液压叶片泵的制作方法

专利名称：液压叶片泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液压泵，尤其涉及一种改进的液压叶片泵。
背景技术：
液压叶片泵定子内表面的磨损失效是阻碍泵压力进一步提高的主要因素。现有子 母式叶片泵、柱销式叶片泵是目前叶片泵高压化中采用的主要结构形式，应用也较为普通， 均采取相应措施降低叶片对定子的压力，使叶片泵具有一定的工作压力，以满足部分主机 液压系统的需要。流体进流区段(即低压区段)定子内表面所受叶片压力较大，容易首先 失效，应控制其最大压力，确保叶片泵高压阶段叶片不穿透定子内表面保护性流体膜层，以 避免磨损；而要维持叶片泵正常工作和良好的性能，泵应在运转全过程确保叶片在液体压 力和回转离心力作用下有效克服与转子槽间的摩擦力并对定子内表面保持适当压力，故在 泵低压阶段应合理控制叶片对定子内表面的有效压力。现有子母式叶片泵和柱销式叶片泵 由于受结构设计的局限，无法在更高工作压力的情况下，保证泵从低压到高压全过程叶片 对定子内表面压力的良好控制，导致在更高工作压力下产生磨损。现有子母式叶片泵每一 叶片内装有一个子叶片，柱销式叶片泵每一转子槽内装有一个柱销，通过该子叶片或柱销 的作用使进流区段叶片对定子内表面的压力降低至子叶片或柱销对应流体受力面积上形 成的压力，但要兼顾泵低压阶段确保叶片对定子内表面有效压力和高压阶段控制叶片对定 子内表面的最大压力，在泵工作压力一定范围内是可行的，若泵工作压力进一步提高则将 引起工作不可靠、定子磨损和工作性能恶化，这时若确保低压阶段有效压力则造成高压阶 段流体膜层穿透，若控制高压阶段最大压力则造成低压阶段有效压力不足。现在液压系统的设计不断向高压、节能、高效、环保方向发展。主机液压系统工作 压力不断提高。柱塞泵、叶片泵、齿轮泵三大泵类各有自身优势和相应的使用场合，而叶片 泵因其结构上的特点使它具有流量脉动最小、噪音较低的独特优势，如何提高其工作压力， 更好地发挥其优势，满足高压液压系统需要，一直是液压行业的重要课题。液压叶片泵工作 压力若得到进一步提高，一是能满足高压液压系统的需要；二是能替代部分柱塞泵使用场 合，使系统噪声降低、配置成本降低；三是使用低粘度流体或高水基工作介质时，泵仍具较 高工作压力和较长寿命。

发明内容
为解决现有叶片泵存在的局限性，改善进流区段定子工作状况，以达到上述提高 工作压力的目的，本发明提供了 一种液压叶片泵。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的一种液压叶片泵，它包括由左泵体和右泵体组成的具有流体进出口和内腔的泵 体、可旋转且径向分布有多个转子槽的转子、置于转子外的定子、位于定子两端的侧板、位 于转子槽内可伸出和缩回的叶片。两个伸出的相邻叶片与定子内表面、转子外圆、两侧板间 形成一个泵送空间，当转子旋转和叶片伸出时，泵送空间的容积交替扩大和缩小而对流体产生抽吸和排出作用，定子内表面与转子外圆之间形成一个或多个容积扩大区段和容积缩 小区段，通过流体进口和上述泵送空间将低压流体导入容积扩大区段，通过上述泵送空间 和流体出口从容积缩小区段排出高压流体；每个叶片在其下方与转子槽间构成一个叶片底 部通道，处于不同区段位置的叶片其底部通道被供给相应的适当压力的流体。每个叶片下 部装有一个或一个以上子叶片，每个转子槽底部装有一个或一个以上柱销，每个子叶片在 其上部与叶片形成一个子叶片腔室，每个柱销在其下部与转子形成一个柱销腔室，并通过 辅助阀有选择地对全部腔室或部分腔室提供压力流体。—种液压叶片泵，它包括由左泵体和右泵体组成的具有流体进出口和内腔的泵 体、可旋转且径向分布有多个转子槽的转子、置于转子外的定子、位于定子两端的侧板、位 于转子槽内可伸出和缩回的叶片。两个伸出的相邻叶片与定子内表面、转子外圆、两侧板间 形成一个泵送空间，当转子旋转和叶片伸出时，泵送空间的容积交替扩大和缩小而对流体 产生抽吸和排出作用，定子内表面与转子外圆之间形成一个或多个容积扩大区段和容积缩 小区段，通过流体进口和上述泵送空间将低压流体导入容积扩大区段，通过上述泵送空间 和流体出口从容积缩小区段排出高压流体；每个叶片在其下方与转子槽间构成一个叶片底 部通道，处于不同区段位置的叶片其底部通道被供给相应的适当压力的流体。