CN118242247B - 一种液压增压泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压增压泵，包括缸体、活塞、换向阀芯、左泵头、右泵头、左柱塞、右柱塞、进液阀组、排液阀组、卸压组件、底板压盖；所述左柱塞与右柱塞直径相等，所述缸体左端安装所述左泵头，右端安装所述右泵头，所述左泵头、右泵头分别通过螺栓与所述缸体连接紧固；所述缸体内孔直径从左往右依次为D1、D2、D3，其中D1=D3，D2＜D3，所述缸体上设有进油口、回油口，其中所述进油口位于D2内孔右端，所述回油口位于D2内孔左端；所述缸体侧壁贯穿有控制油通道和卸压通道，其中所述控制油通道与所述进油口相通，所述卸压通道与所述回油口相通；所述换向阀芯集成于所述活塞内。本发明大大地降低了系统成本，提高了安全性，减少了系统的能量消耗。

Description

一种液压增压泵

技术领域

本发明属于增压泵技术领域，具体涉及一种液压增压泵。

背景技术

在常见液压系统中，因负载在设计轻量化、安装空间受限制等方面的原因，油缸所需要的工作压力往往会不一致，原始方案是不同压力等级的液压油泵组成泵组来实现，低压泵实现负载油缸快进快退，高压泵提供小流量液压驱动负载最后阶段的动作。在系统元器件选型时，都必需按最高压力来进行元器件选配，造价方面居高不下；另外从安全方面考虑，系统总体油路承受的压力越高，其安全性就越低，系统因泄漏产生的发热量也会越大，元件故障率会比低压系统高出很多。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够自动换向连续增压的双作用液压增压泵，通过将高压系统与低压系统完全地分开，低压的液压油通过增压泵的自运行循环增压后，直接进入高压负载，无需任何其他的高压控制元件，大大地降低了系统成本，提高了安全性，减少了系统的能量消耗。

本发明提供了一种液压增压泵，包括缸体、活塞、换向阀芯、左泵头、右泵头、左柱塞、右柱塞、进液阀组、排液阀组、卸压组件、底板压盖；

所述左柱塞与右柱塞直径相等，所述缸体左端安装所述左泵头，右端安装所述右泵头，所述左泵头、右泵头分别通过螺栓与所述缸体连接紧固；所述缸体内孔直径从左往右依次为D1、D2、D3，其中D1=D3，D2＜D3，所述缸体上设有进油口、回油口，其中所述进油口位于D2内孔右端，所述回油口位于D2内孔左端；所述缸体侧壁贯穿有控制油通道和卸压通道，其中所述控制油通道与所述进油口相通，所述卸压通道与所述回油口相通；所述换向阀芯集成于所述活塞内。

进一步地，所述左泵头和右泵头为对称结构，其内孔安装密封圈，分别与所述左柱塞、右柱塞滑动配合；所述左泵头左端安装所述进液阀组、排液阀组和卸压组件，所述右泵头右端安装所述进液阀组、排液阀组和卸压组件；所述左泵头和右泵头对称设置泵头控制油通道和泵头卸压通道，并分别与所述控制油通道和卸压通道位置对应；所述左泵头和右泵头的泵头控制油通道与进液阀组下端相通，卸压通道通过底板压盖与卸压组件下端相通。

进一步地，所述活塞为T型台阶结构，其右端直径为D3与缸体直径D3内孔滑动配合，其左端直径为D2与缸体直径D2内孔滑动配合，所述活塞左端外圆设控制油槽，所述控制油槽上设若干小孔与左活塞内腔相通；活塞装入缸体将缸体分割成第一进油腔、第二进油腔和回油腔；所述活塞内腔分别设左连接螺纹、第一台阶、第二台阶、右连接螺纹，所述第一台阶设第一环形槽，所述第二台阶设第二环形槽；所述活塞左端面间隔设置若干孔道与第一环形槽相通，形成第一换向通道，所述活塞右端面间隔设置若干孔道与第二环形槽相通，形成第二换向通道。

