改进的叶片泵的制作方法

专利名称：改进的叶片泵的制作方法
技术领域：
本发明一方面涉及改进的叶片泵。另一方面，本发明涉及改进 的液压回路。又一个方面，本发明涉及具有改进的叶片固定装置的 液压机。
背景技术：
液压叶片泵用于泵送用于不同目的的不同机器内的液压流体。 这种机器包括例如运土、工业和农业机器、废品收集车、拖网渔船、 起重机和车辆动力转向系统。液压叶片泵典型地具有外壳，其内形成腔室。 一个转子可旋转 地安装在外壳内。转子典型地为大致圆柱形并且腔室的形状为使得 在转子的外壁与腔室的内壁之间形成一个或多个上升和下降区域。 在上升区域，在转子的外壁与腔室的内壁之间展现相对较大的空 间。在上升区域的引导侧，具有基本凸起的区域，尽管通常这里存 在少量下降。有时这称为主要凸起或主要凸起区域。该主要凸起紧 接着就是一个下降区域，其中转子的外壁与腔室的内壁之间的空间 减小。转子通常具有多个狭槽并且可移动的叶片安装在狭槽内。当 转子转动时，离心力导致叶片移至伸展位置同时穿过上升区域。当 叶片沿下降区域移动时，借助接触腔室内壁的转子使叶片移至收缩 位置同时它们移至转子与腔室之间的受限空间区域。液压流体润滑 叶片和腔室的内壁。在上升、下降和主要凸起区域的外侧，转子的 外壁与腔室的内壁之间的空间非常小。实际上，叶片伸展常常真正为零并且有时称为较小凸起。液压叶片泵通常连接于驱动器，如马达或发动机的旋转输出 轴，并且在缺少昂贵的空间侵入离合器或其它断开装置时，只要马 达或发动机继续操作就继续泵送液压流体。泵的转子通常具有由马 达或发动机的转速决定的转速。Adams等人的美国专利3,421,413描述了一种滑片泵，其中液 压被施加于每个叶片从而保持叶片与环绕运载叶片的转子的凸轮 面具有最佳接合。该专利旨在确保叶片保持与环绕凸轮的最佳接 触。Erickson的美国专利3,586,466描述了一种具有带狭槽的转子 和位于每个狭槽内的可移动叶片的旋转液压马达。转子轴颈安装在 限定了三个环形间隔的月牙形压力室部分的腔室内。液压马达包括 阀控制装置和能够可选地控制受压流体至压力室部分的流动的相 关通道。这使得受压流体能够被供给压力室部分中的一个、两个或 三个。当受压流体被送至三个压力室部分时，发生低速高转矩操作。 当受压流体被送至两个压力室部分时，发生高速但低转矩操作。当 受压流体被供给仅一个压力室部分时，发生更高速但更低转矩的操 作。Erickson的液压马达还包括通道设置，使得受压流体将径向向 外的移动传至邻近压力室部分的入口通道的叶片并且将径向向内 的移动传至邻近压力室部分的出口通道的叶片。因此，在叶片最初 的沿圆周移动穿过压力室部分期间，每个叶片受到流体压力的径向 向外的力从而与每个压力室部分的凹面或凹入表面密封结合，叶片 受到压力室部分的沿圆周相反末端的流体压力被径向向内移动从 而减小在对叶片施加很小或没有圆周压力的区域中每个叶片与腔 室的内周表面部分之间的摩擦负载(参见第4栏，55 — 72行)。US 3，421，413和US 3，586，466的全部内容在此明显地通过交叉 引用而并入。在我的共同待审国际专利申请PCT/AU2004/000951中，我描述了一种液压机，其中叶片可选地保持在收縮位置从而液压流体不 工作，其中叶片可选地在收縮位置与伸展位置之间移动从而液压流 体被叶片作用。该国际申请还描述了当叶片移入并穿过下降区域时 叶片下的受压液压流体可被排出的多个排出装置。我的国际申请 PCT/AU2004/000951的全部内容在此通过交叉引用并入。改进液压流体叶片泵的压力和速度能力的一个己知的限制在 于施加于中象限的下叶片区域的失衡力。考虑此，液压叶片泵典型 地具有位于上升区域的开始处的入口(如果泵具有一个以上的上升 区域，它将具有一个以上的入口)。入口将低压液压流体(为方便 计，"液压流体"下面都称作"油")供至上升区域。当叶片移动， 油穿过上升区域进入主要凸起并接着进入下降区域时，油受压。受 压的油通过与泵的每个下降区域相关的出口离开。还已知，在许多液压叶片泵中，下叶片区域暴露于已经受到出 口压力的受压的油中。这就导致施加于叶片的失衡力。