一種油水通用型柱塞泵的製作方法

2023-12-09 15:39:36 4

本發明涉及柱塞泵技術領域，具體是一種油水通用型柱塞泵。

背景技術：

液壓泵作為液壓系統的核心動力原件被廣泛運用在多種場合中，具體有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵等多種形式，其所使用的壓力介質多為液壓油。在實際施工/生產中，為了提高施工生產效率、減少施工成本和防止汙染等方面的考慮，經常會遇到需要使用水或乳化液作為壓力介質的情況。但是現有的一些較少的能以水為壓力介質的壓力泵存在以下不足：結構複雜、維護不便、壓力不達標，流量不夠或整機體積和重量太大、不便於移動、通用性差。

技術實現要素：

針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種油水通用型柱塞泵，該泵結構簡單、維修方便、壓力高、流量大、其整機體積和重量較小、便於移動、通用性好。

本發明提供一種油水通用型柱塞泵，包括主軸和柱塞壓力模塊，所述主軸外部由上到下依次套裝有上蓋板、中間板和下蓋板，所述主軸與上蓋板和下蓋板之間均裝配有軸承一，所述中間板的中心區域設置有內徑大於主軸外徑的通孔一；上蓋板、中間板和下蓋板內部分別設置有環繞主軸的環形空腔一、環形空腔二和環形空腔三，上蓋板上設置有連通外部與環形空腔一的壓力油通道一，中間板上設置有連通外部與環形空腔二的壓力油通道二、下蓋板上設置有連通外部與環形空腔三的壓力油道三；所述柱塞壓力模塊主要由閥塊、柱塞、吸入單向閥和排出單向閥組成，所述閥塊的裡端沿主軸的徑向依次設置有相連通的柱塞腔和壓力腔，所述柱塞可沿徑向地滑動地設置在柱塞腔中，柱塞裡端的外側設置有環形凸臺五，所述環形凸臺五和閥塊的裡端之間裝配有復位彈簧，柱塞的外端的徑向上設置有環形凹槽，所述環形凹槽中套裝有與柱塞腔內側壁滑動密封配合的密封圈，所述排出單向閥和吸入單向閥分別固定裝配在閥塊外端的上部和下部，排出單向閥的進油端通過出油通道與壓力腔連通，吸入單向閥的出油端通過進油通道與柱塞腔連通；上蓋板和中間板之間、下蓋板和中間板之間分別固定連接有第一柱塞單元、第二柱塞單元；第一柱塞單元和第二柱塞單元均由多個繞主軸的周向均勻分布的所述柱塞壓力模塊組成；所述主軸分別在對應第一柱塞單元和第二柱塞單元的位置分別固定裝配有凸輪一和凸輪二，凸輪一和凸輪二分別與第一柱塞單元中柱塞的裡端和第二柱塞單元中柱塞的裡端相配合；第一柱塞單元中的吸入單向閥的進油端插裝在中間板的上部且通過吸油通道一與環形空腔二連通，第一柱塞單元中的排出單向閥的出油端插裝在上蓋板的下部且通過排油通道一與環形空腔一連通，第二柱塞單元中的吸入單向閥的進油端插裝在中間板的下部且通過吸油通道二與環形空腔二連通，第二柱塞單元中的排出單向閥的出油端插裝在下蓋板的上部且通過排油通道二與環形空腔三連通。

在該技術方案中，通過凸輪一和凸輪二在旋轉過程中依次擠壓第一柱塞單元、第二柱塞單元中的多個柱塞，這樣可以實現多缸多衝程的效果，從而能達到大排量、高效輸出的目的，柱塞即可以在凸輪和復位彈簧的作用下進行徑向上的往復運動，進而可以通過吸入單向閥將充入環形腔體二中的液體吸入柱塞腔中，並將存在於柱塞腔中的液體通過排出單向閥排入環形腔體一或環形腔體三中，由於凸輪在轉軸的帶動下旋轉，角速度較快，又由於第一個柱塞單元由多個柱塞壓力模塊組成，而每個柱塞壓力模塊的柱塞腔的體積和尺寸相對於常規的柱塞腔可以更小，所述柱塞上套裝的密封圈與柱塞腔的密封性能更好，因此，能夠提供較大吸液壓力和排液壓力，同時，排液流量也較大。由於採用了模塊化設計方式，使得本裝置的結構簡單，維護和維修方便，同時，便於移動，具有較強的通用性。由於上蓋板上的壓力油道一和下蓋板上的壓力油道三分別由第一柱塞單元和第二柱塞單元中的柱塞壓力模塊中的排液單向閥進行供油，因此，該柱塞泵可以提供兩路相互獨立的高壓輸出，具有廣闊的應用前景。

