CN108266372A - 一种阀式配流径向柱塞乳化液泵 - Google Patents

Abstract

本发明属于液压泵技术领域，具体是一种阀式配流径向柱塞乳化液泵。为了提高额定压力，缩短配流阀响应时间，实现工作介质乳化液与润滑油分离，包括柱塞泵体和轴向可伸缩缸组件，所述的轴向可伸缩缸组件包括泵缸体、进液阀、柱塞腔端盖、轴向可伸缩缸、排液阀、缸套和柱塞，所述的柱塞泵体内设置有与柱塞接触的五星轮，五星轮安装在曲轴上，柱塞泵体底部开设有高水基介质总进液口a和高水基介质总排液口i，高水基介质总进液口a与进液阀连接，高水基介质总排液口i与排液阀连接。本发明减小故障率，延长柱塞使用寿命。

Description

一种阀式配流径向柱塞乳化液泵

技术领域

本发明属于液压泵技术领域，具体是一种阀式配流径向柱塞乳化液泵。

背景技术

乳化液泵是一种常见的柱塞往复式泵，常用于采煤工作面，是高产高效综合机械化采煤配套设备中液压支架支护系统的动力源，在综采工作面中具有十分重要的地位。目前国内广泛使用的依旧是齿轮减速传动的卧式三柱塞泵，为节约矿井空间，方便乳化液泵在矿井下的安装，现放弃传统齿轮减速方式，直接采用电机带动乳化液泵的运转。乳化液泵转速则会由现在的500转/分提高到1500转/分，故传统的单向阀已不能满足高速运转的乳化液泵的配流需求，亟需发明一种高速响应配流阀，来保证高速乳化液泵的正常运转。

传统卧式柱塞式乳化液泵，不仅占地面积大、安装复杂，并且在工作中柱塞与柱塞泵间摩擦力大，降低了工作效率；另外需要安装一系列的密封装置来避免乳化液和润滑油的相互泄漏，结构较为复杂。发明一种新型的乳化液泵结构对解决现有乳化液泵存在的问题十分必要，其对促进我国采矿产高质量、高效率、低成本发展具有重要的现实意义。

发明内容

本发明为了提高额定压力，缩短配流阀响应时间，实现工作介质乳化液与润滑油分离，提供一种阀式配流径向柱塞乳化液泵。

本发明采取以下技术方案：一种阀式配流径向柱塞乳化液泵，包括柱塞泵体和轴向可伸缩缸组件，

所述的轴向可伸缩缸组件包括泵缸体、进液阀、柱塞腔端盖、轴向可伸缩缸、排液阀、缸套和柱塞，缸套套在泵缸体内，轴向可伸缩缸安装在缸套上部，缸套底部与柱塞焊接，轴向可伸缩缸中部设置有轴向可伸缩缸进、出液口e，轴向可伸缩缸进、出液口e一端与缸套内部连通，轴向可伸缩缸进、出液口e另一端与柱塞腔端盖上设置的柱塞腔端盖内部流道d连通，柱塞腔端盖内部流道d两端分别设置有进液阀和排液阀。

所述的柱塞泵体内设置有与柱塞接触的五星轮，五星轮安装在曲轴上，柱塞泵体底部开设有高水基介质总进液口a和高水基介质总排液口i，高水基介质总进液口a与进液阀连接，高水基介质总排液口i与排液阀连接。乳化液泵运转时，曲轴带动五星轮作平面运动，推动连接柱塞做径向往复运动，使波纹管柱塞腔做伸缩变化。在五星轮的作用下,连接柱塞沿径向向轴内运动，波纹管柱塞腔内容积增大，此时乳化液通过泵体上的主进液口及缸体内部进液环形流道，流经高频响应进液阀进入波纹管柱塞腔内，完成吸液；在五星轮作用下，连接柱塞沿径向向轴外运动，波纹管柱塞腔内容积减小，此时乳化液同样通过高频响应排液阀，流经缸体内的排液环形流道及主排液口排出乳化液泵，完成排液，输出高压乳化液。在五星轮内开有润滑油油路，与柱塞连通。润滑油由润滑油路进入润滑油工作区，并在连接柱塞与五星轮之间形成静压支撑，提高乳化液泵的机械效率。

