CN102562581A - 一种球形叶片式液压泵 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种球形叶片式液压泵,它包括壳体、转子、两个叶片、两个密封条、两个配油锥和两个垫块;转子位于中心,壳***于外部,两个配油锥分别位于转子两端空心锥形面内,两个叶片分别位于转子的两侧,并安放在壳体对角的的空心圆环内,与转子成一个角度,该角度的正切为壳体高度与壳体底圆直径之比;叶片的一个平面与配油锥的圆台侧面相贴合,密封条位于转子和叶片之间,其平面一侧与转子的一个平面贴合,柱面一侧则与叶片的柱面E1贴合,垫块位于壳体对角的的空心圆环内,正好填满由叶片、转子和密封条形成的空缺;本发明所有密封处均为面密封,排量大,压力高,效率高,比功率大,结构紧凑,加工相对容易,成本较低,寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及一种液压泵,尤其涉及一种球形叶片式液压泵。
背景技术
现有的叶片式液压泵结构均为一转子偏心置于油缸体内,叶片径向或与转子半径成一定角度置于转子内,工作时转子高速旋转,叶片在离心力的作用下甩出,与油缸体形成密封腔,旋转时容积变化产生压力。这种形式叶片泵由于叶片和油缸体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,加上旋转时叶片与转子及油缸体间产生很大摩擦,致使液压泵整体磨损快,寿命短,效率低。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。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足,提供一种球形叶片式液压泵。本发明排量大,全部密封处均为面密封,且不易磨损。
为了达到上述目的,本发明采用的技术方案如下:一种球形叶片式液压泵,包括:壳体、转子、两个叶片、两个密封条、两个配油锥和两个垫块;转子位于中心,壳***于外部,两个配油锥分别位于转子两端空心锥形面内,两个叶片分别位于转子的两侧,并安放在壳体对角的的空心圆环内,与转子成一个角度,该角度的正切为壳体高度与壳体底圆直径之比;叶片的一个平面与配油锥的圆台侧面相贴合,密封条位于转子和叶片之间,其平面一侧与转子的一个平面贴合,柱面一侧则与叶片的柱面E1贴合,垫块位于壳体对角的的空心圆环内,正好填满由叶片、转子和密封条形成的空缺。
所述叶片由两个平面A1、B1和两个柱面C1、E1围合而成;其中,柱面C1是中心为球心O1、半径与壳体的空心圆环的柱面E4的半径相同的柱面,柱面E1是中心为球心O1、半径为O1K1的柱面,点K1为过球心O1的垂直对称轴与柱面E1的交点;两个平面A1和B1平行,连接柱面C1和E1;两平行平面A1和B1的距离为叶片的厚度,叶片的厚度与壳体的空心圆环宽度相等;O1K1的长度为转子厚度的一半与密封条的高度之和;
所述密封条上侧是一中心为球心O1、半径与叶片的柱面E1半径相等的柱面,下侧是一平面,球心O1与该下侧平面的垂直距离为转子厚度的一半,柱面G1是中心为O1、半径与转子的柱面P2半径相等的柱面,球面F1是球心为O1、半径与壳体的球面F4半径相等的球面,平面H1和I1平行,密封条的宽度(即平面H1和I1的距离)与叶片厚度相等;叶片和密封条均为轴对称;
所述转子当中是一块平板,平板中间两腰处是两个完全相同的准圆台,其中一个准圆台下底面为面B2,上底面与平板相接处是中心为O2半径与密封条中间柱面G1的半径相同的阴圆柱面P2,准圆台锥角与阴圆台H2的锥角相同,两个准圆台的下底面A2和B2是平行的圆平面,平板的两个平面I2和J2平行,球面E2和F2是球心为O2的左右外侧大球面,G2和H2是两相同的阴圆台部分侧面,其中一个阴圆台上下两底分别是圆平面B2和以K2L2为直径的圆面,两平行平面I2和J2的距离为转子的厚度,K2M2的直线段长度为转子的宽度,整个转子不仅关于中心O2对称,也是轴对称;
