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一种变量 液压 泵

阅读：371发布：2020-05-13

专利汇可以提供一种变量液压泵专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种变量液压泵，属于液压泵技术领域。它解决了现有的液压泵效率低，排量小的问题。本变量液压泵包括泵体、转子和转轴，泵体内部设有工作腔室，工作腔室的两头均设有与泵体固连的侧板，转子的外周间隔分布设有多个径向凹槽，各凹槽内均设有滚柱，各滚柱与对应凹槽的底部之间形成储油腔，储油腔按照容积变化至少分为一个容积扩大区和至少一个容积缩小区，侧板上开设有吸油腔和排油腔，吸油腔与容积扩大区中的储油腔连通，而排油腔则与容积缩小区中的储油腔连通，所述的液压泵还包括有排量调节装置。本变量液压泵通过滚柱与凹槽之间的储油腔走油，储油腔最大容积的长度与转子半径接近，转子的大部分空间都能进行走油，排油量大。，下面是一种变量液压泵专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种变量液压泵，包括泵体(1)、转子(2)和转轴(3)，泵体(1)内部设有工作腔室(5)，转子(2)呈圆柱状设置在工作腔室(5)内，工作腔室(5)的两头均设有与泵体(1)固连的侧板(6)，上述转轴(3)穿过其中一个侧板(6)伸入至工作腔室(5)内与转子(2)同轴心连接，其特征在于，所述转子(2)的外周间隔分布设有多个径向凹槽(8)，各凹槽(8)内均设有滚柱(9)，所述滚柱(9)在对应凹槽(8)内能沿转子(2)径向来回运动，各滚柱(9)与对应凹槽(8)的底部之间形成储油腔(10)，所述转轴(3)带动转子(2)转动时，各储油腔(10)的容积大小呈波浪形变化，上述储油腔(10)按照容积变化至少分为一个容积扩大区和至少一个容积缩小区，容积扩大区和容积缩小区交替设置，上述侧板(6)上开设有吸油腔(11)和排油腔(12)，其中吸油腔(11)与容积扩大区中的储油腔(10)连通，而排油腔(12)则与容积缩小区中的储油腔(10)连通，所述侧板(6)的外侧面上还设有分别与吸油腔(11)和排油腔(12)连通的吸油口(13)和排油口(14)，所述的液压泵还包括有排量调节装置。
2.根据权利要求1所述的一种变量液压泵，其特征在于，所述的排量调节装置包括圆环形的调节环(4)，调节环(4)置于工作腔室(5)内并将上述转子(2)所环绕，所述的调节环(4)和泵体(1)之间还设有用于调节调节环(4)与转子(2)同心度的同心度调节机构，上述转子(2)旋转时，各滚柱(9)在离心力作用下贴靠在调节环(4)内侧壁面滚动。
3.根据权利要求2所述的一种变量液压泵，其特征在于，所述的同心度调节机构包括推塞(16)和调节执行机构，泵体(1)上开设有与上述工作腔室(5)连通的调节孔(15)，推塞(16)设置在调节孔(15)内，推塞(16)的一端能从调节孔(15)伸出并顶推到调节环(4)的外壁，推塞(16)的另一端在调节执行机构的驱动下能使推塞(16)沿调节孔(15)来回运动。
4.根据权利要求3所述的一种变量液压泵，其特征在于，所述的调节执行机构包括调节杆(18)和操作机构，泵体(1)上开设有调压腔(17)，调节杆(18)设置在调压腔(17)内，调节杆(18)与调压腔(17)内壁之间形成与上述调节孔(15)连通的调压油腔(20)，所述的调压油腔(20)通过漏油通道(21)与工作腔室(5)连通，操作机构驱动调节杆(18)在调压腔(17)内运动以改变调压油腔(20)的容积大小。
5.根据权利要求4所述的一种变量液压泵，其特征在于，所述的操作机构包括调节旋钮(23)，调节旋钮(23)与调压腔(17)螺纹连接，调节旋钮(23)的内端与调节杆(18)之间设有调节弹簧(24)。
6.根据权利要求4或5所述的一种变量液压泵，其特征在于，所述调压油腔(20)的内壁设有凸台(22)。
7.根据权利要求1-5任意一项所述的一种变量液压泵，其特征在于，所述的转轴(3)上在与转子(2)的连接处设有万向连接头(27)。
8.根据权利要求7所述的一种变量液压泵，其特征在于，所述的万向连接头(27)呈方柱形，其各侧面设有弧形柱面(28)，弧形柱面(28)所对应的中心轴垂直于转轴3。
9.根据权利要求1-5任意一项所述的一种变量液压泵，其特征在于，所述的吸油口(13)、排油口(14)、吸油腔(11)和排油腔(12)位于同一块侧板(6)上。
10.根据权利要求9所述的一种变量液压泵，其特征在于，所述的吸油腔(11)和排油腔(12)均呈圆弧形。