進一步，所述凸輪一和凸輪二的橫截面均為圓形，凸輪一和凸輪二外部分別裝配有軸承二和軸承三，軸承二的外側與第一柱塞單元中柱塞的裡端接觸配合，軸承三的外側與第二柱塞單元中柱塞的裡端接觸配合。凸輪一和凸輪二的外部分別裝配有軸承二和軸承三，這樣通過軸承外圈擠壓柱塞，可以避免凸輪的磨損，也能使擠壓滑動接觸過程更順暢，有利於提高柱塞單元的工作效率。

進一步，為了提供最好的壓力指標和最大的排液流量，第一柱塞單元和第二柱塞單元均由四個所述柱塞壓力模塊組成，八個柱塞壓力模塊繞主軸的周向均勻分布。

進一步，為了方便維護和裝配，還包括環形的上壓蓋和下壓蓋，上壓蓋、下壓蓋的中心區域分別具有內徑大於主軸的外徑的第一通孔、第二通孔，上蓋板、下蓋板中心區域分別設置有通孔二、通孔三，通孔二的上部、通孔三的下部分別具有環形凹臺一、環形凹臺二，上壓蓋的內側和外側分別設置有環形凸臺一和環形凸臺二，下壓蓋的內側和外側分別設置有環形凸臺三和環形凸臺四，上壓蓋套裝在軸承一和上蓋板之間，且環形凸臺一和環形凸臺二分別壓合在軸承一的外圈上端面和環形凹臺一上，下壓蓋套裝在軸承一和下蓋板之間，且環形凸臺三和環形凸臺四分別壓合在軸承一的外圈上端面和環形凹臺二上。

進一步，為了提高該裝置的穩定性，所述主軸在對應中間板的通孔一的位置設置有環形凸臺六，環形凸臺六上端面與凸輪一之間、環形凸臺六下端面與凸輪二之間、凸輪一上端面與上部的軸承一之間、凸輪二下端面與下部的軸承一之間均裝配有套裝在主軸外部的墊片。

為了使整體結構更加穩定可靠，同時，也為了裝配柱塞壓力模塊，所述上蓋板的下端面、中間板的上端面和下端面以及下蓋板的上端面均設置有用於對柱塞壓力模塊中閥塊進行限位的閥塊容納槽，其中上蓋板上的閥塊容納槽與中間板上端面的閥塊容納槽成對配合，其中下蓋板上的閥塊容納槽與中間板下端面的閥塊容納槽成對配合。

本發明同現有液壓泵相比，具備體積小，重量輕，便於移動，通用性好等優點。其可自由選擇油、水或乳化液作為壓力介質；該泵流量大，在滿足一定壓力的情況下可獲得較大的排量；易維護，採用較成熟的泵體和模塊化設計，維護維修簡單零件通用性好；效率高，凸輪和柱塞之間增加軸承過渡避免了兩者之間的直接摩擦極大的避免了能量損耗。本發明是一種積小，重量輕、通用性好、高效率、易維護、節能環保的新型液壓泵裝置，有廣闊的推廣應用前景。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是圖1的剖視圖；

圖3是圖1中A-A向的剖視圖；

圖4是圖1中B-B向的剖視圖；

圖5是圖2中A部的局部放大圖；

圖6是本發明中上蓋板的結構示意圖；

圖7是本發明中下蓋板的結構示意圖；

圖8是本發明中上蓋板、下蓋板或中間板中閥塊容納槽的結構示意圖。

圖中：1、主軸，2、柱塞壓力模塊，3、上蓋板，4、中間板，5、下蓋板，6、軸承一，7、通孔一，8、環形空腔一，9、環形空腔二，10、環形空腔三，11、壓力油通道一，12、壓力油通道二，13、壓力油通道三，14、閥塊，15、復位彈簧，16、柱塞，17、吸入單向閥，18、排出單向閥，19、柱塞腔，20、壓力腔，21、環形凸臺五，22、密封圈，23、環形凸臺六，24、墊片，25、凸輪一，26、凸輪二，27、軸承二，28、軸承三，29、上壓蓋，30、下壓蓋，31、通孔二，32、通孔三，33、閥塊容納槽,34、環形凹臺一，35、環形凹臺二。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明。