进一步的，曲轴上开有圆弧油槽o，五星轮各端面处共开有5个润滑通孔，圆弧油槽o与润滑通孔连通，缸套与波纹管柱塞腔之间开有润滑油道f，润滑油道f与曲轴上的圆弧油槽o连通。圆弧油槽o与润滑通孔连通，在缸套与波纹管柱塞腔之间开有润滑油路，并与曲轴上的圆弧油槽o连通，以实现柱塞润滑。由于工作介质乳化液存在于波纹管柱塞腔内，润滑油工作于缸套与波纹管柱塞腔之间的缝隙中，即润滑油工作区。以此结构将油液完全分离即避免了动力介质乳化液与机械润滑油的相互混合。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1） 由于本发明采用新型柱塞结构，此结构柱塞腔容积变大，所承受相应的额定压力也有所提高，另此结构将工作介质乳化液与润滑油完全分离，避免了油液泄漏混合。从而减小故障率，延长柱塞使用寿命。

2） 本发明改变原有配流方式，利用高频响应进液阀与高频响应排液阀配流，克服传统泵进液阀与排液阀响应滞后的问题，改善和提高了乳化液泵的容积效率。

3） 本发明充分利用径向柱塞式乳化液泵的优势，较短的轴向尺寸，节省了极大地安装空间。并将泵体重量减轻至传统泵的一半以上。

附图说明

图1为本发明的实施方案示意图；

图2为本发明凸轮轴五星轮单元结构示意图；

图3为本发明轴向可伸缩缸组件局部放大图；

其中：1-泵轴承左端盖、2-泵左端盖、3-曲轴、4-圆锥滚子轴承、5-泵缸体、6-进液阀、7-柱塞腔端盖、8-轴向可伸缩缸、9-排液阀、10-缸套、11-柱塞、12-泵轴承右端盖、13-泵右端盖、14-五星轮、a-高水基介质总进液口、b-高水基介质进液环形流道、c-润滑油总进液口、d-柱塞腔端盖内部流道、e-轴向可伸缩缸进、出液口、f-润滑油油道、g-润滑油密闭容积、h-高水基介质回液环形流道、i-高水基介质总排液口、j～n-五星轮内润滑油通油孔、o-圆弧形油槽、p润滑油进液油路。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方案和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，一种阀式配流径向柱塞乳化液泵，包括柱塞泵体和轴向可伸缩缸组件。

所述的轴向可伸缩缸组件包括泵缸体5、进液阀6、柱塞腔端盖7、轴向可伸缩缸8、排液阀9、缸套10和柱塞11，缸套10套在泵缸体5内，缸套10内设置有波纹管柱塞腔，轴向可伸缩缸8安装在波纹管柱塞腔上部，波纹管柱塞腔底部与柱塞11焊接，轴向可伸缩缸8中部设置有轴向可伸缩缸进、出液口e，轴向可伸缩缸进、出液口e一端与缸套10内部连通，轴向可伸缩缸进、出液口e另一端与柱塞腔端盖7上设置的柱塞腔端盖内部流道d连通，柱塞腔端盖内部流道d两端分别设置有进液阀6和排液阀。

所述的柱塞泵体内设置有与柱塞11接触的五星轮14，五星轮14安装在曲轴3上，柱塞泵体底部开设有高水基介质总进液口a和高水基介质总排液口i，高水基介质总进液口a与进液阀6连接，高水基介质总排液口i与排液阀9连接。柱塞泵体是由泵轴承左端盖1、泵左端盖2、泵轴承右端盖12和泵右端盖13组成，曲轴3通过圆锥滚子轴承4安装在柱塞泵体内部。

曲轴3上开有圆弧油槽o，五星轮14各端面处共开有5个润滑通孔，圆弧油槽o与润滑通孔连通，柱塞缸套13与波纹管柱塞腔之间开有润滑油道f，润滑油道f与曲轴3上的圆弧油槽o连通。

其中：曲轴3偏心方向两端各开有两个圆弧形油槽o，在偏心轴凸轮处安装有五星轮14，并于五星轮各端面处开有5个润滑油通油孔j-n，五星轮作平面运动，并始终保持与柱塞底部相接触，曲轴凸轮部分相对五星轮以角速度作圆周转动，故曲轴3既是动力轴，又是润滑油配流轴，润滑油经由曲轴上的总进液口c和润滑油进液油路p，直接由偏心轮被削去的两半面形成的圆弧形油槽o和五星轮上的5个通油孔j-n到达柱塞底部，偏心轮被削去的部分和五星轮上的5个通油孔组成了配流阀的作用。

如图3所示，缸套10套在泵缸体5上，轴向可伸缩缸8相应的安装在缸套上，且柱塞11与轴向可伸缩缸底部焊接在一起，柱塞在上下往复运动时不能脱离缸套，以此保证缸套、轴向可伸缩缸和柱塞三者能形成润滑油的密闭容积g，柱塞底部始终保持与五星轮接触，并开有油槽来实现静压支撑，进液阀6和排液阀9设置在柱塞腔端盖7上，用来控制高水基介质的进出，保障泵的正常运转。

