CN209195697U - 高性能低噪音水压叶片泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型的高性能低噪音水压叶片泵，属于液体定容式机械装置，在与转子叶片槽根部的底孔相接触的压力板、侧板上设有四段圆弧形通水槽，分别是对称分布；其中两段是通高压水的槽，另两段是通低压水的槽；在侧板上的吸水窗一侧设有V形减振槽；在定子的两端面上，设有四段防气蚀槽；在位于定子吸水区的曲线处设有长园孔形状的径向吸水通道；叶片顶部采用正圆弧形状；压力板和侧板上的吸水窗所占的角度在52～54度之间。在转子两端面上位于两叶片槽之间靠近外园处设置圆弧形的减振槽。泵在工作时，母叶片不论在吸、压水区、过渡以及小圆弧区域都保持平衡。压力高、压力脉动小、噪音低、效率高、寿命长。

Description

高性能低噪音水压叶片泵

技术领域

本实用新型是设计一种高性能低噪音水压叶片泵，属于液体定容式机械装置。

背景技术

目前，在国际上已有的中高压水液压泵中，丹麦DANFOSS公司的PAH 系列轴向柱塞泵工作寿命铰长、运行较平稳，但是噪音大。英国FENNER公司的F系列水压柱塞泵其噪音较低，但是价格较高。日本技术研究所开发的水压叶片泵，最高压力7MPa，工作压力较低。

以上这些泵，它们在不同程度上存在着不足之处。如：英国FENNER公司和丹麦DANFOSS公司的水压柱塞泵结构上较为复杂，加工工艺性较差，性价比较低。并且由于结构上的原因，水压柱塞泵的噪音都比较大。而日本技术研究所开发的水压叶片泵和美国威格士公司生产的高水基液F6系列叶片泵以及华中科技大学设计的带减压阀的高水基叶片泵，由于结构设计方面的问题，使用压力较低并且寿命也较短都没有进入市场。

发明内容

为了克服上述水压柱塞泵结构设计方面的不足，本实用新型的目的是向本领域提供一种能够较好适应水作为工作介质，并且在高压工况下工作，要求低噪音的叶片泵。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种高性能低噪音水压叶片泵，包括后盖1、侧板2、定子3、叶片5、转子6、压力板7、前盖8、传动轴9等。在与转子叶片槽根部的底孔相接触的压力板7、侧板2上设有四段圆弧形通水槽，分别是对称分布；其中两段是通高压水的压力槽14，另两段是通低压水的槽16并在侧板2上的吸水窗靠近压力板压水窗V形槽 13一侧设有V形减振槽19；其特征是在定子3的两端面上，位于定子吸水区曲线的起始处向吸水区曲线的长径方向设有四段防气蚀槽18：在位于定子吸水区的曲线处设有两段长园孔形状的径向吸水通道4；叶片5顶部采用正圆弧形状；压力板8和侧板2上的吸水窗17所占的角度在52～54度之间；在转子6两端面上位于两叶片槽之间靠近外园处设置圆弧形减振槽21，并与转子外园相通，不与转子槽沟通。

所述的高性能低噪音水压叶片泵，其特征在于所述的压力板7、侧板2 上的圆弧形压力槽14的压力水是通过侧板上压水窗14中的孔10、斜孔11 与其沟通，其孔径在3～6mm之间。

