CN210218093U - 一种双作用叶片泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双作用叶片泵，包括定子；转子，可转动设置在定子中的转子；转子包括转子体、滑动设置在转子体的径向滑槽中的叶片和使叶片从径向滑槽向外滑出的弹性元件；其中，定子曲线的每个作用区段按叶片泵的转子正转动方向包括依次相连的小圆弧区段、第一过渡曲线段、大圆弧区段、预压缩区段和第二过渡曲线段；叶片设有定位于叶片外端两侧的第一唇口和第二唇口，大圆弧区段的圆心角大于第一唇口和第二唇口对应的中心夹角1~3度。通过圆心角略大于叶片两个唇口中心夹角的大圆弧区段，使得叶片的两个唇口在一个转动角度区间均与定子接触，叶片两个唇口得到平稳的切换，减少了泵流量的波动，保持了泵流量的平稳输出。

Description

一种双作用叶片泵

技术领域

本实用新型涉及一种液压泵技术，尤其涉及一种双作用的叶片泵技术。

背景技术

叶片泵是一种以叶片为挤子的壳体承压型液压泵，此种泵的发展历史悠久，在国内外许多古老的提水工具中常可以找到它的雏形。根据叶片从径向滑槽中滑出方式通常有弹簧加压叶片泵和柱销叶片泵。根据转子旋转一周所完成的吸油和压油循环次数通常有单作用叶片泵和多作用叶片泵。在多作用叶片泵中通常为双作用叶片泵。多作用叶片泵的定子内表面形似椭圆形，由两段半径为R 的大圆弧区段，两段半径为r 的小圆弧区段以及连接大小圆弧区段的四段过渡曲线段组成。

叶片泵的转子和定子同轴。转子上开有均匀分布的径向滑槽，矩形叶片安装在转子的径向滑槽内并可灵活伸缩。转子、叶片、定子都夹在前后两个配流盘中间。矩形叶片将两个配流盘和转子及定子间形成的空间沿圆周分割为与叶片数量（均为偶数）相同的密封工作腔。由于转子和定子间的径向距离在过渡曲线段沿圆周变化，故在转子旋转的过程中，这些密封工作腔会发生周期性的扩大和缩小变化。配流盘上开设的4个配油窗口分别与吸、压油口相通。转子在正向旋转时，叶片受离心力和叶片径向滑槽底部所通压力油的作用而紧贴定子内表面。当叶片从定子内表面的小圆弧区段向大圆弧区段移动时，密封工作腔的容积逐渐增大，通过配流盘上左上角和右下角的吸油窗口吸油；当从大圆弧区段向小圆弧区段移动时，密封工作腔的容积逐渐减小，通过配流盘上左下角和右上角的压油窗口压油。吸油区和压油区之间的一段封油区将吸、压油区隔开。转子每转一周，每一叶片在径向滑槽内往复滑动两次，每个密封工作腔完成吸油和压油动作各两次，故称为双作用叶片泵。由于双作用叶片泵定子内表面的矢径变化梯度比较大，要求在吸油区段的叶片具有更大的径向加速度才能确保其外端不脱空，然而由于运动摩擦力等的影响，仅靠叶片本身的离心力往往无法满足要求，故这种泵通常都使叶片径向槽底通过配流盘上开设的环形槽始终与泵的压油腔相联，从而将高压油引人所有叶片径向槽底部，借助液压力可使位于吸油区的叶片快速伸出。对于工作压力较高的泵而言，处于压油区的叶片顶部和底部的液压作用力可基本平衡。但引人吸油区叶片径向槽底部的液压力却又显著超过了使叶片伸出所需要的力，造成在此区段中的叶片与定子内表面的接触应力过大，致使摩擦阻力增加，机械效率下降，接触面磨损加剧（在吸油段终点附近尤甚），严重时还会因端部所受切线方向的阻力太大而导致叶片外伸部分折断。公告号为CN202833142U的中国实用新型公开了一种液压叶片泵，每个叶片下部装有一个或一个以上子叶片，每个转子槽底部装有一个或一个以上柱销，并各自形成相应的子叶片腔室和柱销腔室，可采用辅助阀控制供给子叶片腔室或柱销腔室压力流体通道的通断切换，有选择地对全部腔室或部分腔室提供压力流体，以改变在泵的容积扩大区段作用于叶片的压力流体腔室受力总面积，从而合理控制不同压力阶段叶片对定子内表面的压力，较好地避免了定子磨损失效。而公告号为CN204646656U的中国实用新型涉及一种双唇R角叶片，是针对解决现有同类产品中叶片结构设计欠佳，摩擦力较大，使用寿命较短的技术问题而设计。该叶片的叶片体分别设置于转子的叶片槽，其要点是所述叶片体与转子叶片槽底部的接触面侧为平面，另外三个侧面边沿分别设有圆弧槽，即圆弧槽的两侧边沿分别对称翘起设有圆弧R角，叶片体设有平面侧与圆弧槽侧之间相通的小孔或弹簧孔。而公开号为CN106662101A的中国发明专利申请公开了一种能够防止在反向旋转时定子与叶片分开的叶片泵。该叶片泵包括：定子；转子，其以旋转自由的方式设于定子内；多个叶片，其以沿着转子径向滑动自由的方式配设；吸入口，其与由定子、转子以及多个叶片划分形成的泵室中的容积逐渐增大的吸入分区连通；喷出口，其与泵室中的容积逐渐缩小的喷出分区连通，多个叶片分别形成有从在叶片的滑动方向的定子侧端部位于正向旋转方向前侧的前端部与位于正向旋转方向后侧的后端部之间连通到叶片下室的连通孔，定子的内周面形状形成为，位于吸入分区与喷出分区之间的预压缩区间的容积从转子的正向旋转方向上的预压缩区间的开始位置到结束位置按照在后端部通过开始位置之前仅前端部与定子的内周面抵接的梯度而逐渐缩小。该技术方案试图通过在叶片旋转方向后方的叶片后端与定子内周壁脱开，使叶片底腔通过连通孔与叶片旋转方向后方的工作腔连通，形成一使叶片与定子内周壁抵接的压力差，防止叶片脱空的目的。但由于该技术方案中将吸入分区与喷出分区之间的大圆弧分区改成了曲率呈逐渐缩小的预压缩区间，使得当叶片从曲率呈逐渐增大的吸入分区切换至曲率呈逐渐缩小的预压缩区间时，叶片以旋转方向的叶片后端与定子内周壁抵接突然切换到以叶片前端抵接，这一突然转变过程对泵流量输出平稳性会造成了严重的影响，当泵工作在150转速18MPa压力下，压力振摆将超过要求的0.1MPa。