每个叶片下 部装有三个或三个以上的子叶片，每个子叶片在其上部与叶片形成一个子叶片腔室，并通 过辅助阀有选择地对全部腔室或部分腔室提供压力流体。一种液压叶片泵，它包括由左泵体和右泵体组成的具有流体进出口和内腔的泵 体、可旋转且径向分布有多个转子槽的转子、置于转子外的定子、位于定子两端的侧板、位 于转子槽内可伸出和缩回的叶片。两个伸出的相邻叶片与定子内表面、转子外圆、两侧板间 形成一个泵送空间，当转子旋转和叶片伸出时，泵送空间的容积交替扩大和缩小而对流体 产生抽吸和排出作用，定子内表面与转子外圆之间形成一个或多个容积扩大区段和容积缩 小区段，通过流体进口和上述泵送空间将低压流体导入容积扩大区段，通过上述泵送空间 和流体出口从容积缩小区段排出高压流体；每个叶片在其下方与转子槽间构成一个叶片底 部通道，处于不同区段位置的叶片其底部通道被供给相应的适当压力的流体。每个转子槽 底部装有两个或两个以上柱销，每个柱销在其下部与转子形成一个柱销腔室，并通过辅助 阀有选择地对全部腔室或部分腔室提供压力流体。本发明的有益效果是，本发明由于良好地控制了叶片顶部对定子内表面的压力， 改善了容积扩大区段定子工作状况，较好地避免了磨损失效，从而使液压叶片泵的工作压 力可以实现较大幅度的提升，满足了高压液压系统使用叶片泵的需求，并替代部分柱塞泵 使用场合，由于叶片泵具有较低的噪声和较低的制造成本，故使高压系统拥有较低的噪声、 也降低了系统配置成本；由于上述良好的控制，本发明液压叶片泵在低粘度介质、高水基介 质等流体条件下具有比现有叶片泵更高的工作压力和更好的工作寿命，进一步扩大了叶片 泵的使用场合，这将有利于推动高水基传动元件和水传动元件技术的发展；本发明叶片泵 制造设备与现有叶片泵基本相同，制造精度要求也基本一致，故现有叶片泵厂家不需增加 新设备就可以生产本发明叶片泵产品。


图1是本发明液压叶片泵的一种结构示意图2是一子叶片双柱销腔室结构示意图；图3是双子叶片一柱销腔室结构示意图；图4是一子叶片一柱销腔室结构示意图；图5是三子叶片腔室结构示意图；图6是三柱销腔室结构示意图；图7是双柱销腔室结构示意图；图8是一子叶片双柱销腔室的一种通流方案示意图；图9是一子叶片双柱销结构叶片泵低压阶段处于容积扩大区段叶片的一种受力 情况示意图；图10是一子叶片双柱销结构叶片泵高压阶段处于容积扩大区段叶片的一种受力 情况示意图；图11是一子叶片双柱销腔室的另一种通流方案示意图；图12是一子叶片双柱销腔室的又一种通流方案示意图；图13是一子叶片双柱销腔室的又一种通流方案示意图；图14是双子叶片一柱销腔室的一种通流方案示意图；图15是一子叶片一柱销腔室的一种通流方案示意图；图16是三子叶片腔室的一种通流方案示意图；图17是三子叶片腔室的另一种通流方案示意图；图18是三柱销腔室的一种通流方案示意图；图19是三柱销腔室的另一种通流方案示意图；图20是双柱销腔室的一种通流方案示意图；图中1、叶片，2、子叶片，3、柱销，4、转子，5、子叶片腔室，6、柱销腔室，7、右侧板， 8、右泵体，9、定子，10、左泵体，11、左侧板，12、辅助阀。
具体实施例方式本发明液压叶片泵包括具有流体进出口和内腔的泵体(含左右泵体)、可旋转和 径向分布有多个转子槽的转子(包含整体转子和两半转子组成的分体转子)、置于转子外 的定子、位于转子定子两端的侧板(含左右侧板)、位于每个转子槽内可伸出和缩回的叶 片、装在每个叶片下部的一个或一个以上子叶片、装在每个转子槽底部的一个或一个以上 柱销；两个伸出的相邻叶片与定子内表面、转子外圆、两侧板间形成一个泵送空间，当转子 旋转和叶片伸出时泵送空间的容积交替扩大和缩小而对流体产生抽吸和排出作用，定子内 表面与转子外圆之间形成一个或多个容积扩大区段和容积缩小区段，通过流体进口和上述 泵送空间将低压流体导入容积扩大区段，通过上述泵送空间和流体出口从容积缩小区段排 出高压流体；每个叶片在其下方与转子槽间构成一个叶片底部通道，处于不同区段位置的 叶片其底部通道被供给相应的适当压力的流体；每个子叶片在其上部与叶片形成一个子叶 片腔室，每个柱销在其下部与转子形成一个柱销腔室，根据设计需要，有选择地对全部腔室 或部分腔室提供压力流体，通常可采用辅助阀控制供给子叶片腔室或柱销腔室压力流体通 道的通断切换，以改变在容积扩大区段作用于叶片的压力流体腔室受力总面积，或采用其 它控制方式实现腔室的通流变化以改变上述受力总面积，从而合理控制泵的不同压力阶段叶片对定子内表面的压力。