进一步地，所述换向阀芯为工字型结构，其左端直径大于右端直径，左端与活塞内腔第一台阶滑动配合，右端与活塞内腔第二台阶滑动配合；所述换向阀芯装入活塞内腔将活塞内腔分隔成高低压腔、高低压转换腔、及先导油腔；所述活塞圆周上间隔设置若干高压腔通道和先导油腔通道，分别与高低压腔和先导油腔相通。

进一步地，左、右进液阀组和排液阀组分别安装于所述左泵头和右泵头，所述进液阀组和排液阀组包括下阀体、上阀体、阀罩和弹簧；所述下阀体外圆为台阶结构，其凹槽为O型圈密封槽，所述下阀体内孔为喇叭口锥面结构，所述上阀体下端面为球面结构，与下阀体喇叭口锥面共同组成单向阀密封面，所述上阀体上端面为圆柱形，与阀罩内腔配合起导向作用，内腔为台阶孔，小孔为弹簧安装孔。

进一步地，所述卸压组件包括进液阀卸压顶杆和排液阀卸压顶杆，分别安装于所述左泵头和右泵头下端面；所述进液阀卸压顶杆和排液阀卸压顶杆均为圆柱形台阶结构，下方大直径部分与泵头孔滑动配合，其直径大于单向阀密封面直径，上方小直径部分为顶杆，卸压顶杆装入泵头后与进排液阀组上阀体留有间隙，当高压液压油作用于卸压顶杆底部时，卸压顶杆向上移动打开进排液阀组上阀体实现管路卸压。

进一步地，该增压泵还包括增压油口，所述增压油口通过螺栓与所述左泵头和右泵头上端面连接紧固并压紧进液阀组和排液阀组，其轴向为贯穿通孔，两端为内螺纹用于连接液压接头，为高压油出口，顶部设压力表接口。

进一步地，所述底板压盖通过螺栓与所述左泵头和右泵头下端面连接紧固并压紧卸压组件，其内腔孔道分别与卸压通道、卸压组件下端相通。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

本发明将高压系统与低压系统完全地分开，低压的液压油通过增压泵的自运行循环增压后，直接进入高压负载，无需任何其他的高压控制元件，大大地降低了系统成本，提高了安全性，减少了系统的能量消耗，是理想的液压高压乃至超高压解决方案。

附图说明

图1是本发明液压增压泵的原理图；

图2是本发明液压增压泵的结构示意图；

图3是图2中J的放大图；

图4是图2中K的放大图。

图中标号：

1-缸体；2-活塞；3-换向阀芯；4-左泵头；5-右泵头；6-左柱塞；7-右柱塞；8-增压油口；9-进液阀组；10-排液阀组；11-卸压组件；12-底板压盖；13-进油口；14-回油口；15-控制油通道；16-卸压通道；17-控制油槽；18-第一进油腔；19-第二进油腔；20-回油腔；21-左连接螺纹；22-第一台阶；23-第二台阶；24-右连接螺纹；25-第一环形槽；26-第二环形槽；27-第一换向通道；28-第二换向通道；29-高低压腔；30-高低压转换腔；31-先导油腔；32-高压腔通道；33-先导油通道；34-下阀体；35-上阀体；36-阀罩；37-弹簧。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

参图1至图4所示，本实施例提供了一种液压增压泵，包括缸体1、活塞2、换向阀芯3、左泵头4、右泵头5、左柱塞6、右柱塞7、进液阀组9、排液阀组10、卸压组件11、底板压盖12；

左柱塞6与右柱塞7直径相等，缸体1左端安装左泵头4，右端安装右泵头5，左泵头4、右泵头5分别通过螺栓与缸体1连接紧固；缸体1内孔直径从左往右依次为D1、D2、D3，其中D1=D3，D2＜D3，缸体1上设有进油口13、回油口14，其中进油口13位于D2内孔右端，回油口位于D2内孔左端；所述缸体1侧壁贯穿有控制油通道15和卸压通道16，其中控制油通道15与进油口13相通，卸压通道16与回油口14相通；换向阀芯3集成于活塞2内。