发明内容

为了克服现有技术中双唇口叶片由于前后唇口的突然切换造成泵流量输出平稳性恶化的技术问题，本实用新型的一个目的在于提供一种双作用叶片泵，其通过使叶片在从过渡曲线段中由后唇口抵接向预压缩区段中由前唇口抵接切换中间设置一使叶片两个唇口同时抵接一定转角的区段，以减少两个唇口突然切换造成流量输出波动。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案实现：

一种双作用叶片泵，包括定子；转子，所述转子可转动地设置在所述定子的内腔中；所述转子包括转子体，所述转子体上设有周向均布的径向槽；叶片，所述叶片滑动设置在所述径向槽中；和弹性元件，所述弹性元件以使所述叶片从所述径向槽向外滑出方式设置在所述径向槽与叶片之间；其中，所述定子的定子曲线至少包括二个完成吸油和压油动作的作用区段；每个所述作用区段按所述叶片泵的转子正转动方向包括依次相连的小圆弧区段、第一过渡曲线段、大圆弧区段、预压缩区段和第二过渡曲线段；所述叶片设有定位于叶片外端两侧的第一唇口和第二唇口，所述大圆弧区段的圆心角大于所述第一唇口和第二唇口对应的中心夹角1~3度。通过在第一过度曲线段与预压缩区段之间设有一圆心角略大于叶片两个唇口的中心夹角的大圆弧区段，使得叶片的两个唇口在一个较小的转动角度区间均与定子接触，使叶片两个唇口得到平稳的切换，减少了泵流量的波动，保持了泵流量的平稳输出。