所述配油锥是一圆台,顶面A3和底面B3的半径分别和转子阴圆台上下两底面的半径相等,高度也与转子阴圆台的高度相等,两配油锥的空间位置以如下而定:保证装配好后,两配油锥圆台侧面分别和相应的壳体的空心圆环相应的平行平面C4或D4相贴合,点D3至E3的锥面为进油面,点D3至G3的锥面为排油面,点D3为过圆心的水平轴与底面B3的交点;点E3和点G3的位置是当转子转到垂直于纸面位置时,转子左侧平面与底圆的前后两个交点;
所述壳体是两头平行截掉两个球冠的腰鼓形球面,厚度与转子的宽度K2M2相等,顶面A4和底面B4是两个半径相等的平行的圆平面,球面F4是以O4为球心,半径与转子左右外侧大球面E2和F2的半径相等的球面,壳体球面的对角是一空心圆环,空心圆环的两个侧面C4和D4是平行的平面圆环,空心圆环的柱面E4是中心轴通过O4的柱面,位于壳体的对角线上;整个壳体关于球台中心O4对称;
所述垫块是一段圆环,其外侧面A5是半径与壳体空心圆环的柱面E4外径相等的柱面,内侧面B5是半径与壳体球面F4半径相等的球面,两腰部C5和D5是半径与叶片底面柱面E1的半径相等的柱面,垫块的厚度与叶片厚度相同;垫块形状为轴对称。
当所述球形叶片式液压泵输入力矩时,低压油从配油锥(5)的点D3至E3的进油面吸入,高压油从配油锥(5)的点D3至G3的排油面排出到负载。
本发明的有益效果是:
1)所有密封处均为面密封;
2)排量大,压力高,效率高;
3)比功率大;
4)结构紧凑,加工相对容易;
5)成本较低,寿命长。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的叶片形状示意图
图2是图1的左视图;
图3是本发明的密封条结构示意图;
图4是图3中Q1向示意图;
图5是本发明的转子结构示意图;
图6是图5的W-W剖视图;
图7是图5的T-T剖视图;
图8是本发明的配油锥结构示意图;
图9是图8的P向示意图
图10是本发明的壳体结构示意图;
图11是壳体的剖视图;
图12是图11的M-M剖视图;
图13是本发明的整体结构示意图;
图14是图13的K向示意图;
图15是图13的N-N剖视图;
图16是本发明的运行原理示意图;
图17是图13的U-U剖视图;
图18是本发明的工作过程原理示意图;
图19是图16的V-V剖视图;
图20是本发明的工作过程原理示意图;
图中:壳体1、转子2、叶片3、密封条4、配油锥5、垫块6。
具体实施方式
如图16所示,本发明球形叶片式液压泵包括壳体1、转子2、两个叶片3、两个密封条4、两个配油锥5和两个垫块6。转子2位于中心,壳体1位于外部,两个配油锥5分别位于转子2两端空心锥形面内,两个叶片3分别位于转子2的两侧,并安放在壳体1对角的的空心圆环(即导向槽)内,与转子2成一个角度,该角度的正切为壳体1高度与壳体1底圆直径之比。叶片3的一个平面与配油锥5的圆台侧面相贴合,密封条4位于转子2和叶片3之间,其平面一侧与转子2的一个平面贴合,柱面一侧则与叶片3的柱面E1贴合,垫块6位于壳体1对角的的空心圆环内,正好填满由叶片3、转子2和密封条4形成的空缺。
图1和图2所示为本发明的叶片3的形状。叶片3由两个平面A1、B1和两个柱面C1、E1围合而成,其中,柱面C1是中心为球心O1、半径与壳体1的空心圆环的柱面E4的半径相同的柱面,柱面E1是中心为球心O1、半径为O1K1的柱面,点K1为过球心O1的垂直对称轴与柱面E1的交点。两个平面A1和B1平行,连接柱面C1和E1。两平行平面A1和B1的距离为叶片3厚度,叶片3厚度与图11壳体1的空心圆环宽度相等。O1K1的长度为图6转子2厚度的一半和密封条的高度之和。
图3和图4所示为本发明的密封条4的形状。如图4所示,密封条4上侧是一中心为球心O1、半径与叶片3柱面E1半径相等的柱面,下侧是一平面,球心O1与该下侧平面的垂直距离为图6转子2厚度的一半,柱面G1是中心为O1、半径与图5转子2柱面P2半径相等的柱面,球面F1是球心为O1、半径与图11壳体1球面F4半径相等的球面,平面H1和I1平行,宽度(即平面H1和I1的距离)与叶片3的厚度相等。叶片3和密封条4均为轴对称。