在本实施例中，左泵头4和右泵头5为对称结构，其内孔安装密封圈，分别与左柱塞6、右柱塞7滑动配合；左泵头4左端安装进液阀组9、排液阀组10和卸压组件11，右泵头5右端安装进液阀组9、排液阀组10和卸压组件11；左泵头4和右泵头5对称设置泵头控制油通道和泵头卸压通道，并分别与控制油通道15和卸压通道16位置对应；左泵头4和右泵头5的泵头控制油通道与进液阀组9下端相通，卸压通道16通过底板压盖12与卸压组件11下端相通。

在本实施例中，活塞2为T型台阶结构，其右端直径为D3与缸体1直径D3内孔滑动配合，其左端直径为D2与缸体1直径D2内孔滑动配合，活塞2左端外圆设控制油槽17，控制油槽17上设若干小孔与左活塞内腔相通；活塞2装入缸体1将缸体1分割成第一进油腔18、第二进油腔19和回油腔20；活塞2内腔分别设左连接螺纹21、第一台阶22、第二台阶23、右连接螺纹24，第一台阶22设第一环形槽25，第二台阶23设第二环形槽26；活塞2左端面间隔设置若干孔道与第一环形槽25相通，形成第一换向通道27，活塞2右端面间隔设置若干孔道与第二环形槽26相通，形成第二换向通道28。

在本实施例中，换向阀芯3为工字型结构，其左端直径大于右端直径，左端与活塞内腔第一台阶22滑动配合，右端与活塞内腔第二台阶23滑动配合；换向阀芯3装入活塞内腔将活塞内腔分隔成高低压腔29、高低压转换腔30、及先导油腔31；活塞圆周上间隔设置若干高压腔通道32和先导油腔通道33，分别与高低压腔29和先导油腔31相通。

在本实施例中，左、右进液阀组9和排液阀组10分别安装于左泵头4和右泵头5，进液阀组9和排液阀组10包括下阀体34、上阀体35、阀罩36和弹簧37；下阀体34外圆为台阶结构，其凹槽为O型圈密封槽，下阀体34内孔为喇叭口锥面结构，上阀体35下端面为球面结构，与下阀体34喇叭口锥面共同组成单向阀密封面，上阀体35上端面为圆柱形，与阀罩36内腔配合起导向作用，内腔为台阶孔，小孔为弹簧安装孔。

在本实施例中，卸压组件11包括进液阀卸压顶杆和排液阀卸压顶杆，分别安装于所述左泵头4和右泵头5下端面；所述进液阀卸压顶杆和排液阀卸压顶杆均为圆柱形台阶结构，下方大直径部分与泵头孔滑动配合，其直径大于单向阀密封面直径，上方小直径部分为顶杆，卸压顶杆装入泵头后与进排液阀组上阀体35留有间隙，当高压液压油作用于卸压顶杆底部时，卸压顶杆向上移动打开进排液阀组上阀体35实现管路卸压。

在本实施例中，增压油口8通过螺栓与所述左泵头4和右泵头5上端面连接紧固并压紧进液阀组9和排液阀组10，其轴向为贯穿通孔，两端为内螺纹用于连接液压接头，为高压油出口，顶部设压力表接口。

在本实施例中，底板压盖12通过螺栓与左泵头4和右泵头5下端面连接紧固并压紧卸压组件11，其内腔孔道分别与卸压通道16、卸压组件11下端相通。

工作过程如下：

参图1所示，液压油经换向阀P口进入增压泵A口，推动换向阀芯3至右位（换向阀芯集成于增压泵活塞内），A口液压油同时从左侧进液阀组9进入左柱塞腔，在左柱塞6和活塞左侧压力的共同作用下，增压泵柱塞向右运动，经右侧出液单向阀（排液阀组10）输出高压油HP，活塞右侧液压油经液控换向阀（换向阀芯3）、增压泵B口回油箱。当活塞运动到右极限位置时，A口液压油经活塞换向槽进入液控换向阀左侧，因左侧面积大于右侧，液控换向阀移动至左位，A口液压油进入活塞右侧及柱塞右侧，在活塞左侧、右侧、柱塞右侧压力的共同作用下，增压泵柱塞向左运动，经左侧出液单向阀（排液阀组10）输出高压油HP，如此往复实现液压增压泵的连续增压功能。

