一種閉式變量柱塞泵的製作方法

2023-09-18 18:31:25

本發明涉及一種柱塞泵，具體是一種閉式變量柱塞泵。

背景技術：

進入21世紀後，國內園林綠化機械設備的發展進一步加快，將會很快實現園林綠化作業的全盤機械化，其中小型乘坐操縱坐騎式草坪機開始逐步取代步行操縱自走式草坪修剪機，特別是能實現零轉彎半徑，機動性能好，可一機多用的全液壓草坪機，得到廣大用戶的普通歡迎。這種零半徑轉向的草坪修剪機的核心元件之一是輕載閉式迴路用的變量柱塞泵，由於這種變量柱塞泵可以實現流量的無級調節，結構緊湊，系統的布局靈活，因此得到了廣泛的應用，柱塞泵依靠柱塞在缸體中往復運動，使密封工作容腔的容積發生變化來實現吸油、壓油，柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效率高和流量調節方便等優點，現有的柱塞泵都是由泵的閥體組件實現，這種結構雖然滿足了人們的使用需求，但是工作油在工作中產生的阻力損失大，而且不利於柱塞泵功能的擴展。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種閉式變量柱塞泵，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種閉式變量柱塞泵，包括主泵組件和補油泵組件，所述主泵組件包括殼體組件、缸體組件和閥體組件，殼體組件、缸體組件、閥體組件和補油泵組件通過第一螺栓和第二螺栓相連，殼體組件包括殼體、滑塊、手柄、主軸、滑動軸承、斜盤和推力軸承，滑動軸承的數量為兩個，手柄安裝在殼體中並且手柄上端從上至下安裝有手柄限位圈和手柄部件，滑塊安裝在手柄上並且滑塊的兩個側面滑動安裝在斜盤的槽中，斜盤滑動安裝在兩個滑動軸承上，滑動軸承安裝在殼體中，推力軸承安裝在斜盤的外側並且推力軸承上安裝有固定件和第一密封圈，主軸穿過殼體並且主軸的一側安裝有兩個主軸限位圈，兩個主軸限位圈之間設置有主軸組件，缸體組件安裝在殼體組件的主軸組件上，缸體組件包括柱塞、柱塞墊片、柱塞彈簧和缸體，柱塞的前端與推力軸承接觸並且柱塞外部套有柱塞彈簧，柱塞安裝在缸體的柱塞槽內並且柱塞和缸體之間設置有柱塞墊片，缸體與主軸相連，閥體組件通過止口與殼體進行對中配合併且通過第一螺栓與殼體組件連接固定，閥體組件包括閥體、單向閥、旁通閥、配流盤和軸承，配流盤的端面與缸體的後端面接觸，配流盤安裝在閥體的正面並且配流盤的中間設置有通孔，軸承穿過配流盤的通孔並且安裝在閥體的正面，軸承與主軸組件接觸，單向閥安裝在閥體的一側，旁通閥安裝在閥體的另一側並且採用螺母固定，補油泵組件通過第二螺栓安裝在閥體的背面，補油泵組件包括補油泵殼體、內外轉子、溢流閥芯、溢流閥彈簧和溢流閥蓋，內外轉子安裝在補油泵殼體的正面並且採用第二密封圈密封，溢流閥芯安裝在補油泵殼體內並且溢流閥芯外部套有溢流閥彈簧，溢流閥蓋安裝在補油泵殼體頂端並且溢流閥蓋的底端與溢流閥彈簧接觸。

作為本發明進一步的方案：缸體與主軸之間採用花鍵連接，配流盤通過螺釘固定在閥體上。

作為本發明進一步的方案：第二螺栓的數量為兩個，內外轉子、主軸和斜盤的數量均為一個。

作為本發明進一步的方案：第一密封圈、第二密封圈和柱塞墊片均採用橡膠或矽膠材料製作，殼體、斜盤、缸體、配流盤、補油泵殼體和內外轉子均採用高錳鋼材料製作。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：該裝置設計合理，優化了結構，故障率低，使用安全性和運行穩定性好；該裝置的功能主要由閥體組件實現，使主泵組件的工作油在工作中產生的阻力損失更小，這種結構與國內外現有的設計有很大的不同，不僅可以滿足當前泵的使用需求，還提供了功能擴展的可能，使用效果好。