说明书全文

一种变量液压 泵

技术领域

[0001] 本发明属于液压泵技术领域，涉及一种变量液压泵。

背景技术

[0002] 液压泵是液压系统的动力元件，是靠发动机或电动机驱动，从液压油箱中吸入油液，形成压力油排出，送到执行元件的一种元件。液压泵按结构分为齿轮泵、柱塞泵、叶片泵和螺杆泵，其中叶片泵由于流量均匀、运转平稳、噪音小、工作压力和容积效率都比较高而被广泛应用。

[0003] 现有技术中，叶片泵包括转子、定子、叶片和配油盘，其中，叶片在转子上是以等分的方式活动连接在转子上的，可自由径向滑动，转子设置在定子中。在转子的转动过程中，由于惯性力的作用，叶片始终靠在定子的内曲线表面上，在相邻叶片及左右配油盘之间形成工作容腔，由于定子内表面有长半径圆弧和短半径圆弧构成。叶片旋转时，叶片外端贴着圆弧运动，使工作容腔的容积不断变化，进行吸油和排油。

[0004] 这种形式的叶片泵由于叶片和定子内曲线表面之间是靠一条接触线密封，因此密封性能较差，输出压力较低，加上旋转时叶片与定子产生很大的摩擦，导致设备整体磨损快，寿命短，油质发热明显，效率相对偏低。另外，旋转时为了保证叶片能在转子内安全进出，转子必须有相当的直径，这样势必排量较小，叶片的厚度较簿，必然使泵的刚度不够。

发明内容

[0005] 本发明的目的是针对现有的液压泵所存在的上述问题，综合叶片泵和柱塞泵的优点，而提出了一种能方便调节流量的变量液压泵。

[0006] 本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

[0007] 一种变量液压泵，包括泵体、转子和转轴，泵体内部设有工作腔室，转子呈圆柱状设置在工作腔室内，工作腔室的两头均设有与泵体固连的侧板，上述转轴穿过其中一个侧板伸入至工作腔室内与转子同轴心连接，其特征在于，所述转子的外周间隔分布设有多个径向凹槽，各凹槽内均设有滚柱，所述滚柱在对应凹槽内能沿转子径向来回运动，各滚柱与对应凹槽的底部之间形成储油腔，所述转轴带动转子转动时，各储油腔的容积大小呈波浪形变化，上述储油腔按照容积变化至少分为一个容积扩大区和至少一个容积缩小区，容积扩大区和容积缩小区交替设置，上述侧板上开设有吸油腔和排油腔，其中吸油腔与容积扩大区中的储油腔连通，而排油腔则与容积缩小区中的储油腔连通，所述侧板的外侧面上还设有分别与吸油腔和排油腔连通的吸油口和排油口，所述的液压泵还包括有排量调节装置。

[0008] 转轴带动转子旋转时，在离心力作用下，滚柱朝向转子外侧移动，将外端贴靠在工作腔室的内环壁面上并沿工作腔室的内环壁面滚动。通过转子的偏心设置，或将工作腔室的内环壁面以一非正圆形设计，使各滚柱运动到不同位置时，所伸出凹槽的长度不一致，以此来改变其储油腔的容积变化。容积扩大区和容积缩小区所对应的储油腔并不固定，转轴带动转子转动，储油腔的容积变大时，该储油腔则属于容积扩大区，此时该储油腔与吸油腔连通，油液通过吸油口和吸油腔进入该储油腔内，而随着转子旋转，该储油腔的容积变小时，此时其属于容积缩小区，其内部的油液被挤压至连通的排油腔内，并通过排油口排出。

