CN202833001U - 斜盘式旋转阀配流纯水柱塞泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种泵，具体为斜盘式旋转阀配流纯水柱塞泵。包括主轴，前端盖，斜盘，回程盘，球铰，滑靴，柱塞，缸体，吸入阀，压出阀，阀盘，止推轴承，盖板，后端盖，壳体组成。主轴通过花键带动缸体和阀盘旋转，斜盘固定在前端盖上，相对静止；通过吸入阀和压出阀实现配流；前端盖上的前端轴承和过盈压入壳体的缸外大轴承，共同承载缸体和阀盘的径向力，降低了每个滑动轴承承受的PV值。本实用新型用配流阀取代配流盘，减少了一对关键摩擦副，由于配流阀的密封性好，高压下阀式泵也能达到高的容积效率。本实用新型的主进水通道沿主轴轴线方向，主进水通道和分支进水通道形成一密闭空间，极大的减少了缸体和阀盘旋转对于水泵吸水能力的影响。

Description

斜盘式旋转阀配流纯水柱塞泵

技术领域

本实用新型属于泵类，具体涉及一种斜盘式旋转阀配流纯水柱塞泵。 

背景技术

水压泵是水压系统的动力元件和核心元件，因此对其设计和研究有及其重要的意义。水压泵的结构形式主要包括柱塞式、叶片式、齿轮式，叶片式和齿轮式水压泵的密封效果差，容积效率低，在工作压力提高的情况下泄漏严重。常用柱塞泵结构的三对关键摩擦副包括柱塞与缸孔、滑靴与斜盘、配流盘与缸体端面，都是面接触，因此密封效果相对较好，在压力比较高和低粘度介质的工况下可以保证比较高的容积效率，并且相对于叶片式和齿轮式水压泵，摩擦副有比较低的PV值。因此，现有的水泵大多采用了柱塞式的结构。 

柱塞式结构的水泵按照柱塞的布置方式可以分为轴向柱塞式结构和径向柱塞式结构。径向型柱塞泵的比功率大，且受周向布置空间的限制，仅用于低速大转矩的场合；轴向柱塞式结构的水液压泵减小了摩擦副的磨损和功率损失，对于水液压泵尤为重要，因为水介质的润滑性能极差，在摩擦副间很难形成弹流润滑效应。因此大部分柱塞泵采用轴向柱塞式结构。 

柱塞式结构的水泵其配流方式包括端面配流，轴配流，阀配流三种。端面配流依靠配流盘将高压腔和低压腔隔开，端面配流和轴配流都存在一个面接触的摩擦副，由于加工精度的影响，该摩擦副会有一定程度的泄漏。并且，由于外界污染物的侵入，摩擦副的结合面上会 产生磨损，使得摩擦副结合面的间隙变大，密封效果变差，泄漏加大。在高压工况下，甚至会使高、低压腔连通。因此，在中、高压工况下，端面配流和轴配流很难有比较高的容积效率。阀配流的水泵抗污染能力强而且密封效果好，在高压的工况下也能保证高的容积效率。 

柱塞泵一般有斜盘旋转和缸体旋转两种方式，斜盘旋转的柱塞泵易产生不平衡旋转，引起缸体振动。本实用新型采用了斜盘固定，缸体和阀盘旋转的结构形式，阀盘上的主进水通道分布于主轴轴线方向，避免了因为缸体和阀盘的旋转引起的吸水不足现象。 

实用新型内容

本实用新型提供一种斜盘式旋转阀配流纯水柱塞泵，该泵可以在中、高压工况下达到比较高的容积效率，有比较强的抗污染能力，避免了因为斜盘旋转引起的缸体振动的问题。 

具体技术方案如下：斜盘式旋转阀配流纯水柱塞泵包括主轴（1），前端盖（6），壳体（13），后端盖（17），斜盘（35），滑靴（34），柱塞（33），缸体（10），阀盘（16），止推轴承（23），盖板（18），吸入阀（11）,压出阀（26），回程盘（36），球铰（37）； 