具体地：

当缸体进油口13进入高压油时，高压油分别从活塞高压腔通道32进入高低压腔29，从先导油通道33进入先导油腔31，推动换向阀芯3左移，阀芯关闭高压腔通道32，打开第一换向通道27，第二换向通道28始终处于打开状态，高压油作用于活塞D3左侧，同时进油口13高压油经控制油通道15、左进液阀组进入左泵头柱塞腔，在活塞及左泵头柱塞腔受高压油的共同作用下，活塞带动柱塞向右运动，第二进油腔19容积减小，低压油从第二换向通道28、高低压转换腔30、第一换向通道27及回油口14流回油箱，因左柱塞面积+活塞受力面积>右柱塞面积，因此右柱塞向右运动输出高于液压系统压力的增压油，增压油经右排液阀组、增压油口输出至负载，其增压比i=（柱塞面积+活塞受力面积）/柱塞面积，通过改变柱塞面积和活塞面积改变增压比。柱塞向右运动过程中，左柱塞腔始终受系统压力，左排液阀下端受系统压力，上端受增压油压力，上下两端压差低于增压油压力，这样可提高排液阀的使用寿命。

当活塞控制油槽17移动至缸体D2内孔右端面时，高压油从控制油槽17小孔进入活塞内腔高低压转换腔30，此时换向阀芯3两端均受高压油作用，因其左端面积大于右端面积，故阀芯向右移动，关闭第一换向通道27，打开高压腔通道32，高压油经高压腔通道32、高低压腔29，第二换向通道28进入活塞右侧，此时活塞D2两侧均受高压油作用，同时高压油经控制油通道15、右进液阀组进入右泵头柱塞腔，在活塞及右泵头柱塞腔受高压油的共同作用下，活塞带动柱塞向左运动，回油腔20从回油口14流回油箱，因右柱塞面积+活塞受力面积>左柱塞面积，因此左柱塞向左运动输出高于液压系统压力的增压油，增压油经右排液阀组、增压油口输出至负载，其增压比i及排压阀上下两端压差与向右运动时相同。

当活塞控制油槽17移动至缸体D2左端面时，高低压转换腔30中的高压油通过控制油槽17的小孔与回油腔20相通，高低压转换腔30压力卸掉，此时换向阀芯3仅右端面受高压油作用，故阀芯向左移动，活塞带动柱塞向右移动，如此往复实现左右泵头柱塞腔连续进入高压油和排出高压系统压力的增压油。

当需要卸掉负载压力时，回油口14进入系统高压油，进油口13回油箱，高压油经卸压通道16进入进液阀卸压顶杆和排液阀卸压顶杆底部，因卸压顶杆底部面积大于进排液阀组的密封面积×增压比i，所以液压系统只需要输出低于上次增压时所调定的压力即可推动卸压顶杆打开进排液阀组的单向阀，此时增压油通过排液阀组10、进液阀组9、控制油通道15、第一进油腔18、进油口13回油箱实现负载卸压。

本发明将高压系统与低压系统完全地分开，低压的液压油通过增压泵的自运行循环增压后，直接进入高压负载，无需任何其他的高压控制元件，大大地降低了系统成本，提高了安全性，减少了系统的能量消耗，是理想的液压高压乃至超高压解决方案。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (5)

1.一种液压增压泵，其特征在于，包括缸体（1）、活塞（2）、换向阀芯（3）、左泵头（4）、右泵头（5）、左柱塞（6）、右柱塞（7）、增压油口（8）、进液阀组（9）、排液阀组（10）、卸压组件（11）、底板压盖（12）；

所述左柱塞（6）与右柱塞（7）直径相等，所述缸体（1）左端安装所述左泵头（4），右端安装所述右泵头（5），所述左泵头（4）、右泵头（5）分别通过螺栓与所述缸体（1）连接紧固；所述缸体（1）内孔直径从左往右依次为D1、D2、D3，其中D1=D3，D2＜D3，所述缸体（1）上设有进油口（13）、回油口（14），其中所述进油口（13）位于D2内孔右端，所述回油口位于D2内孔左端；所述缸体（1）侧壁贯穿有控制油通道（15）和卸压通道（16），其中所述控制油通道（15）与所述进油口（13）相通，所述卸压通道（16）与所述回油口（14）相通；所述换向阀芯（3）集成于所述活塞（2）内；