上述流体包括液压油或水乙二醇液、油包水乳化液等，含现有叶片泵所用各类工 作介质。上述低压流体指压力相对较低的液压流体，可以是盛于箱内的流体经泵送至上述 容积扩大区段，或是液压系统工作过的流体经泵送至上述容积扩大区段。上述容积扩大区 段通常也称进流区段或低压区段，上述容积缩小区段通常也称排出区段或高压区段。实施中，子叶片和柱销的配置方案可根据具体设计需要有以下优选方式一子叶 片双柱销形式，每个叶片下部中间位置装有一个子叶片，每个转子槽底部轴向对称位置装 有流体受力面积相同的两个柱销；双子叶片一柱销形式，每个叶片下部轴向对称位置装有 流体受力面积相同的两个子叶片，每个转子槽底部中间位置装有一个柱销；一子叶片一柱 销形式，每个叶片下部中间位置装有一个子叶片，每个转子槽底部中间位置装有一个柱销。实施中，供到叶片底部通道的流体可根据叶片顶部所处不同区段位置具有相应流 体压力的情况被设计为取自该叶片顶部背面所在区段的流体，根据不同的设计需要，叶片 底部通道流体的压力可与该叶片顶部背面流体压力相同，或使供给处于容积缩小区段叶片 的底部通道流体的流道具有一定的节流作用，使处于容积缩小区段叶片的底部通道流体的 压力略高于该叶片顶部背面流体的压力；该所供流体还可被设计为在容积缩小区段直接取 自泵出口的高压流体或经一定节流作用略高于出口压力，在容积扩大区段则可直接取自进 流通道的低压流体，在容积扩大区段还可被设计为取自经控制阀将高压流体减压至一定压 力后的流体。通过上述对叶片底部通道流体压力的控制和下述对子叶片腔室、柱销腔室流 体压力的控制，使叶片对定子内表面的压力有一个适宜的控制。供到子叶片腔室和柱销腔室的压力流体优选地设计为取自处于泵出口压力下的 流体，根据泵的设计需要，采取不同的子叶片和柱销配置形式，并合理设计子叶片腔室和柱 销腔室的流体受力面积，通过流道设置和辅助阀切换控制，使叶片处于容积扩大区段时，该 叶片和相应转子槽的上述全部腔室或部分腔室被供给压力流体，叶片则受到该压力流体的 作用，并在低压阶段和高压阶段有不同的作用于叶片的压力流体腔室受力总面积，且泵高 压阶段作用于叶片的压力流体腔室受力总面积小于低压阶段作用于叶片的压力流体腔室 受力总面积，低压阶段作用于叶片的压力流体腔室受力总面积小于叶片底部通道流体受力 面积，这样在高压阶段压力流体作用于容积扩大区段叶片的力由于较小的受力面积而被减 少了，低压阶段压力流体作用于容积扩大区段叶片的力相对于压力流体作用于叶片底部的 力也被减少了，于是在整个压力范围减少了容积扩大区段叶片对定子内表面的压力，该力 的大小以保证泵在容积扩大区段的叶片有效接触定子内表面而不造成叶片穿透定子内表 面流体膜层引起磨损为宜。供到上述腔室的压力流体在容积扩大区段也可设计为取自处于 泵进出口压力之间的流体，也可以是泵出口以外的流体，或是泵出口压力经调压的流体。供 到上述腔室的压力流体在容积缩小区段可以是处于或略高于泵出口压力的流体，或经设计 为其它不同压力的流体。关于辅助阀在低压和高压阶段对供给各腔室压力流体流道的通断切换控制做以 下分析。泵在工作时，一定受力腔室总面积上的流体压力作用于处于容积扩大区段上的叶 片，当在工作压力更高时，若受力面积一定则作用于叶片的力将更大，达到一定压力时，叶 片将穿透定子内表面保护性膜层引起磨损，于是限制了泵工作压力的提高。为避免上述磨 损，在实施中，根据泵的具体要求，设计一个预定压力值，以取自处于泵出口压力下的流体作为控制辅助阀工作的压力流体，该预定压力值作为辅助阀切换子叶片腔室和柱销腔室压 力流体通断的控制信号，泵出口压力低于该预定压力为低压阶段，高于该预定压力为高压 阶段，于是通过辅助阀的流道切换控制低压阶段作用于叶片的压力流体腔室和高压阶段作 用于叶片的压力流体腔室。