CN108223357A - 一种内泄式齿轮泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种内泄式齿轮泵，内泄式齿轮泵包括泵体，泵体内设有溢流阀，所述溢流阀包括阀套以及滑动装配在阀套内的阀芯组件，所述阀芯组件包括进口阀芯、出口阀芯以及与进口阀芯和出口阀芯分别连接以使进口阀芯和出口阀芯同步滑动的连接件，所述进口阀芯的横截面面积大于出口阀芯的横截面面积，阀芯组件连接有用于平衡进口阀芯与出口阀芯之间压力差的压力平衡装置。溢流阀包括阀套以及滑动装配在阀套内的进口阀芯和出口阀芯，进口阀芯的横截面面积大于出口阀芯的横截面面积，两个阀芯之间通过面积阀相互抵消了大部分的液压力，相比一般的安全溢流阀，更便于设计合适的弹簧以实现大量程、高精度的调节。

Description

一种内泄式齿轮泵
技术领域
本发明涉及一种内泄式齿轮泵。
背景技术
内泄式齿轮泵由压差式溢流阀和齿轮泵两部分组成，齿轮泵在工作时通过溢流阀保证泵出口压力稳定，防止***压力过高。如授权公告号为CN205823627U、授权公告日为2016.12.21的中国实用新型专利公开了一种带溢流阀电机齿轮泵，该齿轮泵的泵体上分别设有高压腔通孔、阀孔以及泄油口，阀孔的左端与高压腔通孔连通，阀孔的右端与泄油口连通，阀孔内左端装有阀杆，阀杆的左端面凹槽与高压腔通孔之间装有钢球，阀杆上套装弹簧，弹簧的左端压装在阀杆的台肩上，弹簧的右端压装在螺纹堵内腔的右端面上，螺纹堵螺纹连接在阀孔的右端并用密封圈密封。该齿轮泵通过钢球打开高压腔通孔实现泄压，钢球打开多为突然开启，泄压过程中的冲击较大，容易对溢流阀造成损坏，且在需要钢球重新堵上并关闭高压腔通孔时，必须在泵出口压力低到一定值时才可以关闭，钢球打开和关闭的压差较大，不能实现精确控制；该齿轮泵还在溢流阀上设置了泄油口，不仅增加了溢流阀结构的复杂性，而且从泄油口流出的油也会造成浪费，提高了成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种内泄式齿轮泵，以解决现有技术中的齿轮泵内的溢流阀打开和关闭时的压差较大，不能实现精确控制的问题。
为实现上述目的，本发明内泄式齿轮泵的第一种技术方案是：内泄式齿轮泵，包括泵体，所述泵体上设有进液口和出液口，所述泵体内设有溢流阀，所述溢流阀包括阀套以及滑动装配在阀套内的阀芯组件，所述阀芯组件包括进口阀芯、出口阀芯以及与进口阀芯和出口阀芯分别连接以使进口阀芯和出口阀芯同步滑动的连接件，所述进口阀芯的横截面面积大于出口阀芯的横截面面积，进口阀芯连接有用于平衡进口阀芯和出口阀芯之间压力差的压力平衡装置；所述阀套上设有连通进液口的进液阀口和连通出液口的出液阀口，所述阀芯组件具有平衡位和泄压位，阀芯组件在平衡位时满足：出液阀口位于进口阀芯和出口阀芯之间，所述进口阀芯位于进液阀口处以封堵进液阀口从而使溢流阀关闭；阀芯组件在泄压位时满足：出液阀口位于进口阀芯和出口阀芯之间，进口阀芯位于进液阀口远离出口阀芯的一侧以开启进液阀口从而使溢流阀打开。
本发明内泄式齿轮泵的第二种技术方案是：在本发明内泄式齿轮泵的第一种技术方案的基础上，所述进液阀口为扇形阀口，扇形阀口沿阀套的轴向布置且扇形阀口的圆弧端远离出口阀芯设置。扇形阀口能够在两个阀芯向左移动过程中，使进液阀口的大小逐渐增大，不会瞬间增大对齿轮泵造成冲击。