例如，当叶 片位于压力(或出口)象限上，叶片在叶片的外部梢端和叶片下部 都暴露于高压的油。因此，油施加在叶片上的力位于平衡状态。但 是，在抽吸(或入口)象限中，叶片的梢端暴露于低压入口油中同 时叶片的底部暴露于高压油中。这导致压力失衡，作用为向外推动 叶片。这种力可能会超过泵的标准极限。如果发生这种情形，叶片 可能被驱动穿过油的应当位于叶片梢端与泵室之间的保护膜。如果 发生这种情形，就导致对叶片的损坏。已有限制这些力的一些尝试，包括(a) 在高压油导入的抽吸象限提供较小叶片区域并且在排出 口提供全部叶片区域。被叶片下的油施加的力是油压力乘以压力施 加的区域的面积的积，该力在抽吸象限更低；(b) 在高压油被导入的分离的室内使用销钉的销叶片装置。 该高压油仅作用于小销钉，其典型地在抽吸象限内产生不足以推动 叶片穿过油膜的力。这些方法全部意图限定抽吸象限内的叶片下部的力。但是，因 为高压油被导入的抽吸象限内叶片下部区域被减小从而提高下部 的压力和泵的速度值，在更低的速度和压力下泵是不稳定的，因为 力太低不足以支撑叶片的稳定运行。产生的涉及液压泵的另一个问题是由于具有防止泵管破裂或 泵驱动故障的全套备用系统的重型机动车(公路或高速路上)的日 渐增多的趋势。在该系统中，如果辅助或紧急泵开始使用，会具有 受压液压流体溢满装置(如动力转向装置)的危险。发明内容本发明的第一方面是处理过量下叶片液压流体(油)压力问题 的改进的叶片泵。根据第一个方面，本发明提供了用于泵送液压流体的叶片泵， 包括具有腔室的主体，在腔室内可旋转的转子，腔室和转子被塑形 为限定位于腔室和转子的壁之间的一个或多个上升、下降以及凸起 区域，转子具有多个狭槽，多个叶片被设置成使转子的每个狭槽具 有位于其内的叶片，每个叶片可在收缩位置与伸展位置之间移动， 其中在收縮位置叶片不会对液压流体产生作用而在伸展位置叶片 对液压流体产生作用，在每个所述叶片下部延伸有下叶片通道，用 于将相对较低压力的液压流体导入所述一个或多个上升区域的一个或多个入口，用于将相对较高压力的液压流体从所述一个或多个 下降区域排出的一个或多个出口，用于将出口压力的液压流体供给 位于下降区域内的叶片的下叶片通道的至少一个流道，以及用于将 中间压力的液压流体供给位于并穿过上升区域的叶片的下叶片通 道的中间压力供给装置，所述中间压力小于液压流体的出口压力但 大于入口压力。一方面，中间压力的液压流体的供给通过将高压的液压流体从 叶片泵的出口取出并且将其穿过将液压流体的压力降低为中间压 力的压力调整器，并且最终将中间压力的液压流体供给位于并且穿 过上升区域(此处也指的是"入口区域")的叶片的下叶片通道来 完成。另一方面，中间压力的液压流体的供给通过将高压液压流体从 泵出口之外的地方取出并将所述高压液压流体穿过将液压流体的 压力降低为中间压力的压力调整器，并且最终将中间压力的液压流 体供给位于并且穿过上升区域的叶片的下叶片通道来完成。中间压力的液压流体可取自典型的液压回路内的返回管。该液 压流体典型地为通过液压回路内的其它装置(如动力转向装置)的 高压的油，并且因此具有减小的压力或中间压力。该油典型地通过 止回阀，并且可能通过过滤器和冷却器到达液压流体存储器以返回 液压流体泵。优选地，压力减小的液压流体取自位于减压阀上游的 一个位置。可选地，中间压力的液压流体源可包括离开其它液压流体泵的 受压的液压流体。可选地，此受压的液压流体可通过压力调整器以 在被供送至液压叶片泵的上升区域内的叶片的下叶片通道前减小 其压力。根据本发明的第一方面的液压叶片泵典型地包括位于转子一 端上的压板以及位于转子另一端上的泵体末端。当叶片位于泵的排 出象限时压板和泵体末端之一或两者可具有与下叶片通道对准的 排出口。适宜地，排出口与泵的出口流体地相通。这样，叶片下部 的液压流体当叶片位于排出象限时处于至少等于泵的出口压力的 压力下。适宜地，当叶片经过入口象限时压板或泵体之一或两者具有至 少一个与下叶片通道对准的中间压力液压流体供给孔。中间压力液 压流体供给孔适宜地连接于中间压力液压流体源。适宜地，与下叶片通道对准的排出口形成于压板或泵体末端之 一内并且中间压力液压流体供给孔位于压板或泵体末端的另一个 内。