CN101392719A - 乳化液径向柱塞马达 - Google Patents

Abstract

一种乳化液径向柱塞马达，适宜在煤矿或掘进工作面等存在瓦斯的危险场所使用，所述配流轴周边有进、出配流孔、进液孔和静密封，中间为乳化液回油B腔，转子上有柱塞孔，柱塞孔内安装有可移动的柱塞和滚柱及动密封，滚柱与定子内壁接触配合，所述进、出配流孔与柱塞孔配合相通，动密封圈甲、乙用于隔离乳化液工作C腔和润滑液D腔，静密封圈甲、乙用于乳化液进液A腔隔离及A、D腔间隔离。乳化液与润滑油隔离使乳化液粘度特性、防锈能力、润滑特性差等不利因素得以避免，采用环形静压支承的配流轴使转子受力平衡，消除轴向附加液压力起到辅助支撑和导向作用，提高了产品的机械、容积效率，降低了磨损和成本，产品可制成大功率、大转矩马达供煤矿使用。

Description

乳化液径向柱塞马达

技术领域

本发明涉及一种乳化液马达，特别是一种适宜在煤矿或掘进工作面等存在瓦斯积聚的危险场所，以乳化液作工作介质使用的乳化液径向柱塞马达。

背景技术

煤矿采煤工作面上瓦斯积聚是煤矿不安全原因之一，因此国内外一直在研究使用安全的装备，现采用乳化液作为动力源，对煤矿的安全生产是十分便利的，但乳化液也存在一些缺陷，其泄漏量大将导致液压马达工作压力和容积效率急剧下降，润滑功能差，对金属有腐蚀作用，使液压马达的摩擦副磨损加剧，严重影响乳化液马达的使用性能和寿命，因此用常规结构的液压马达使用乳化液作为工作介质基本是行不通的。

专利号200420080076.1“轴向柱塞式水马达”，此水马达采用了组合式轴向柱塞密封结构，有效降低了油、水侧的密封压差，使油、水间的隔断更加可靠，但此结构是利用轴向柱塞与斜体作用产生切向力使转子转动，因此转子速度过快、工作力矩小，还不适宜直接作为驱动马达使用。

专利号200610088465.2“一种非圆轮系乳化液马达”虽提供了一种具有自动间隙补偿功能的工作腔，此工作腔的轴向、径向都具备使密封运动间隙始终保持在微米级的功能，采用此结构的马达在使用乳化液作为工作介质时具有较高的容积效率和使用寿命，但此马达的结构难加工，工作效率低、工作压力低，还不能制作成大功率的乳化液马达供煤矿使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种乳化液径向柱塞马达，其结构紧凑、体积小，输出力矩大，效率高，使用寿命长、质功比高。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：乳化液径向柱塞马达包括定子和前、后盖固定连接成整体，带有轴承的前轴承座固定在前盖上，和转子连接成一体的输出轴由轴承支承，安装有通断阀的通流盘固定在后盖上，所述转子上连接配流轴的一端，配流轴另端固定在后盖上，所述配流轴的周边上有进、出配流孔、进液孔和静密封，中间B腔为乳化液回油腔，所述转子上有柱塞孔，柱塞孔内安装有可移动的柱塞和滚柱及动密封，并滚柱与定子内壁接触配合，所述的进、出配流孔与所述的柱塞孔配合相通，所述动密封圈甲、乙用于隔离乳化液工作C腔和润滑液D腔，所述静密封圈甲、乙用于乳化液进液A腔的隔离及乳化液进液A腔和润滑液D腔间的隔离。

与现有技术相比，本发明的优点在于：1、采用了动力源乳化液和润滑油的隔离设计，即乳化液作功只是推动柱塞作径向直线运动，而作为能量转换的零件转子与柱塞、滚柱、定子等关键摩擦付却处于良好的润滑油润滑状态，使乳化液的粘度特性差、防锈能力差、润滑特性差等不利因素得以避免，而它的防爆、环保、节能、乳化液泵源能就地获取的优势能充分利用，2、针对乳化液粘度低的特性，突破传统柱塞马达端面轴向配流设计改为由环形静压支承的配流轴设计，使能量传输的核心零件转子在径向方向受力平衡，消除了轴向附加的液压力，从而使马达的输出扭矩大，配流轴在圆周方向上与转子形成压力油膜，对转子转动起到辅助支撑和导向作用，提高了产品的机械效率、容积效率，降低了核心零件的磨损，又使产品具有较高的启动效率、使用寿命，另外配流轴直接***转子中心，大大缩小了马达的轴向尺寸，从而减小了产品的体积和重量，提高了产品的质功比。3、转子采用单个调心轴承支承，使转子具有半浮动功能，在转动中能自动找正消除加工误差造成的影响，从而提高了马达的使用性能和使用寿命。

附图说明

图1、本发明的结构示意图。

图2、图1的E—E视图。

图3、配流轴结构示意图。

图4、图3的G—G视图。

图5、本发明的隔离密封结构示意图。

图6、本发明转子柱塞孔分布第二方案结构示意图

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述。

配流轴14呈圆柱状中间有通孔为乳化液回油B腔，在表面径向方向有均布偶数个(或奇数个)呈腰形孔状的进、出配流孔21、22，进、出配流孔21、22分别与配流轴14中间的B腔不相通和相通，并进、出配流孔21、22的个数相同其总和还是定子7内壁凹凸曲面20上凹凸数的两倍，配流轴14一端仅有进液孔23，另一端有相间隔的进、出配流孔21、22各半，如图2、图3、图4所示。

