一种具有自动补偿功能的柱塞泵驱动机构的制作方法

本实用新型属于液压隔膜泵技术领域，涉及一种具有自动补偿功能的柱塞泵驱动机构。

背景技术：

液压隔膜泵依靠柱塞往复运动使得封闭工作腔液压油液前行回退，驱动膜片做前突-后凹变形运动，工作腔压力随柱塞往复运动形成高压-负压的周期性变化。工作腔高压时由溢流阀溢流，负压时由补油阀补油，传统补油阀，存在结构复杂，加工精度高，装配和负压参数调整困难问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种具有自动补偿功能的柱塞泵驱动机构，解决了现有液压隔膜泵的补油阀存在的的结构复杂、装配和负压参数调整困难的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种具有自动补偿功能的柱塞泵驱动机构，包括中空的缸体，缸体内设有柱塞，柱塞的内部设有定压溢流阀，柱塞上设有柱塞销，柱塞销上连接曲柄驱动机构，缸体与定量隔膜泵头的液压腔连接，缸体通过软管连接储油池。

本实用新型的特点还在于，

其中缸体的侧壁上分别沿径向开设有阶梯孔a、阶梯孔b及阶梯孔c，阶梯孔a和阶梯孔b位于缸体的相对两侧壁上，且阶梯孔a与阶梯孔b同轴，阶梯孔b和阶梯孔c位于缸体的同一侧，缸体的侧壁上还设有导流孔，导流孔的两端分别与阶梯孔c和阶梯孔b贯通。

其中阶梯孔a的大孔径端口、阶梯孔b的大孔径端口、阶梯孔c的大孔径端口均与缸体的外壁贯通，阶梯孔a的小孔径端口、阶梯孔b的小孔径端口及阶梯孔c的小孔径端口均与缸体的内壁贯通；

阶梯孔a的大孔径端口中连接有卡套式管接头a，卡套式管接头a连接软管的一端，软管的另一端连接卡套式管接头b，卡套式管接头b安装在螺纹孔b的一端，螺纹孔b的另一端安装有阻尼器，螺纹孔b开设在储油池的侧壁上。

其中缸体的工作腔通过直角-铰接式胶管总成与定量隔膜泵头的液压腔连接。

其中缸体内开设有相互贯通的圆孔A和圆孔B，圆孔A与缸体的一端端部贯通，圆孔B与缸体的另一端端部贯通，圆孔A、圆孔B均与缸体同轴，阶梯孔c靠近圆孔B开设且与圆孔B相互贯通，阶梯孔c的中心线与阶梯孔a、阶梯孔b的中心线平行且与圆孔B的中心轴线垂直，圆孔B的孔口处加工有内螺纹，直角-铰接式胶管总成的铰接管接头通过螺纹与圆孔B旋合连接，柱塞位于圆孔A中且与圆孔A同轴设置。

其中柱塞为圆柱状结构，沿柱塞的中心轴向方向依次开设有相互贯通的螺纹孔a、溢流孔及空腔，空腔与柱塞的一端端部贯通，螺纹孔a与柱塞的另一端端部贯通，柱塞的相对两侧壁上对称开设有一对销孔，两个销孔均与空腔内部贯通，柱塞销安装在空腔中且柱塞销的两端分别对应位于两个销孔中，柱塞销与柱塞的中心轴线垂直；

其中每个销孔的侧壁上开设有一圈定位槽，定位槽中安装有钢丝挡圈，定位槽与钢丝挡圈的形状相适应，定位槽与销孔同轴；

其中定压溢流阀通过螺纹旋合在螺纹孔a中，定压溢流阀与螺纹孔a同轴设置；

其中柱塞与螺纹孔a贯通的端面上加工有斜面，斜面绕柱塞端面的圆周开设一圈，斜面与柱塞端面所成角度为30°～40°。

其中柱塞的外壁上加工有吸油平面，吸油平面位于空腔的外壁上，吸油平面与空腔的内壁构成弓形缝隙腔，吸油平面与其中一个销孔位于柱塞的同一侧，且吸油平面的一侧与该销孔的孔口贯通。

其中柱塞销为空心销，沿柱塞销的中心轴线开设有通孔。

其中曲柄驱动机构包括曲柄连杆，曲柄连杆的两端分别开设有圆孔C和圆孔D，圆孔C中设有滑动轴承，滑动轴承套接在柱塞销上，圆孔D中设有滚柱轴承，滚柱轴承套接在曲柄轴的偏心轴上，曲柄轴通过减速机构与电机连接。

其中阻尼器为圆柱状螺栓，阻尼器的中心处开设有相互贯通的圆孔E和圆孔F，圆孔E与阻尼器的一端端面贯通，圆孔F与阻尼器的另一端端面贯通，阻尼器与圆孔E贯通的端面开设有直槽。