前端盖（6），壳体(13)，后端盖(17)从左至右依次组成外部构架，内部结构从左到右依次为前端盖（6）、斜盘（35）、缸体（10）、阀盘（16）以及后端盖（17），主轴（1）从左至右贯穿前端盖（6）和斜盘（35），主轴（1）通过花键带动缸体（10）转动，前端盖（6）和斜盘（35）固定连接，斜盘（35）与缸体（10）之间为回程盘（36）和球铰（37），缸体（10）与阀盘（16）固定在一起，阀盘（16）在 缸体（10）的带动下转动，止推轴承（23）和盖板（18）从左至右依次位于阀盘（16）和后端盖（17）之间； 

所述缸体（10）为实心体，开有多个柱塞腔（28），沿圆周均布，柱塞腔（28）沿轴向贯穿缸体（10），柱塞（33）位于柱塞腔（28）内，缸体（10）开有多个阀腔（12），阀腔（12）的个数与柱塞腔（28）的个数相同，阀腔（12）沿缸体（10）的周向均匀分布，阀腔（12）沿轴向不贯穿缸体（10），阀腔(12)内置有吸入阀(11)，吸入阀(11)的阀口开向右端阀盘（16）；每个阀腔（12）唯一对应一个柱塞腔（28），它们通过弧形槽连通；所述缸体（10）开有弹簧孔（39），弹簧孔（39）内置有弹簧和弹簧座（40）；弹簧的右端作用于阀盘（16）的左端面，弹簧的左端安装在弹簧座（40）上，弹簧通过弹簧座（40）作用于球铰（37）上，球铰（37）作用于回程盘（36）上，回程盘（36）作用于滑靴（34）上，使滑靴（34）紧贴于斜盘（35）斜面上； 

所述阀盘（16）为实心体，开有多个阀腔（27），沿圆周均布，阀腔（27）沿轴向不贯通，阀腔（27）的个数与柱塞（33）的个数相同，阀腔（27）内置有单向阀，为压出阀（26），压出阀（26）的阀口开向左端柱塞孔（28），阀盘（16）设有主进水通道（20），主进水通道（20）轴线与主轴（1）轴线重合，且贯通阀盘（16），主进水通道（20）上开有多条分支进水通道（15），阀盘（16）设有多个高压水出水通道（22），每一个阀腔（27）与一个高压水出水通道（22）连通；阀盘（16）右端尾部有一台阶（19），该台阶（19）可以使得阀盘（16）受到向左的液压力； 

阀盘（16）与缸体（10）的连接关系为，每个阀腔(12)通过一个分支进水通道（15）与主进水通道（20）连通； 

阀盘（16）右端尾部与止推轴承（23）固定连接，盖板（18）与止推轴承（23）紧压，盖板（18）固定于后端盖（17），阀盘（16）右端尾部与盖板（18）以及后端盖（17）之间形成环形出水槽（24），后端盖（17）上开有出水口（25），出水口（25）与环形出水槽相通，阀腔（27）与环形出水槽（24）之间通过出水通道（22）相通，后端盖（17）上开有进水口（21），进水口（21）与主进水通道（20）相通。 

阀盘（16）的分支进水通道（15）的端部用尼龙塞子（14）封闭，但是保留其中一个分支进水通道（15）与阀盘（16）外部的连通状态，使水可以从进水口（21）进入到整个泵体内部，使得各个轴承、密封件和摩擦副可以得到全水润滑。阀盘的右端面固定有止推轴承（23），该止推轴承（23）可以承载缸体（10）和阀盘（16）向右的轴向力。阀盘（16）的右端尾部形成一台阶（19），该台阶（19）可以使阀盘（16）和缸体（10）受到向左的轴向液压力。 

所述的斜盘式旋转阀配流纯水柱塞泵，其特征在于：所述前端盖（6）与主轴（1）之间设置有旋转密封组件，旋转密封组件通过油封盖（3）与外界隔离。 

所述的斜盘式旋转阀配流纯水柱塞泵，其特征在于：所述前端盖（6）从右端压入滑动轴承（38），承载主轴（1）的径向力。 

所述的斜盘式旋转阀配流纯水柱塞泵，其特征在于：所述前端盖 （6）开有斜向孔（5）和轴向孔（4），实现轴承及密封件的全水润滑。 

所述的斜盘式旋转阀配流纯水柱塞泵，其特征在于：所述后端盖（17）与阀盘（16）右端轴部之间由旋转密封组件密封，所述盖板（18）和阀盘（16）右端轴部由旋转密封组件密封，所述盖板（18）与后端盖（17）之间由静密封件密封。 

