CN1218874A - 一种新型的轴向多柱塞容积式水泵 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种容积式泵,特别适用于泵送高压海水、淡水及其他低粘度液体的场合。该泵配流阀采用软密封结构,柱塞两端油水可靠地分离,主要摩擦副用润滑油润滑。该泵结构简单,选材方便,吸入性能好,工作可靠,效率高。可作为以海水、淡水及其他低粘度液体作工作介质的中、低压液压系统中的主泵,深潜调查船、潜艇、救生艇及船舰上的排水泵及高层建筑的消防用泵等。
Description
本发明属于容积式泵或液压泵，特别适用于泵送高压海水、淡水及其他低粘度液体的场合。
目前广泛应用于各工业部门的液压系统主要采用矿物油作工作介质，既浪费石油资源，又有易燃、污染环境等缺点。因此，国际上正在研制用海水或淡水代替矿物油作工作介质的液压泵，国外最新研制的海水、淡水液压泵多采用端面配流及滑靴-斜盘结构，例如《用纯水作工作介质的液压元件》(Hydraulic Components Using TapWater as Pressure Medium,Erik Trostmann等，The Forth ScandinavianInternational Conference on Fluid Power,Tempere,Finland,Sep.1995)；又如《海水液压泵陶瓷零件的选择及其性能》(The Selectionand Performance of Ceramic Components in a Sea-Water Pump,C ABrooks等，Fluid Power Proceedings of Third JHPS InternationalSymposium on Fluid Power,Yokohoma 96,Japan,1996)，再如《水压传动技术的最新发展》(Development in Water Hydraulics,G.Scheffels,Hydraulic and Pneumatics,USA,Dec,1996)等均采用端面配流及滑靴-斜盘结构，主要摩擦副均浸没在水中。由于水，特别是海水的腐蚀性大、润滑性差，加之作用于摩擦副的PV值大，因此不能用一般金属材料，主要采用工程陶瓷等特种工程材料。同时还因为结构复杂，加工困难，成本高，特别是如果没有这类新型的工程材料及特种加工手段，难以完成这类泵的生产制造和推广应用。
针对上述现有技术存在的缺点，本发明提供一种能泵送高压海水、淡水或其他低粘度介质，同时具有结构简单、重量轻、性能稳定、工作可靠、而且不一定采用陶瓷等成本高的特种工程材料等优点的阀配流轴向多柱塞容积式水泵。
本发明通过以下技术措施实施：
1、它由缸体24、园柱孔、缸孔套、柱塞、吸入阀、压出阀、回程弹簧、斜盘、止推轴承、主轴11、油池18、端盖17等构成，结构特征为：(1)该水泵采用阀配流结构，即在缸体24内，沿园周均布有轴向园柱孔(其数目按设计计算确定)，孔内装缸孔套7，缸孔套7内装可作轴向运动的空心柱塞9，缸体24一端沿园周均布与园柱孔相同数目的吸入阀22、压出阀3，以及水的吸入口1和压出口2，吸入阀22与水的吸入口1相通，吸入阀腔21通过缸体内的流道与轴向柱塞9的底部相通，压出阀腔5通过打开阀芯40与水的压出口2相通；(2)柱塞9的头部与斜盘8直接接触；(3)配流阀为软密封结构，它由阀芯40、阀座34、弹簧31和阀套35，镶嵌于阀座上的软密封33组成；(4)该水泵采用油水分离结构，在作往复运动的柱塞9上，装有两道密封圈10，使柱塞一端的水与另一端油池18中的润滑油完全隔开，不会相互渗漏，万一有少许的油或水通过密封漏出，可通过外泄口20排出到壳体外；(5)该泵所有止推轴承12、止推轴承13、球轴承14、滚针轴承19及柱塞9头部、斜盘8等这些相对运动的摩擦副均由灌入油池18中的润滑油润滑；(6)该泵主轴11止推斜面两边安装两个轴向止推滚动轴承12和13。
