CN219119442U - 一种等宽曲线轨道滚柱泵 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种等宽曲线轨道滚柱泵，它包括定子、滚柱、转子和配流轴，定子上设置有横截面为等宽曲线的空腔，空腔内设置有与定子同轴心的配流轴和套设在配流轴上的转子，转子上设置有U型槽和连通U型槽与配流轴的连通孔，所述滚柱活动设置在U型槽内；定子内壁上交错设置有叶片腔高压排液口和叶片腔低压吸液口，配流轴上交错设置有柱塞腔高压排液口和柱塞腔低压吸液口。本实用新型利用等宽曲线轨道实现一周期内的多次吸排液，提高泵的工作效率，可完全利用泵内的有效变化体积，实现泵的吸排液量最大化，并在增加排量的同时提高了滚柱泵工作的连贯性和平稳性。

Description

一种等宽曲线轨道滚柱泵

技术领域

本申请涉及液压泵技术领域，具体涉及一种等宽曲线轨道滚柱泵。

背景技术

传统的容积泵主要是柱塞泵和叶片泵，多数为单作用或者双作用的结构，泵的排量比较低。公开号为CN212508800U的专利文献公开了一种滚柱燃油泵，包括机壳、弧形磁钢块、转子、电刷、刷架、端盖、后盖及滚柱泵组件；燃油从后盖的进油口进来，经过滚柱泵组件，再经过机壳内部腔体，从端盖的出油口出去。该滚柱燃油泵因为真空度高，吸力大等特点，可以解决因叶轮泵产生的气阻而不吸油的问题，油泵及总成可以安装于油箱的外部，且不受位置限制。但该滚柱泵采用的是偏心圆轨道，转子旋转一周只能实现一次吸排动作，无法完全利用泵内的可变容积，泵的排量比较低。同时，该滚柱泵结构由于采用偏心圆轨道导致震动较大，具有排液不平稳、不连贯的缺陷。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种等宽曲线轨道滚柱泵，利用等宽曲线轨道实现一周期内的多次吸排液，提高泵的工作效率，可完全利用泵内的有效变化体积，实现泵的吸排液量最大化，并在增加排量的同时提高了滚柱泵工作的连贯性和平稳性。

本实用新型采取的技术方案是：一种等宽曲线轨道滚柱泵，包括定子、滚柱、转子和配流轴，所述定子上设置有横截面为等宽曲线的空腔，所述空腔内设置有与定子同轴心的配流轴和套设在配流轴上的转子，所述转子上设置有U型槽和连通U型槽与配流轴的连通孔，所述滚柱活动设置在U型槽内；相邻两滚柱、定子内壁和转子外壁构成的周期性变化的封闭区域为叶片腔，定子内壁上交错设置有叶片腔高压排液口和叶片腔低压吸液口；所述U型槽和滚柱构成的周期性变化的封闭区域为柱塞腔，配流轴侧壁上交错设置有柱塞腔高压排液口和柱塞腔低压吸液口，配流轴一端中央设置有配流轴高压排液出口，环绕配流轴高压排液出口设置有配流轴低压吸液入口，所述配流轴高压排液出口与所述柱塞腔高压排液口连通，配流轴低压吸液入口与所述柱塞腔低压吸液口一一对应连通，所述柱塞腔低压吸液口上还设置有低压吸液连接孔。

进一步地，所述空腔的横截面为三角等宽曲线，所述空腔的三面侧壁上均至少设置有一对叶片腔高压排液口和叶片腔低压吸液口。

进一步地，所述柱塞腔高压排液口和柱塞腔低压吸液口的总数与叶片腔高压排液口和叶片腔低压吸液口的总数相同。

进一步地，所述滚柱的数量N＞2n，其中，n为所述等宽曲线的边数。

本实用新型的有益效果在于：

（1）本申请采用等宽曲线轨道，尤其是三角等宽曲线轨道，能够在一个周期内实现三作用，即三次吸排液；在转子转动过程中，滚柱一边沿着定子的内壁的等宽曲线运动，一边在U型槽内滑动，当转子转动一圈时，滚柱能够分别3次滑动到U型槽最远端和最近端，故可以实现三作用，提高滚柱泵的工作效率；

（2）在每次吸排液过程中，吸液和排液都是共同进行，工作连贯；泵内有效体积分为叶片腔和柱塞腔两个部分分别进行吸排液，从而完全利用了有效变化体积；同时由于三作用需要的配流口比较多，不适用于用前后盖配流的模式，故本实用新型采用了配流轴与定子径向开口结合的模式进行配流，实现叶片腔排液和柱塞腔的中心排液；