根据本发明的第一方面的液压叶片泵可为我的国际专利申请PCT/AU/2004/000951所述的液压叶片泵，其全部内容通过交叉引 用在此并入。我的国际专利申请PCT/AU/2004/000951描述的泵包 括可选地被致动以将叶片保持在收縮位置的保持装置。该保持装置 可选地被释放从而使叶片伸展以对液压流体产生作用。更适宜地， 中间压力液压流体源被用于致动和/或制动本发明的该实施例的保 持装置。本发明的第二方面主要在于最近出现的提供防止泵管破裂或 泵驱动故障的完全备用系统的趋势。根据第二方面，本发明提供了用于将受压液压流体供至装置的 液压回路，该液压回路包括用于将受压液压流体供至装置的第一叶 片泵，某种类型的第二叶片泵，其中叶片可选地被保持装置保持在 收縮位置从而叶片不对液压流体产生作用，并且叶片可选地被释放从而延伸至伸展位置以对液压流体产生作用并且当第二叶片泵的 叶片被释放时将受压液压流体供至装置，以及用于感应离开第一叶 片泵的出口的受压液压流体的控制装置，所述控制装置作用为当来 自第一叶片泵出口的受压液压流体被感应时促使第二泵的叶片被 保持在收縮位置，控制装置还作用为当控制装置感应到离开第一叶 片泵的液压流体的压力降低至低于预定压力时释放第二叶片泵的 叶片从而叶片可伸展并且泵送液压流体。优选地，控制装置包括与第一叶片泵出口流体连通的流体感应 管。流体感应管适宜地操作第一阀。当流体感应管向第一阀供给受 压流体时，第一阀直接或间接地促使第二叶片泵的叶片被保持。适 宜地，第一阀直接或间接地促使液压流体在压力下流入保持装置从 而导致保持装置移入保持位置，在该保持位置中第二泵的叶片被保 持在收縮位置。当流体感应管感应到从第一叶片泵出口的压力损失时，第一阀 直接或间接地促使保持装置从保持位置移开从而使得第二叶片泵 的叶片从收縮位置移至伸展位置。更适宜地，当第一阀感应来自第一叶片泵出口的受压液压流体 时，第一阀将受压液压流体送至第二阀。第二流体感应管可将第二 阀的阀塞连接至第一流体感应管。当第二流体感应管内有压力时， 第二阀的阀塞被定位成使受压流体可流入致动保持装置以将第二 叶片泵的叶片保持在收縮位置的第二叶片泵的一个或多个固定端 口上。供给一个或多个固定端口的受压液压流体可适宜地为来自第 一阀的已通过压力调整器从而压力减小的受压液压流体。当第一流体感应管感应到没有来自第一叶片泵出口的流体压 力或来自第一叶片泵出口的液压流体的压力低于预定压力时，第二 阀工作从而流入固定端口的流体被阻止。这就适宜地导致当第二叶片泵的转子旋转时保持装置移至其中第二叶片泵的叶片自由地伸 展和收縮的位置。甚至更适宜地，当叶片保持装置被释放时受压流 体被供至第二叶片泵的下叶片通道。在本发明的第二方面中，第二叶片泵适宜地参照我的国际专利申请PCT/AU/2004/000951被描述。在第三方面中，本发明提供了一种液压机，其包括具有腔室的 主体，可在该腔室内旋转的转子，该腔室和转子被塑形为限定位于 腔室和转子的壁之间的一个或多个上升、下降以及凸起区域，转子 具有多个狭槽，多个叶片被设置成使转子的每个狭槽具有位于其内 的叶片，每个叶片可在收縮位置与伸展位置之间移动，其中在收縮 位置叶片不能对被导入腔室内的液压流体产生作用而在伸展位置 叶片能够对导入腔室内的液压流体产生作用，还包括液压流体穿 过其离开腔室的出口，以及叶片保持装置，其可选地被致动以保持 叶片在收縮位置并且可选地致动以释放叶片并且使得叶片从收縮 位置移至伸展位置，其中叶片保持装置包括可移动结合装置从而在 保持位置与非保持位置之间移动，以及可在第一位置与第二位置之 间移动的可移动致动装置，其中通过可移动致动装置在第一位置与 第二位置之间的移动使得可移动结合装置从非保持位置移至保持 位置。可移动致动装置可为任何适宜的尺寸、形状和构造。适宜地， 每个可移动致动装置包括具有相对较大横截面积区域以及相对较 小横截面积区域的阔塞，该相对较大横截面积的区域和相对较小橫 截面积区域通过倾斜或斜面部分连接。当可移动致动装置的相对较 小横截面积区域与可移动结合装置接触时可移动结合装置可移至 非保持位置。