2、它由缸体24、园柱孔、缸孔套、柱塞、吸入阀、压出阀、回程弹簧、斜盘、止推轴承、主轴11、油池18、端盖17等构成，结构特征为：(1)该水泵采用阀配流结构，即在缸体24内，沿园周均布有轴向园柱孔(其数目按设计计算确定)，孔内装缸孔套7，缸孔套7内装可作轴向运动的空心柱塞9，缸体24一端沿园周均布与园柱孔相同数目的吸入阀22、压出阀3，以及水的吸入口1和压出口2，吸入阀22与水的吸入口1相通，吸入阀腔21通过缸体内的流道与轴向柱塞9的底部相通，压出阀腔5通过打开阀芯32与水的压出口2相通；(2)柱塞9的头部与斜盘8直接接触；(3)配流阀为软密封结构，它由弹簧36、阀座38、阀芯32、阀套39及装在阀芯上的软密封37构成；(4)该水泵采用油水分离结构，在作往复运动的柱塞9上，装有两道密封圈10，使柱塞一端的水与另一端油池18中的润滑油完全隔开，不会相互渗漏，万一有少许的油或水通过密封漏出，可通过外泄口20排出到壳体外；(5)该泵所有止推轴承12、止推轴承13、球轴承14、滚针轴承19及柱塞9头部、斜盘8等这些相对运动的摩擦副均由灌入油池18中的润滑油润滑；(6)该泵主轴11止推斜面两边安装两个轴向止推滚动轴承12和13。
3、它由缸体24、园柱孔、缸孔套、柱塞、吸入阀、压出阀、回程弹簧、斜盘、止推轴承、主轴11、油池18、端盖17等构成，结构特征为：(1)该水泵采用阀配流结构，即在缸体24内，沿园周均布有轴向园柱孔(其数目按设计计算确定)，孔内装缸孔套7，缸孔套7内装可作轴向运动的空心柱塞41，缸体24一端沿园周均布与园柱孔相同数目的吸入阀22、压出阀3，以及水的吸入口1和压出口2，吸入阀22与水的吸入口1相通，吸入阀腔21通过缸体内的流道与轴向柱塞41的底部相通，压出阀腔5通过打开阀芯32与水的压出口2相通；(2)柱塞与斜盘间为滑靴-斜盘结构，柱塞41的头部为带颈的圆球头，嵌于滑靴42的球窝内，通过回程盘43与斜盘44成面接触；(3)配流阀为软密封结构，它由弹簧36、阀座38、阀芯32、阀套39及装在阀芯上的软密封37构成；(4)该水泵采用油水分离结构，在作往复运动的柱塞41上，装有两道密封圈10，使柱塞一端的水与另一端油池18中的润滑油完全隔开，不会相互渗漏，万一有少许的油或水通过密封漏出，可通过外泄口20排出到壳体外；(5)该泵所有止推轴承12、止推轴承13、球轴承14、滚针轴承19及柱塞41头部、滑靴42、斜盘44等这些相对运动的摩擦副均由灌入油池的润滑油润滑；(6)该泵主轴11止推斜面两边安装两个轴向止推滚动轴承12和13。
4、它由缸体24、园柱孔、缸孔套、柱塞、吸入阀、压出阀、回程弹簧、斜盘、止推轴承、主轴11、油池18、端盖17等构成，结构特征为：(1)该水泵采用阀配流结构，即在缸体24内，沿园周均布有轴向园柱孔(其数目按设计计算确定)，孔内装缸孔套7，缸孔套7内装可作轴向运动的空心柱塞41，缸体24一端沿园周均布与园柱孔相同数目的吸入阀22、压出阀3，以及水的吸入口1和压出口2，吸入阀22与水的吸入口1相通，吸入阀腔21通过缸体内的流道与轴向柱塞41的底部相通，压出阀腔5通过打开阀芯40与