作为优选，所述大圆弧区段的圆心角大于所述第一唇口和第二唇口对应的中心夹角2度

作为优选，在所述叶片第一唇口和第二唇口之间设有与所述径向槽连通的通油孔。通过连通孔使得叶片下腔与旋转方向的前方密封工作腔连通，叶片径向不受液压力的作用，叶片两侧位于同一压力区，两侧压力相等，弹性元件的作用力和叶片的离心力只要大于叶片与径向滑槽间的摩擦阻力就能使叶片顺利滑出，与定子内表面形成可靠平稳的抵接。

为了减少叶片侧面与径向滑槽的接触面积，减少与径向滑槽的摩擦力，作为优选，在所述叶片的下部两侧面上均设有与所述通油孔连通的缺口。

具体地，在所述叶片的底部设有上座孔，在所述径向槽底部设有与所述上座孔对应的下座孔，所述弹性元件容置在所述上座孔与下座孔之间。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的通过在第一过度曲线段与预压缩区段之间设有一圆心角略大于叶片两个唇口的中心夹角的大圆弧区段，使得叶片的两个唇口在一个较小的转动角度区间均与定子接触，使叶片两个唇口得到平稳的切换，减少了泵流量的波动，保持了泵流量的平稳输出。

附图说明

图1为本实用新型双作用叶片泵的结构示意图；

图2为图1中A处的放大视图；

图3为本实用新型中转子的结构示意图；

图4为图3的剖视图；

图5为本实用新型中叶片的结构示意图；

图6为图5的侧视图；

图7为本实用新型中定子曲线与转子叶片的连接示意图；

图8为图7中B处的放大视图；

图中：

1、定子；10、小圆弧区段；11、第一过渡曲线段；12、大圆弧区段；13、预压缩区段；14、第二过渡曲线段；2、转子；20、转子体；201、径向滑槽；202、弹簧下座孔；203、叶片下腔；21、叶片；211、第一唇口；212、第二唇口；213、连通孔；214、缺口；215、弹簧上座孔；23、弹性元件；3、泵体；4、泵壳；5、第一配流盘；6、第二配流盘；7、密封工作腔。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”， “横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、 “前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。

此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本实用新型描述 中，“数个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本实用新型中的具体含义。

参见图1~图6，使用该定子的双作用叶片泵，包括泵体3、泵壳4、驱动轴、定子1、第一配流盘5、第二配流盘6和转子2。其中，第一配流盘5和第二配流盘6设置在该定子1的两侧，形成叶片泵的内腔，该转子2包括转子体20、滑动设置在转子体20周向均布的径向滑槽201中的叶片21、以及设置在叶片21底端与径向滑槽201底部之间的弹性元件23。该叶片21为双唇口叶片，设有第一唇口211和第二唇口212。在叶片21的底端与径向滑槽201底部之间形成了叶片下腔203。在叶片21上设有径向的连通孔213。该连通孔213定位于第一唇口211和第二唇口212之间并与叶片下腔203连通。在本实施例中，该连通孔213设有三个，并呈轴向均布。该弹性元件23的设置使得叶片21获得一个向外的径向推力，使叶片21能够与定子1的内腔壁抵接，将定子1的内腔分隔形成多个密封工作腔7。

参见图7和图8，该叶片泵的定子1内腔的内周面通过形成定子横截面曲线的定子曲线来定义。该定子曲线包括两个作用区段，每个作用区段的构成按转子正向转动方向包括：小圆弧区段10、第一过渡曲线段11、大圆弧区段12、预压缩区段13和第二过渡曲线段14。其中，大圆弧区段13设有对应的圆心角α。

