[發明專利]可變量全水潤滑軸向柱塞式水泵

有效

• 申請號: 201410767562.9
• 申請日: 2014-12-11
• 公開（公告）號: CN104612956A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 劉銀水;李壯云;湯振宇;吳德發;李東林;楊曙東;李曉暉;孫曉浩;胡浩龍
• 申請（專利權）人: 無錫市華科力士水液壓有限公司
• 主分類號: F04B49/22
• 分類號: F04B49/22;F04B53/00;F04B53/18
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 任立

技術領域

本發明涉及一種柱塞泵，具體地說是一種可變量全水潤滑軸向柱塞式水泵，屬于柱塞泵技術領域。

背景技術

隨著社會經濟飛速發展，人類對資源的消耗日益嚴重，為應對資源緊缺所帶來的問題，各國均將目光投向了資源富饒的海洋。開發海底資源，需要一系列的海洋工具，潛水器是海洋開發裝備中的關鍵設備之一。潛水器廣泛應用于海洋勘探、科學考察及軍事偵察等海洋活動中。水液壓系統是潛水器的重要子系統之一，直接以天然海水代替液壓油作工作介質的水液壓傳動技術具有與海洋環境相容、無環境污染、抗燃性好、效率高、操作簡單、性能穩定等特點，在海洋環境條件下具有獨特的使用優勢，在所有海洋開發及海軍裝備等領域均具有極其廣闊的應用前景。作為水液壓系統的核心動力元件，水液壓泵性能的優劣對整個海水液壓系統的性能有決定性的影響。

目前，在世界各國所進行的海洋活動中，潛水器中所使用的海水泵絕大多數為柱塞結構形式。美國許多深海潛水器所使用水液壓泵為閥配流軸向斜盤柱塞泵，日本川崎重工所研制的海洋潛水器采用的也為閥配流軸向斜盤柱塞泵。自1996起，國內也研制出了多款水液壓泵用于海洋開發活動中,且均表現出了比較優異的性能，應用比較成功。

但是上述大部分柱塞泵均采用油水分離式結構，泵內關鍵摩擦副采用液壓油潤滑，工作介質為海水，這種結構存在液壓油泄漏從而污染海洋環境的風險；另一方面，這些柱塞泵均為定量泵，該泵的驅動功率一般按最大工作壓力時所需的功率配置。受驅動功率的限制，在壓力較高情況下，只能小流量工作，而在壓力低時，有足夠的功率余量，但也只能輸出小流量，從而使得系統工作效率低，不利于潛器浮力調節系統的小型化。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，克服現有技術的缺點，提供一種可變量全水潤滑軸向柱塞式水泵，能夠利用過濾后的自來水或海水作為工作介質和潤滑介質，能夠實現高壓時自動變量，從而在驅動功率不變的情況下，實現低壓大流量，高壓小流量，提高系統的工作效率。

為了解決以上技術問題，本發明提供一種帶可變量全水潤滑軸向柱塞式水泵，包括主要由前端蓋、泵殼體、缸體和后端蓋組成的外殼，以及設置在所述外殼內的配流閥、卸荷機構、回程機構、柱塞、滑靴、主軸和斜盤組件；

所述主軸的動力輸入端由所述前端蓋穿出，并與所述前端蓋之間采用機械密封，所述主軸的動力輸出端在所述泵殼體內與所述斜盤相連，所述主軸采用半軸支撐方式設置在所述泵殼體內；

所述缸體外側設有進水口和出水口，在缸體朝向斜盤的內側同一圓周上，均勻分布有與缸體軸線平行的奇數個缸孔，所述柱塞與滑靴通過球鉸活動連接，構成球面摩擦副，所述滑靴通過所述回程機構固定在所述斜盤的斜面上；柱塞置于鑲嵌在缸孔中的缸套中，工作時柱塞在缸孔中做直線往復運動，與缸套形成滑動摩擦副，每個柱塞與缸孔構成的柱塞腔，經由設置在缸體上的配流閥與泵的進水口和出水口相通，所述配流閥包括安裝在配流腔內的吸入閥和壓出閥，所述配流腔與所述缸孔數量相同，且所述配流腔垂直于所述缸孔并分布在所述缸體的尾部；

所述卸荷機構主要由活塞和卸荷閥組成，所述卸荷閥包括安裝在閥座內的閥芯和彈簧，所述閥座與所述配流腔相通，所述活設于塞閥芯后端，卸荷閥出口與泵吸水口相通，活塞一側通過排水腔與柱塞泵的出水口相通，另一側通過所述卸荷閥的閥座與配流腔相通；

所述回程機構包括中心彈簧、球鉸和回程盤，所述中心彈簧設置在所述缸體的中心上，在所述中心彈簧外側安裝的球鉸與設置在斜盤上的回程盤緊密壓合；采用中心彈簧回程的最大優點就是結構簡單，中心彈簧只受靜載荷的作用不存在疲勞的問題，泵整體的可靠性大大增加。

本發明的柱塞泵變量機構是由活塞及卸荷閥組成的液控卸荷閥，通過高壓時相應卸荷閥的開啟來減少實際工作的柱塞數目，減少泵流量，從而實現變量功能。具體工作原理，卸荷閥入口與柱塞腔相通，出口與泵吸水口相通，活塞一端與柱塞泵出水口相通，另一端與柱塞腔相通。低壓時，活塞受到液壓力作用在卸荷閥閥芯上，液壓力小于彈簧預壓縮力，卸荷閥不開啟，柱塞泵個柱塞正常吸水排水；高壓時，作用在活塞上的液壓力大于彈簧預壓縮力，卸荷閥開啟，柱塞腔與泵吸水口連通，柱塞腔中水無法建壓，排入吸水口，與卸荷閥相連的柱塞從原理上不工作。通過設置幾組不同壓力的卸荷閥，可以實現柱塞泵不同壓力的自動分級變量。