如圖1至圖7所示，一種油水通用型柱塞泵，包括主軸1和柱塞壓力模塊2，所述主軸1外部由上到下依次套裝有上蓋板3、中間板4和下蓋板5，所述主軸1與上蓋板3和下蓋板5之間均裝配有軸承一6，所述中間板4的中心區域設置有內徑大於主軸1外徑的通孔一7；上蓋板3、中間板4和下蓋板5內部分別設置有環繞主軸1的環形空腔一8、環形空腔二9和環形空腔三10，上蓋板3上設置有連通外部與環形空腔一8的壓力油通道一11，中間板上設置有連通外部與環形空腔二9的壓力油通道二12、下蓋板5上設置有連通外部與環形空腔三10 的壓力油道三13；所述柱塞壓力模塊2主要由閥塊14、柱塞16、吸入單向閥17和排出單向閥18組成，所述閥塊14的裡端沿主軸1的徑向依次設置有相連通的柱塞腔19和壓力腔20，所述柱塞16可沿徑向地滑動地設置在柱塞腔19中，柱塞16裡端的外側設置有環形凸臺五21，所述環形凸臺五21和閥塊14的裡端之間裝配有復位彈簧15，柱塞16的外端的徑向上設置有環形凹槽，所述環形凹槽中套裝有與柱塞腔19內側壁滑動密封配合的密封圈22，柱塞腔19的斷面優選為圓形，這樣與其相配合的柱塞16的斷面也為圓形，從而能使密封圈22與柱塞腔19有著較好的密封連接，同時，也能使密封圈22具有較好的使用壽命。所述排出單向閥18和吸入單向閥17分別固定裝配在閥塊14外端的上部和下部，排出單向閥18的進油端通過出油通道與壓力腔20連通，吸入單向閥17的出油端通過進油通道與柱塞腔19連通；上蓋板3和中間板4之間、下蓋板5和中間板4之間分別固定連接有第一柱塞單元、第二柱塞單元，這裡的固定連接指通過螺栓連接，這樣能將整個裝置模塊化，便於安裝和維護；第一柱塞單元和第二柱塞單元均由多個繞主軸1的周向均勻分布的所述柱塞壓力模塊2組成；第一柱塞單元中的閥塊14的上端面和下端面同時與上蓋板3的下端面和中間板的上端面固定連接；第二柱塞單元中的閥塊14的上端面和下端面同時與下蓋板5的上端面和中間板的下端面固定連接；所述主軸1分別在對應第一柱塞單元和第二柱塞單元的位置分別固定裝配有凸輪一25和凸輪二26，凸輪一25和凸輪二26分別與第一柱塞單元中柱塞16的裡端和第二柱塞單元中柱塞16的裡端相配合；第一柱塞單元中的吸入單向閥17的進油端插裝在中間板4的上部且通過吸油通道一與環形空腔二9連通，第一柱塞單元中的排出單向閥18的出油端插裝在上蓋板3的下部且通過排油通道一與環形空腔一8連通，第二柱塞單元中的吸入單向閥17的進油端插裝在中間板4的下部且通過吸油通道二與環形空腔二9連通，第二柱塞單元中的排出單向閥18的出油端插裝在下蓋板5的上部且通過排油通道二與環形空腔三10連通。通過凸輪一25和凸輪二26在旋轉過程中依次擠壓第一柱塞單元、第二柱塞單元中的多個柱塞16，這樣可以實現多缸多衝程的效果，從而能達到大排量、高效輸出的目的，柱塞16即可以在凸輪和復位彈簧15的作用下進行徑向上的往復運動，進而在柱塞腔19裡做活塞運動，即可通過吸入單向閥17將充入環形腔體二9中的液體吸入柱塞腔19中，並將存在於柱塞腔19 中的液體通過排出單向閥18排入環形腔體一8或環形腔體三10中，由於凸輪在轉軸1的帶動下旋轉，角速度較快，又由於第一個柱塞單元由多個柱塞壓力模塊2組成，而每個柱塞壓力模塊2的柱塞腔19的體積和尺寸相對於常規的柱塞腔可以更小，所述柱塞16上套裝的密封圈22與柱塞腔19的密封性較好，因此，能夠提供較大吸液壓力和排液壓力，同時，排液流量也較大。由於採用了模塊化設計方式，使得本裝置的結構簡單，維護和維修方便，同時，便於移動，具有較強的通用性。由於上蓋板2上的壓力油道一11和下蓋板4上的壓力油道三13分別由第一柱塞單元和第二柱塞單元中的柱塞壓力模塊2中的排液單向閥18進行供油，因此，該柱塞泵可以提供兩路相互獨立的高壓輸出，具有廣闊的應用前景。

所述凸輪一25和凸輪二26橫截面均為圓形，凸輪一25和凸輪二26外部分別裝配有軸承二27和軸承三28，軸承二27的外側與第一柱塞單元中柱塞16的裡端接觸配合，軸承三28的外側與第二柱塞單元中柱塞16的裡端接觸配合。凸輪一25和凸輪二26的外部分別裝配有軸承二27和軸承三28，這樣通過軸承外圈擠壓柱塞16，可以避免凸輪的磨損，也能使擠壓滑動接觸過程更順暢，有利於提高柱塞單元的工作效率。