该实用新型采用前端轴承（38）和缸外大轴承（8）承受泵体的径向力，降低了每个轴承承受的PV值，延长了轴承的寿命。 

该实用新型斜盘（35）固定，缸体（10）和阀盘（16）旋转，从而避免了因斜盘（35）旋转引起的泵体振动。 

柱塞（33）的外部应用了已申请专利的“柱塞副密封间隙自动补偿装置”（专利申请号：200910243654.6），在柱塞（33）的外部压有柱塞套（30），柱塞（33）上开有径向的通水孔（31），柱塞（33）在压水的时候，高压水从柱塞腔（28）进入通水孔（31），使柱塞套（30）紧压在缸体（10）内壁，减小了因为柱塞腔（28）和柱塞（33）之间的间隙过大引起的泄漏。 

有益效果： 

斜盘（35）与前端盖（6）固定在一起，不跟主轴（1）一起做旋转运动，避免了因为斜盘（35）的质量不平衡引起的泵体振动；采用前端轴承（38）和缸外大轴承（8）的结构，降低了每个轴承承受的PV值，从而提高了轴承的寿命，两个轴承共同作用，减少了主轴（1）挠性弯曲引起的泵体的振动；柱塞腔（28）里的高压水通过引水通道（31）将高压水作用在柱塞套（30）上，实现间隙的自动补偿，减少 因为柱塞（33）与柱塞孔（28）之间的间隙引起的泄漏；以配流阀代替配流盘，减少了一对摩擦副，提高了水泵的抗污染能力和密封性能，降低了水压系统过滤精度和材料的耐磨性要求，实现了斜盘式纯水柱塞泵的高压化；前端盖（6）开有斜向孔（5）和轴向孔(4)，缸体(10)开有通水孔(29)，使得水介质可以充满整个壳体(13)，密封件、轴承和摩擦副可以得到充分润滑；阀盘(16)右端的止推轴承(23)可以承载缸体（10）和阀盘（16）的向右的轴向力。阀盘（16）上的主要进水通道（20）位于主轴（1）轴线方向，并且主进水通道（20）和分支进水通道（15）形成一密闭空间，极大地降低了缸体（10）和阀盘（16）旋转对水泵吸水能力的影响。阀盘（16）右端尾部的台阶与止推轴承（23）共同承受向右的液压力。 

附图说明

附图1为本实用新型的斜盘式旋转阀配流纯水柱塞泵的装配图； 

附图2为本实用新型的缸体从左向右看的三维示意图； 

附图3为本实用新型的缸体从右向左看的三维示意图； 

附图4为本实用新型的阀盘从左向右看的三维示意图； 

附图5为本实用新型的阀盘从右向左看的三维示意图； 

（1）主轴，（2）旋转密封组件，（3）油封盖，（4）前端盖轴向孔，（5）前端盖斜向孔，（6）前端盖，（7）放气螺塞，（8）缸外大轴承，（9）缸套，（10）缸体，（11）吸入阀,(12)吸入阀阀腔，（13）壳体，（14）尼龙塞子,(15)分支进水通道，（16）阀盘,(17)后端盖，（18）盖板，（19）阀盘右端尾部的台阶，（20）主进水通道，（21）进水口， （22）出水通道，（23）止推轴承，（24）环形出水槽，（25）出水口，（26）压出阀，（27）压出阀阀腔，（28）柱塞腔，（29）缸体通水孔，（30）柱塞套，（31）柱塞引水通道，（32）柱塞腔套子，（33）柱塞，（34）滑靴，（35）斜盘，（36）回程盘，（37）球铰，（38）前端轴承，（39）弹簧孔，（40）弹簧座 