本实用新型的有益效果是，本实用新型取消传统的补油阀，改为一种具有自动补偿功能的柱塞泵驱动机构，极大的简化了结构，减少了运动件零件，降低了加工和装配调整的难度，使得补油更快速、高效、可靠。同时降低了内部压差波动，改善了柱塞运动平稳性，降低了液压噪声。同时实现了柱塞销的间歇润滑。经过TDGMB-213型隔膜泵的压力-流量试验，

以及TDGMB-213型隔膜泵装于吸收式氨制冷机组的实际使用，取得了极好的使用效果。与外购的同规格隔膜泵相比，费用降低1/2以上。

附图说明

图1是本实用新型一种具有自动补偿功能的柱塞泵驱动机构的结构示意图；

图2是图1中沿A-A方向剖面的结构示意图；

图3是图1中阻尼器的结构示意图；

图4是图3中阻尼器的端面结构示意图；

图5是图1柱塞内部的结构示意图；

图6是本实用新型一种具有自动补偿功能的柱塞泵驱动机构中吸油平面的结构示意图；

图7是本实用新型一种具有自动补偿功能的柱塞泵驱动机构中柱塞的端面结构示意图。

图中，1.缸体，2.阶梯孔a，3.阶梯孔b，4.柱塞，5.定压溢流阀，6.柱塞销，7.直角-铰接式胶管总成，8.定量隔膜泵头，9.阶梯孔c，10.卡套式管接头a，11.软管，12.导流孔，13.空腔，14.螺纹孔a，15.溢流孔，16.斜面，17.圆孔A，18.圆孔B，19.滑动轴承，20.滚柱轴承，21.曲柄连杆，22.圆孔C，23.圆孔D，24.吸油平面，25.曲柄轴，26.偏心轴，27.卡套式管接头b，28.销孔，29.定位槽，30.弓形缝隙腔，31.机架，32.减速机构，33.电机，34.螺纹孔b；

35.阻尼器，35-1.圆孔E，35-2.圆孔F，35-3.直槽；

36.铰接管接头。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型一种具有自动补偿功能的柱塞泵驱动机构，结构如图1、2所示，包括中空的缸体1，缸体1内设有柱塞4，柱塞4的内部设有定压溢流阀5，柱塞4上设有柱塞销6，柱塞销6上连接曲柄驱动机构，缸体1通过直角-铰接式胶管总成7与定量隔膜泵头8(定量隔膜泵头8可以是任意一种现有的液压定量隔膜泵头泵头)的液压腔连接，缸体1通过软管11连接储油池。

缸体1的侧壁上分别沿径向开设有阶梯孔a2、阶梯孔b3及阶梯孔c9，阶梯孔a2和阶梯孔b3位于缸体1的相对两侧壁上，且阶梯孔a2与阶梯孔b3同轴，阶梯孔b3和阶梯孔c9位于缸体1的同一侧，缸体1的侧壁上还设有导流孔12，导流孔12的两端分别与阶梯孔c9和阶梯孔b3贯通。

阶梯孔a2、阶梯孔b3及阶梯孔c9均包括相互贯通的大孔和小孔。

阶梯孔a2的大孔径(外孔)端口、阶梯孔b3的大孔径(外孔)端口、阶梯孔c9的大孔径(外孔)端口均与缸体1的外壁贯通，阶梯孔a2的小孔径(内孔)端口、阶梯孔b3的小孔径(内孔)端口及阶梯孔c9的小孔径(内孔)端口均与缸体1的内壁贯通；阶梯孔a2的小孔孔径、阶梯孔b3的小孔孔径及阶梯孔c9的小孔孔径均为1.5mm～3mm；

阶梯孔a2的大孔径内壁、阶梯孔b3的大孔径内壁及阶梯孔c9的大孔径内壁均加工有z1/8锥管螺纹，

导流孔12的孔径为4mm。阶梯孔b2的(大孔径)孔口及阶梯孔c9的(大孔径)孔口均旋入螺塞用于封口。

阶梯孔a2的大孔径端口中连接有卡套式管接头a10，卡套式管接头a10连接软管11的一端，软管11的另一端连接卡套式管接头b27，卡套式管接头b27安装在螺纹孔b34的一端，螺纹孔b34的另一端安装有阻尼器35，螺纹孔b34开设在储油池的侧壁上。