第一柱塞單元和第二柱塞單元中的柱塞壓力模塊2的數量可以不同，也可以相同，同時，可以使第一柱塞單元和第二柱塞單元中所有的柱塞壓力模塊2的數量繞主軸1的周向上均勻分布，這樣可以提供更好的壓力指標和排液流量。比如可以使第一柱塞單元中柱塞壓力模塊2的數量為3個，第二柱塞單元中的柱塞壓力模塊2的數量為4個。也可以使第一柱塞單元中柱塞壓力模塊2的數量為5個，第二柱塞單元中的柱塞壓力模塊2的數量為5個。作為本發明中最佳的優選方式，即為了實現最好的壓力指標和最大的排液流量，第一柱塞單元和第二柱塞單元均由四個所述柱塞壓力模塊2組成，八個柱塞壓力模塊2繞主軸1的周向均勻分布。

如圖2所示，為了方便維護和裝配，還包括環形的上壓蓋29和下壓蓋30，上壓蓋29、下壓蓋30的中心區域分別具有內徑大於主軸1的外徑的第一通孔、第二通孔，上蓋板3、下蓋板5中心區域分別設置有通孔二31、通孔三32，通孔二31的上部、通孔三32的下部分別具有環形凹臺一34、環形凹臺二35，上壓蓋29的內側和外側分別設置有環形凸臺一和環形凸臺二，下壓蓋30的內側和外側分別設置有環形凸臺三和環形凸臺四，上壓蓋29套裝在軸承一6和上蓋板3之間，且環形凸臺一和環形凸臺二分別壓合在軸承一6的外圈上端面和環形凹臺一34上，下壓蓋30套裝在軸承一6和下蓋板5之間，且環形凸臺三和環形凸臺四分別壓合在軸承一6的外圈上端面和環形凹臺二35上。其中上壓蓋29與上蓋板3之間、下壓蓋30與下蓋板5之間均通過螺栓進行固定連接。

如圖2所示，為了提高該裝置的穩定性，所述主軸1在對應中間板4的通孔一7的位置設置有環形凸臺六23，環形凸臺六23上端面與凸輪一25之間、環形凸臺六23下端面與凸輪二26之間、凸輪一25上端面與上部的軸承一6之間、凸輪二26下端面與下部的軸承一6之間均裝配有套裝在主軸1外部的墊片24。

如圖8所示，為了使整體結構更加穩定可靠，同時，也為了裝配柱塞壓力模塊2，所述上蓋板3的下端面、中間板4的上端面和下端面以及下蓋板5的上端面均設置有用於對柱塞壓力模塊2中閥塊14進行限位的閥塊容納槽33，其中上蓋板3上的閥塊容納槽33與中間板4上端面的閥塊容納槽33成對配合，其中下蓋板5上的閥塊容納槽33與中間板4下端面的閥塊容納槽33成對配合。

工作時，將壓力介質通過壓力油通道二供給環形空腔二8中。通過電機或其他驅動裝置連接主軸1以驅動主軸1旋轉，凸輪一25和凸輪二26分別繞主軸1的旋轉中心旋轉，旋轉的過程中，凸輪一25與第一柱塞單元中的柱塞壓力模塊2逐個作用，當凸輪一25擠壓其中的一個柱塞壓力模塊2中的柱塞16時，柱塞16壓縮復位彈簧15並向柱塞腔19遠離主軸1的一端移動，該過程中柱塞腔19和與其相連通的壓力腔20都被擠壓，排出單向閥18被打開，同時，吸及單向閥17關閉，存在柱塞腔19和壓力腔20中的油、水或乳化液通過排出單向閥18排入環形腔體一8中，進而通過壓力油通道一11排出，當凸輪二25轉動過程中鬆開被擠壓的柱塞16時，復位彈簧15作用於柱塞16，柱塞16向靠近主軸1的方向移動，從而排出單向閥18關閉，吸入單向閥17被打開，供給環形空腔二9中的油、水或乳化液被吸入單向閥17吸入壓力腔20和柱塞腔19中，這部分進入的油、水或乳化液在下次柱塞16被擠壓的過程中通過排出單向閥18排入環形空腔一8中。凸輪二26與第二柱塞單元中的柱塞壓力模塊2逐個作用，其作用原理與凸輪一15擠壓第一柱塞單元中的柱塞16的過程相同，不同的是，凸輪二26作用於柱塞壓力模塊2時，其通過排出單向閥18將位於壓力腔20和柱塞腔19中的油、水或乳化液排入環形空腔三10中，並通過壓力油道三13排出。