[0009] 在上述的一种变量液压泵中，所述的转轴上在与转子的连接处设有万向连接头。转轴带动转子旋转的同时可做一定角度的倾斜摆动，使转子与泵体工作腔室内壁之间存在一定的浮动间隙，并产生油膜。另外可降低转子和转轴的精度要求，便于加工。

[0010] 在上述的一种变量液压泵中，所述的万向连接头呈方柱形，其各侧面设有弧形柱面，弧形柱面所对应的中心轴垂直于转轴。

[0011] 在上述的一种变量液压泵中，所述万向连接头对称面上的两弧形柱面对称设置且位于同一圆柱体的柱面上。

[0012] 在上述的一种变量液压泵中，所述相邻两弧形柱面之间通过弧形圆角过渡。

[0013] 在上述的一种变量液压泵中，所述的滚柱呈圆柱状。

[0014] 在上述的一种变量液压泵中，所述的吸油口、排油口、吸油腔和排油腔位于同一块侧板上。

[0015] 在上述的一种变量液压泵中，所述的吸油腔和排油腔均呈圆弧形。

[0016] 在上述的一种变量液压泵中，上述各凹槽的深度和各滚柱的尺寸均相同。

[0017] 在上述的一种变量液压泵中，所述的排量调节装置包括圆环形的调节环，调节环置于工作腔室内并将上述转子所环绕，所述的调节环和泵体之间还设有用于调节调节环与转子同心度的同心度调节机构，上述转子旋转时，各滚柱在离心力作用下贴靠在调节环内侧壁面滚动。

[0018] 调节环和转子的同心度越高，转子在旋转过程中，各储油腔的容积变化也越小，液压泵所输出的油量越小，油压却保持不变。反之，转子与调节环的偏心度越高，旋转过程中各储油腔的容积变化越大，所输出的油量越大，油压保持一个稳定值。

[0019] 在上述的一种变量液压泵中，所述的同心度调节机构包括推塞和调节执行机构，泵体上开设有与上述工作腔室连通的调节孔，推塞设置在调节孔内，推塞的一端能从调节孔伸出并顶推到调节环的外壁，推塞的另一端在调节执行机构的驱动下能使推塞沿调节孔来回运动。调节执行机构可以控制推塞沿调节孔来回运动，推塞向内运动，推动调节环平移，降低转子和调节环的同心度，在油压为定值的情况下，输油量升高。反之，推塞回位，滚柱在离心力作用下作用在调节环内壁，推动调节环回位，转子和调节环同心度提高。

[0020] 在上述的一种变量液压泵中，所述的调节执行机构包括调节杆和操作机构，泵体上开设有调压腔，调节杆设置在调压腔内，调节杆与调压腔内壁之间形成与上述调节孔连通的调压油腔，所述的调压油腔通过漏油通道与工作腔室连通，操作机构驱动调节杆在调压腔内运动以改变调压油腔的容积大小。调压油腔、漏油通道和调节孔内充满油液，调压油腔容积变小时，油压变大，推动推塞向调节环方向运动。

[0021] 在上述的一种变量液压泵中，所述的操作机构包括调节旋钮，调节旋钮与调压腔螺纹连接，调节旋钮的内端与调节杆之间设有调节弹簧。

[0022] 在上述的一种变量液压泵中，所述的操作机构包括调节旋钮，调节旋钮与调压腔螺纹连接且内端与调节杆固连。本方案类似于丝杠结构，带动调节杆边旋转边沿调压孔来回运动。