本发明内泄式齿轮泵的第三种技术方案是：在本发明内泄式齿轮泵的第二种技术方案的基础上，所述扇形阀口的数量为至少两个并均匀布置在阀套的周向上。多个扇形阀口均布在阀套的周向上，在进口压力过高时，能够较快的泄压。
本发明内泄式齿轮泵的第四种技术方案是：在本发明内泄式齿轮泵的第一种至第三种任意一种技术方案的基础上，所述阀套包括两部分，与进口阀芯滑动装配的部分为进口阀套部分，与出口阀芯滑动装配的部分为出口阀套部分，所述进口阀套部分和出口阀套部分抵接在一起，所述进液阀口位于进口阀套部分上，所述出液阀口位于出口阀套部分上。阀套分为两部分，便于两个阀芯的放置。
本发明内泄式齿轮泵的第五种技术方案是：在本发明内泄式齿轮泵的第一种至第三种任意一种技术方案的基础上，所述进口阀芯远离出口阀芯的一端端面与阀套围成进口阀芯内腔，所述进口阀芯内腔的腔壁上设有第一泄液孔，所述阀套的外壁上在第一泄液孔处设有用于与齿轮泵的轴承孔连通的第一泄液槽；所述出口阀芯远离进口阀芯的一端端面与阀套围成出口阀芯内腔，所述出口阀芯内腔的腔壁上设有第二泄液孔，所述阀套的外壁上在第二泄液孔处设有用于与齿轮泵的轴承孔连通的第二泄液槽。将两个阀芯后端在滑动过程中产生的油液流入轴承孔内，以保证两个阀芯的正常工作。
本发明内泄式齿轮泵的第六种技术方案是：在本发明内泄式齿轮泵的第五种技术方案的基础上，所述第一泄液槽和第二泄液槽均为环形槽。环形槽能够保证油液能够更好的从两个阀芯的后部流出并流入轴承孔内。
本发明内泄式齿轮泵的第七种技术方案是：在本发明内泄式齿轮泵的第一种至第三种任意一种技术方案的基础上，所述进口阀芯远离出口阀芯的一端端面与阀套围成进口阀芯内腔，所述压力平衡装置设置在进口阀芯内腔内。
本发明内泄式齿轮泵的第八种技术方案是：在本发明内泄式齿轮泵的第七种技术方案的基础上，所述压力平衡装置包括设置在进口阀芯内腔的压簧和调节压簧弹性力的调节杆，所述压簧的一端与调节杆连接，另一端与进口阀套连接。
本发明内泄式齿轮泵的第九种技术方案是：在本发明内泄式齿轮泵的第八种技术方案的基础上，所述调节杆靠近进口阀套的一端设有台阶，所述进口阀芯远离出口阀芯的一端设有圆形槽，所述压簧的一端套设在所述台阶上，另一端放置在进口阀套的圆形槽内。结构简单、便于调节。
本发明内泄式齿轮泵的第十种技术方案是：在本发明内泄式齿轮泵的第一种至第三种任意一种技术方案的基础上，所述溢流阀位于齿轮泵内的两个轴承孔之间。使结构更加紧凑。
本发明的有益效果是：在泵体内设置溢流阀，使溢流阀集成在齿轮泵的两个轴承孔中间，使结构更加紧凑，有利于齿轮泵的小型化；溢流阀包括阀套以及滑动装配在阀套内的进口阀芯和出口阀芯，阀套上设有连通进液口的进液阀口和连通出液口的出液阀口，进口阀芯和出口阀芯之间设有使进口阀芯和出口阀芯同步滑动的连接件，进口阀芯的横截面面积大于出口阀芯的横截面面积，两个阀芯之间通过面积阀相互抵消了大部分的液压力，相比一般的安全溢流阀，更便于设计合适的弹簧以实现大量程、高精度的调节，同时能够在压力变化使快速响应压力变化情况以保证***压力的稳定性。
附图说明
图1为本发明的内泄式齿轮泵的外形图；
图2为图1中A-A方向的剖面图；
图3为本发明的内泄式齿轮泵的进口阀套的结构示意图；
