摆动叶片泵的制作方法

本发明涉及叶片泵技术领域，尤其涉及一种摆动叶片泵。

背景技术：

传统的单作用叶片泵是将叶片装在转子槽内，利用转子和定子的偏心配置，在转子旋转时，依靠离心力使叶片沿转子槽滑动并甩出压紧在定子内壁，从而形成若干可变密封容腔来实现吸液和排液。传统叶片泵结构使得叶片与转子槽间存在滑动摩擦，叶片上端与定子内表面受离心力作用也存在较大摩擦力，加剧了叶片磨损，降低了叶片泵使用寿命，且当叶片所受的哥氏惯性力、叶片与定子间摩擦力及叶片离心力的合力方向与叶片槽倾斜方向不一致时，将产生侧向力导致叶片卡死，影响泵的可靠性和工作灵活性。

技术实现要素：

为解决传统的单作用叶片泵叶片磨损大、易卡死的问题，本发明提供一种摆动叶片泵，将叶片沿转子槽的滑动转变为叶片一端与定子铰接另一端绕圆铰接处摆动，变滑动摩擦为滚动摩擦，有效减小了叶片的磨损和易卡死问题，提高了叶片泵的使用寿命。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种摆动叶片泵，包括：

定子，具有筒状空腔；

驱动轴，可自由旋转的设置在所述定子的筒状空腔内；所述驱动轴包括转轴和设于所述转轴上的转子，所述转轴与所述定子的筒状空腔同轴，所述转子的轴线与所述定子筒状空腔的轴线平行而不重合，两者之间的距离为偏心距一，所述转子由所述转轴驱动而转动；

配流盘，为圆盘状，所述配流盘的端面上开设有圆形凹槽一，所述圆形凹槽一的轴线与所述配流盘外圆柱面的轴线平行而不重合，两者之间的距离为偏心距二，所述偏心距二与所述偏心距一相等，所述配流盘外圆柱面与所述圆形凹槽一的侧面之间开设有贯通于所述配流盘两端面的用于吸液或排液的窗口，所述配流盘设置为两个，两个所述配流盘的圆形凹槽一槽口相对地装置在所述转子沿轴向方向的两侧，两个所述圆形凹槽一的底面分别与所述转子的两个端面贴合，两个所述配流盘在所述驱动轴的转动下随所述转子同步转动，所述圆形凹槽一的内侧壁与所述转子的外圆柱面之间形成环形槽，所述圆形凹槽一与所述转子同轴，所述配流盘的外圆柱面与所述转轴同轴，装置在吸液通道一侧的配流盘上的窗口为吸液窗口，所述吸液窗口与吸液区连通，装置在排液通道一侧的配流盘上的窗口为排液窗口，所述排液窗口与排液区连通；

多个叶片，其一端铰接在所述定子的内壁上，可相对所述定子转动，另一端设置有圆柱形耳轴，所述耳轴插入所述环形槽；

两相邻叶片、定子的内壁、转子的外圆柱面和两个配流盘间形成工作腔；所述工作腔的体积随着转子的转动发生周期性变化，并且其体积由小变大时，所述工作腔与所述吸液窗口连通同时与所述排液窗口不连通，体积由大变小时，所述工作腔与所述排液窗口连通同时与所述吸液窗口不连通。

进一步地，所述定子的内壁上沿轴向设置有圆柱槽，所述叶片的一端设置有与所述圆柱槽相配合的圆柱铰，所述圆柱铰插装在圆柱槽内，使所述叶片与所述定子形成铰接。

进一步地，所述定子的内壁上沿轴向设置有圆柱铰，所述叶片的一端设置有与圆柱铰相配合的圆柱槽，所述圆柱铰插装在圆柱槽内，使所述叶片与所述定子形成铰接。

进一步地，两个所述配流盘中至少有一个的端面上开设有轴孔一，所述转轴插装在所述轴孔一内。

进一步地，所述转轴与轴孔一之间采用过渡配合或过盈配合连接，或采用键连接或花键连接。

进一步地，所述转子外部装置有滚动轴承，所述叶片抵接在所述滚动轴承的外圈上。

进一步地，所述滚动轴承为滚针轴承。

进一步地，所述配流盘的外圆柱面部分或全部置于所述定子的筒状空腔内，并且与所述定子的内壁滑动配合。

进一步地，所述定子部分置于两个所述配流盘之间，所述配流盘相对安装的两个端面分别与所述定子轴向的两个侧面滑动配合。

进一步地，还包括泵套和端盖，以所述定子为中心，其轴向两侧分别依次装置有泵套和端盖，所述泵套为圆环状，所述端盖包括前端盖和后端盖，所述前端盖和/或后端盖上还开设有与所述转轴相配合的轴孔二；所述转轴从所述轴孔二穿出后与动力机构相接，在所述前端盖和所述后端盖上分别设置排液通道和吸液通道，所述吸液窗口通过吸液通道与吸液区连通，所述排液窗口通过排液通道与排液区连通。