根据具体结构需要，供给子叶片腔室和柱销腔室压力流体的压 力可被设计为与泵出口压力相同，或在容积扩大区段也可设计为处于泵进出口压力之间， 或把供给处于容积缩小区段叶片的受力腔室的流道设计一定的节流作用使腔室内流体压 力略大于泵出口压力。优选地，在低压阶段压力流体被设计为供给全部子叶片腔室和柱销 腔室，在高压阶段压力流体被设计为供给部分腔室，这样辅助阀的结构相对简单。该辅助阀 所控制流量较小，其体积也可做的较小，优选地与泵中零件设计成一体，具体位置应便于流 道安排，如设计在泵体上或侧板处相应零件上。该阀加工方便，精度易保证，且由于对腔室 通流的控制为通断型切换方式，控制功能简单，可确保通流控制稳定，泵工作可靠，有效避 免磨损。对于更高压力的泵，还可以设计两级预定压力值，使叶片处于泵的容积扩大区段 时，从低压到更高压力分三个压力阶段控制作用于叶片的压力流体腔室，低压阶段作用于 叶片的压力流体腔室受力总面积最大，高压阶段作用于叶片的压力流体腔室受力总面积次 之，更高压力阶段作用于叶片的压力流体腔室受力总面积最小，辅助阀分别在两级预定压 力控制下切换供给子叶片腔室和柱销腔室压力流体的流道通断。这样，在设计更高工作压 力的泵时，叶片顶部对定子内表面的作用力仍能得到良好的控制。现以上述一子叶片双柱销配置方式为例设计一种通流方案并分析本发明。供给子 叶片腔室的压力流体取自处于泵出口压力下的流体，该流体经辅助阀和流道供到子叶片腔 室，在容积扩大区段对应的子叶片腔室流体压力与泵出口压力相同，供给容积缩小区段对 应子叶片腔室流体的流道具一定节流作用，子叶片腔室流体压力略高于泵出口压力；供给 两个柱销腔室的压力流体也取自处于泵出口压力下的流体，该流体不经过辅助阀，经流道 直接供到柱销腔室，柱销腔室流体的压力与泵出口压力相同；辅助阀可对预定压力做出响 应，使泵在超过预定压力即高压阶段时供给容积扩大区段对应子叶片腔室压力流体的通道 被切断，辅助阀是受预定流体压力控制的二位二通切换阀；供到叶片底部通道的流体取自 该叶片顶部背面所处区段的流体，叶片底部通道流体的压力与该叶片顶部背面流体的压力 相同，在容积缩小区段为泵出口压力，在容积扩大区段为泵进口压力。根据上述对叶片底部 通道、子叶片腔室和柱销腔室流体压力的控制，当叶片处于泵的容积缩小区段时在叶片底 部通道、子叶片腔室、叶片顶部背面流体压力共同作用下使叶片对定子内表面具有适当压 力，确保可靠工作；当叶片处于泵的容积扩大区段时，低压阶段通过子叶片腔室流体压力和 柱销腔室流体压力共同作用使叶片对定子内表面形成适当压力，高压阶段仅通过柱销腔室 流体压力的作用使叶片对定子内表面产生适当压力，从而确保泵可靠工作且不造成磨损。上述结构形式还可以通过设计其它通流方案并设计适当的子叶片腔室、柱销腔室 面积以实施本发明。如以下方案叶片处于泵的容积扩大区段时，低压阶段通过子叶片腔室 和柱销腔室流体压力共同作用使叶片对定子内表面形成适当压力，高压阶段仅通过子叶片 腔室流体压力的作用使叶片对定子内表面形成适当压力；或低压阶段通过子叶片腔室流体 压力作用使叶片对定子内表面形成适当压力，高压阶段通过柱销腔室流体压力作用使叶片 对定子内表面形成适当压力，这时子叶片腔室受力面积应较大；或低压阶段通过柱销腔室
8流体压力的作用使叶片对定子内表面形成适当压力，高压阶段通过子叶片腔室流体压力的 作用使叶片对定子内表面形成适当压力，这时子叶片腔室受力面积应较小。上述通流的变 化则通过辅助阀切换供给子叶片腔室和柱销腔室流体的通道来实现。后两种情况的辅助阀 是受预定流体压力控制的二位三通切换阀。在设计更高工作压力的泵时，当叶片处于泵的容积扩大区段，还可以设定二级预 定压力分三个压力阶段由辅助阀切换控制作用于叶片的压力流体腔室，使叶片对定子内表 面在不同压力阶段形成相应的合理压力。如以下流道切换方式低压阶段由子叶片腔室和 柱销腔室共同工作；高压阶段由子叶片腔室工作，而柱销腔室流道切断；更高压力阶段仅 柱销腔室工作，这时作用于叶片的腔室流体受力面积最小。