CN216044388U - 一种可变量低脉动齿轮泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可变量低脉动齿轮泵，包括泵壳、转动安装在所述泵壳内的主动轴和从动轴，其特征在于，所述主动轴上安装有多个主动齿轮，所述从动轴上安装有多个从动齿轮，各所述主动齿轮与各所述从动齿轮一一对应相互啮合，以此形成多个独立啮合的齿轮单元。本实用新型有助于解决一般齿轮泵流量大、压力脉动大、不平稳，一般多级齿轮泵占用空间较大，结构紧凑性且流量无法调节的问题。

Description

一种可变量低脉动齿轮泵

技术领域

本实用新型涉及齿轮泵技术领域，具体地说涉及一种可变量低脉动齿轮泵。

背景技术

液压传动作为现代液压技术的一个重要方面，其应用领域十分广泛。在液压传动系统中，液压泵将动力机械输出的机械能，转化为流动液体的压力能，驱动系统中的液压执行装置，完成各项输出动作。液压泵是液压系统的动力源，若没有液压泵的能量转化环节，则执行元件将无法工作。齿轮泵的结构和工艺在各类液压泵中最为简单，并具有价格低、可靠性高、寿命长、抗污染以及自吸能力强等多方面优势，因此在液压传动与控制技术中，齿轮泵的应用占很大比重，它广泛应用于机床、轻工、冶金、矿山、船舶航空、石油化工等机械产品的液压系统中。

齿轮泵同时存在诸多缺点，主要是流量和压力脉动大，存在内部泄漏，噪声较大，动态性能差，排量不可变，高温效率低等，其中流量脉动问题尤为突出，它严重制约着齿轮泵的应用，因为泵的流量脉动大，不仅会使液压缸运动的平稳性、液压马达回转的均匀性变差，而且会引起压力脉动，进而使管道、阀门乃至整个系统振动，严重时会产生共振，引发强烈的噪声，这对轴、轴承、接头及密封都有破坏性的影响。如何减小齿轮泵的脉动已成为各国学者深入研究的课题。

目前，在一些压力平稳性要求较高的液压系统中，很少采用齿轮泵。为了减小齿轮泵的压力脉动，通常采用多级并联的形式，但是多级并联系统装配困难，并且占用空间较大，结构紧凑性差。另外，还可通过在齿轮泵外部系统中安装滤波器，合理改善泵外系统阻抗，也能够降低齿轮泵的压力脉动，但是这种方法是从改善液压系统的性能出发，并没有对齿轮泵本生进行优化。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种装配简单、结构紧凑、压力脉动幅值低、频率高以及可控制齿轮泵流量的可变量低脉动齿轮泵。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种可变量低脉动齿轮泵，包括泵壳、转动安装在所述泵壳内的主动轴和从动轴，所述主动轴上安装有多个主动齿轮，所述从动轴上安装有多个从动齿轮，各所述主动齿轮与各所述从动齿轮一一对应相互啮合，以此形成多个独立啮合的齿轮单元；

从第一组所述齿轮单元开始，多个所述主动齿轮和多个所述从动齿轮分别依次沿转动反方向偏转角度θ，即相邻所述主动齿轮的轮齿夹角为θ度，相邻所述从动齿轮的轮齿夹角为θ度。

进一步的，所述角度θ的大小为360/(齿数Z×齿轮单元数n)。

进一步的，多个所述齿轮单元中每相邻的两个所述齿轮单元间均设置有端面挡板，且所述端面挡板将相邻的所述齿轮单元封隔。

进一步的，所述泵壳上分别开设有进油口，所述泵壳内相应所述进油口的位置处滑动设置有调流阀，且所述调流阀与多个所述端面挡板滑动密封配合，用于控制所述进油口与多个所述齿轮单元的通断。