当相对较大横截面积区域接触可移动结合装置时，使 得可移动结合装置移至保持位置。优选地，受压液压流体(油)被用于以至少一个方向移动可移 动致动装置。优选地， 一旦受压液压流体已从可移动致动装置移除， 弹簧促使可移动致动装置以相反方向移动。适宜地，可移动致动装 置借助施加的受压液压流体在第一位置(其中叶片不被保持)和第 二位置(其中叶片被保持)之间移动。阀塞适宜地具有相对较小直径的区域和相对较大直径的区域， 该两区域通过具有倾斜或斜面侧壁的大致截头圆锥形的区域连接。可移动结合装置可具有任何适宜的大小、形状和构造。每个可 移动结合装置可包括封闭在形成于叶片侧面内的孔内的如至少一 个球、销钉、板或其它任何类型的保持部件。可移动结合装置适宜 地包括封闭在形成于叶片侧面内的孔内的两个小球，更适宜地为一 个小球。


图l和2为示出现有技术的叶片泵的入口 (抽吸)和出口 (排 出)象限的叶片泵布局的示意图；图3为用于现有技术的液压叶片泵的压板的示意图；图4为用于根据本发明的第一方面的实施例的液压叶片泵的 压板的示意图；图5为可与根据本发明的第一方面的实施例的液压叶片泵一 同使用的液压回路的示意图；图6为提供中间压力的液压油的一个可能方案的示意图；图7为提供中间压力的液压油的可选方案的另一个示意图；图8为根据本发明的第二方面的实施例的液压回路的流程图；图9为根据本发明的第三方面的实施例的部分液压叶片泵的示意图；图IO示出图9的液压叶片泵，只是夹钳的叶片位于收縮和夹 持状态；图11示出适用于图9和图IO所示的液压泵中的封闭阀塞；以及图12为根据本发明的第三方面的另一个实施例的部分液压叶 片泵的分解透视图。
具体实施方式
要了解的是，附图的目的是为了解释本发明不同方面的优选实 施例。因此，应当理解为本发明不受到附图所示的特征的限定。图1和2为现有技术的液压叶片泵10的入口象限26 (抽吸) 和出口象限28 (排出)的叶片泵布局的示意图。图1示出转子14 和外壳18，同时图2示出具有入口流道32、 34和出口流道36、 38 的转子14。图1和2示出的叶片泵IO具有通过花键安装于转子14 的驱动轴12。转子14具有多个均支撑着叶片16的狭槽。下叶片 通道13在每个叶片16下部延伸。转子12通常为圆柱形。它安装在外壳18的腔室20内。腔室 20具有两个凸角22、 24。转子14的外壁与腔室20的内壁之间的 各个凸角22、 24内的空间限定了具有上升、主要凸起和下降区域 的区域。入口象限26位于凸角22、 24的上升区域内。出口象限 28位于凸角22、 24的下降区域内。如图2所示，低压力油("油" 也指液压流体)，例如来自油存储器的油，通过流道32和34进入 入口 26。类似地，出口 28收集压力下的油。受压油通过流道36 和38被运送并且借助组合出口 40被送至装置如动力转向装置等。当转子14的叶片16位于出口象限28内时，受压油作用在出 口象限28内的叶片16的梢端以及出口象限28内的叶片16的底部。 因为转子14的下叶片通道13通常与出口 28流体连通才会这样。 因此，在出口象限28内，作用于叶片16的梢端和叶片16下部的 压力通常是平衡的。但是，在抽吸象限(入口象限)26，叶片16 的梢端暴露于来自入口流道32、 34的低压油中同时下叶片通道13 暴露于高压油中。下叶片通道13内的高压油有助于当转子旋转穿 过上升区域时驱动叶片16从收縮位置到达伸展位置。但是，如果 作用于下叶片区域的压力超过泵的标准极限，可使得叶片16的梢 端穿过衬着腔室12内壁的油膜。如果这样，就会对叶片16造成损 伤。图3示出现有技术的液压叶片泵的压板15。在图3中，入口 象限用附图标记1表示并且出口象限用附图标记2表示。腔室3和 4在叶片下部连接于泵出口。因此，叶片下部的油的压力基本上等 于泵的出口压力。当叶片收縮时油从腔室2和孔口 5排出。当叶片 伸展时受压油被供给到抽吸象限1内的叶片下部。该受压油通过孔 口4被供给。最终，高压的油被导向抽吸象限内的叶片下部并且低 压的油被导入抽吸象限内的叶片梢端。图4示出用于本发明一个实施例中的改进的压板17。在图4 所示的压板17中，与图3的压板15相同的特征用相同的附图标记 表示。