[實用新型]圓柱葉片溝槽式液壓泵

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720299647.8
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN206668494U
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳曉明;馬立瑞;王小鵬;李欣;婁帥;李洪元
• 申請（專利權(quán)）人: 燕山大學
• 主分類號: F04B19/00
• 分類號: F04B19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一個圓柱葉片溝槽式液壓泵，其結(jié)構(gòu)同時具有葉片泵和柱塞泵的特點，很多重要零件能實現(xiàn)受力平衡，并且很容易實現(xiàn)排量的改變，更重要的是其理論流量脈動率為零。

背景技術(shù)

目前，在工業(yè)上普遍使用的三大類液壓泵都各自具有優(yōu)點和缺點：齒輪泵效率低，噪聲大，不能變量，難以實現(xiàn)高壓。葉片泵排量平穩(wěn)，噪聲小，但制造高壓葉片泵卻沒有經(jīng)濟意義。柱塞泵可以在較高壓力下運行，但價格昂貴，對污染敏感，容易受流量脈動和噪聲排放的影響。能否將柱塞泵和葉片泵的優(yōu)勢結(jié)合起來，開發(fā)創(chuàng)新性結(jié)構(gòu)的液壓泵增加液壓泵的應用領(lǐng)域具有重要意義。本實用新型閘述了一種新型的液壓泵結(jié)構(gòu)和工作原理，介紹了它所擁有的獨特特點。

發(fā)明內(nèi)容

1、要解決的技術(shù)問題

常見液壓泵的關(guān)鍵零部件存在天生的受力不平衡結(jié)構(gòu)，即使后期設(shè)計輔助措施，但仍然改善不了其狀況。圓柱葉片溝槽式液壓泵不僅從結(jié)構(gòu)上解決了受力不平衡的問題，容易實現(xiàn)變量，并且其理論流量脈動率為零。

2、技術(shù)方案

本液壓泵為圓柱葉片溝槽式液壓泵，其獨特的結(jié)構(gòu)包括環(huán)形槽、中空圓柱葉片、分配板等，缸體圓周方向均布若干個圓柱葉片安裝孔，其個數(shù)與泵的壓力脈動頻率和幅值無關(guān)，這與柱塞泵有本質(zhì)區(qū)別。而圓柱葉片在排油的過程中由于其伸出長度、移動速度均為固定值，因此不同于普通葉片泵。該泵的排油過程類似“恒定截面積的活塞做平移運動”，其流量的理論脈動率為零。實際工作中僅有的脈動屬于所有液壓泵的通病，即低壓油與高壓油接通時的掉壓現(xiàn)象。

該泵缸體的一端面在與圓柱葉片安裝孔分布圓等半徑的位置設(shè)有環(huán)形槽，其寬度小于圓柱葉片直徑。環(huán)形槽嵌入長、短兩塊弧形隔板，長隔板成為固定隔板，其底面與環(huán)形槽底面接觸，短隔板成為調(diào)節(jié)隔板，兩塊隔板的側(cè)面均與環(huán)形槽側(cè)面緊貼。兩塊隔板的四個側(cè)面將環(huán)形槽分為四個區(qū)域：吸油區(qū)、調(diào)節(jié)隔板區(qū)、排油區(qū)和固定隔板區(qū)。調(diào)節(jié)隔板區(qū)的圓柱葉片位置最高，圓柱葉片頂部與調(diào)節(jié)隔板底面接觸且做平移運動。固定隔板區(qū)的圓柱葉片位置最低，圓柱葉片頂部與固定隔板底面相距一定距離也做平移運動。吸油區(qū)的圓柱葉片由低位置向高位置移動，排油區(qū)則相反。這樣的運動規(guī)律由缸體外圍凸輪槽驅(qū)動，凸輪槽由上、下兩塊圓柱空間凸輪相對安裝形成的，工作過程中其固定不動。圓柱葉片與凸輪槽的聯(lián)結(jié)是通過驅(qū)動銷實現(xiàn)，其一端有柱狀結(jié)構(gòu)伸進凸輪槽形成凸輪高副，另一端與圓柱葉片中部的對稱凹槽配合安裝。在吸油區(qū)一側(cè)是位置最低的圓柱葉片向吸油區(qū)移動，另一側(cè)是位置最高的圓柱葉片在遠離吸油區(qū)，兩個圓柱葉片中間區(qū)域夾送油液移動，這樣就形成“進的少、出的多”因此形成低壓完成吸油過程，在排油區(qū)則相反，如圖1。

缸體另一端面與分配板接觸，分配板的一端面上對應缸體吸油區(qū)和排油區(qū)的位置設(shè)有等面積大小的弧形凹槽，這樣通過圓柱葉片內(nèi)部通道將液壓油的壓力引入到缸體下部分，在弧形凹槽處形成與吸油區(qū)和排油區(qū)相等的壓力，這樣缸體達到軸向平衡，并且環(huán)形槽的獨特結(jié)構(gòu)使得缸體天生具有徑向受力平衡的特點。分配板的另一端面上對應缸體吸油區(qū)和排油區(qū)的位置設(shè)有面積稍大的弧形凸起，該凸起與前泵蓋的弧形凹槽安裝后形成弧形空腔，這兩個空腔通過分配板的通道分別于與其上端面的兩個弧形凹槽連通，這樣分配板也能達到軸向受力平衡，最終將軸向力傳遞到泵殼上，如圖1。

在泵的啟動階段利用彈簧提供初始預緊以保證密封效果。在分配板下側(cè)設(shè)有波形彈簧，其特點是軸向尺寸小，如圖2。在兩塊隔板的上方分別設(shè)有兩個圓柱螺旋壓縮彈簧，如圖5。在工作過程中，這樣的預緊力相對高壓的油液來說是微不足道的，因此設(shè)定分配板下方凸起的面積比上方凹槽的面積要大，形成剩余預緊力；長隔板鄰近排油區(qū)的側(cè)面到其上面通過通道連通，其上部壓力在泵工作過程中與其下表面受到的壓力抵消并提供剩余預緊力。短隔板鄰近排油區(qū)的側(cè)面到其上面通過通道連通，其上部壓力在泵工作過程中與其下表面受到的壓力抵消并提供剩余預緊力，如圖3。

改變泵排量的前提是固定隔板下方圓柱葉片的頂部必須與其底面有一定距離。當需增大泵的排量時，將凸輪槽向上移動，這時驅(qū)動銷帶動所有圓柱葉片均向上移動，但是固定隔板下方的圓柱葉片頂部仍不能與其底面接觸，而調(diào)節(jié)隔板在圓柱葉片的驅(qū)動下向上移動，因此調(diào)節(jié)隔板區(qū)的圓柱葉片伸出環(huán)形槽底面的高度增加，所以排量增加，反之亦然。

3、有益效果

由于環(huán)形槽的特殊結(jié)構(gòu)致使缸體徑向受力平衡，圓柱葉片中空并且分配板開有跟吸油窗口和排油窗口等面積的弧形凹槽，致使缸體、圓柱葉片、分配板的軸向力達到平衡。圓柱葉片排油時由于其進行等高度的圓周平動，所以泵的理論流量脈動率為零。

附圖說明