进一步的，所述调流阀包括阀块以及转动设置在所述阀块内的旋转销，所述旋转销的一端露在所述阀块外，另一端设置有转动键，所述阀块上开设有让位口，所述转动键可随着所述旋转销的转动没入所述让位口内而不干涉所述阀块与所述端面挡板之间的滑动，所述转动键也可随着所述旋转销的转动突出于所述让位口而卡入相邻两个所述端面挡板之间。

进一步的，所述端面挡板采用耐磨的金属或非金属材料。

进一步的，还包括与所述主动轴和所述从动轴转动连接的前浮动补偿板和后浮动补偿板以及分别设置在所述泵壳的两侧的前端盖和后端盖。

进一步的，所述前浮动补偿板和所述后浮动补偿板的内侧面与所述泵壳间还分别设置有前密封垫片和后密封垫片。

进一步的，所述泵壳上开有出油口，所述前浮动补偿板和所述后浮动补偿板的外侧面均分别开设有高压油槽，所述泵壳上的前端和后端分别开设有用于使相应所述高压油槽与所述出油口的高压区域连通的油道。

本实用新型的有益效果体现在：

1.与普通齿轮泵相比，可变量低脉动齿轮泵的压力脉动幅值低、频率高，流量输出平稳、连续，可用于对压力平稳性要求较高的液压系统。

2.与多级齿轮泵并联相比，可变量低脉动齿轮泵的操作更方便，并且具有体积小、重量轻、结构紧凑的优势。

3.通过调流阀可实现各齿轮单元入口的关闭功能，在不改变齿轮泵转速的条件下，能够对齿轮泵的流量进行调节。

附图说明

图1是本实用新型可变量低脉动齿轮泵结构分解示意图；

图2是本实用新型可变量低脉动齿轮泵端面结构示意图；

图3是本实用新型角度θ结构示意图；

图4是本实用新型多个齿轮单元结构示意图；

图5是本实用新型可变量低脉动齿轮泵半剖结构示意图；

图6是本实用新型调流阀位置示意图；

图7是本实用新型调流阀部分结构剖视图。

附图中各部件的标记为：1、主动齿轮组；2、从动齿轮组；3、端面挡板；4、主动轴；5、从动轴；6、泵壳；7、前密封垫片；8、后密封垫片；9、前浮动补偿板；10、后浮动补偿板；11、前端盖；12、后端盖；13、阀块；131、让位口；14、旋转销；15、转动键；16、进油口；17、出油口；18、油道；19、高压油槽；20、调流阀。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，“多个”指两个以上。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

参见图1至图4。

本实用新型可变量低脉动齿轮泵，包括泵壳6、转动安装在所述泵壳6内的主动轴4和从动轴5，所述主动轴4上安装有多个主动齿轮，所述从动轴5上安装有多个从动齿轮，各所述主动齿轮与各所述从动齿轮一一对应相互啮合，以此形成多个独立啮合的齿轮单元；

从第一组所述齿轮单元开始，多个所述主动齿轮和多个所述从动齿轮分别依次沿转动反方向偏转角度θ，即相邻所述主动齿轮的轮齿夹角为θ度，相邻所述从动齿轮的轮齿夹角为θ度。在本实施例中，上述中“多个”为两个以上，多个主动齿轮设置有四个分别为1A、1B、1C、1D，从齿轮1A开始，之后的每个主动齿轮依次沿转动反向偏转相位角θ，多个从动齿轮设置有四个分别为2A、2B、2C、2D，从齿轮2A开始，之后的每个从动齿轮依次沿转动反向偏转相位角θ，除1A和2A形成的齿轮单元为完全啮合状态，剩下的齿轮单元均为非完全啮合状态。