所述的高性能低噪音水压叶片泵，其特征在于所述的定子3两端面上设有四段防气蚀槽18，槽深3～6mm。角度为吸水区曲线的3/5。

所述的高性能低噪音水压叶片泵，其特征在于所述的定子3吸水区曲线处设有长园孔形状的径向吸水通道4，其角度为吸油曲线角度的4/5。

所述的高性能低噪音水压叶片泵，其特征在于：所述圆弧形减振槽21的槽深在3～10mm之间。

本实用新型的技术特点是在定子3两端面面上，位于定子吸水区曲线的起始处向吸水区曲线的长径方向设有四段防气蚀槽18：在位于定子吸水区的曲线处设有两段长园孔形状的吸水通道4；叶片5顶部采用正圆弧形状；同时在转子槽底孔位置上采用压力分段配水的设计方法。使泵在吸水区时，叶片5底部通低压水，减少了叶片对定子3的压应力，又确保了叶片5与定子 3内表面的可靠接触。而在压水区时，则要求叶片5底部的压力要稍大于顶部的压力。叶片基本处于平衡状态。由于叶片5顶部采用正圆弧形状，使叶片5由吸水区进入过渡区，或者由压水区进入小圆弧区都有相当于作用于叶片5底部压力的二分之一的力作用于叶片5的顶部，使叶片5在这两个区域对定子的接触应力明显降低。同时避免出现叶片5刚进入压水窗口时，其底部的压力不足，而引起叶片5脱空产生的冲击定子3现象的发生。因此泵在整个工作过程中不会形成由于压力升高所引起的叶片5顶部与定子3内表面产生过大的接触应力以及叶片5因前后压力不平衡产生脱空的现象的发生。在侧板2上的吸油窗靠近压力板上的压油窗V形槽13一侧设有V形减振槽 20，有效避免了叶片5在刚完成吸油时，由于过渡区间油流突然关闭引发气穴而产生的噪音。又通过在转子6两端面上设置的圆弧形减振槽21，如图1 所示，使叶片5在压水区接近小圆弧区时两叶片间的油道面积明显增大，而使水的流速显著降低，避免该腔压力的瞬时升高产生的叶片顶部压力大于底部压力的现象，防止叶片瞬时脱空情况的发生。

有益效果：本实用新型与现有技术相比，有效地解决了现有柱塞泵的存在的噪音高、压力脉动大并且结构复杂、加工成本高的问题。

目前使用的液压叶片泵是不能直接用水作为介质的，除了泄漏和磨损等问题外，气蚀问题也是一个关键性的问题。在常温下，水的蒸气压力大约是液压油的10倍，这意味着水极容易气化和沸腾。由于水的密度大，高速流动时惯性也大，因此在泵的吸水窗口等处更容易形成局部真空而产生大量气穴。由于叶片泵设计原理与结构上的需要，在吸水曲线的起始处附近的叶片间容腔的容积都是很小的。当叶片5刚进入吸水窗17，它的后腔具有最大的吸水速度，水在此区域的流速特别的高，使溶解在水里的气体析出来而产生大量气穴。当气穴进入压水窗12附近受压而溃灭，并产生很高的冲击力和瞬时局部高温，从而使定子3内表面严重磨损和气蚀。因此在定子3两端面上，在位于吸水区曲线的起始处设有四段防气穴槽18，以及在定子3吸水曲线处设有径向长园孔吸水通道4，将使该区域水的流速明显降低，泵的噪音显著改善。将压力板7、侧板2上的吸水窗所占角度设定为52～54度，增大了吸水窗17的吸水面积，进一步降低了整个吸水区油的流速和因气蚀产生的噪音。本专利采用了的压力分段配流的设计方法，在压力板7、侧板2上分别设有四段圆弧形通水槽。(四段圆弧形通水槽是轴对称分布的，其中两段是通高压水的槽，另两段是通低压水的槽。四段圆弧形通水槽的中心线与转子叶片槽根部底孔的中心线所处位置相同。)以及叶片5顶部采用正圆弧形状，使泵在工作时，叶片5在吸、压水区、过渡区以及圆弧区对定子3内表面的接触应力明显降低，提高了泵的机械效率和定子3的寿命。同时由于叶片5底部在吸水区通的是低压水，因而对泵的瞬时流量脉动没有影响。从而避免了因流量脉动而引起的压力脉动。在通高压水的圆弧形槽14的两端分别设有V形减震槽15，有效消除了由于叶片底部压力迅速变化，而引起的叶片5对定子 3内表面的冲击产生的噪音。由于在转子6两端面上位于两叶片槽之间靠近外圆处设置圆弧形减振槽21，如图1所示，并且与转子的外圆相通，使叶片 5在压水区接近小圆弧区时两叶片间的水的流速明显降低并且避免了压力的瞬时升高，产生叶片顶部压力大于底部压力，使叶片瞬时脱空现象的发生，泵的噪音明显减小。因为减振槽不与转子槽沟通，减少母叶片在过渡区压力水对叶片的一侧面的压力减少，叶片的抗弯性能得到提升。