本装置通过以下方式进行工作：低压高水基介质通过总进液口、进液环形流道和进液阀吸入轴向可伸缩缸，轴向可伸缩缸内的高压高水基介质则通过排液阀、回液环形流道和总排液口排出泵体；润滑油经由曲轴上的润滑油总进液口和曲轴内部流道，通过偏心轮被削去的两部分和五星轮上的通油孔到达柱塞底部，完成吸油。如图1所示，以轴向可伸缩缸排液时为例：当电机启动带动泵运转时，曲轴作旋转运动并带动五星轮作平面运动，将五星轮的平面运动分解为一个水平方向的运动与一个竖直方向的运动，此时五星轮在竖直方向上作向上运动，从而推动柱塞向上运动，又因轴向可伸缩缸底部与柱塞焊接在一起，所以促使轴向可伸缩缸收缩，使其内高水基介质密闭容积减小，实现高压高水基介质的排液，高压高水基介质通过轴向可伸缩缸顶部的进、出液口、柱塞腔端盖内部流道，流经排液阀和回液环形流道，经由总排液口排出；同时因为柱塞的向上运动和轴向可伸缩缸的收缩，使得缸套、轴向可伸缩缸和柱塞形成的润滑油密闭容积减小，从而产生高压润滑油，产生的高压润滑油一方面用以实现轴向可伸缩缸的内外压力平衡，保证轴向可伸缩缸的正常工作和使用寿命，另一方面高压润滑油通过柱塞内部润滑油油路到达柱塞底部的油槽来实现与五星轮之间的静压支撑，从而减少五星轮与柱塞两运动副之间的磨损，保证泵的使用寿命。此时，曲轴内部的润滑油进液油路与柱塞所对应的五星轮内部通油孔不接通。

当轴向柔性可伸缩缸吸液时，将五星轮的平面运动分解为一个水平方向的运动与一个竖直方向的运动，此时五星轮在竖直方向上作向下运动，此时轴向可伸缩缸因其可伸缩性向下膨胀运动，带动柱塞也向下运动，使其内高水基介质密闭容积增大，实现低压高水基介质的吸液，低压高水基介质通过总进液口、进液环形流道和进液阀，流经柱塞腔内部流道和轴向可伸缩缸顶部的进、出液口完成吸液；同时因为轴向可伸缩缸的向下膨胀运动和柱塞的向下运动，使得缸套、轴向可伸缩缸和柱塞形成的润滑油密闭容积增大，进行润滑油的吸油。此时，曲轴内部的润滑油进液油路与柱塞所对应的五星轮内部通油孔接通，润滑油通过润滑油经由曲轴上的总进液口和曲轴内部润滑油油路，直接由偏心轮被削去的两半面形成的圆弧形油槽和五星轮上的通油孔到达柱塞底部的油槽内，进而完成吸油。

本发明在高水基柱塞马达中的具体实施方式与高水基柱塞泵类似，在此不作过多陈诉。

Claims (2)

1.一种阀式配流径向柱塞乳化液泵，其特征在于：包括柱塞泵体和轴向可伸缩缸组件，

所述的轴向可伸缩缸组件包括泵缸体（5）、进液阀（6）、柱塞腔端盖（7）、轴向可伸缩缸（8）、排液阀（9）、缸套（10）和柱塞（11），缸套（10）套在泵缸体（5）内，缸套（10）内设置有波纹管柱塞腔，轴向可伸缩缸（8）安装在波纹管柱塞腔上部，波纹管柱塞腔底部与柱塞（11）焊接，轴向可伸缩缸（8）中部设置有轴向可伸缩缸进、出液口e，轴向可伸缩缸进、出液口e一端与缸套（10）内部连通，轴向可伸缩缸进、出液口e另一端与柱塞腔端盖（7）上设置的柱塞腔端盖内部流道d连通，柱塞腔端盖内部流道d两端分别设置有进液阀（6）和排液阀（9）；

所述的柱塞泵体内设置有与柱塞（11）接触的五星轮（14），五星轮（14）安装在曲轴（3）上，柱塞泵体底部开设有高水基介质总进液口a和高水基介质总排液口i，高水基介质总进液口a与进液阀（6）连接，高水基介质总排液口i与排液阀（9）连接。

2.根据权利要求1所述的阀式配流径向柱塞乳化液泵，其特征在于：曲轴（3）上开有圆弧油槽o，五星轮（14）各端面处共开有5个润滑通孔，圆弧油槽o与润滑通孔连通，缸套（10）与波纹管柱塞腔之间开有润滑油道f，润滑油道f与曲轴（3）上的圆弧油槽o连通。