本实用新型可变量低脉动齿轮泵的多个主动齿轮以及主动轴4 组成主动齿轮组1，多个从动齿轮以及从动轴5组成从动齿轮组2，主动齿轮组1与从动齿轮组2中相互啮合的一组主动齿轮和从动齿轮构成一个齿轮单元，多个齿轮单元使得齿轮泵的输出流量进行叠加，从而使得齿轮泵的总体输出流量脉动降低，根据齿轮的变化规律可知，可变量低脉动齿轮泵的压力脉动频率为(齿数Z×齿轮单元数n)/2π，压力脉动的幅值为(齿轮幅值A/齿轮单元数n)；因此，齿轮单元的数量越多，压力脉动的幅值越小、频率越大，因此齿轮泵的输出更加连续、平稳，同时该齿轮泵体积小、装配简单、结构紧凑便于投入使用。

在一实施例中，参见图3，所述角度θ的大小为360/(齿数Z ×齿轮单元数n)。这样设计，可以使得当第一组齿轮单元的齿轮完全啮合时，下一组齿轮单元的齿轮还需转动θ角度才能完全啮合，第 n组齿轮单元完成啮合运动时，第一单元的齿轮转动θ角度后再一次实现完全啮合，即多个依次排列的主动齿轮的轮齿间存在角度偏差，多个依次排列的从动齿轮的轮齿间存在角度偏差。

在一实施例中，参见图4和图5，多个所述齿轮单元中每相邻的两个所述齿轮单元间均设置有端面挡板3，且所述端面挡板3将相邻的所述齿轮单元封隔。设置的端面挡板3有三个分别为3A、3B、3C，设置的端面挡板3形状与泵壳6内腔截面形状相同，端面挡板3与齿轮单元的端面紧密接触，并与泵壳6内壁面紧密契合，实现每个齿轮单元的轴向和径向密封，将每个齿轮单元形成独立的齿轮泵油区。

在一实施例中，参见图2和图5，所述泵壳6上分别开设有进油口16，所述泵壳6内相应所述进油口16的位置处滑动设置有调流阀 20，且所述调流阀20与多个所述端面挡板3滑动密封配合，用于控制所述进油口16与多个所述齿轮单元的通断。这样设计，可通过调流阀20在不改变齿轮泵转速的条件下，能够对齿轮泵的流量进行调节。

在一实施例中，参见图6和图7，所述调流阀20包括阀块13以及转动设置在所述阀块13内的旋转销14，所述旋转销14的一端露在所述阀块13外，另一端设置有转动键15，所述阀块13上开设有让位口131，所述转动键15可随着所述旋转销14的转动没入所述让位口131内而不干涉所述阀块13与所述端面挡板3之间的滑动，所述转动键15也可随着所述旋转销14的转动突出于所述让位口131而卡入相邻两个所述端面挡板3之间。这样设计，使得调节状态下，转动键15收纳于所述让位口131中，阀块13可滑动，固定状态下，转动键15转出让位口131，突出所述阀块13表面，且所述转动键15 卡设在相邻的两个所述端面挡板3间，所述阀块13不可滑动。

在一实施例中，参见图4，所述端面挡板3采用耐磨的金属或非金属材料。这样设计，可以有效的防止端面挡板3出现腐蚀生锈的情况。

在一实施例中，参见图1和图2，还包括与所述主动轴4和所述从动轴5转动连接的前浮动补偿板9和后浮动补偿板10以及分别设置在所述泵壳6的两侧的前端盖11和后端盖12。设置的前浮动补偿板9设置在前端盖11与泵壳6之间的位置处，设置的后浮动补偿板 10设置在后端盖12与泵壳6之间的位置处，设置的主动轴4的一端转动与前端盖11转动连接、另一端穿过后浮动补偿板10以及后端盖 12伸出泵壳6外连接有动力输入设备，设置的从动轴5的两端分别与前端盖11以及后端盖12转动连接，设置的前端盖11和后端盖12 通过螺栓连接的方式紧密固定在泵壳6的两侧。