（3）本实用新型的定子、转子和配流轴为同轴心设计，可有效缓解现有技术中因偏心圆轨道而产生的较大震动，从而实现平稳和连贯排液。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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它的附图。

图1为本实用新型实施例的爆炸结构示意图；

图2为本实用新型实施例的结构示意图，其中（a）为本实用新型实施例的右视图，（b）为沿（a）中剖面线A-A剖开的轴向剖视图；

图3为本实用新型实施例中配流轴的结构示意图，其中，（a）为配流轴的立体图，（b）为配流轴的俯视图，（c）为沿（b）中剖面线B-B剖开的剖视图；

图4为本实用新型实施例中定子内壁三角等宽曲线的示意图。

附图标记解释：10-定子，11-空腔，12-叶片腔高压排液口，13-叶片腔低压吸液口，14-三角等宽曲线大圆弧，15-三角等宽曲线小圆弧，16-滚柱中心的运动轨迹，20-滚柱，30-转子，31-连通孔，32-U型槽，40-配流轴，41-柱塞腔高压排液口，42-柱塞腔低压吸液口，43-配流轴高压排液出口，44-配流轴低压吸液入口，45-低压吸液连接孔，50-叶片腔，51-柱塞腔。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开的具体实施例的限制。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所述领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样， “一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。 “连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。 “上”、 “下”、 “左”、 “右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

如图1~图4所示，一种等宽曲线轨道滚柱泵，包括定子10、滚柱20、转子30和配流轴40。所述定子10上设置有横截面为等宽曲线的空腔11，所述空腔11内设置有与定子10同轴心的配流轴40和套设在配流轴40上的转子30。电机通过联轴器可驱动转子30在定子10内进行转动。所述转子30上设置有U型槽32和连通U型槽32与配流轴40的连通孔31，所述滚柱20活动设置在U型槽32内。在转子30的转动过程中，滚柱20沿着转子30上的U型槽32做往复运动，同时沿着定子10上的空腔11内壁做圆周运动；相邻两滚柱20、定子10内壁和转子30外壁构成的周期性变化的封闭区域为叶片腔50，定子10内壁上交错设置有叶片腔高压排液口12和叶片腔低压吸液口13，用于叶片腔50区域的吸排液运动，所述空腔11的每面侧壁上均至少设置有一对叶片腔高压排液口12和叶片腔低压吸液口13；U型槽32和滚柱20构成的周期性变化的封闭区域为柱塞腔51，配流轴40侧壁上交错设置有柱塞腔高压排液口41和柱塞腔低压吸液口42，配流轴40一端中央设置有配流轴高压排液出口43，环绕配流轴高压排液出口43设置有配流轴低压吸液入口44，所述配流轴高压排液出口43与所述柱塞腔高压排液口41连通，配流轴低压吸液入口44与所述柱塞腔低压吸液口42一一对应连通，用于柱塞腔51区域的吸排液运动，所述柱塞腔高压排液口41和柱塞腔低压吸液口42的总数与叶片腔高压排液口12和叶片腔低压吸液口13的总数相同。所述柱塞腔低压吸液口42上还设置有低压吸液连接孔45，用于连通各个柱塞腔低压吸液口42，实现稳定吸液。转子30转动一周，柱塞腔51和叶片腔50都能够实现n次周期性的体积变化，从而实现n次吸排液功能，n为所述等宽曲线的边数，所述滚柱20的数量N＞2n。柱塞腔低压吸液口42和柱塞腔高压排液口41都在配流轴40中，连通孔31与配流轴40连通，实现柱塞腔的吸排液。叶片腔高压排液口12和叶片腔低压吸液口13都在定子10中，并与外界相连，实现叶片腔的吸排液运动。

在实用新型实施例中，所述空腔11的横截面为三角等宽曲线，即n = 3。所述空腔11的三面侧壁上均设置有一对叶片腔高压排液口12和叶片腔低压吸液口13，即整个定子10上设置有三个叶片腔高压排液口12和三个叶片腔低压吸液口13，叶片腔高压排液口12和叶片腔低压吸液口13相互交错设置。配流轴40设置有三个柱塞腔高压排液口41和三个柱塞腔低压吸液口42，柱塞腔高压排液口41和柱塞腔低压吸液口42相互交错设置。所述滚柱20的数量N = 7。

本实用新型实施例的工作原理如下：

转子30转动时，滚柱20沿着转子30上的U型槽32做往复运动，同时沿着定子10上的空腔11内壁做圆周运动，使得叶片腔和柱塞腔分别产生周期性的体积变化。转子30转动一周，柱塞腔和叶片腔都能够实现三次周期性的体积变化。如图4所示，空腔11横截面的三角等宽曲线由三段相切的三角等宽曲线大圆弧14和三角等宽曲线小圆弧15构成，三角等宽曲线大圆弧14和三角等宽曲线小圆弧15交错设置。滚柱中心的运动轨迹16如图4中的虚线所示，泵内的有效变化体积跟滚柱20中心极径大小成正比关系，而滚柱20沿着空腔11内壁转动一周中的过程中会有三次处于极径的极大值r ₁和极小值r ₂的位置，从而产生三次吸排液运动。