图5、图6和图7所示为本发明的转子2的形状。转子2当中是一块平板,平板中间两腰处是两个完全相同的准圆台,其中一个准圆台下底为B2,上底与平板相接处是中心为O2半径与密封条4中间G1半径相同的阴圆柱面P2,准圆台锥角与阴圆台H2的锥角相同,A2和B2是平行的圆平面,I2和J2是平行的平板平面,E2和F2是球心为O2的左右外侧大球面,G2和H2是两相同的阴圆台部分侧面,其中一个阴圆台上下两底分别是圆平面B2和以K2L2为直径的圆面,两平行平面I2和J2的距离为转子2厚度,K2M2的直线段长度为转子2的宽度,整个转子2不仅关于中心O2对称,也是轴对称。
图8和图9所示为本发明的配油锥5的形状。配油锥5是一圆台,顶面A3和底面B3的半径分别和转子2阴圆台的上下两底面的半径相等,高度也与转子2阴圆台的高度相等,两配油锥5的空间位置以如下而定:保证装配好后两配油锥5圆台侧面分别和相应的壳体1的空心圆环相应的平行平面C4或D4相贴合,点D3至E3的锥面为进油面,点D3至G3的锥面为排油面,点D3为过圆心的水平轴与底面B3的交点,点E3和点G3的位置是当转子2由图5所示纸面位置转到如图16所示的垂直于纸面位置时,转子2左侧平面与底圆的前后两个交点。
图10、图11和图12所示为本发明的壳体1的形状。壳体1是两头平行截掉两个球冠的腰鼓形球面,厚度与转子2的宽度K2M2相等,顶面A4和底面B4是半径相等的平行的圆平面,球面F4是以O4为球心,半径与转子2左右外侧大球面E2和F2的半径相等的球面,壳体1球面的对角是一空心圆环,空心圆环的两个侧面C4和D4是平行的平面圆环,E4是中心轴通过O4的柱面,位于壳体的对角线上,空心圆环平行的两平面C4和D4的空间位置以如下而定:保证装配好后C4和D4两平面与两配油锥5圆台侧面分别贴合。整个壳体1关于球台中心O4对称。
图15中示出了垫块6的形状。垫块6是一段圆环,其外侧面A5是半径与壳体1空心圆环E4外径相等的柱面,内侧面B5是半径与壳体1球面F4半径相等的球面,两腰部C5和D5是半径与叶片3底面柱面E1的半径相等的柱面,垫块6的厚度与叶片3厚度相同。垫块6形状为轴对称。
如图16所示,本发明球型叶片式液压泵装配好后,各部件的中心O1、O2、O4重合。
本发明的运行工作原理如下:
如图19,在叶片泵的一端,转子2、叶片3、密封条4、配油锥5和壳体1将油腔分割成三个各自独立的密封腔Q1,Q2和Q3。如图18,当转子2自图13或7a 位置顺时针旋转时,腔Q2开始吸油,Q3为吸油腔,Q1为排油腔。转子2顺时针继续旋转,吸油腔Q2和Q3不断扩大,排油腔Q1不断缩小。当转到图16或图19 位置时,吸油腔Q3达到最大。这时,吸油腔Q2及Q3和排油腔Q1仍保持隔离。如图20,当转子2继续旋转时,腔Q3开始排油,这时腔Q2仍为吸油腔,腔Q1仍为排油腔。当转子2转到图13或7a 位置时,腔Q1油排尽,这时腔Q2仍为吸油腔,腔Q3仍为排油腔。当转子2继续旋转,新的吸油腔开始吸油,腔Q2还在吸油,腔Q3还在排油。当转子2又转到图19位置时,吸油腔Q2达到最大,继而开始排油,这时,新的吸油腔仍在吸油,腔Q3仍在排油。如此周而复始。在叶片泵的另一端,情况也和这一端完全相同。
与发明人之前的专利申请(专利申请号为200810162983.3)相比,密封条由四条变为两条,与一个叶片相配的密封条由左右分开的两条变为一整条,这样不仅简化了结构,而且提高了密封效果和可靠性。同时,转子中间由球面变为准圆台,使转子中间体积更小,空间更大。从而使比流量大幅度增加。