水的压出口2相通；(2)柱塞与斜盘间为滑靴-斜盘结构，柱塞41的头部为带颈的圆球头，嵌于滑靴42的球窝内，通过回程盘43与斜盘44成面接触；(3)配流阀为软密封结构，它由阀芯40、阀座34、弹簧31和阀套35，镶嵌于阀座上的软密封33组成；(4)该水泵采用油水分离结构，在作往复运动的柱塞41上，装有两道密封圈10，使柱塞一端的水与另一端油池18中的润滑油完全隔开，不会相互渗漏，万一有少许的油或水通过密封漏出，可通过外泄口20排出到壳体外；(5)该泵所有止推轴承12、止推轴承13、球轴承14、滚针轴承19及柱塞41头部、滑靴42、斜盘44等这些相对运动的摩擦副均由灌入油池18中的润滑油润滑；(6)该泵主轴11止推斜面两边安装两个轴向止推滚动轴承12和13。
5、它由缸体24、园柱孔、缸孔套、柱塞、吸入阀、压出阀、回程弹簧、斜盘、止推轴承、主轴11、油池18、端盖17等构成，结构特征为：(1)该水泵采用阀配流结构，即在缸体24内，沿园周均布有轴向园柱孔(其数目按设计计算确定)，孔内装缸孔套7，缸孔套7内装可作轴向运动的空心柱塞51，缸体24一端沿园周均布与园柱孔相同数目的吸入阀22、压出阀3，以及水的吸入口1和压出口2，吸入阀22与水的吸入口1相通，吸入阀腔21通过缸体内的流道与轴向柱塞51的底部相通，压出阀腔5通过打开阀芯40与水的压出口2相通；(2)柱塞与斜盘间为滑靴-斜盘结构，柱塞51的头部为凹形球窝，在该凹形球窝内嵌入带颈球头的滑靴52，并通过回程盘53与斜盘54成面接触；(3)配流阀为软密封结构，它由阀芯40、阀座34、弹簧31和阀套35，镶嵌于阀座上的软密封33组成；(4)该水泵采用油水分离结构，在作往复运动的柱塞51上，装有两道密封圈10，使柱塞一端的水与另一端油池18中的润滑油完全隔开，不会相互渗漏，万一有少许的油或水通过密封漏出，可通过外泄口20排出到壳体外；(5)该泵所有止推轴承12、止推轴承13、球轴承14、滚针轴承19及柱塞51头部、滑靴52、斜盘54等这些相对运动摩擦副均由灌入油池18中的润滑油润滑；(6)该泵主轴11止推斜面两边安装两个轴向止推滚动轴承12和13。
6、它由缸体24、园柱孔、缸孔套、柱塞、吸入阀、压出阀、回程弹簧、斜盘、止推轴承、主轴11、油池18、端盖17等构成，结构特征为：(1)该水泵采用阀配流结构，即在缸体24内，沿园周均布有轴向园柱孔(其数目按设计计算确定)，孔内装缸孔套7，缸孔套7内装可作轴向运动的空心柱塞51，缸体24一端沿园周均布与园柱孔相同数目的吸入阀22、压出阀3，以及水的吸入口1和压出口2。吸入阀22与水的吸入口1相通，吸入阀腔21通过缸体内的流道与轴向柱塞51的底部相通，压出阀腔5通过打开阀芯32与水的压出口2相通；(2)柱塞与斜盘间为滑靴-斜盘结构，柱塞51的头部为凹形球窝，在该凹形球窝内嵌带颈球头的滑靴52，并通过回程盘53与斜盘54成面接触。(3)配流阀为软密封结构，它由弹簧36、阀座38、阀芯32、阀套39及装在阀芯上的软密封37构成；(4)该水泵采用油水分离结构，在作往复运动的柱塞51上，装有两道密封圈10，使柱塞一端的水与另一端油池18中的润滑油完全隔开，不会相互渗漏，万一有少许的油或水通过密封漏出，可通过外泄口20排出到壳体外；(5)该泵所有止推轴承12、止推轴承13、球轴承14、滚针轴承19及柱塞51头部、滑靴52、斜盘54等这些相对运动摩擦副均由灌入油池18中的润滑油润滑；(6)该泵主轴11止推斜面两边安装两个轴向止推滚动轴承12和13。