附圖說明

圖1為閉式變量柱塞泵的爆炸圖。

圖2為閉式變量柱塞泵中殼體組件的爆炸圖。

圖3為閉式變量柱塞泵中缸體組件的爆炸圖。

圖4為閉式變量柱塞泵中閥體組件的爆炸圖。

圖5為閉式變量柱塞泵中補油泵組件的爆炸圖。

圖6為閉式變量柱塞泵中主泵組件的剖面圖。

圖7為閉式變量柱塞泵的工作原理圖。

圖8為閉式變量柱塞泵的配流圖。

其中：A-殼體組件，B-缸體組件，C-閥體組件，D-補油泵組件，1-第一螺栓，2-第二螺栓，3-殼體，4-滑塊，5-手柄，6-手柄部件，7-手柄限位圈，8-主軸，9-主軸限位圈，10-主軸組件，11-滑動軸承，12-斜盤，13-推力軸承，14-固定件，15-第一密封圈，17-柱塞，18-柱塞墊片，19-柱塞彈簧，20-缸體，21-閥體，22-單向閥，23-旁通閥，24-螺母，25-配流盤，26-螺釘，27-軸承，28-補油泵殼體，29-內外轉子，30-第二密封圈，31-溢流閥芯，32-溢流閥彈簧，33-溢流閥蓋，34-第一閥體腰形槽，35-第二閥體腰形槽，36-第一油口，37-第二油口，38-高壓區，39-低壓區，40-配流區。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。

請參閱圖1-8，一種閉式變量柱塞泵，包括主泵組件和補油泵組件D，所述主泵組件包括殼體組件A、缸體組件B和閥體組件C，殼體組件A、缸體組件B、閥體組件C和補油泵組件D通過第一螺栓1和第二螺栓2相連，殼體組件A包括殼體3、滑塊4、手柄5、主軸8、滑動軸承11、斜盤12和推力軸承13，滑動軸承11的數量為兩個，手柄5安裝在殼體3中並且手柄5上端從上至下安裝有手柄限位圈7和手柄部件6，滑塊4安裝在手柄5上並且滑塊4的兩個側面滑動安裝在斜盤12的槽中，斜盤12滑動安裝在兩個滑動軸承11上，滑動軸承11安裝在殼體3中，推力軸承13安裝在斜盤12的外側並且推力軸承13上安裝有固定件14和第一密封圈15，主軸8穿過殼體3並且主軸8的一側安裝有兩個主軸限位圈9，兩個主軸限位圈9之間設置有主軸組件10，缸體組件B安裝在殼體組件A的主軸組件10上，缸體組件B包括柱塞17、柱塞墊片18、柱塞彈簧19和缸體20，柱塞17的前端與推力軸承13接觸並且柱塞17外部套有柱塞彈簧19，柱塞17安裝在缸體20的柱塞槽內並且柱塞17和缸體20之間設置有柱塞墊片18，缸體20與主軸8相連，閥體組件C通過止口與殼體3進行對中配合併且通過第一螺栓1與殼體組件A連接固定，閥體組件C包括閥體21、單向閥22、旁通閥23、配流盤25和軸承27，配流盤25的端面與缸體20的後端面接觸，配流盤25安裝在閥體21的正面並且配流盤25的中間設置有通孔，軸承27穿過配流盤25的通孔並且安裝在閥體21的正面，軸承27與主軸組件10接觸，單向閥22安裝在閥體21的一側，旁通閥23安裝在閥體21的另一側並且採用螺母24固定，補油泵組件D通過第二螺栓2安裝在閥體21的背面，補油泵組件D包括補油泵殼體28、內外轉子29、溢流閥芯31、溢流閥彈簧32和溢流閥蓋33，內外轉子29安裝在補油泵殼體28的正面並且採用第二密封圈30密封，溢流閥芯31安裝在補油泵殼體28內並且溢流閥芯31外部套有溢流閥彈簧32，溢流閥蓋33安裝在補油泵殼體28頂端並且溢流閥蓋33的底端與溢流閥彈簧32接觸。缸體20與主軸8之間採用花鍵連接，配流盤25通過螺釘26固定在閥體21上。第二螺栓2的數量為兩個，內外轉子29、主軸8和斜盤12的數量均為一個。第一密封圈15、第二密封圈30和柱塞墊片18均採用橡膠或矽膠材料製作，殼體3、斜盤12、缸體20、配流盤25、補油泵殼體28和內外轉子29均採用高錳鋼材料製作。