通断阀13安装在通流盘11内，通流盘11和带有泄油口18的后盖15用螺钉固定成一体，配流轴14的一端通过定位销和螺钉与后盖15固定，另端***位于定子7中心的转子16内，并进、出配流孔21、22偶数个(或奇数个)与转子外表面均布的偶数个(或奇数个)柱塞孔19相配合，柱塞孔19内装有柱塞9和滚柱8，柱塞9能在柱塞孔内来回滑动，滚柱8与定子7内壁凹凸曲面20接触，柱塞孔19也可设计成两排错位排列的结构，如图6所示。

动密封圈甲17放入柱塞孔19内与柱塞紧配合，将柱塞孔上端的润滑液D腔和下端的动力源乳化液工作腔C腔隔离开。

定子7分别与前、后盖5、15用螺钉固定成一体，转子16由一个固定在前盖5上的调心轴承6支承。输出轴1与转子16用花键固定成整体，由安装在前轴承座3上的支撑轴承4、衬套2支承，前轴承座3用螺钉固定在前盖5的一端面上，如图1所示。

前盖5上与配流轴14上的进液孔23相通处为A腔，是高压乳化液的进液腔，由静密封圈甲12和静密封圈乙24进行静密封，B腔为乳化液回油腔，转子16上的柱塞孔下端为C腔是乳化液工作腔，后盖15与转子间为D腔是润滑液腔，C腔和D腔由动密封圈甲17、动密封圈乙10隔离，A腔与D腔间用静密封圈甲12隔离，通过特别的隔离结构实现乳化液和润滑液的隔离，如图5所示。

乳化液马达工作时，高压乳化液经通断阀13、通流盘11进入配流轴14上的进液孔23和相通的进配流孔21，最后进入转子16上的柱塞孔19，进入柱塞孔的高压乳化液推动柱塞9和滚柱8往外滑动并作用于定子7内壁上的凹凸曲面20，当滚柱8与定子7上的凹凸曲面22接触时，定子7给滚柱8一个反作用力，此反作用力分解成切向力和径向力，因柱塞9为上、下对称分布其径向力相互平衡抵消，仅剩切向力经滚柱8和柱塞9传到转子16，使转子带动输出轴1转动，从而使柱塞马达负载达到所需要的转矩和转速。

如图2所示，转子16在不断转动的过程中，转子16的柱塞孔19中的柱塞9、滚柱8在高压乳化液的推动下向外移动，当滚柱8与定子7凹凸曲面20上的H处的凹面接触，柱塞9被压回柱塞孔，由转子上的切向力继续推动转子顺时针方向转动，当滚柱8从H位置转到凹凸曲面20的凸面最高K位置时，这时已将能量转换压力降低的乳化液正对配流轴14上与乳化液回油B腔相通的出配流孔22，就经出配流孔22流回B腔再流到通流盘11，即转子旋转一圈同时有多个进配流孔21将高压乳化液送进柱塞孔19，同步有多个柱塞孔中的低压乳化液经出配流孔22回到B腔，进行乳化液的回收，如此不断循环由转子16带动输出轴1转动，再带动负载乳化液钻机转动工作。

Claims (6)

1、一种乳化液径向柱塞马达，包括定子(7)和前、后盖(5)、(15)固定连接成整体，带有轴承的前轴承座(3)固定在前盖(5)上，和转子(16)连接成一体的输出轴(1)由轴承支承，安装有通断阀(13)的通流盘(11)固定在后盖(5)上，其特征在于所述转子(16)上连接配流轴(14)的一端，配流轴(14)另端固定在后盖(15)上，所述配流轴(14)的周边上有进、出配流孔(21)、(22)、进液孔(23)和静密封，中间为乳化液回油B腔，所述转子(16)上有柱塞孔(19)，柱塞孔(19)内安装有可移动的柱塞(9)和滚柱(8)及动密封，并滚柱(8)与定子(7)内壁接触配合，所述的进、出配流孔(21)、(22)与所述的柱塞孔(19)配合相通，所述动密封为动密封圈甲、乙(17)、(10)用于隔离乳化液工作C腔和润滑液D腔，所述静密封为静密封圈甲、乙(12)、(24)用于乳化液进液A腔的隔离及乳化液进液A腔和润滑液D腔间的隔离。

2、根据权利要求1所述的乳化液径向柱塞马达，其特征在于配流轴(14)一端仅有进液孔(23)，另一端有相间隔的进、出配流孔(21)、(22)各半，进、出配流孔(21)、(22)的个数相同其总和还是定子(7)内壁凹凸曲面(20)上凹凸数的两倍，进液孔(23)与进配流孔(21)相通，出配流孔(22)与配流轴(14)中间的乳化液回油B腔相通。

3、根据权利要求1所述的乳化液径向柱塞马达，其特征在于所述进、出配流孔(21)、(22)为偶数个与转子(16)外表面均布的偶数个柱塞孔(19)相配合，所述柱塞孔(19)还可两排错位排列。

4、根据权利要求1所述的乳化液径向柱塞马达，其特征在于所述转子(16)通过调心轴承(6)支承在前盖(5)上，所述输出轴(1)通过支撑轴承(4)、衬套(2)支承在前轴承座(3)上。

5、根据权利要求1所述的乳化液径向柱塞马达，其特征在于所述的动密封圈甲(17)放入柱塞孔(19)内与柱塞(9)紧配合，将柱塞孔(19)上端的润滑液D腔和下端的乳化液工作C腔隔离。

6、根据权利要求1所述的乳化液径向柱塞马达，其特征在于所述配流轴(14)的一端通过定位销和螺钉后与后盖(15)固定，另端***定子(7)中心的转子(16)内。

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