根据结构设计需要，并设计合理 的各腔室面积，可设计不同的流道切换方式。上述通流方式所用辅助阀是受两级预定流体 压力控制的三位三通切换阀。基于上述通过对子叶片腔室和柱销腔室流体的控制来达到叶片对定子合理压力 的思路，还可以采取以下两种结构形式实现本发明的效果。第一种形式是转子槽底部不设柱销腔室，而在每个叶片下部装有三个或三个以上 子叶片，合理设计各子叶片腔室流体受力面积，压力流体可被供给每个叶片下部的全部子 叶片腔室或部分子叶片腔室，并由辅助阀控制供给子叶片腔室压力流体的通道通断切换， 使泵在低压和高压阶段叶片对定子内表面均能形成适当的压力。该结构形式的优选方案是 三子叶片结构，其中一个子叶片位于叶片下部中间位置，另两个子叶片轴向对称置于该子 叶片两边且流体受力面积相同，流体通流方式可有多种选择，一种优选方式是，当叶片处于 泵的容积扩大区段时，低压阶段该叶片对应的全部子叶片腔室均被供给压力流体，高压阶 段仅中间子叶片腔室被供给压力流体，两边子叶片腔室的压力流体通道被辅助阀在预定压 力控制下切断。若设计更高工作压力的泵，还可以设定两级预定压力控制辅助阀工作，可有 以下通流方式低压阶段该叶片对应的全部子叶片腔室均被供给压力流体，高压阶段是轴 向对称位置的两边子叶片腔室被供给压力流体，更高压力阶段仅中间子叶片腔室被供给压 力流体，子叶片腔室流体受力面积则需合理设计。第二种形式是，叶片下部不设子叶片腔室，而在每个转子槽底部装有两个或两个 以上柱销，合理设计各柱销腔室流体受力面积，压力流体可被供给每个转子槽底部的全部 柱销腔室或部分柱销腔室，并由辅助阀控制供给柱销腔室压力流体的通道通断切换，使泵 在低压和高压阶段叶片对定子内表面均能形成适当的压力。该结构形式的优选方案是三柱 销结构或双柱销结构，三柱销结构中，一个柱销位于转子槽底部中间位置，另两个柱销轴向 对称置于该柱销两边且流体受力面积相同；双柱销结构的两个柱销轴向对称置于转子槽底 部尽量靠近中间的位置且流体受力面积相同，以使叶片在两个柱销腔室或一个柱销腔室压 力作用下均能尽量平衡受力和平稳工作。流体通流方式可有多种选择，如三柱销结构的一 种优选方式是当叶片处于泵的容积扩大区段时，低压阶段该叶片所在转子槽对应的全部 柱销腔室均被供给压力流体，高压阶段仅中间柱销腔室被供给压力流体，两边柱销腔室的 压力流体通道被辅助阀在预定压力控制下切断。若设计更高工作压力的泵，可设定两级预 定压力控制辅助阀工作，可有以下通流方式低压阶段该叶片所在转子槽对应的全部柱销 腔室均被供给压力流体，高压阶段是轴向对称位置的两边柱销腔室被供给压力流体，更高 压力阶段仅中间柱销腔室被供给压力流体，柱销腔室流体受力面积需合理设计。
子叶片腔室与柱销腔室相结合的形式有利于结构设计更紧凑；三子叶片形式或 三柱销形式在轴向占尺寸较大，更适合排量较大的泵。为利于结构设计或实现更好的设计 需求，在一些情况下，转子可设计为两半转子组合的结构，两半转子采用焊接或紧固形式连 接，结合面上可设计有相关流道。子叶片腔室和柱销腔室的其它配置方式及通流方案，可如上述思路分析其实施原 理和效果。下面结合附图进一步描述实施本发明的优选方式。本发明不受附图特征和所述优 选方式的限定。图1所示为实施本发明的优选方式之一，属一子叶片双柱销腔室结构的双作用叶 片泵，该液压叶片泵主要由叶片1、子叶片2、柱销3、转子4、右侧板7、右泵体8、定子9、左泵 体10、左侧板11和辅助阀12组成；叶片1下部装有一个子叶片2，子叶片2在其上部与叶 片1形成子叶片腔室5，每个转子槽底部装有两个柱销3，柱销3在下部与转子4形成柱销 腔室6 ；两个伸出的相邻叶片1与定子9内表面、转子4外圆、左侧板11、右侧板7之间形成 一个泵送空间，当转子4旋转和叶片1伸出时泵送空间的容积交替扩大和缩小而对流体产 生抽吸和排出作用，定子9内表面与转子4外圆之间形成两个容积扩大区段和两个容积缩 小区段，通过流体进口和上述泵送空间将低压流体导入容积扩大区段，通过上述泵送空间 和流体出口从容积缩小区段排出高压流体；每个叶片1在其下方与转子槽间构成一个叶片 底部通道，处于不同区段位置的叶片1其底部通道被供给相应的适当压力的流体；压力流 体通过控制辅助阀12有选择地供给子叶片腔室5和柱销腔室6，合理设计在容积扩大区段 作用于叶片1的压力流体腔室受力总面积，从而合理控制泵在不同压力阶段叶片1对定子 9内表面的压力。