图4为本发明的内泄式齿轮泵的出口阀套的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的内泄式齿轮泵的具体实施例，如图1和图2所示，内泄式齿轮泵包括泵体2和设置在泵体2内的轴承孔15，两个轴承孔15之间设有溢流阀，调压齿轮泵上所配备的溢流阀集成在泵体2的两个轴承孔15之间，齿轮泵不需要另外设计专门的结构即可布置在泵体2内，相比于现有的齿轮泵，结构更为紧凑；溢流阀包括阀套以及滑动装配在阀套内的进口阀芯7和出口阀芯10，阀套上设有连通进液口1的进液阀口17和连通出液口14的出液阀口20，进口阀芯7和出口阀芯10之间设有使进口阀芯7和出口阀芯10同步滑动的杆件9，杆件9构成了连接件，进口阀芯7、出口阀芯10和杆件9共同构成了阀套组件，杆件9两端分别螺纹连接在进口阀芯7和出口阀芯10上，在其他实施例中，杆件9两端分别焊接连接在进口阀芯7和出口阀芯10上；进口阀芯7的横截面面积大于出口阀芯10的横截面面积，使液压力在两个阀芯之间通过面积阀抵消了大部分的液压力，相比一般的安全溢流阀，该结构便于设计合适的弹簧以实现大量程、高精度的调节；进口阀芯7远离出口阀芯10的一端设有压力平衡装置；阀芯组件具有平衡位和泄压位，阀芯组件在平衡位时满足：出液阀口20位于进口阀芯7和出口阀芯10之间，进口阀芯7位于进液阀口17处以封堵进液阀口17从而使溢流阀关闭；阀芯组件在泄压位时满足：出液阀口20位于进口阀芯7和出口阀芯10之间，进口阀芯7位于进液阀口17远离出口阀芯10的一侧以开启进液阀口17从而使溢流阀打开。
本实施例中，阀套包括两部分，与进口阀芯7滑动装配的部分为进口阀套部分8，与出口阀芯10滑动装配的部分为出口阀套部分12，进口阀套部分8和出口阀套部分12抵接在一起，进口阀套部分8与泵体2之间设有进口阀套密封圈4，出口阀套部分12和泵体2之间设有出口阀套密封圈11，进口阀套密封圈4和出口阀套密封圈11保证了阀套外壁的密封性能，进液阀口17位于进口阀套部分8上，出液阀口10位于出口阀套部分12上。
本实施例中，如图3所示，进液阀口17为扇形阀口，扇形阀口沿阀套的轴向布置且扇形阀口的圆弧端远离出口阀芯10设置，进液阀口17的数量为六个并沿进口阀套部分8的周向均匀布置，在其他实施例中，进液阀口17也可以为锥形；本实施例中，出液阀口20为椭圆形，如图4所示，出液阀口20的数量为六个并沿出口阀套部分12的周向均匀布置，出液阀口20相比一般的单圆形过流面积会更大，另外出口阀芯10直径方向的利用率高，出口阀芯10的直径直接为过滤面积，不需要再设计密封台及过流间隙，在其他实施例中，出液阀口20也可以为圆形。
本实施例中，进口阀套部分8在远离进液阀口17的一端与泵体2围成与齿轮泵的轴承孔15连通的第一泄液槽19，进口阀套部分8上设有连通第一泄液槽19和进口阀套部分8内腔的第一泄液孔16；出口阀套部分12在远离出液阀口20的一端与泵体2围成与齿轮泵的轴承孔15连通的第二泄液槽18，出口阀套部分12上设有连通第二泄液槽18和出口阀套部分12内腔的的第二泄液孔13，由于进口阀芯7和出口阀芯10均为滑阀，在工作过程中会有液体通过，因此进口阀套部分8内的液压油通过第一泄液孔16和和第一泄液槽19流入端盖的轴承孔15内；出口阀套部分12内的液压油通过第二泄液孔13和第二泄液槽18流入端盖的轴承孔15内，以保证进口阀芯7和出口阀芯10的正常滑动；其中，第一泄液槽19和第二泄液槽18均为环形槽。