[0023] 在上述的一种变量液压泵中，所述调压腔上开设有能与调压油腔连通的泄油口，泄油口处设有泄油开关。

[0024] 在上述的一种变量液压泵中，所述调压油腔的内壁设有凸台。使调压油腔内形成至少两处不同孔径的部分，这样调节杆沿调压孔运动时，能改变调压油腔的容积大小。

[0025] 在上述的一种变量液压泵中，所述的调节孔内设有压紧弹簧。压紧弹簧作用在推塞上，提供推力。

[0026] 与现有技术相比，本变量液压泵能调节排量，调节操作简单方便，油压有保证。采用万向转轴带动转子转动，提高旋转效率。再者，转子旋转过程中，滚柱沿工作腔室的内壁滚动，减少摩擦，提高设备使用寿命，提高效能。另外，本变量液压泵通过滚柱与凹槽之间的储油腔走油，储油腔最大容积的长度与转子半径接近，转子的大部分空间都能进行走油，排油量大。滚柱的结构与其它泵的容积变化元件(如叶片)更具刚性，使液压油的温升减小，噪声降低。附图说明

[0027] 图1是本发明的剖视结构示意图。

[0028] 图2是本发明的内部结构示意图。

[0029] 图3是转子与转轴配合的结构示意图。

[0030] 图4是图3的俯视图。

[0031] 图5是实施例1中设置有吸油腔和排油腔的侧板结构示意图。

[0032] 图中，1、泵体；2、转子；3、转轴；4、调节环；5、工作腔室；6、侧板；7、轴承；8、凹槽；9、滚柱；10、储油腔；11、吸油腔；12、排油腔；13、吸油口；14、排油口；15、调节孔；16、推塞；
17、调压腔；18、调节杆；19、滑块；20、调压油腔；21、漏油通道；22、凸台；23、调节旋钮；24、调节弹簧；25、泄油开关；26、泄油口；27、万向连接头；28、弧形柱面；29、弧形圆角。

具体实施方式

[0033] 以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

[0034] 实施例1

[0035] 如图1和图2所示，本变量液压泵包括泵体1、转子2、转轴3和调节环4，泵体1内部设有上下贯穿的工作腔室5，转子2呈圆柱状设置在工作腔室5内，工作腔室5的上下两头均设有与泵体1固连的侧板6，上述转轴3穿过上端的侧板6伸入至工作腔室5内与转子2同轴心连接，转轴3与两侧板6之间通过轴承7连接。如图4所示，转子2的外周间隔分布设有多个径向凹槽8，各凹槽8内均设有圆柱状的滚柱9，所述滚柱9在对应凹槽8内能沿转子2径向来回运动，各滚柱9与对应凹槽8的底部之间形成储油腔10。

[0036] 圆环形的调节环4置于工作腔室5内并将上述转子2所环绕，转子2相对于调节环4的圆心偏心设置，因此当转轴3带动转子2旋转时，各滚柱9在离心力作用下向转子2外侧运动并沿调节环4的内侧壁面滚动。在此期间，由于转子2相对于调节环4偏心设置，因此转子2在旋转过程中，各滚柱9伸出凹槽8部分的长度持续变化，各储油腔10的容积大小呈波浪形变化。为此，我们将上述储油腔10按照容积变化至少分为一个容积扩大区和至少一个容积缩小区，本实施例中，只有一个容积扩大区和一个容积缩小区。如图2所示，图示的左半部分的储油腔10为容积缩小区，右半部分的储油腔10划为容积扩大区。当转子2按图示顺时针旋转时，容积缩小区内储油腔10的容积逐渐变小，而容积扩大区内储油腔10的容积逐渐变大。

[0037] 如图5所示，泵体1下端的侧板6上开设有吸油腔11和排油腔12，吸油腔11和排油腔12均呈圆弧形，两者相向对称设置，而在该侧板6上还同时设置了分别与吸油腔11和排油腔12连通的吸油口13和排油口14，其中吸油腔11与上述容积扩大区中的储油腔10连通，而排油腔12则与容积缩小区中的储油腔10连通。