本发明具有以下优点：(一)该泵由于采用新型结构，能泵送高压海水、淡水及其他低粘度液体，当然也能泵送矿物油。与离心式水泵相比，具有输出压力高、流量大、体积小、重量轻等优点，特别是与离心泵的输出流量随输出压力增加而急剧下降的特性相比，该泵具有输出流量基本上不随输出压力增加而改变的突出优点；与曲柄连杆卧式柱塞式水泵相比，该泵具有体积小、重量轻、噪声低的突出优点。(二)该泵采用阀配流结构，具有良好的抗污染性能。而且避免了采用端面配流结构所产生的严重腐蚀磨损问题。(三)采用了油水分离结构，使运动摩擦副及所有轴承处于油润滑状态，工作可靠性及寿命大为提高，相对来说可以降低对摩擦副材料的要求，特别是避免了滚动轴承在水中很快失效的严重问题。(四)采用软密封结构，不仅使泵的容积效率提高，而且使泵的吸入性能大为改善，使该泵具有很好的吸入特性。(五)该泵在斜盘部位加两个轴向止推轴承，使斜盘刚度增强，机械损失减小，噪音降低。(六)这种结构的泵使用于泵送海水、淡水场合，应用范围很广。如作为以海水、淡水或其他低粘度液体作工作介质的中、低压液压系统中的主液压泵；作为潜艇、救生艇等的排水泵；作为高层建筑的消防用泵；作为船舶、升船机、深潜调查船和原子能动力站等场合的抽、排水泵等。
附图说明如下：
附图1、轴向多柱塞容积式水泵结构原理图
附图2、油水分离结构原理图
附图3、配流阀软密封结构原理图
附图4、配流阀软密封结构原理图
附图5、滑靴-斜盘结构原理图
附图6、滑靴-斜盘结构原理图
Claims (6)
1、一种新型的轴向多柱塞容积式水泵，它由缸体(24)、园柱孔、缸孔套、柱塞、吸入阀、压出阀、回程弹簧、斜盘、止推轴承、主轴(11)、油池(18)、端盖(17)等构成，其结构特征为：
(1)该水泵采用阀配流结构，即在缸体(24)内，沿园周均布有轴向园柱孔(其数目按设计计算确定)，孔内装缸孔套(7)，缸孔套(7)内装可作轴向运动的空心柱塞(9)，缸体(24)一端沿园周均布与园柱孔相同数目的吸入阀(22)、压出阀(3)，以及水的吸入口(1)和压出口(2)，吸入阀(22)与水的吸入口(1)相通，吸入阀腔(21)通过缸体内的流道与轴向柱塞(9)的底部相通，压出阀腔(5)通过打开阀芯(40)与水的压出口(2)相通；
(2)柱塞(9)的头部与斜盘(8)直接接触；
(3)配流阀为软密封结构，它由阀芯(40)、阀座(34)、弹簧(31)和阀套(35)，镶嵌于阀座上的软密封(33)组成；
(4)该水泵采用油水分离结构，在作往复运动的柱塞(9)上，装有两道密封圈(10)，使柱塞一端的水与另一端油池(18)中的润滑油完全隔开，不会相互渗漏，万一有少许的油或水通过密封漏出，可通过外泄口(20)排出到壳体外；
(5)该泵所有止推轴承(12)、止推轴承(13)、球轴承(14)、滚针轴承(19)及柱塞(9)头部、斜盘(8)等这些相对运动的摩擦副均由润滑油润滑；
(6)该泵主轴11止推斜面两边安装两个轴向止推滚动轴承(12)和(13)。
2、它由缸体(24)、园柱孔、缸孔套、柱塞、吸入阀、压出阀、回程弹簧、斜盘、止推轴承、主轴(11)、油池(18)、端盖(17)等构成，结构特征为：
(1)该水泵采用阀配流结构，即在缸体(24)内，沿园周均布有轴向园柱孔(其数目按设计计算确定)，孔内装缸孔套(7)，缸孔套7内装可作轴向运动的空心柱塞(9)，缸体(24)一端沿园周均布与园柱孔相同数目的吸入阀(22)、压出阀(3)以及水的吸入口(1)和压出口(2)，吸入阀(22)与水的吸入口(1)相通，吸入阀腔(21)通过缸体内的流道与轴向柱塞(9)的底部相通，压出阀腔(5)通过打开阀芯(32)与水的压出口(2)相通；