所述左泵头（4）和右泵头（5）为对称结构，其内孔安装密封圈，分别与所述左柱塞（6）、右柱塞（7）滑动配合；所述左泵头（4）左端安装所述进液阀组（9）、排液阀组（10）和卸压组件（11），所述右泵头（5）右端安装所述进液阀组（9）、排液阀组（10）和卸压组件（11）；所述左泵头（4）和右泵头（5）对称设置泵头控制油通道和泵头卸压通道，并分别与所述控制油通道（15）和卸压通道（16）位置对应；所述左泵头（4）和右泵头（5）的泵头控制油通道与进液阀组（9）下端相通，卸压通道（16）通过底板压盖（12）与卸压组件（11）下端相通；

所述换向阀芯（3）为工字型结构，其左端直径大于右端直径，左端与活塞内腔第一台阶（22）滑动配合，右端与活塞内腔第二台阶（23）滑动配合；所述换向阀芯（3）装入活塞内腔将活塞内腔分隔成高低压腔（29）、高低压转换腔（30）、及先导油腔（31）；所述活塞圆周上间隔设置若干高压腔通道（32）和先导油腔通道（33），分别与高低压腔（29）和先导油腔（31）相通；

所述增压油口（8）通过螺栓与所述左泵头（4）和右泵头（5）上端面连接紧固并压紧进液阀组（9）和排液阀组（10），其轴向为贯穿通孔，两端为内螺纹用于连接液压接头，为高压油出口，顶部设压力表接口。

2.根据权利要求1所述的液压增压泵，其特征在于，所述活塞（2）为T型台阶结构，其右端直径为D3与缸体（1）直径D3内孔滑动配合，其左端直径为D2与缸体（1）直径D2内孔滑动配合，所述活塞（2）左端外圆设控制油槽（17），所述控制油槽（17）上设若干小孔与左活塞内腔相通；活塞（2）装入缸体（1）将缸体（1）分割成第一进油腔（18）、第二进油腔（19）和回油腔（20）；所述活塞（2）内腔分别设左连接螺纹（21）、第一台阶（22）、第二台阶（23）、右连接螺纹（24），所述第一台阶（22）设第一环形槽（25），所述第二台阶（23）设第二环形槽（26）；所述活塞（2）左端面间隔设置若干孔道与第一环形槽（25）相通，形成第一换向通道（27），所述活塞（2）右端面间隔设置若干孔道与第二环形槽（26）相通，形成第二换向通道（28）。

3.根据权利要求1所述的液压增压泵，其特征在于，左、右进液阀组（9）和排液阀组（10）分别安装于所述左泵头（4）和右泵头（5），所述进液阀组（9）和排液阀组（10）包括下阀体（34）、上阀体（35）、阀罩（36）和弹簧（37）；所述下阀体（34）外圆为台阶结构，其凹槽为O型圈密封槽，所述下阀体（34）内孔为喇叭口锥面结构，所述上阀体（35）下端面为球面结构，与下阀体（34）喇叭口锥面共同组成单向阀密封面，所述上阀体（35）上端面为圆柱形，与阀罩（36）内腔配合起导向作用，内腔为台阶孔，小孔为弹簧安装孔。

4.根据权利要求3所述的液压增压泵，其特征在于，所述卸压组件（11）包括进液阀卸压顶杆和排液阀卸压顶杆，分别安装于所述左泵头（4）和右泵头（5）下端面；所述进液阀卸压顶杆和排液阀卸压顶杆均为圆柱形台阶结构，下方大直径部分与泵头孔滑动配合，其直径大于单向阀密封面直径，上方小直径部分为顶杆，卸压顶杆装入泵头后与进排液阀组上阀体（35）留有间隙，当高压液压油作用于卸压顶杆底部时，卸压顶杆向上移动打开进排液阀组上阀体（35）实现管路卸压。

5.根据权利要求1所述的液压增压泵，其特征在于，所述底板压盖（12）通过螺栓与所述左泵头（4）和右泵头（5）下端面连接紧固并压紧卸压组件（11），其内腔孔道分别与卸压通道（16）、卸压组件（11）下端相通。