[0038] 转轴3带动转子2旋转时，在离心力作用下，滚柱9朝向转子2外侧移动，将外端贴靠在调节环4的内壁面上并沿调节环4的内壁面滚动。由于转子2相对于调节环4偏心设置，因此各滚柱9运动到不同位置时，所伸出凹槽8的长度不一致，以此来改变其储油腔10的容积变化。储油腔10容积变大时，其刚好位于容积扩大区，能通过吸油口13和吸油腔
11将油液吸入该储油腔10内，而随着转子2旋转，该储油腔10的容积变小时，此时其其已运动至容积缩小区，其内部的油液被挤压至连通的排油腔12内，并通过排油口14排出。

[0039] 本发明中的调节环4能活动调节，以达到调节排量的目的。为此，本发明还具有调节转子2和调节环4同心度的同心度调节机构，该调节机构包括推塞16和调节执行机构，泵体1上开设有与上述工作腔室5连通的调节孔15，推塞16设置在调节孔15内，推塞16的一端能从调节孔15伸出并顶推到调节环4的外壁，推塞16的另一端在调节执行机构的驱动下能使推塞16沿调节孔15来回运动。调节执行机构包括调节杆18和操作机构，泵体1上开设有调压腔17，调节杆18设置在调压腔17内，调节杆18的两端设有直径较大的滑块19，使调节杆18的杆体部分与调压腔17内壁之间形成与上述调节孔15连通的调压油腔
20，所述的调压油腔20通过漏油通道21与工作腔室5连通。调压油腔20的内壁设有台阶状的凸台22，使调压油腔20内形成至少两处不同孔径的部分，这样操作机构驱动调节杆18在调压腔17内运动时就能改变调压油腔20的容积大小，调压油腔20、漏油通道21和调节孔15内充满油液，调压油腔20容积变小时，推动推塞16向调节环4方向运动。本实施例中，操作机构包括调节旋钮23，调节旋钮23与调压腔17螺纹连接，调节旋钮23的内端与调节杆18之间设有调节弹簧24。调压腔17相对于调节旋钮23的另一端开设有泄油口26，泄油口26处设有泄油开关25。

[0040] 调节环4和转子2的同心度越高，转子2在旋转过程中，各储油腔10的容积变化也越小，液压泵所输出的油量越小。反之，转子2与调节环4的偏心度越高，旋转过程中各储油腔10的容积变化越大，所输出的油量越大。

[0041] 调节时，转动调节旋钮23，调节旋钮23沿调压腔17向内运动，通过调节弹簧24推动调节杆18(朝图2所示右侧)运动，由于调压油腔20的内壁设有台阶状的凸台22，调压油腔20的容积变小，其内油压升高，并作用在调节孔15中的推塞16上，使推塞16的内端顶到调节环4外壁并推动调节环4平移(图2所示向下)，调节环4和转子2的偏心度变高，输出的油量变大。调节旋钮23反转卸力时，滚柱9在离心力作用下作用在调节环4内壁，推动调节环4和推塞16回位，转子2和调节环4的同心度提高。

[0042] 如图3和图4所示，转轴3上在与转子2的连接处设有万向连接头27，万向连接头27呈方柱形，其各侧面设有弧形柱面28，相邻两弧形柱面28之间通过弧形圆角29过渡，弧形柱面28所对应的中心轴垂直于转轴3，万向连接头27对称面上的两弧形柱面28对称设置且位于同一圆柱体的柱面上，转轴3带动转子2旋转的同时能使转子2做a-b方向的上下倾斜摆动。

[0043] 实施例2

[0044] 实施例1中，吸油口13、排油口14、吸油腔11和排油腔12均位于同一侧板6上，因此油液从吸油腔11吸入储油腔10(上升)和油液从储油腔10挤入排油腔12(下降)的方向是相反的。

[0045] 本实施例中，我们将吸油腔11和排油腔12分设在两个侧板6上，吸油口13和排油口14也对应设置在相应的侧板6上，则油液从吸油腔11吸入储油腔10(上升)和油液从储油腔10挤入排油腔12(上升)的方向是一致的。

[0046] 应该理解，在本发明的权利要求书、说明书中，所有“包括……”均应理解为开放式的含义，也就是其含义等同于“至少含有……”，而不应理解为封闭式的含义，即其含义不应该理解为“仅包含……”。

[0047] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

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