本实施例中，进口阀套部分8内设有压力平衡装置，压力平衡装置包括压簧6和调节压簧弹性力的调节杆5，调节杆5靠近进口阀套部分8的一端设有台阶，进口阀芯7远离出口阀芯10的一端设有圆形槽，压簧6的一端套设在台阶上，另一端放置在进口阀套部分8的圆形槽内；调节杆5与进口阀套部分8之间设有调节杆密封圈3，调节杆密封圈3保证进口阀套部分8内的液压油不会泄露到齿轮泵外；其中，压簧6相对于传统的齿轮泵中的较小，对齿轮泵的压力进行调节时不需要用很大的力，压簧由于受力小，可以保证长时间使用，性能更稳定。
本实施例中，进口阀芯7和出口阀芯10的均为圆柱状，使阀套好加工同时也便于进口阀芯7和出口阀芯10在阀套内滑动，在其他实施例中，进口阀芯7和出口阀芯10也可以为方形或椭圆形。
工作原理：设进口阀芯7受压面积为A1（低压），出口阀芯10受压面积为A2（高压），出液口14处的压力为P，ΔA=A1-A2>0，由此可以保证，出液口14处的压力P作用在进口阀芯7上产生的力为F1大于出液口14处的压力P作用在出口阀芯10上产生的力为F2，即F1-F2>0，因此两个阀芯在杆件9的作用下均有向进液口1方向运动的趋势；压力平衡装置的作用主要是，在调节杆5的作用下进行补偿，实现压簧的弹簧力F3与上述的两个力平衡，即最终实现F3=F1-F2；两个阀芯用杆件9连接，当压力缓慢变大时，即F3＜F1-F2，进口阀芯7和出口阀芯10一起慢慢向左移动，当进液阀口17打开，出液口14的高压液体可经过出液阀口20、进入进口阀芯7和出口阀芯10之间的内腔，再通过进液阀口17进入齿轮泵的进液口1，从而使出液口14的流量减小，保证***压力不会过高，此时，齿轮泵或者***的流量是损失状态，而且在泄压过程中高压液体从出液口14进入到进口阀芯7和出口阀芯10之间的内腔再到进液口1，不需要设计专门的泄油管路，实现了零泄漏，简化了***设计；当压力缓慢变小时，即F3≥F1-F2，进口阀芯7和出口阀芯10一起慢慢向右移动，当进液阀口17关闭，出液口14的液体不会再进入进液口1，此时齿轮泵为全流量工作状态。
本实施例中，进口阀芯7和出口阀芯10上均设有若干个径向的环形槽，环形槽能够减轻两个阀芯的重量，使其在滑动过程中惯性变小，有利于两个阀芯的左右滑动；由于两个阀芯重量减小，压簧6的结构也相对较小，因此压簧6的刚度较小，使压簧6对于力的变化较为敏感。
本实施例中，当***压力缓慢升高时，进口阀芯7和出口阀芯10可以缓慢移动使进液阀口17缓慢的打开，不会在压力过高时突然打开，一方面可以防止***压力突然下降，造成压力不稳定；另一方面可以在进液阀口17打开时稳定的保持***最大流量供给；当***压力缓慢下降时，进液阀口17也缓慢关闭，基本上可以做到在***压力略小于设计开启压力时关闭进液阀口17，即进液阀口17启闭压差小，有利于***压力的稳定。
在其他实施例中，进液阀口的数量可以为一个、两个或多个；在其他实施例中，进液阀口也可以不均匀设置在进口阀套的周向上；在其他实施例中，阀套为一体成型，包括进口阀套滑动段和出口阀套滑动段，进口阀套滑动段的内径大于出口阀套滑动段的内径；在其他实施例中，保证进口阀芯和出口阀芯在滑动过程中的密封良好，不设置泄液孔和泄液槽；在其他实施例中，调节杆上设置圆形槽，进口阀芯上设置台阶，压簧一端放置在调节杆的圆形槽内，另一端套设在进口阀芯的台阶上；在其他实施例中，连接件也可以为板件；在其他实施例中，溢流阀也可以设置在齿轮泵的两个轴承孔的上端。