以叶片腔50为例，随着转子30转动，叶片腔50的有效体积逐渐减小，此时叶片腔50由低压吸液状态转变为高压排液状态，液体从叶片腔50经叶片腔高压排液口12排出；当叶片腔50的体积达到极小值后，叶片腔50的有效体积随着转子30的转动逐渐增大，此时叶片腔50由高压排液状态转变为低压吸液状态，液体从叶片腔低压吸液口13进入叶片腔50；当叶片腔50的体积达到极大值后，叶片腔50的有效体积随着转子30的转动逐渐减小，此时叶片腔50又由低压吸液状态转变为高压排液状态，如此进行周期性往复。

以柱塞腔51为例，随着转子30转动，柱塞腔51的有效体积逐渐减小，此时柱塞腔51由低压吸液状态转变为高压排液状态，液体从柱塞腔51经柱塞腔高压排液口41排出，并进入配流轴40的配流轴高压排液出口43中，再排出到泵外；当柱塞腔51的体积达到极小值后，柱塞腔51的有效体积随着转子30的转动逐渐增大，此时柱塞腔51由高压排液状态转变为低压吸液状态，液体从配流轴低压吸液入口44进入柱塞腔低压吸液口42，此时，低压吸液连接孔45连通了三个柱塞腔低压吸液口42，保证泵吸入工作的稳定；液体通过柱塞腔低压吸液口42进入柱塞腔51；当柱塞腔51的体积达到极大值后，柱塞腔51的有效体积随着转子30的转动逐渐减小，此时柱塞腔51又由低压吸液状态转变为高压排液状态，如此进行周期性往复。

由于转子30转动一圈，叶片腔50和柱塞腔51均能达到三次极大值和极小值，所以实现了三次吸排液功能。

本实用新型实施例把泵内的有效变化体积分为叶片腔50和柱塞腔51两个部分，叶片腔50和柱塞腔51不连通，采用定子10侧面配流和配流轴40配流结合的方式进行配流，实现了泵内有效变化体积利用最大化的效果，克服了叶片腔50和柱塞腔51两部分体积峰值不在一个角度，从而影响了的有效变化体积的利用的缺陷。三角等宽曲线轨道具有三个峰值，能够实现一个周期内三次吸排液，相对于单次吸排液，增加排量的同时，提高了工作的连贯性和平稳性。由于本实用新型实施例的定子10、转子30和配流轴40为同轴心设计，可有效缓解现有技术中因偏心圆轨道而产生的较大震动，从而实现平稳和连贯排液。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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 (4)

1.一种等宽曲线轨道滚柱泵，其特征在于，包括定子、滚柱、转子和配流轴，所述定子上设置有横截面为等宽曲线的空腔，所述空腔内设置有与定子同轴心的配流轴和套设在配流轴上的转子，所述转子上设置有U型槽和连通U型槽与配流轴的连通孔，所述滚柱活动设置在U型槽内；相邻两滚柱、定子内壁和转子外壁构成的周期性变化的封闭区域为叶片腔，定子内壁上交错设置有叶片腔高压排液口和叶片腔低压吸液口；所述U型槽和滚柱构成的周期性变化的封闭区域为柱塞腔，配流轴侧壁上交错设置有柱塞腔高压排液口和柱塞腔低压吸液口，配流轴一端中央设置有配流轴高压排液出口，环绕配流轴高压排液出口设置有配流轴低压吸液入口，所述配流轴高压排液出口与所述柱塞腔高压排液口连通，配流轴低压吸液入口与所述柱塞腔低压吸液口一一对应连通，所述柱塞腔低压吸液口上还设置有低压吸液连接孔。

2.根据权利要求1所述的一种等宽曲线轨道滚柱泵，其特征在于，所述空腔的横截面为三角等宽曲线，所述空腔的三面侧壁上均至少设置有一对叶片腔高压排液口和叶片腔低压吸液口。

3.根据权利要求1所述的一种等宽曲线轨道滚柱泵，其特征在于，所述柱塞腔高压排液口和柱塞腔低压吸液口的总数与叶片腔高压排液口和叶片腔低压吸液口的总数相同。

4.根据权利要求1所述的一种等宽曲线轨道滚柱泵，其特征在于，所述滚柱的数量N＞2n，其中，n为所述等宽曲线的边数。

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