其中缸体1内开设有相互贯通的圆孔A17和圆孔B18，圆孔A17与缸体1的一端端部贯通，圆孔B18与缸体1的另一端端部贯通，圆孔A17、圆孔B18均与缸体1同轴，阶梯孔c9靠近圆孔B18开设且与圆孔B18相互贯通，阶梯孔c9的中心线与阶梯孔a2、阶梯孔b3的中心线平行且与圆孔B18的中心轴线垂直，圆孔B18的孔口处加工有内螺纹，直角-铰接式胶管总成7的铰接管接头36通过螺纹与圆孔B18旋合连接，柱塞4位于圆孔A17中且与圆孔A17同轴设置。

直角-铰接式胶管总成7为现有结构，包括74°锥面密封的直角管接头、铰接端接头、钢丝编织软管和扣压件，其通径为6mm～10mm。

圆孔B18的孔径为圆孔A17孔径的1/2～1/3，圆孔A17的深度大于等于柱塞4的长度与柱塞4的行程长度之和。

如图3、4所示，阻尼器35为圆柱状螺栓(螺栓外壁加工有外螺纹)，阻尼器35的中心处开设有相互贯通的圆孔E35-1和圆孔F35-2，圆孔E35-1孔口与阻尼器35的一端端面贯通，圆孔F35-2与阻尼器35的另一端端面贯通，阻尼器35与圆孔E35-1贯通的端面开设有直槽35-3，用以旋接装配。圆孔E35-1的孔口旋合在螺纹孔b36中与卡套式管接头b27接通，圆孔F35-2与储油池内部连通，圆孔E35-1的孔径为4mm～6mm，深度为3mm～6mm；圆孔F35-2的孔径为1mm～3mm，深度为2～6mm。

软管11为透明软管，圆孔F35-2位于储油池液面以下。

如图5所示，柱塞4为圆柱状结构，沿柱塞4的中心轴向方向依次开设有相互贯通的螺纹孔a14、溢流孔15及空腔13，空腔13与柱塞4的一端端部贯通，螺纹孔a14与柱塞4的另一端端部贯通，柱塞4的相对两侧壁上对称开设有一对销孔28，两个销孔28均与空腔13内部贯通，柱塞销6安装在空腔13中，且柱塞销6的两端分别对应位于两个销孔28中，柱塞销6与柱塞4的中心轴线垂直(两个销孔28同轴，一次同时完成钻孔、扩孔、铰孔)；

其中每个销孔28的侧壁上开设有一圈定位槽29，定位槽29中安装有钢丝挡圈，定位槽29与钢丝挡圈的形状相适应，定位槽29与销孔28同轴；

其中定压溢流阀5通过螺纹旋合在螺纹孔a14中，定压溢流阀5与螺纹孔a14同轴设置；

其中柱塞4与螺纹孔a14贯通的端面上加工有斜面16，斜面16绕柱塞4端面的圆周开设一圈(构成锥形面)，斜面16与其所在的(其指的是斜面16)柱塞4端面所成角度为30°～40°(与空腔13贯通的柱塞4端部为柱塞的底部，与螺纹孔a14贯通的柱塞端部为柱塞4的顶部)；阶梯孔a2和阶梯孔b3所在的位置位于：当柱塞4的底部与缸体1一端端口(空腔13与缸体1贯通的端口)平齐时，即柱塞4退回到初始位置时，柱塞4上的一圈斜面16的底部恰好将孔阶梯口a2和阶梯孔b3的1mm～3mm小孔完全避开，即恰好不被柱塞4的顶部端面遮挡，使油液能够经阶梯孔a2流向缸体1的圆孔A17中，圆孔A17位缸体1的工作腔。

其中柱塞4的外圆(外壁)与圆孔A17的内壁之间采用间隙配合，配合间隙为0.01mm～0.02mm，柱塞4的外圆圆柱度和圆孔A17的圆柱度≤0.005mm。

其中柱塞销6为空心销，沿柱塞销6的中心轴线开设有通孔，柱塞销6与销孔28的配合为间隙配合。

如图6、7所示，柱塞4的外壁上加工有吸油平面24，吸油平面24位于空腔13的外壁上，吸油平面24(吸油平面24长26mm，宽9mm)与空腔13的内壁构成弓形缝隙腔30(该缝隙厚度0.35mm～0.5mm)，吸油平面24与其中一个销孔28位于柱塞4的同一侧，且吸油平面24的一侧与该销孔28的孔口贯通，贯通形状为月牙状缝隙。

其中曲柄驱动机构包括曲柄连杆21，曲柄连杆21的两端分别开设有圆孔C22和圆孔D23，圆孔C22中设有滑动轴承19，滑动轴承19套接在柱塞销6(且位于空腔13中)上，圆孔D23中设有滚柱轴承20，滚柱轴承20套接在曲柄轴25的偏心轴26上(偏心轴26轴心线与曲柄轴25回转轴心线错开一段距离(1/2柱塞4的行程)，且两轴心线平行。曲柄轴25每转一圈，偏心轴26围绕回转中心公转一圈，偏心轴26通过曲柄连杆21、柱塞销6带动柱塞4完成一个往复行程)，曲柄轴25通过减速机构32与电机33连接。

