击力都比较小，活塞运行平稳，较传统的三缸单作用活塞泵相比，本具体实施例中的液压往复驱动泵无旋转部件，能够实现自动换向，易损件少，控制方式简单，运行成本低，并且结构紧凑、体积小、重量轻，易于产品系列化拓展，可以替代目前众多行业广泛使用的传统往复泵和其他结构形式的泵，有着良好的应用前景。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种紧凑型液压往复泵，包括泵壳和活塞组件，其特征在于：

所述泵壳内设有通过第一竖直连通管道连通的第一工作腔和第二工作腔，所述活塞组件的第一输出端作用于所述第一工作腔，所述第二工作腔上设有第一单向阀和第二单向阀，所述泵壳内还设有进水管路和出水管路，所述第二工作腔通过所述第一单向阀与所述进水管路连通，所述第二工作腔通过所述第二单向阀与所述出水管路连通；

第一预设工况下，所述第一单向阀打开，所述第二单向阀关闭；

第二预设工况下，所述第一单向阀关闭，所述第二单向阀打开。

2.如权利要求1所述的紧凑型液压往复泵，其特征在于：

所述进水管路和出水管路对称设置在所述泵壳的两侧。

3.如权利要求1所述的紧凑型液压往复泵，其特征在于：

所述第二工作腔中设有第一隔板，所述第一隔板将所述第二工作腔隔成两相互连通的两部分，所述第一单向阀和第二单向阀位于所述第一隔板的两侧。

4.如权利要求1所述的紧凑型液压往复泵，其特征在于：

所述泵壳内还设有通过第二竖直连通管道连通的第三工作腔和第四工作腔，所述活塞组件的第二输出端作用于所述第三工作腔，所述第四工作腔上设有第三单向阀和第四单向阀，所述第四工作腔通过所述第三单向阀与所述进水管路连通，所述第四工作腔通过所述第四单向阀与所述出水管路连通；

第一预设工况下，所述第三单向阀关闭，所述第四单向阀打开；

第二预设工况下，所述第三单向阀打开，所述第四单向阀关闭。

5.如权利要求4所述的紧凑型液压往复泵，其特征在于：

所述第四工作腔中设有第二隔板，所述第二隔板将所述第四工作腔隔成两相互连通的两部分，且所述第三单向阀和第四单向阀位于所述第二隔板的两侧。

6.如权利要求1所述的紧凑型液压往复泵，其特征在于：

所述活塞组件包括活塞壳和活塞，所述活塞壳内设有液压室，所述活塞设置在所述活塞壳的液压室内，并将所述液压室分离为第一液压室、第二液压室和第三液压室；

所述紧凑型液压往复泵还包括一液压系统，所述液压系统向所述第一液压室通入低压液体，向所述第二液压室通入高压液体，所述液压系统可致动成：

第一预设工况下，所述第三液压室中通入低压液体，所述活塞向第一方向移动；

第二预设工况下，所述第三液压室中通入高压液体，所述活塞向第二方向移动，所述第二方向与所述第一方向相反。

7.如权利要求6所述的紧凑型液压往复泵，其特征在于：

所述第一液压室、第二液压室和第三液压室依次设置，所述第二液压室位于所述第一液压室和第三液压室之间；

所述第一方向为第一液压室指向第二液压室的方向，所述第二方向为第二液压室指向所述第一液压室的方向。

8.如权利要求7所述的紧凑型液压往复泵，其特征在于：

所述活塞包括依次排布的第一作用部、第一驱动部、第二驱动部及第二作用部，其中所述第一作用部、所述第一驱动部及所述第二驱动部的径向尺寸依次增加，所述第一作用部与所述第二作用部的径向尺寸相同；

所述活塞壳的液压室为依次排布的第一段、第二段、第三段、第四段及第五段，所述第三段的径向尺寸小于所述第二段和第四段；

所述第一驱动部密封滑设于所述液压室的第三段处，并将所述第二段与所述第四段分隔，所述第二段为所述第一液压室；

所述第二驱动部密封滑设于所述液压室的第四段处，并将所述第四段分隔为所述第二液压室和第三液压室；

所述第一作用部密封滑设于所述液压室的第一段处，所述第二作用部密封滑设于所述液压室的第五段处。

9.如权利要求6所述的紧凑型液压往复泵，其特征在于：

所述液压系统包括低压液体输出端和高压液体输出端，所述低压液体输出端与所述第一液压室直接连通，所述高压液体输出端与所述第二液压室直接连通。

10.如权利要求9所述的紧凑型液压往复泵，其特征在于：

所述液压系统还包括二位三通阀，所述二位三通阀包括与所述第一液压室连通的第一油口、与所述第二液压室连通的第二油口及与所述第三液压室连通的第三油口；

第一预设工况下，所述第一油口和第三油口连通；

第二预设工况下，所述第二油口和第三油口连通。