具体实施方式

如图所示，本实用新型包括主轴（1），前端盖（6），壳体（13），后端盖（17），斜盘（35），回程盘（36），球铰（37），滑靴（34），柱塞（33），缸体（10），阀盘（16），盖板（18），止推轴承（23）。前端盖(6)通过旋转密封组件实现密封，油封盖（3）将密封件与外部隔开，前端盖（6）嵌有前端轴承（38）。前端盖（6）主体开有斜向孔（5）和轴向孔（4），保证前端轴承（38）和旋转密封组件可以得到全水润滑。 

斜盘（35）位于前端盖（6）的右端，斜盘（35）固定在前端盖（6）上。斜盘（35）的右端为滑靴（34），柱塞（33），回程盘（36），球铰（37）。柱塞（33）在缸体（10）的柱塞腔（28）内做往复运动。 

奇数个滑靴（34）沿着回程盘（36）周向均匀分布，回程盘（36）内侧面紧贴球铰（37）外侧面滑动，缸体（10）内轴向均匀分布有弹簧孔（39），弹簧一端固定在弹簧座（40）上，弹簧的一端压在阀盘（16）与缸体（10）的接合面上，弹簧的另一端通过弹簧座（40）压紧球铰（37），球铰（37）作用在回程盘（36）上，回程盘（36）作用于滑靴（34），使得滑靴（34）可以紧压斜盘(35)。 

在柱塞(33)外部压入柱塞套(30)，柱塞(33)内开有柱塞引水通道(31)，在柱塞(33)压水时，高压水可以通过柱塞引水通道(31)作用在柱塞套(30)上，实现间隙的自动补偿，减少泄漏。缸体(10)内孔开有花键，主轴(1)通过花键带动缸体(10)和阀盘（16）共同做旋转运动。缸体（10）和阀盘（16）固定在一起。 

本实用新型采用前端轴承（38）和缸外大轴承（8），减小了每个轴承承受的PV值，提高了轴承的寿命。两个轴承共同作用，减少了主轴（1）挠性弯曲引起的泵体的振动。 

该斜盘式旋转阀配流纯水柱塞泵的工作过程如下所述：电机使主轴（1）获得转速，主轴（1）通过花键带动缸体（10）和阀盘（16）共同以该转速做旋转运动。柱塞(33)和滑靴(34)随缸体(10)旋转。回程弹簧使得滑靴(34)紧贴在斜盘(35)上转动。斜盘(35)轴向长度的变化使得滑靴(34)获得轴向的推力，柱塞(33)沿柱塞腔(28)做往复运动，柱塞腔(28)内的容积获得周期性的变化。当滑靴(34)从斜盘(35)的下极限位置（斜盘轴向厚度最大）向上极限位置（斜盘轴向厚度最小）的方向运动时，柱塞(33)向左运动，柱塞腔(28)内的容积变大，获得一定的真空度。此时，缸体(10)内的吸入阀(11)在外部水压的作用下克服弹簧力开启，水从进水口（21）沿主进水通道(20)和分支进水通道（15）进入到柱塞腔(28)。当滑靴(34)运动到上极限位置（斜盘轴向厚度最小），开始从上极限位置（斜盘轴向厚度最小）向下极限位置运动（斜盘轴向厚度最大）时，柱塞腔(28)容积变小，柱塞腔(28)内形成高压水，此时缸体（10）吸入阀（11)在高压水的作用下关闭。 压出阀(26)在高压水的作用下开启，水沿出水通道(22)从出水口流出。缸体(10)内的缸体通水孔（29）和前端盖（6）上的轴向孔（4）和斜向孔（5）使得整个泵体在全水润滑的条件下工作，所有的密封件、轴承和摩擦副可以得到充分润滑，防止在干摩擦工况下运行而失效。 

Claims (6)

1.斜盘式旋转阀配流纯水柱塞泵，其特征在于：主轴（1），前端盖（6），壳体（13），后端盖（17），斜盘（35），滑靴（34），柱塞（33），缸体（10），阀盘（16），止推轴承（23），盖板（18），吸入阀（11）,压出阀（26），回程盘（36），球铰（37）；