(2)柱塞(9)的头部与斜盘(8)直接接触；
(3)配流阀为软密封结构，它由弹簧(36)、阀座(38)、阀芯(32)、阀套(39)及装在阀芯上的软密封(37)构成；
(4)该水泵采用油水分离结构，在作往复运动的柱塞(9)上，装有两道密封圈(10)，使柱塞一端的水与另一端油池(18)中的润滑油完全隔开，不会相互渗漏，万一有少许的油或水通过密封漏出，可通过外泄口(20)排出至壳体外；
(5)该泵所有止推轴承(12)、止推轴承(13)、球轴承(14)、滚针轴承(19)及柱塞(9)头部、斜盘(8)等这些相对运动的摩擦副均由润滑油润滑；
(6)该泵主轴11止推斜面两边安装两个轴向止推滚动轴承(12)和(13)。
3、它由缸体(24)、园柱孔、缸孔套、柱塞、吸入阀、压出阀、回程弹簧、斜盘、止推轴承、主轴(11)、油池(18)、端盖(17)等构成，结构特征为：
(1)该水泵采用阀配流结构，即在缸体(24)内，沿园周均布有轴向园柱孔(其数目按设计计算确定)，孔内装缸孔套(7)，缸孔套(7)内装可作轴向运动的空心柱塞(41)，缸体(24)一端沿园周均布与园柱孔相同数目的吸入阀(22)、压出阀(3)以及水的吸入口(1)和压出口(2)，吸入阀(22)与水的吸入口(1)相通，吸入阀腔(21)通过缸体内的流道与轴向柱塞(41)的底部相通，压出阀腔(5)通过打开阀芯(32)与水的压出口(2)相通；
(2)柱塞与斜盘间为滑靴-斜盘结构，柱塞(41)的头部为带颈的圆球头，嵌于滑靴(42)的球窝内，通过回程盘(43)与斜盘(44)成面接触；
(3)配流阀为软密封结构，它由弹簧(36)、阀座(38)、阀芯(32)、阀套(39)及装在阀芯上的软密封(37)构成；
(4)该水泵采用油水分离结构；在作往复运动的柱塞(41)上，装有两道密封圈(10)，使柱塞一端的水与另一端油池(18)中的润滑油完全隔开，不会相互渗漏，万一有少许的油或水通过密封漏出，可通过外泄口(20)排出到壳体外；
(5)该泵所有止推轴承(12)、止推轴承(13)、球轴承(14)、滚针轴承(19)及柱塞(41)头部、滑靴(42)、斜盘(44)等这些相对运动的摩擦副均由润滑油润滑；
(6)该泵主轴11止推斜面两边安装两个轴向止推滚动轴承(12)和(13)。
4、它由缸体(24)、园柱孔、缸孔套、柱塞、吸入阀、压出阀、回程弹簧、斜盘、止推轴承、主轴(11)、油池(18)、端盖(17)等构成，结构特征为：
(1)该水泵采用阀配流结构，即在缸体(24)内，沿园周均布有轴向园柱孔(其数目按设计计算确定)，孔内装缸孔套(7)，缸孔套(7)内装可作轴向运动的空心柱塞(41)，缸体(24)一端沿园周均布与园柱孔相同数目的吸入阀(22)、压出阀(3)，以及水的吸入口(1)和压出口(2)，吸入阀(22)与水的吸入口(1)相通，吸入阀腔(21)通过缸体内的流道与轴向柱塞(41)的底部相通，压出阀腔(5)通过打开阀芯(40)与水的压出口(2)相通；
(2)柱塞与斜盘间为滑靴-斜盘结构，柱塞(41)的头部为带颈的圆球头，嵌于滑靴(42)的球窝内，通过回程盘(43)与斜盘(44)成面接触；
(3)配流阀为软密封结构，它由阀芯(40)、阀座(34)、弹簧(31)和阀套(35)，镶嵌于阀座上的软密封(33)组成；
(4)该水泵采用油水分离结构，在作往复运动的柱塞(41)上，装有两道密封圈(10)，使柱塞一端的水与另一端油池(18)中的润滑油完全隔开，不会相互渗漏，万一有少许的油或水通过密封漏出，可通过外泄口(20)排出到壳体外；