本發明的工作原理是：當手柄5在外力作用下轉動時，通過滑塊4可推動斜盤12在兩個滑動軸承11表面11滑動，當斜盤12處某一角度時，主軸8在外力作用下順時針旋轉（面對軸端），由於缸體20與主軸8之間採用花鍵連接，缸體20與主軸8一起做順時針旋轉，而缸體組件B內裝配的柱塞17亦與缸體20一起沿主軸8做順時針旋轉運動，同時，柱塞17在柱塞彈簧19與斜盤12的共同作用下，柱塞17沿軸線做往復運動。配流盤25將做旋轉運動，缸體20背面的多個腰形槽成開四個區域，即高壓區38、低壓區39及兩個配流區40，在高壓區38，柱塞17與缸體20形成的容腔的容積隨著缸體20的旋轉而逐漸變小，第二閥體腰形槽35位於高壓區38，而在低壓區39，柱塞17與缸體20形成的容腔的容積隨著缸體20的旋轉而逐漸變大，第一閥體腰形槽34位於低壓區39，在高壓區38與低壓區39間的配流區40則為低壓區39與高壓區38之間的過渡狀態，對低壓與高壓間的轉換進行緩衝，達到消除振動與噪聲的目的，這個過程被稱為柱塞泵的配流。閥體21按數學中的座標系分為四個象限， 第一油口36與旁通閥23位於第一象限，第二油口37位於第二象限，兩個單向閥22分別位於第三與第四象限，第一閥體腰形槽34位於低壓區39，與第二油口37相通；第二閥體腰形槽35位於低壓區39，與第一油口36相通，高壓區38的液壓油通過第一油口36與執行件（如液壓馬達）的進油口相連，而低壓區39則通過第二油口37與執行件的出油口相連，也就是說高壓區38的液壓油從第一油口36流出柱塞泵進入執行件做功後，未流回油箱，而又通過執行件的回油口又流回柱塞泵的第二油口37，進入低壓區39。由於柱塞泵為容積式液壓泵，而所有容積式液壓泵都存在容積損失，所以流回所述柱塞泵的液壓油的容積比流出的液壓油容積會少一些，故此時須對流回的液壓油進行補充，否則所述柱塞泵將無法再次進行配流。由於第一油口36為高壓，第四象限的單向閥22與閥體21緊密貼合形成密封，即高壓區36的液壓油不會流入兩單向閥22間的空腔b。兩單向閥22間的空腔b充滿從補油孔a流入的液壓油（補油孔a的液壓油來自於補油泵組件D），補油泵組件D的液壓油通過補油孔a進入兩單向閥22間空腔 b。此時在補油壓力的作用下，第三象限的單向閥22打開，與閥體21間形成通道c。空腔b處的液壓油流經通道 c進入低壓側補油孔d，進而進入低壓區39，對因容積損失造成的液壓油進行補充，使所述柱塞泵的配流得以連續進行，柱塞泵可以正常工作。

柱塞泵的排量（主軸8每旋轉一圈，泵所排出的液壓油的體積稱之為泵的排量）由柱塞17與缸體20形成的柱塞腔的容積變化決定。而此柱塞腔的容積變化與柱塞17的行程產生，而柱塞的行程則由斜盤12的角度控制。如果旋轉手柄5，手柄5會通過安裝在手柄5與斜盤12間的滑塊4帶動斜盤12旋轉，即斜盤12的角度發生變化，通過這種方式，即可控制泵的排量。由於斜盤12的角度控制為無級的，故所述的柱塞泵的流量控制可實現無級控制。

該裝置設計合理，優化了結構，故障率低，使用安全性和運行穩定性好；該裝置的功能主要由閥體組件C實現，使主泵組件的工作油在工作中產生的阻力損失更小，這種結構與國內外現有的設計有很大的不同，不僅可以滿足當前泵的使用需求，還提供了功能擴展的可能，使用效果好。

對於本領域技術人員而言，顯然本發明不限於上述示範性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特徵的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示範性的，而且是非限制性的，本發明的範圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和範圍內的所有變化囊括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。

此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但並非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。