前端盖（6），壳体(13)，后端盖(17)从左至右依次组成泵的外部构架，内部结构从左到右依次为前端盖（6）、斜盘（35）、缸体（10）、阀盘（16）以及后端盖（17），主轴（1）从左至右贯穿前端盖（6）和斜盘（35），主轴（1）通过花键带动缸体（10）转动，前端盖（6）和斜盘（35）固定连接，斜盘（35）与缸体（10）之间为回程盘（36）和球铰（37），缸体（10）与阀盘（16）固定在一起，阀盘（16）在缸体（10）的带动下转动，止推轴承（23）和盖板（18）从左至右依次位于阀盘（16）和后端盖（17）之间；

所述缸体（10）为实心体，开有多个柱塞腔（28），沿圆周均布，柱塞腔（28）沿轴向贯穿缸体（10），柱塞（33）位于柱塞腔（28）内，缸体（10）开有多个阀腔（12），阀腔（12）的个数与柱塞腔（28）的个数相同，阀腔（12）沿缸体（10）的周向均匀分布，阀腔（12）沿轴向不贯穿缸体（10），阀腔(12)内置有吸入阀(11)，吸入阀(11)的阀口开向右端阀盘（16）；每个阀腔（12）唯一对应一个柱塞腔（28），它们通过弧形槽连通；所述缸体（10）开有弹簧孔（39），弹簧孔（39）内置有弹簧和弹簧座（40）；弹簧的右端作用于阀盘（16）的左端面，弹簧的左端安装在弹簧座（40）上，弹簧通过弹簧座（40）作用于球铰（37）上，球铰（37）作用于回程盘（36）上，回程盘（36）作用于滑靴（34）上，使滑靴（34）紧贴于斜盘（35）斜面上；

所述阀盘（16）为实心体，开有多个阀腔（27），沿圆周均布，阀腔（27）沿轴向不贯通，阀腔（27）的个数与柱塞（33）的个数相同，阀腔（27）内置有单向阀，为压出阀（26），压出阀（26）的阀口开向左端柱塞腔（28），阀盘（16）设有主进水通道（20），主进水通道（20）轴线与主轴（1）轴线重合，且贯通阀盘（16），主进水通道（20）上开有多条分支进水通道（15），阀盘（16）设有多个高压水出水通道（22），每一个阀腔（27）与一个高压水出水通道（22）连通；阀盘（16）右端尾部有一台阶（19），该台阶（19）可以使得阀盘（16）受到向左的液压力；

阀盘（16）与缸体（10）的连接关系为，每个阀腔(12)通过一个分支进水通道（15）与主进水通道（20）连通；

阀盘（16）右端尾部与止推轴承（23）固定连接，盖板（18）与止推轴承（23）紧压，盖板（18）固定于后端盖（17），阀盘（16）右端尾部与盖板（18）以及后端盖（17）之间形成环形出水槽（24），后端盖（17）上开有出水口（25），出水口（25）与环形出水槽相通，阀腔（27）与环形出水槽（24）之间通过出水通道（22）连通，后端盖（17）上开有进水口（21），进水口（21）与主进水通道（20）相通。

2.根据权利要求1所述的斜盘式旋转阀配流纯水柱塞泵，其特征在于：所述前端盖（6）与主轴（1）之间设置有旋转密封组件，旋转密封组件通过油封盖（3）与外界隔离。

3.根据权利要求1所述的斜盘式旋转阀配流纯水柱塞泵，其特征在于：所述前端盖（6）从右端压入滑动轴承（38），承载主轴（1）的径向力。

4.根据权利要求1所述的斜盘式旋转阀配流纯水柱塞泵，其特征在于：所述前端盖（6）开有斜向孔（5）和轴向孔（4），实现轴承及密封件的全水润滑。

5.根据权利要求1所述的斜盘式旋转阀配流纯水柱塞泵，其特征在于：所述阀盘（16）的分支进水通道（15）的端部用尼龙塞子（14）封闭，但是保留其中一个分支进水通道（15）与阀盘（16）外部的连通状态，即其中一个分支进水通道（15）没有被尼龙塞子（14）封闭。

6.根据权利要求1所述的斜盘式旋转阀配流纯水柱塞泵，其特征在于：所述后端盖（17）与阀盘（16）右端轴部之间由旋转密封组件密封，所述盖板（18）和阀盘（16）右端轴部由旋转密封组件密封，所述盖板（18）与后端盖（17）之间由静密封件密封。

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