图2 图7是子叶片腔室与柱销腔室结构的部分优选方式。如图2所示是一子叶片双柱销腔室结构示意图，一子叶片2位于叶片1中间，子叶 片2上部与叶片1形成一个子叶片腔室5，两个柱销3轴向对称位于转子4两端处，柱销3 下部与转子4形成两个柱销腔室6。如图3所示是双子叶片一柱销腔室结构示意图，两子叶片2轴向对称位于叶片1 两端，两子叶片2上部与叶片1形成两个子叶片腔室5，一个柱销3位于转子4中间，柱销3 下部与转子4形成一个柱销腔室6。如图4所示是一子叶片一柱销腔室结构示意图，一个子叶片2位于叶片1中间，子 叶片2上部与叶片1形成一个子叶片腔室5，一个柱销3位于转子4中间，柱销上端位于子 叶片下部，柱销3下部与转子4形成一个柱销腔室6。如图5所示是三子叶片腔室结构示意图，两个子叶片2轴向对称位于叶片1两端， 两子叶片2上部与叶片1形成两个子叶片腔室5b，一个子叶片2位于叶片1中间，子叶片2 上部与叶片1形成一个子叶片腔室5a。如图6所示是三柱销腔室结构示意图，两个柱销3轴向对称位于转子4两端，两个 柱销3下部与转子4形成两个柱销腔室6b，一个柱销3位于转子4中间，柱销3下部与转子 4形成一个柱销腔室6a。如图7所示是双柱销腔室结构示意图，两个柱销3轴向对称位于转子4两端，柱销 位置尽量靠近中间，一个柱销3下部与转子4形成一个柱销腔室6a，另一柱销3下部与转子
104形成一个柱销腔室6b。如图8所示是一子叶片双柱销腔室的一种通流方案示意图，柱销3与转子4形成 两个柱销腔室6，压力流体直接供给柱销腔室6 ；压力流体通过二位二通的辅助阀供给子叶 片2与叶片1形成的子叶片腔室5，当泵处于低压阶段时，压力流体供给子叶片腔室5及柱 销腔室6全部腔室，当泵处于高压阶段时，辅助阀切换，供给子叶片腔室5的压力流体通道 被切断，压力流体仅供给柱销腔室6。如图9所示是一子叶片双柱销结构叶片泵低压阶段处于容积扩大区段叶片的一 种受力情况示意图，供给叶片1底部通道的流体取自该叶片1顶部背面所处区段的流体，叶 片1底部通道流体的压力与该叶片1顶部背面流体的压力相同，为泵进口压力，子叶片腔室 5的流体压力与泵出口压力相同，柱销腔室6的流体压力与泵出口压力相同，压力流体作用 于所有子叶片腔室5和柱销腔室6，确保泵低压阶段叶片1对定子9表面的有效压力。如图10所示是一子叶片双柱销结构叶片泵高压阶段处于容积扩大区段叶片的一 种受力情况示意图，供给叶片1底部通道的流体取自该叶片1顶部背面所处区段的流体，叶 片1底部通道流体的压力与该叶片1顶部背面流体的压力相同，为泵进口压力，泵高压阶段 时子叶片腔室5的压力流体通道被辅助阀切断，柱销腔室6的流体压力与泵出口压力相同， 压力流体仅作用于柱销腔室6，确保泵高压阶段叶片1对定子9表面的压力不造成流体膜层 穿透。如图11所示是一子叶片双柱销腔室的另一种通流方案示意图，子叶片2与叶片1 形成子叶片腔室5，压力流体直接供给子叶片腔室5 ；压力流体通过二位二通的辅助阀供给 柱销3与转子4形成的柱销腔室6，当泵处于低压阶段时，压力流体供给子叶片腔室5及柱 销腔室6全部腔室，当泵处于高压阶段时，辅助阀切换，供给柱销腔室6的压力流体通道被 切断，压力流体仅供给子叶片腔室5。如图12所示是一子叶片双柱销腔室的又一种通流方案示意图，子叶片2与叶片1 形成子叶片腔室5，两柱销3与转子4形成两柱销腔室6，柱销腔室6流体总受力面积小于子 叶片腔室5流体受力面积，压力流体通过二位三通的辅助阀供给子叶片腔室5和柱销腔室 6，当泵处于低压阶段时，压力流体供给子叶片腔室5，当泵处于高压阶段时，辅助阀切换，压 力流体供给柱销腔室6。如图13所示是一子叶片双柱销腔室的又一种通流方案示意图，子叶片2与叶片1 形成子叶片腔室5，两柱销3与转子4形成两柱销腔室6，柱销腔室6流体总受力面积小于子 叶片腔室5流体受力面积，压力流体通过三位三通的辅助阀供给子叶片腔室5和柱销腔室 6，当泵处于低压阶段时，压力流体供给子叶片腔室5和柱销腔室6全部腔室，当泵处于中压 阶段时，压力流体仅供给子叶片腔室5，当泵处于高压阶段时，压力流体仅供给柱销腔室6。