在一实施例中，参见图1和图5，所述前浮动补偿板9和所述后浮动补偿板10的内侧面与所述泵壳6间还分别设置有前密封垫片7 和后密封垫片8。这样设计，可以保持前浮动补偿板9和后浮动补偿板10与泵壳6之间的密封性，有效的防止齿轮泵中的液体进入缝隙处，在本实施例中，设置的前密封垫片7和后密封垫片8材质为氟橡胶或硅胶。

在一实施例中，参见图5，所述泵壳6上开有出油口17，所述前浮动补偿板9和所述后浮动补偿板10的外侧面均分别开设有高压油槽19，所述泵壳6上的前端和后端分别开设有用于使相应所述高压油槽19与所述出油口17的高压区域连通的油道18。在本实施例中，前浮动补偿板9中的高压油槽19为19A，后浮动补偿板10中的高压油槽19为19B，泵壳6上的两个油道18分别为18A和18B，这样设计，使得齿轮泵在工作时，一部分液体可随油道18进入高压油槽19，保持齿轮泵结构的稳定性。

应当理解本文所述的例子和实施方式仅为了说明，并不用于限制本实用新型，本领域技术人员可根据它做出各种修改或变化，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 (9)

1.一种可变量低脉动齿轮泵，包括泵壳、转动安装在所述泵壳内的主动轴和从动轴，其特征在于，所述主动轴上安装有多个主动齿轮，所述从动轴上安装有多个从动齿轮，各所述主动齿轮与各所述从动齿轮一一对应相互啮合，以此形成多个独立啮合的齿轮单元；

从第一组所述齿轮单元开始，多个所述主动齿轮和多个所述从动齿轮分别依次沿转动反方向偏转角度θ，即相邻所述主动齿轮的轮齿夹角为θ度，相邻所述从动齿轮的轮齿夹角为θ度。

2.根据权利要求1所述的可变量低脉动齿轮泵，其特征在于，所述角度θ的大小为360/(齿数Z×齿轮单元数n)。

3.根据权利要求1所述的可变量低脉动齿轮泵，其特征在于，多个所述齿轮单元中每相邻的两个所述齿轮单元间均设置有端面挡板，且所述端面挡板将相邻的所述齿轮单元封隔。

4.根据权利要求3所述的可变量低脉动齿轮泵，其特征在于，所述泵壳上分别开设有进油口，所述泵壳内相应所述进油口的位置处滑动设置有调流阀，且所述调流阀与多个所述端面挡板滑动密封配合，用于控制所述进油口与多个所述齿轮单元的通断。

5.根据权利要求4所述的可变量低脉动齿轮泵，其特征在于，所述调流阀包括阀块以及转动设置在所述阀块内的旋转销，所述旋转销的一端露在所述阀块外，另一端设置有转动键，所述阀块上开设有让位口，所述转动键可随着所述旋转销的转动没入所述让位口内而不干涉所述阀块与所述端面挡板之间的滑动，所述转动键也可随着所述旋转销的转动突出于所述让位口而卡入相邻两个所述端面挡板之间。

6.根据权利要求4所述的可变量低脉动齿轮泵，其特征在于，所述端面挡板采用耐磨的金属或非金属材料。

7.根据权利要求1所述的可变量低脉动齿轮泵，其特征在于，还包括与所述主动轴和所述从动轴转动连接的前浮动补偿板和后浮动补偿板以及分别设置在所述泵壳的两侧的前端盖和后端盖。

8.根据权利要求7所述的可变量低脉动齿轮泵，其特征在于，所述前浮动补偿板和所述后浮动补偿板的内侧面与所述泵壳间还分别设置有前密封垫片和后密封垫片。

9.根据权利要求7所述的可变量低脉动齿轮泵，其特征在于，所述泵壳上开有出油口，所述前浮动补偿板和所述后浮动补偿板的外侧面均分别开设有高压油槽，所述泵壳上的前端和后端分别开设有用于使相应所述高压油槽与所述出油口的高压区域连通的油道。

Images