其中曲柄连杆21的中部两侧各设有T型凹腔，这样可以减轻曲柄连杆21的重量，减少曲柄连杆21往复运动的惯性冲击，提高运动的灵活性。

本实用新型的一种具有自动补偿功能的柱塞泵驱动机构的工作过程如下：工作之前用手转动曲柄驱动机构，经曲柄连杆21带动柱塞4运动到图1所示位置，并使得缸体1的圆孔A17(缸体1工作腔)、直角-铰接式胶管总成7内腔和定量隔膜泵头8泵头的液压工作腔所形成的封闭工作腔充满液压油幷排尽空气；

工作时，电机33通过两级同步带轮减速机构32带动曲柄轴25转动(曲柄轴25的几何中心固定在机架31上)，曲柄轴25带动曲柄连杆21驱动柱塞4做往复运动，柱塞4前行时推动封闭工作腔内的液压油液前行，挤压定量隔膜泵头8的膜片前突变形，定量隔膜泵头头8的介质腔内的介质被挤出；液压油压力由定压溢流阀5设定，多余液压油通过定压溢流阀5、溢流孔15、空腔13与曲柄连杆21的缝隙排回储油池。柱塞4回退时拉动封闭工作腔内的液压油液回退，使得定量隔膜泵头8的膜片后凹变形，介质被吸入定量隔膜泵头8的泵头介质腔。在回退过程中封闭工作腔内为负压，柱塞4回退到图1所示位置时，由于阶梯口a2经卡套式管接头a10、软管11、卡套式管接头b27、阻尼器35与储油池相连，在负压作用下储油池的液压油被吸入封闭工作腔，在吸入过程中，在阶梯孔a2、阶梯孔b3、阶梯孔c9与缸体1工作腔(圆孔A17)相通，而阶梯孔b3、阶梯孔c9、导流孔12和圆孔B18内部互通，构成内部导流通道，由于圆孔B18的内径远小于圆孔A17的内径，柱塞4回退时封闭工作腔各处回退流量相同，圆孔B18的孔径为圆孔A17孔径的1/2～1/3，圆孔A17与圆孔B18的面积比为1/4～1/9，故阶梯孔c9与圆孔B18贯通处流速更快，因而负压值更低，圆孔B18经阶梯孔c9、导流孔12、阶梯孔b3与圆孔A17贯通处吸取油液，得以快速补油，使得封闭工作腔内部压力趋于均衡，从而使补油更快速高效、平稳可靠。当封闭工作腔通过补油，内部压力逐渐上升到一个大气压时，自动补油过程结束，柱塞4开始前行，进入下一个工作循环。

当柱塞4前行到一定位置，阶梯孔a2与吸油平面24接通，柱塞4继续前行，弓形缝隙腔30容积变大，因而弓形缝隙腔30经卡套式管接头a10、软管11、卡套式管接头b27、阻尼器35从储油池吸取油液；油液经月牙状缝隙进入柱塞4的销孔28，通过柱塞销6的通孔进入柱塞销另一端的销孔28中，柱塞4多次前进运动后，销孔28储存满油液，可对柱塞销6两端外圆面结合面进行浸润润滑；随着柱塞4运动，销孔28中储存的油液进入到柱塞4和缸体1的配合间隙中形成油膜，既可以润滑柱塞4侧壁，又可以阻塞空气通过缸体1与柱塞4的配合间隙进入封闭工作腔。

当柱塞4做回退运动至弓形缝隙腔30离开孔阶梯孔a2，则吸油口被关闭，随着柱塞4的往复运动，阶梯孔a2重复吸油-关闭循环，就实现了柱塞销6外圆、柱塞4外圆表面的润滑和柱塞4和缸体1结合面的油膜密封作用。

本装置在柱塞4的每次往复运动过程中，复合完成了封闭工作腔自动补油和柱塞销6外圆面和柱塞4外圆表面的润滑以及柱塞4和缸体1结合面的油膜密封功能。

控制阻尼器35中圆孔F35-2的孔径，形成适当的节流阻流作用，控制吸油平面24与缸体1内表面形成弓形缝隙腔30的厚度，使弓形得缝隙腔30内油液具有足够的粘滞阻力，能够有效防止软管11中的油液因自重回流储油池，造成空气进入补油系统，继而进入封闭工作腔，导致定量隔膜泵头8工作效率降低或失效。

软管11设计为透明状，可以直观的观察补油和间歇润滑效果以及定量隔膜泵头8工作是否正常。