在图4的压板17中，不具有图3所示的将出口压力受压油 导向抽吸象限内的下叶片通道的孔口 4，当各个叶片经过抽吸象限 1时腔室4a将中间压力的油送至下叶片通道。这通过取消至泵出口 的连接并且用调节的低压力油源供给这些象限来实现。这样，可减 小或避免施加到下叶片通道的可导致叶片损坏的过量力。受中间压力的油源可包括下述任何一项(a) 来自另一个液压叶片泵出口的压力减小的油流；(b) 来自同一液压叶片泵出口的压力减小的油；(C)返回典型液压回路的油存储器的低压油流。图5示出液压回路，其包括主泵P154，第二叶片泵P2 55，以 及用于将中间压力受压油供至第二泵P2的下叶片通道53的装置。 主泵P1 54可为与第二泵P2 55完全独立的泵。可选地，可提供具 有用于第一泵Pl 54的第一转子和用于泵P2 55的第二转子的单个 外壳。主泵P1 54具有出口管50，处于出口压力的流体籍此离开泵 Pl 54。设有泄压阀V1 56，该泄压阀56容纳来自感应管52的受压 油。该受压油穿过泄压阀V1 56,之后来自管路52的受压油处于 更低的中间压力下。该油接着被送至下叶片通道53。第二泵P2 55的适宜类型为我的共同待审国际专利申请 PCT/AU/2004/000951描述的类型。这种液压叶片泵55使得可选叶 片夹持和保持在收縮位置。适宜地，来自阀V1 56的中间压力的受 压油也用于致动夹紧或保持装置57。图5中示出的液压回路包括出口至入口的定相阀58，对从管 路50感应的压力做出反应的压力平衡顺序阀、止回阀61，以及当 流量增至如卸载泵P2 55的所述流量顺序阀的90X时用于定序的流 孔63。图5示出的回路通常类似于我的共同待审国际专利申请 PCT/AU/2004/000951中图44所示的，只是提供有泄压阀VI 56从 而中间压力的受压油用于操作夹持装置57以及被供给下叶片通道 53。图6示出将中间压力的受压油供给下叶片通道的另一个实施 例。在图6的示意图中，压板60具有形成于其内的出口 62。出口 62连接于出口流道(未示出)。放油管64从出口 62或从连接于出口 62的流道得到出口压力的受压油。来自管路64的受压油通过流 量调节器66。当优选油被供给入口象限73内的下叶片通道时，流 量调节器66将中间压力的受压油68供给形成于泵体末端71内的 孔口 70，当叶片经过抽吸象限73时该孔口 70与下叶片通道对准。调节器66包括从出口压力P2降低至经过适当流量限制的受压 油导致的中间压力Pl的压力降。图7示出将中间压力的受压油供给经过抽吸象限的叶片的下 叶片通道的另一个可选方案。在图7中，泵70从存储器72释放油。 离开泵70的受压油进入被受压油致动的装置如动力转向装置。该 处于低压的油(由于穿过动力转向装置而产生压降)接着返回存储 器72。典型的油返回回路包括穿过止回阀76以进一步减小压力的 输送管74，过滤器78和冷却器80。根据本发明的一个实施例，提 供另一个管路82以将某些油从管路74移至下叶片供给抽吸象限 84。图8示出根据本发明的第二方面的一个实施例的液压回路。例 如图8可用于主泵具有全部备用紧急系统以防止泵管破裂或泵驱 动故障的情形。液压回路包括主泵101和紧急泵102。此外，紧急 泵102可为我的共同待审国际专利申请PCT/AU/2004/000951描述 的液压叶片泵。紧急泵102的叶片可选地保持在收縮位置。在图8中，主输出泵101通过往复阀V6 104和端口 Pll 106将油供给动力转向。阀V2 107是可选的操作员控制的泵从而可手 动选择紧急泵102。往复阀V6 104可具有一个先导阀，该先导阀被设置为关闭端 口 Pll 106从而当操作紧急泵102时确保动力转向装置103不会溢 满两倍推荐的油流量。在正常的操作中，信号线SI 108借助P9-V1 109、 llO通过Pll 106将油(来自主泵101并处于出口压力)供给压力调节器V3 112 至阀V4 114上的P4 113。信号线S2 115连接于阀V4 114以驱动阀 V4 114的阀塞进入P4 113连接于P5 116且P6 117连接于P7 118的位置，其处于油罐(存储器)压力。