Claims (10)

1.一种内泄式齿轮泵，包括泵体，所述泵体上设有进液口和出液口，其特征在于：所述泵体内设有溢流阀，所述溢流阀包括阀套以及滑动装配在阀套内的阀芯组件，所述阀芯组件包括进口阀芯、出口阀芯以及与进口阀芯和出口阀芯分别连接以使进口阀芯和出口阀芯同步滑动的连接件，所述进口阀芯的横截面面积大于出口阀芯的横截面面积，阀芯组件连接有用于平衡进口阀芯与出口阀芯之间压力差的压力平衡装置；所述阀套上设有连通进液口的进液阀口和连通出液口的出液阀口，所述阀芯组件具有平衡位和泄压位，阀芯组件在平衡位时满足：出液阀口位于进口阀芯和出口阀芯之间，所述进口阀芯位于进液阀口处以封堵进液阀口从而使溢流阀关闭；阀芯组件在泄压位时满足：出液阀口位于进口阀芯和出口阀芯之间，进口阀芯位于进液阀口远离出口阀芯的一侧以开启进液阀口从而使溢流阀打开。
2.根据权利要求1所述的内泄式齿轮泵，其特征在于：所述进液阀口为扇形阀口，扇形阀口沿阀套的轴向布置且扇形阀口的圆弧端远离出口阀芯设置。
3.根据权利要求2所述的内泄式齿轮泵，其特征在于：所述扇形阀口的数量为至少两个并均匀布置在阀套的周向上。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的内泄式齿轮泵，其特征在于：所述阀套包括两部分，与进口阀芯滑动装配的部分为进口阀套部分，与出口阀芯滑动装配的部分为出口阀套部分，所述进口阀套部分和出口阀套部分抵接在一起，所述进液阀口位于进口阀套部分上，所述出液阀口位于出口阀套部分上。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的内泄式齿轮泵，其特征在于：所述进口阀芯远离出口阀芯的一端端面与阀套围成进口阀芯内腔，所述进口阀芯内腔的腔壁上设有第一泄液孔，所述阀套的外壁上在第一泄液孔处设有用于与齿轮泵的轴承孔连通的第一泄液槽；所述出口阀芯远离进口阀芯的一端端面与阀套围成出口阀芯内腔，所述出口阀芯内腔的腔壁上设有第二泄液孔，所述阀套的外壁上在第二泄液孔处设有用于与齿轮泵的轴承孔连通的第二泄液槽。
6.根据权利要求5所述的内泄式齿轮泵，其特征在于：所述第一泄液槽和第二泄液槽均为环形槽。
7.根据权利要求1-3任意一项所述的内泄式齿轮泵，其特征在于：所述进口阀芯远离出口阀芯的一端端面与阀套围成进口阀芯内腔，所述压力平衡装置设置在进口阀芯内腔内。
8.根据权利要求7所述的内泄式齿轮泵，其特征在于：所述压力平衡装置包括设置在进口阀芯内腔的压簧和调节压簧弹性力的调节杆，所述压簧的一端与调节杆连接，另一端与进口阀套连接。
9.根据权利要求8所述的内泄式齿轮泵，其特征在于：所述调节杆靠近进口阀套的一端设有台阶，所述进口阀芯远离出口阀芯的一端设有圆形槽，所述压簧的一端套设在所述台阶上，另一端放置在进口阀套的圆形槽内。
10.根据权利要求1-3任意一项所述的内泄式齿轮泵，其特征在于：所述溢流阀位于齿轮泵内的两个轴承孔之间。
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