(5)该泵所有止推轴承(12)、止推轴承(13)、球轴承(14)、滚针轴承(19)及柱塞(41)头部、滑靴(42)、斜盘(44)等这些相对运动的摩擦副均由润滑油润滑；
(6)该泵主轴11上推斜面两边安装两个轴向止推滚动轴承(12)和(13)。
5、它由缸体(24)、园柱孔、缸孔套、柱塞、吸入阀、压出阀、回程弹簧、斜盘、止推轴承、主轴(11)、油池(18)、端盖(17)等构成，结构特征为：
(1)该水泵采用阀配流结构，即在缸体(24)内，沿园周均布有轴向园柱孔(其数目按设计计算确定)，孔内装缸孔套(7)，缸孔套(7)内装可作轴向运动的空心柱塞(51)，缸体(24)一端沿园周均布与园柱孔相同数目的吸入阀(22)、压出阀(3)，以及水的吸入口(1)和压出口(2)，吸入阀(22)与水的吸入口(1)相通，吸入阀腔(21)通过缸体内的流道与轴向柱塞(51)的底部相通，压出阀腔(5)通过打开阀芯(40)与水的压出口(2)相通；
(2)柱塞与斜盘间为滑靴-斜盘结构，柱塞(51)的头部为凹形球窝，在该凹形球窝内嵌带颈球头的滑靴(52)，并通过回程盘(53)与斜盘(54)成面接触。
(3)配流阀为软密封结构，它由阀芯(40)、阀座(34)、弹簧(31)和阀套(35)，镶嵌于阀座上的软密封(33)组成；
(4)该水泵采用油水分离结构，在作往复运动的柱塞(51)上，装有两道密封圈(10)，使柱塞一端的水与另一端油池(18)中的润滑油完全隔开，不会相互渗漏，万一有少许的油或水通过密封漏出，可通过外泄口(20)排出到壳体外；
(5)该泵所有止推轴承(12)、止推轴承(13)、球轴承(14)、滚针轴承(19)及柱塞(51)头部、滑靴(52)、斜盘(54)等这些相对运动的摩擦副均由润滑油润滑；
(6)该泵主轴11止推斜面两边安装两个轴向止推滚动轴承(12)和(13)。
6、它由缸体(24)、园柱孔、缸孔套、柱塞、吸入阀、压出阀、回程弹簧、斜盘、止推轴承、主轴(11)、油池(18)、端盖(17)等构成，结构特征为：
(1)该水泵采用阀配流结构，即在缸体(24)内，沿园周均布有轴向园柱孔(其数目按设计计算确定)，孔内装缸孔套(7)，缸孔套(7)内装可作轴向运动的空心柱塞(51)，缸体(24)一端沿园周均布与园柱孔相同数目的吸入阀(22)、压出阀(3)，以及水的吸入口(1)和压出口(2)，吸入阀(22)与水的吸入口(1)相通，吸入阀腔(21)通过缸体内的流道与轴向柱塞(51)的底部相通，压出阀腔(5)通过打开阀芯(32)与水的压出口(2)相通；
(2)柱塞与斜盘间为滑靴-斜盘结构，柱塞(51)的头部为凹形球窝，在该凹形球窝内嵌带颈球头的滑靴(52)，并通过回程盘(53)与斜盘(54)成面接触。
(3)配流阀为软密封结构，它由弹簧(36)、阀座(38)、阀芯(32)、阀套(39)及装在阀芯上的软密封(37)构成；
(4)该水泵采用油水分离结构，在作往复运动的柱塞(51)上，装有两道密封圈(10)，使柱塞一端的水与另一端油池(18)中的润滑油完全隔开，不会相互渗漏，万一有少许的油或水通过密封漏出，可通过外泄口(20)排出到壳体外；
(5)该泵所有止推轴承(12)、止推轴承(13)、球轴承(14)、滚针轴承(19)及柱塞(51)头部、滑靴(52)、斜盘(54)等这些相对运动的摩擦副均由润滑油润滑；
(6)该泵主轴11止推斜面两边安装两个轴向止推滚动轴承(12)和(13)。
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