当P4 113连接于P5 116时，紧急泵102的叶片借助夹紧端口 CL1 119被夹紧并且下叶片连接UV1 120借助P6 117排至P7 118。这样，当叶片收縮并且保持在夹紧位置时，任何过量的下叶片压力 可被排至油罐。如果提供有阀V2 107，或者泵101出现故障，那么信号线S1 108内的压力信号丧失。阀V4 114内的弹簧接着引导P4 113至P6 117并且P5 116至P7 118。这使得叶片保持装置例如通过夹持装置 内的弹簧的作用而被制动。最终，紧急泵102内的叶片可延伸和收 縮并且泵102接着作用为泵送液压油。信号线S3 125借助P8-P4 126、 113，压力调节器V3 112和P4 113至P6 117仅将下叶片压力供至抽吸象限。泵操作借助往复阀V6 104内的P10 127用于备用操作。图8示出的液压回路以备用模式操作紧急泵102，其中叶片保 持在收缩位置从而泵102当主泵101正常运行时不泵送流体。如果 主泵101出现故障或如果为手动选择泵102而运行阀V2 107时， 供给夹紧端口 CL1 119的中间受压油被移除并且相反地通过端口 UV1 120被供给下叶片通道。当叶片移入上升区域时该下叶片通道 的中间压力油有助于将叶片从收縮位置移至伸展位置。下叶片通道 内中间压力的受压油施加的压力高到足以稳定叶片的操作但还没 高到驱动叶片穿过腔室内壁上的保护油膜。这就最小化了对叶片梢端造成损坏的危险。图9和10示出根据本发明第三方面的一个实施例的液压叶片泵170。在图9和10中，为了公开转子150的不同通道，转子150 被示为透明的。在图9中，泵170以非夹紧模式工作，其中当转子 150在外壳内旋转时叶片151自由伸展和收縮。下叶片通道169在 每个叶片151下部延伸。每个叶片151包括形成于其侧壁内的一个空腔或孔152。每个 夹持装置包括与阀塞155结合的两个小球153、 154。阀塞155将 参照图11被更详细地描述。阀塞155借助适当的通道与受压油流 体连通。这些通道示为156。如图11所示，阀塞155包括相对较大直径的区域160,相对较 小直径的区域161以及其间的截头圆锥形区域162。每个阀塞155 与弹簧(未示出) 一同被安装在转子150内的适当通道内。当泵170正常运行并且叶片151被松开(或不被保持)时，阀 塞155收縮，意味着没有对小球153、 154施加力。在收縮位置， 小球153停留在更小直径的阀塞区域161内。这就提供了足够的间 隙从而小球154不通过中间小球153被推动与叶片151的侧面接 触。当泵被夹紧(即，当叶片被保持在收縮位置时)时，如图10 所示，来自压板的正压力信号穿过环形通道200并且借助通道156 到达。这就作用于阀塞155并且导致阔塞155移动(大致纵向)并 且挤压弹簧从而相对较大直径的区域160与小球154接触。这就推 动了小球153、 154朝叶片151移动从而小球之一 154进入形成于 叶片151侧面内的孔或空腔152从而将叶片151保持在收縮位置 (参见图10)。在缺乏正压力信号的情形下，弹簧将相对较小直径的阀塞区域161移回与小球154接合。
图12示出根据本发明第三方面的另一个实施例的液压叶片泵 190。泵190几乎与泵170相同，其具有转子191，在其侧壁具有 空腔193的叶片192，以及包括阀塞、 一个小球195 (而非两个) 和弹簧的夹持装置。
阀塞196具有与阀塞155基本相同的形状。阀塞196与受压油 通过通道197流体连通。每个阀塞196与弹簧可滑动地安装在转子 191内的通道198内。下叶片通道在每个叶片192的下部延伸。
当泵190正常运行并且叶片192被松开时，阀塞196收縮，意 味着没有对小球195施加力。在收縮位置，小球195停留在阀塞 196的更小直径的区域内。当泵190被夹紧时，来自压板的正压力 信号通过通道197到达。这就作用于阀塞196并且导致阀塞196挤 压弹簧并且侧向将小球195压入形成于叶片192侧面内的空腔193 内，从而将叶片192保持在收縮位置。在缺乏正压力信号的情形下， 弹簧将阀塞196的相对较小直径的区域移回与小球195接触。