当转子逆时针正向转动时，在小圆弧区段10，叶片21的第一唇口211和第二唇口212均与定子内腔壁抵接，叶片21转动到第一过渡曲线段11时，由于该区段曲率呈逐渐增大，叶片21上的第二唇口212脱开，只通过叶片21上的第一唇口211与定子1内腔周壁抵接，此时，通过叶片21上的连通孔213使得叶片下腔203与叶片21前方的密封工作腔7连通，叶片21上下的压力相等，叶片21通过弹性元件23仅克服叶片21与径向滑槽201的摩擦力即可滑出，保持与定子21内腔周壁的可靠抵接，并防止压力过大而造成叶片21损坏。本实用新型的定子1在第一过渡曲线段11与预压缩区段13交接处还设有的大圆区段12，使得当叶片21从第一过渡曲线段11切换到预压缩区段13时，先经过该大圆弧区段12。在该大圆弧区段12，为了使叶片21的第一唇口211和第二唇口212均与定子1内腔周壁抵接，使叶片21两个唇口与定子1接触的平稳切换。该大圆弧区段12对应的圆心角α应大于叶片第一唇口和第二唇口的中心夹角β。但该圆心角α增大，会使得预压缩区段13对应的中心夹角变小，预压缩变化值变大，造成泵在预压缩区段13工作平稳性会变差。而定子单位预压缩量变化值越小，工作平稳性越好，因此在预压缩量一定的情况下，预压缩区段13对应中心角越大，单位预压缩变化值越小，泵工作平稳性越好。所以大圆弧区段12的中心角α必须大于叶片两个唇口对应的中心角β而又不能太大，一般情况只取叶片两唇口对应中心角β加1~3度左右。在本实施例中，该大圆弧区段12的圆心角α比叶片第一唇口和第二唇口的圆心夹角β大2度。

而泵在顺时针方向反转时，叶片在预压缩区段13以第二唇口212与定子1内腔周壁抵接，第一唇口211脱开，叶片下腔203通过连通孔213与叶片21旋转方向的前方密封工作腔连通，叶片21上下油压相等，弹性元件23只要能克服叶片21与径向滑槽201的摩擦力就可以滑出并保持与定子1内腔周壁的可靠抵接，同时也防止压力过大而造成叶片21损坏。

进一步地，本实施例中的弹性元件23设置在弹簧上座孔215和弹簧下座孔202之间。该弹簧上座孔215与连通孔213呈同轴扩孔设置，该弹簧下座孔202设置在径向滑槽201的底部。该结构使得弹性元件23的设置更加可靠，受力更加均匀平稳。再进一步地，在该叶片21对应该弹簧上座孔215的两侧设有与弹簧上座孔215及连通孔213连通的缺口214。该缺口214的设置使得叶片21侧面减少了与径向滑槽201的接触面积，同时，来自叶片下腔203的油液对叶片21形成更好的润滑，有效减少了与径向滑槽201的摩擦力。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种双作用叶片泵，其特征在于：包括定子； 转子，所述转子可转动地设置在所述定子的内腔中；所述转子包括转子体，所述转子体上设有周向均布的径向槽； 叶片，所述叶片滑动设置在所述径向槽中；和 弹性元件，所述弹性元件以使所述叶片从所述径向槽向外滑出方式设置在所述径向槽与叶片之间；其中，所述定子的定子曲线至少包括二个完成吸油和压油动作的作用区段；每个所述作用区段按所述叶片泵的转子正转动方向包括依次相连的小圆弧区段、第一过渡曲线段、大圆弧区段、预压缩区段和第二过渡曲线段；所述叶片设有定位于叶片外端两侧的第一唇口和第二唇口，所述大圆弧区段的圆心角大于所述第一唇口和第二唇口对应的中心夹角1~3度。

2.根据权利要求1所述的双作用叶片泵，其特征在于：所述大圆弧区段的圆心角大于所述第一唇口和第二唇口对应的中心夹角2度。

3.根据权利要求1或2所述的双作用叶片泵，其特征在于：在所述叶片第一唇口和第二唇口之间设有与所述径向槽连通的通油孔。

4.根据权利要求3所述的双作用叶片泵，其特征在于：在所述叶片的下部两侧面上均设有与所述通油孔连通的缺口。

5.根据权利要求1或2所述的双作用叶片泵，其特征在于：在所述叶片的底部设有上座孔，在所述径向槽底部设有与所述上座孔对应的下座孔，所述弹性元件容置在所述上座孔与下座孔之间。

6.根据权利要求3所述的双作用叶片泵，其特征在于：在所述叶片的底部设有上座孔，在所述径向槽底部设有与所述上座孔对应的下座孔，所述弹性元件容置在所述上座孔与下座孔之间。

7.根据权利要求4所述的双作用叶片泵，其特征在于：在所述叶片的底部设有上座孔，在所述径向槽底部设有与所述上座孔对应的下座孔，所述弹性元件容置在所述上座孔与下座孔之间。

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