附图说明

图1为本发明高性能低噪音水压叶片泵的剖示图。

图2为本发明高性能低噪音水压叶片泵的装配图。

图3为本发明高性能低噪音水压叶片泵的定子结构示意图(长园孔)。

图4为本发明高性能低噪音水压叶片泵的定子结构示意图(斜孔状)。

图5为本发明高性能低噪音水压叶片泵的侧板结构示意图。

图6为本发明高性能低噪音水压叶片泵的压力板结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细阐述。

本实用新型高性能低噪音水压叶片泵广泛应用于食品、医药、电子、包装等对环境污染要求严格的场合；冶金、铸造、热轧等高温明火场合；环境卫生、消防、原子炉周边作业机械；生活用品成形机械等领域。

图1、图2为本发明高性能低噪音水压叶片泵的剖示图和装配图。

本实用新型高性能低噪音水压叶片泵是由侧板2、定子3、转子6、叶片 5、压力板7并用园柱销以及螺钉紧固成一个组件，然后装入后盖1、前盖8 内。转子6中心和定子3内表面上的四段圆弧是同心的，定子内表面形状似椭园形。

本实用新型在与转子6叶片槽根部的底孔相接触的压力板7、侧板2上设有四段圆弧形通水槽，分别是对称分布；并在侧板上的吸水窗靠近压力板上的压水窗12的V形槽13一侧设有V形减振槽19(图5)；其特征是在定子3的两端面上，位于定子吸水区曲线的起始处向吸水区曲线的长径方向设有四段防气蚀槽18：在位于定子吸水区的曲线处设有两段长园孔径向吸水通道4；如图3所示，定子结构增加通水量。较小排量的泵可以在吸水区采用斜孔状20；如图4所示。叶片5顶部采用正圆弧形状；压力板和侧板上的吸水窗17所占的角度在52～54度之间。