本领域技术人员应当了解，可对本发明进行所述方案之外的变 型和改进。应当了解，本发明包括所有这些落入本发明精神和范围 内的变型和改进。
此处使用的术语"包括"和该术语的时态变型指的是包括所述 的整体但不排除任何其它整体，除非在上下文或使用中需要该术语 的排他定义。
权利要求
1.一种用于泵送液压流体的叶片泵，包括具有腔室的主体，在腔室内可旋转的转子，所述腔室和转子被塑形为限定位于腔室和转子的壁之间的一个或多个上升、下降以及凸起区域，该转子具有多个狭槽，多个叶片被设置成使得转子的每个狭槽具有位于其内的叶片，每个叶片可在收缩位置与伸展位置之间移动，其中在收缩位置叶片不会对液压流体产生作用，而在伸展位置叶片对液压流体产生作用，在每个所述叶片下部延伸有下叶片通道，所述叶片泵还包括用于将相对较低压力的液压流体导入所述一个或多个上升区域的一个或多个入口，用于将相对较高压力的液压流体从所述一个或多个下降区域排出的一个或多个出口，用于将处于出口压力的液压流体供给位于下降区域内的叶片的下叶片通道的至少一个流道，以及用于将中间压力的液压流体供给位于并穿过上升区域的叶片的下叶片通道的中间压力供给装置，所述中间压力小于液压流体的出口压力但大于入口压力。
2. 如权利要求1所述的叶片泵，其特征在于，所述中间压力供给装置包括将高压液压流体从叶片泵的出口取出并且将所述高 压液压流体穿过将液压流体的压力降低为中间压力的压力调整 器，以及将中间压力的液压流体供给位于并且穿过上升区域的叶 片的下叶片通道的装置。
3. 如权利要求1所述的叶片泵，其特征在于，所述中间压力 供给装置包括将高压液压流体从泵出口之外的地方取出，将所述 高压液压流体穿过将液压流体的压力降低为中间压力的压力调整 器，并且将中间压力的液压流体供给位于并且穿过上升区域的叶片的下叶片通道的装置。
4. 如权利要求3所述的叶片泵，其特征在于，所述高压的液压流体为被其它液压泵工作过的液压流体。
5. 如权利要求1所述的叶片泵，其特征在于，所述中间压力 供给装置包括取出中间压力的液压流体，并且将该中间压力液压 流体供给位于并且穿过上升区域的叶片的下叶片通道的装置。
6. 如权利要求5所述的叶片泵，其特征在于，所述中间压力 的液压流体取自液压回路的返回管路。
7. 如权利要求5所述的叶片泵，其特征在于，所述中间压力 的液压流体为已被其它液压泵工作过的液压流体。
8. 如权利要求1所述的叶片泵，其特征在于，所述叶片泵包 括位于转子一端上的压板以及位于转子相反端上的泵体末端，所 述至少一个流道包括位于所述压板和泵体末端之一或两者内并与 泵的出口流体相通且与位于泵的排出象限的叶片的下叶片通道对 准的排出口。
9. 如权利要求8所述的叶片泵，其特征在于，所述中间压力 供给装置包括位于所述压板和泵体末端之一或两者内并与穿过泵 的入口象限的叶片的下叶片通道对准的至少一个中间压力液压流 体供给孔，并且该中间压力液压流体供给孔连接于中间压力液压 流体源。
10. 如权利要求9所述的叶片泵，其特征在于，与下叶片通道 对准的所述排出口形成于所述压板或泵体末端之一内并且所述中间压力液压流体供给孔位于所述压板或泵体末端的另一个内。
11. 如权利要求io所述的叶片泵，其特征在于，所述叶片泵包括可选地被致动以将叶片保持在收縮位置的保持装置，并且所 述中间压力液压流体源被用于致动和/或制动该保持装置。
12. —种用于将受压液压流体供至装置的液压回路，该液压回路包括用于将受压液压流体供至装置的第一叶片泵，第二叶片泵， 其中第二叶片泵的叶片可选地被保持装置保持在收缩位置从而叶 片不对液压流体产生作用，而叶片可选地被释放从而延伸至伸展 位置以对液压流体产生作用，并且当第二叶片泵的叶片被释放时 将受压液压流体供至装置，以及用于感应离开第一叶片泵的出口 的受压液压流体的控制装置，所述控制装置作用为当来自第一叶 片泵出口的受压液压流体被感应时促使第二泵的叶片被保持在收 縮位置，控制装置还作用为当控制装置感应到离开第一叶片泵的 出口的液压流体的压力降低至低于预定压力时释放第二叶片泵的 叶片从而叶片可伸展并且泵送液压流体。