上述实施例用来解释说明本发明,而不是对本方面进行限制,在本发明的精神和权利要求的保护范围内,对本方面作出的任何修改和改变,都落入本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种球形叶片式液压泵,其特征在于,它包括壳体(1)、转子(2)、两个叶片(3)、两个密封条(4)、两个配油锥(5)和两个垫块(6)等;转子(2)位于中心,壳体(1)位于外部,两个配油锥(5)分别位于转子(2)两端空心锥形面内,两个叶片(3)分别位于转子(2)的两侧,并安放在壳体(1)对角的的空心圆环(即导向槽)内,与转子(2)成一个角度,该角度的正切为壳体(1)高度与壳体(1)底圆直径之比;叶片(3)的一个平面与配油锥(5)的圆台侧面相贴合,密封条(4)位于转子(2)和叶片(3)之间,其平面一侧与转子(2)的一个平面贴合,柱面一侧则与叶片(3)的柱面E1贴合,垫块(6)位于壳体(1)对角的的空心圆环内,正好填满由叶片(3)、转子(2)和密封条(4)形成的空缺。
2.根据权利要求1所述球形叶片式液压泵,其特征在于,所述叶片(3)由两个平面A1、B1和两个柱面C1、E1围合而成;其中,柱面C1是中心为球心O1、半径与壳体(1)的空心圆环的柱面E4的半径相同的柱面,柱面E1是中心为球心O1、半径为O1K1的柱面,点K1为过球心O1的垂直对称轴与柱面E1的交点;两个平面A1和B1平行,连接柱面C1和E1;两平行平面A1和B1的距离为叶片(3)的厚度,叶片(3)的厚度与壳体(1)的空心圆环宽度相等;O1K1的长度为转子(2)厚度的一半与密封条的高度之和;
所述密封条(4)上侧是一中心为球心O1、半径与叶片(3)的柱面E1半径相等的柱面,下侧是一平面,球心O1与该下侧平面的垂直距离为转子(2)厚度的一半,柱面G1是中心为O1、半径与转子(2)的柱面P2半径相等的柱面,球面F1是球心为O1、半径与壳体(1)的球面F4半径相等的球面,平面H1和I1平行,密封条(4)的宽度(即平面H1和I1的距离)与叶片(3)厚度相等;叶片(3)和密封条(4)均为轴对称;
所述转子(2)当中是一块平板,平板中间两腰处是两个完全相同的准圆台,其中一个准圆台下底面为面B2,上底面与平板相接处是中心为O2半径与密封条(4)中间柱面G1的半径相同的阴圆柱面P2,准圆台锥角与阴圆台H2的锥角相同,两个准圆台的下底面A2和B2是平行的圆平面,平板的两个平面I2和J2平行,球面E2和F2是球心为O2的左右外侧大球面,G2和H2是两相同的阴圆台部分侧面,其中一个阴圆台上下两底分别是圆平面B2和以K2L2为直径的圆面,两平行平面I2和J2的距离为转子(2)的厚度,K2M2的直线段长度为转子(2)的宽度,整个转子(2)不仅关于中心O2对称,也是轴对称;
所述配油锥(5)是一圆台,顶面A3和底面B3的半径分别和转子(2)阴圆台上下两底面的半径相等,高度也与转子(2)阴圆台的高度相等,两配油锥(5)的空间位置以如下而定:保证装配好后,两配油锥(5)圆台侧面分别和相应的壳体(1)的空心圆环相应的平行平面C4或D4相贴合,点D3至E3的锥面为进油面,点D3至G3的锥面为排油面,点D3为过圆心的水平轴与底面B3的交点;点E3和点G3的位置是当转子(2)转到垂直于纸面位置时,转子(2)左侧平面与底圆的前后两个交点;
所述壳体(1)是两头平行截掉两个球冠的腰鼓形球面,厚度与转子(2)的宽度K2M2相等,顶面A4和底面B4是两个半径相等的平行的圆平面,球面F4是以O4为球心,半径与转子(2)左右外侧大球面E2和F2的半径相等的球面,壳体(1)球面的对角是一空心圆环,空心圆环的两个侧面C4和D4是平行的平面圆环,空心圆环的柱面E4是中心轴通过O4的柱面,位于壳体的对角线上;整个壳体(1)关于球台中心O4对称;
所述垫块(6)是一段圆环,其外侧面A5是半径与壳体(1)空心圆环的柱面E4外径相等的柱面,内侧面B5是半径与壳体(1)球面F4半径相等的球面,两腰部C5和D5是半径与叶片(3)底面柱面E1的半径相等的柱面,垫块(6)的厚度与叶片(3)厚度相同;垫块(6)形状为轴对称;
当所述球形叶片式液压泵输入力矩时,低压油从配油锥(5)的点D3至E3的进油面吸入,高压油从配油锥(5)的点D3至G3的排油面排出到负载。
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