如图14所示是双子叶片一柱销腔室的一种通流方案示意图，柱销(3)与转子4形 成一个柱销腔室6，压力流体直接供给柱销腔室6 ；压力流体通过二位二通的辅助阀供给子 叶片2与叶片1形成的两个子叶片腔室5，当泵处于低压阶段时，压力流体供给子叶片腔室 5及柱销腔室6全部腔室，当泵处于高压阶段时，辅助阀切换，供给子叶片腔室5的压力流体 通道被切断，压力流体仅供给柱销腔室6。如图15所示是一子叶片一柱销腔室的一种通流方案示意图，柱销3与转子4形 成柱销腔室6，压力流体直接供给柱销腔室6 ；压力流体通过二位二通的辅助阀供给子叶片
112与叶片1形成的子叶片腔室5，柱销腔室流体受力面积小于子叶片腔室流体受力面积，当 泵处于低压阶段时，压力流体供给子叶片腔室5及柱销腔室6全部腔室，当泵处于高压阶段 时，辅助阀切换，供给子叶片腔室5的压力流体通道被切断，压力流体仅供给柱销腔室6。如图16所示是三子叶片腔室的一种通流方案示意图，两轴向对称子叶片2与叶片 1形成有两个子叶片腔室5b，压力流体通过二位二通辅助阀供给两子叶片腔室5b ；中间子 叶片2与叶片1形成一个子叶片腔室5a，当泵处于低压阶段时，压力流体供给子叶片腔室 5b及子叶片腔室5a全部腔室，当泵处于高压阶段时，辅助阀切换，供给子叶片腔室5b的压 力流体通道被切断，压力流体只供给子叶片腔室5a。如图17所示是三子叶片腔室的另一种通流方案示意图，两轴向对称子叶片2与叶 片1形成有两个子叶片腔室5b，中间子叶片2与叶片1形成一个子叶片腔室5a，压力流体 通过三位三通辅助阀供给两个子叶片腔室5b和子叶片腔室5a ；当泵处于低压阶段时，压力 流体供给子叶片腔室5b及子叶片腔室5a全部腔室，当泵处于中压阶段时压力流体供给两 个子叶片腔室5b，当泵处于高压阶段时，压力流体仅供给子叶片腔室5a。如图18所示是三柱销腔室的一种通流方案示意图，两轴向对称柱销3与转子4形 成有两个柱销腔室6b，压力流体通过二位二通辅助阀供给两个柱销腔室6b ；中间柱销3与 转子4形成一个柱销腔室6a，压力流体直接供给柱销腔室6a，当泵处于低压阶段时，压力流 体供给柱销腔室6b及柱销腔室6a全部腔室，当泵处于高压阶段时，辅助阀切换，供给柱销 腔室6b的压力流体通道被切断，压力流体只供给柱销腔室6a。如图19有两个柱销腔室6b，中间柱销3与转子4形成一个柱销腔室6a，压力流体 通过三位三通辅助阀供给两个柱销腔室6b和柱销腔室6a ；当泵处于低压阶段时，压力流体 供给柱销腔室6b及柱销腔室6a全部腔室，当泵处于中压阶段时压力流体供给两个柱销腔 室6b，当泵处于高压阶段时，压力流体仅供给柱销腔室6a。如图20所示是双柱销腔室的一种通流方案示意图，两轴向对称柱销3与转子4形 成有柱销腔室6b和柱销腔室6a，柱销腔室6a被直接供给压力流体，柱销腔室6b通过二位 二通辅助阀供给压力流体，当泵处于低压阶段时，压力流体供给柱销腔室6b及柱销腔室6a 全部腔室，当泵处于高压阶段时，辅助阀切换，供给柱销腔室6b的压力流体被切断，压力流 体仅供给柱销腔室6a。上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和 权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
1权利要求
一种液压叶片泵，它包括由左泵体和右泵体组成的具有流体进出口和内腔的泵体、可旋转且径向分布有多个转子槽的转子、置于转子外的定子、位于定子两端的侧板、位于转子槽内可伸出和缩回的叶片。两个伸出的相邻叶片与定子内表面、转子外圆、两侧板间形成一个泵送空间，当转子旋转和叶片伸出时，泵送空间的容积交替扩大和缩小而对流体产生抽吸和排出作用，定子内表面与转子外圆之间形成一个或多个容积扩大区段和容积缩小区段，通过流体进口和上述泵送空间将低压流体导入容积扩大区段，通过上述泵送空间和流体出口从容积缩小区段排出高压流体；每个叶片在其下方与转子槽间构成一个叶片底部通道，处于不同区段位置的叶片其底部通道被供给相应的适当压力的流体。其特征在于，每个叶片下部装有一个或一个以上子叶片，每个转子槽底部装有一个或一个以上柱销，每个子叶片在其上部与叶片形成一个子叶片腔室，每个柱销在其下部与转子形成一个柱销腔室，并通过辅助阀有选择地对全部腔室或部分腔室提供压力流体。