13. 如权利要求12所述的液压回路，其特征在于，所述控制 装置包括与第一叶片泵出口流体连通的流体感应管以及被所述流 体感应管操作的第一阀，其中当流体感应管向第一阀提供受压流 体时，第一阀促使液压流体在压力下流入保持装置从而导致保持 装置移入保持位置，在该保持位置中第二泵的叶片被保持在收縮 位置。
14. 如权利要求13所述的液压回路，其特征在于，当所述流 体感应管感应到从第一叶片泵出口的压力损失时，第一阀起作用， 促使保持装置从保持位置移开从而使得第二叶片泵的叶片从收縮位置移至伸展位置。
15. 如权利要求14所述的液压回路，其特征在于，所述控制 装置还包括第二闽和将第二阀的阀塞与第一流体感应管相连的第 二流体感应管，其中当第一阀感应来自第一叶片泵出口的受压液 压流体时，第一阀将受压液压流体送至第二阀，并且当第二流体 感应管内有压力时，第二阀的阀塞被放置成使受压流体可流入用 于致动保持装置以将第二叶片泵的叶片保持在收縮位置的第二叶 片泵的一个或多个固定端口上。
16. 如权利要求15所述的液压回路，其特征在于，供给所述 一个或多个固定端口的受压液压流体为来自第一阀的已通过压力 调整器从而压力减小的受压液压流体。
17. 如权利要求15所述的液压回路，其特征在于，当第一流 体感应管感应到没有来自第一叶片泵出口的流体压力或来自第一 叶片泵出口的液压流体的压力低于预定压力时，第二阀工作从而 流入所述固定端口的流体被阻止，从而导致当第二叶片泵的转子 旋转时保持装置移至第二叶片泵的叶片自由地伸展和收縮的位 置。
18. 如权利要求17所述的液压回路，其特征在于，当叶片保 持装置被释放时受压流体被供至第二叶片泵的下叶片通道。
19. 一种液压机，其包括具有腔室的主体，可在该腔室内旋转 的转子，该腔室和转子被塑形为限定位于腔室和转子的壁之间的 一个或多个上升、下降以及凸起区域，转子具有多个狭槽，多个 叶片被设置成使转子的每个狭槽具有位于其内的叶片，每个叶片可在收縮位置与伸展位置之间移动，其中在收缩位置叶片不能对 被导入腔室内的液压流体产生作用，而在伸展位置叶片能够对导 入腔室内的液压流体产生作用，用于引导液压流体进入腔室的入 口，液压流体穿过其离开腔室的出口，以及叶片保持装置，其可 选地被致动以将叶片保持在收縮位置并且可选地致动以释放叶片 并且使得叶片从收縮位置移至伸展位置，其中叶片保持装置包括 可移动的结合装置从而在保持位置与非保持位置之间移动，以及 在第一位置与第二位置之间可移动的可移动致动装置，其中通过 可移动致动装置在第一位置与第二位置之间的移动使得可移动结 合装置从非保持位置移至保持位置。
20. 如权利要求19所述的液压机，其特征在于，所述可移动 致动装置包括具有相对较大横截面积区域以及相对较小横截面积 区域的阀塞，该相对较大横截面积的区域和相对较小横截面积区 域通过倾斜或斜面部分连接，其中当可移动致动装置的相对较小 横截面积区域与可移动结合装置接触时可移动结合装置移至非保 持位置，当相对较大横截面积区域接触可移动结合装置时，使得 可移动结合装置移至保持位置。
21. 如权利要求20所述的液压机，其特征在于，受压液压流 体和弹簧被用于在第一位置与第二位置之间移动所述可移动致动 装置，其中一旦受压液压流体已从可移动致动装置被移除，受压 液压流体以第一方向移动可移动致动装置，并且弹簧促使可移动 致动装置以相反于第一方向的第二方向移动，可移动致动装置借 助施加的受压液压流体移动。
22. 如权利要求21所述的液压机，其特征在于，所述可移动 结合装置包括封闭在形成于叶片侧面内的孔内的至少一个小球。
全文摘要
一种用于泵送液压流体的叶片泵，其特征在于位于泵的入口压力和出口压力之间的中间压力的流体被供给位于并且经过泵的上升区域的叶片的下叶片通道。当叶片移动经过泵的入口区域时这有助于防止由于驱动叶片穿过泵腔室壁上的保护油层而对叶片造成的损坏。
文档编号F01C1/344GK101233297SQ200680025085
公开日2008年7月30日 申请日期2006年5月12日 优先权日2005年5月12日
发明者诺曼·伊恩·马瑟斯 申请人:诺曼·伊恩·马瑟斯