图5为本发明高性能低噪音水压叶片泵的侧板结构示意图。

所述的高性能低噪音水压叶片泵，所述的压力板7、侧板2上的圆弧形压力槽14的压力水是通过侧板2上压水窗12中的孔10、斜孔11与其沟通，其孔径在3～6mm之间。

所述的高性能低噪音水压叶片泵，定子3两端面上设有四段防气蚀槽18，槽深3～6mm。角度为吸水区曲线的3/5。

所述的高性能低噪音水压叶片泵，定子3吸水区曲线处设有长园孔吸水通道4，其角度为吸水曲线角度的4/5。如图3所示。

所述的高性能低噪音水压叶片泵，其特征在于：所述减振槽21的槽深在 3～10mm之间。

由于采用了以上的设计方法，使该泵在整个工作过程中实现了压力高、流量脉动和压力脉动小、噪音明显降低的效果。

当转动轴9带动转子6旋转时，由于离心力的作用，使叶片5的顶部贴在定子的内表面上。当叶片5进入吸水区时，叶片5向外伸出，相邻叶片5 间的容积逐渐增大，叶片5槽底部由压力板7、侧板2上的圆弧形通低压的水槽16供水。当叶片5进入过渡区和压油区时，叶片5受到定子3曲线形状的限制向中心移动，相邻叶片5间的容积逐渐减小，使水经过压力板7的压水窗口12排出。与此同时叶片5的底部已经进入到压力板7、侧板2上的圆弧形压力水槽14，该水槽的压力水是由侧板2上的压水窗口12，通过所设的孔10、斜孔11引入的。从而确保了叶片5顶部与底部的作用力基本保持平衡。当叶片5由吸水区刚进入过渡区时，叶片5的底部同时与设在压力板 7、侧板2上的圆弧形压力槽14外端的减振槽15相通，有效减轻了叶片5底部压力突然升高引起的冲击定子现象的发生。由于叶片5顶部采用正圆弧形状，使叶片5由吸水区进入过渡区，或者由压水区进入小圆弧区都有相当于作用于叶片5底部压力的二分之一的力作用于叶片5的顶部，使叶片5在这两个区域对定子3的接触应力明显降低。避免出现叶片5刚进入压水窗口12 附近时，由于叶片5底部的压力不足，而引起叶片5脱空，产生的冲击定子 3现象的发生。在定子3两端面上设有四段防气蚀槽18以及在定子3吸水曲线处设有两段长园孔形状的径向吸水通道4，将压力板7、侧板2上的吸水窗口17所占角度设定为52～54度，增大了吸水窗口17的面积，有效降低了吸水区的水的流速。明显降低了该泵在工作时，由于气蚀以及叶片5在由过渡区刚进入压水区时，受力不稳等结构设计方面的问题引起的叶片5冲击定子 3内表面而产生的噪音。图6为本发明高性能低噪音水压叶片泵的压力板结构示意图。

本实用新型在工作时，转子7每转一转，每个密封容积完成两次吸、压油的过程。

本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (7)

1.一种高性能低噪音水压叶片泵，包括后盖(1)、侧板(2)、定子(3)、叶片(5)、转子(6)、压力板(7)、前盖(8)、传动轴(9)；其特征在于：所述压力板(7)、侧板(2)上设有圆弧形压力槽(14)；在与转子叶片槽根部的底孔相接触的所述压力板(7)、侧板(2)上设有四段圆弧形通水槽，分别是对称分布；其中两段是通高压水的所述圆弧形压力槽(14)，另两段是通低压水的油槽(16)；在所述侧板(2)上的吸水窗靠近压力板压水窗V形槽(13)一侧设有V形减振槽(19)；所述压力板(7)、侧板(2)上的压水窗口是轴对称分布；在所述定子(3)的两端面上，位于定子吸水区曲线的起始处向吸水区曲线的长径方向设有四段防气蚀槽(18)：在位于定子吸水区的曲线处设有两段径向吸水通道(4)；在转子(6)两端面上位于两叶片槽之间靠近外圆处设置圆弧形减振槽(21)，并与转子外圆相通，不与转子槽沟通。

2.根据权利要求1所述的高性能低噪音水压叶片泵，其特征在于：所述叶片(5)顶部采用正圆弧形状；所述压力板(7)和侧板(2)上的吸水窗(17)所占的角度在52～54度之间。

3.根据权利要求1所述的高性能低噪音水压叶片泵，其特征在于：所述压力板(7)、侧板(2)上的所述圆弧形压力槽(14)的压力水是通过侧板上压水窗(12)中的孔(10)、斜孔(11)与其沟通，其孔径在3～6mm之间。

4.根据权利要求1所述的高性能低噪音水压叶片泵，其特征在于：所述定子(3)两端面上设有的所述四段防气蚀槽(18)，槽深3～6mm，角度为吸水区曲线的3/5。

5.根据权利要求1所述的高性能低噪音水压叶片泵，其特征在于：所述径向吸水通道(4)为长园孔形状的所述径向吸水通道(4)，其角度为吸油曲线角度的4/5。

6.根据权利要求1所述的高性能低噪音水压叶片泵，其特征在于：所述径向吸水通道(4)也可设置为斜孔状的所述径向吸水通道。

7.根据权利要求1所述的高性能低噪音水压叶片泵，其特征在于：所述圆弧形减振槽(21)的槽深在3～10mm之间。