2.如权利要求1所述的液压叶片泵，其特征在于，每个叶片下部中间位置装有一个子 叶片，每个转子槽底部轴向对称位置装有流体受力面积相同的两个柱销。
3.如权利要求1所述的液压叶片泵，其特征在于，每个叶片下部轴向对称位置装有流 体受力面积相同的两个子叶片，每个转子槽底部中间位置装有一个柱销。
4.如权利要求1所述的液压叶片泵，其特征在于，每个叶片下部中间位置装有一个子 叶片，每个转子槽底部中间位置装有一个柱销。
5.一种液压叶片泵，它包括由左泵体和右泵体组成的具有流体进出口和内腔的泵 体、可旋转且径向分布有多个转子槽的转子、置于转子外的定子、位于定子两端的侧板、位 于转子槽内可伸出和缩回的叶片。两个伸出的相邻叶片与定子内表面、转子外圆、两侧板间 形成一个泵送空间，当转子旋转和叶片伸出时，泵送空间的容积交替扩大和缩小而对流体 产生抽吸和排出作用，定子内表面与转子外圆之间形成一个或多个容积扩大区段和容积缩 小区段，通过流体进口和上述泵送空间将低压流体导入容积扩大区段，通过上述泵送空间 和流体出口从容积缩小区段排出高压流体；每个叶片在其下方与转子槽间构成一个叶片底 部通道，处于不同区段位置的叶片其底部通道被供给相应的适当压力的流体。其特征在于， 每个叶片下部装有三个或三个以上的子叶片，每个子叶片在其上部与叶片形成一个子叶片 腔室，并通过辅助阀有选择地对全部腔室或部分腔室提供压力流体。
6.如权利要求5所述的液压叶片泵，其特征在于，每个叶片下部装有三个子叶片，其中 一个子叶片位于叶片下部中间位置，另两个子叶片轴向对称置于该子叶片两边且流体受力 面积相同。
7.一种液压叶片泵，它包括由左泵体和右泵体组成的具有流体进出口和内腔的泵 体、可旋转且径向分布有多个转子槽的转子、置于转子外的定子、位于定子两端的侧板、位 于转子槽内可伸出和缩回的叶片。两个伸出的相邻叶片与定子内表面、转子外圆、两侧板间 形成一个泵送空间，当转子旋转和叶片伸出时，泵送空间的容积交替扩大和缩小而对流体 产生抽吸和排出作用，定子内表面与转子外圆之间形成一个或多个容积扩大区段和容积缩 小区段，通过流体进口和上述泵送空间将低压流体导入容积扩大区段，通过上述泵送空间 和流体出口从容积缩小区段排出高压流体；每个叶片在其下方与转子槽间构成一个叶片底 部通道，处于不同区段位置的叶片其底部通道被供给相应的适当压力的流体。其特征在于， 每个转子槽底部装有两个或两个以上柱销，每个柱销在其下部与转子形成一个柱销腔室，并通过辅助阀有选择地对全部腔室或部分腔室提供压力流体。
8.如权利要求7所述的液压叶片泵，其特征在于，每个转子槽底部装有三个柱销，其中 一个柱销位于转子槽底部中间位置，另两个柱销轴向对称置于该柱销两边且流体受力面积 相同。
9.如权利要求7所述的液压叶片泵，其特征在于，每个转子槽底部装有两个柱销，轴向 对称置于尽量靠近中间的位置且流体受力面积相同。
全文摘要
本发明公开了一种液压叶片泵，每个叶片下部装有一个或一个以上子叶片，每个转子槽底部装有一个或一个以上柱销，并各自形成相应的子叶片腔室和柱销腔室，可采用辅助阀控制供给子叶片腔室或柱销腔室压力流体通道的通断切换，有选择地对全部腔室或部分腔室提供压力流体，以改变在泵的容积扩大区段作用于叶片的压力流体腔室受力总面积，从而合理控制不同压力阶段叶片对定子内表面的压力，较好地避免了定子磨损失效，使液压叶片泵的工作压力可以实现较大幅度提升，满足了高压液压系统使用叶片泵的需求；且在低粘度介质、高水基介质等流体条件下也具有更高的工作压力；本发明叶片泵的制造技术和装备与现有叶片泵基本相同，有良好的工艺性。
文档编号F04C2/34GK101975163SQ201010508780
公开日2011年2月16日 申请日期2010年10月15日 优先权日2010年10月15日
发明者王新彪, 胡凯 申请人:浙江台州先顶液压有限公司