本发明的有益效果是，本发明中通过改变叶片结构，在转子表面设置滚动轴承，将叶片沿转子槽的滑动转变为叶片绕圆柱铰的摆动，变滑动摩擦为滚动摩擦，同时卡套与滚动轴承之间的环形槽将叶片的一端抵接在滚动轴承外表面，改善了叶片受力情况，避免了传统叶片泵叶片沿径向槽滑动导致的磨损大和卡死现象，提高了驱动轴的强度、泵的机械效率和使用寿命，而且结构紧凑，加工容易。

附图说明

图1是本发明一个实施例的整体结构示意图；

图2是图1中a-a处剖视图；

图3是本发明的定子结构示意图；

图4是本发明的叶片结构示意图；

图5是本发明的驱动轴结构示意图；

图6是本发明的前配流盘正面结构示意图；

图7是本发明的前配流盘背面结构示意图；

图8是本发明的后配流盘正面结构示意图；

图9是本发明的后配流盘背面结构示意图；

图10是本发明的泵套结构示意图；

图11是本发明的前端盖结构示意图；

图12是本发明的后端盖结构示意图；

图13是本发明另一个实施例的整体结构示意图；

图14是本发明又一个实施例的整体结构示意图；

图15是本发明中前配流盘与后配流盘相对安装位置的示意图

1.后端盖；2.泵套；3.后配流盘；4.定子；5.转子；6.前配流盘；7.前端盖；8.滚动轴承；9.叶片；10.转轴；11.吸液口；12低压油腔；31.吸液窗口；32.圆形凹槽一；41.圆柱槽；91.圆柱铰；92.耳轴；61.排液窗口；62.轴孔一；71.排液口；72.高压油腔；73.轴孔二。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

请参照图1-2，图1-2示意性地示出本发明中摆动叶片泵的一个实施例的结构，包括：定子、驱动轴、叶片9和配流盘，以定子4为中心，并在定子4轴向两侧分别依次装置泵套2和端盖，由此围合而成泵室，叶片9、配流盘和驱动轴都设置在泵室内，配流盘装置在驱动轴轴向两侧，与驱动轴连接并可随驱动轴转动，配流盘与驱动轴外圆柱面之间形成环形槽，叶片9一端铰接在定子4内壁上，另一端卡装在环形槽内。

参见图3，定子4为圆柱状并具有同轴的筒状空腔，其内壁上沿轴向均匀地设置有多个圆柱槽41,用于与叶片9铰接；在本实施例中，圆柱槽41设置为9个。

如图10所示，泵套2为圆环状，泵套2设置为两个，并分别安装在定子4轴向两侧。

如图11-12示意性地示出了端盖的结构，端盖包括前端盖7（如图11）和后端盖1（如图12），前端盖7中心处还开设有轴孔二73。

前端盖7上开设有排液通道，排液通道包括相连通的排液口71和高压油腔72，排液口71为开设在前端盖7径向上的通孔，高压油腔72为开设在前端盖7轴向端面上的环形槽；后端盖1上开设有吸液通道，吸液通道包括相连通的吸液口11和低压油腔，吸液口11为开设在后端盖1径向上的通孔，低压油腔为开设在后端盖1轴向端面上的环形槽。

一般来说，为了加工制造方便，吸液口11与排液口71均设计为圆孔状，并且孔径相同，但是为了减小吸液口处的阻力，确保吸油通畅，可以将吸液口11的孔径加大，使其通流截面积大于排液口71的通流截面积。

驱动轴可自由旋转的设置在定子4的筒状空腔内，参见图5，驱动轴包括转轴10和固定安装在转轴10上的转子5，转子5由转轴10驱动而随之转动，如图1所示，转轴10与定子4的筒状空间同轴设置，转轴10的轴线与转子5的轴线平行而不重合，两者之间的距离为偏心距一，转子5随转轴10的转动而在泵室内转动时，即转子5轴绕定子4轴线旋转，在此过程中，转子5外圆柱面与定子4内壁的径向距离随着转轴10旋转而发生周期性改变。

如图6-9所示，配流盘为圆盘状，配流盘的一个端面上开设有圆形凹槽一32，圆形凹槽一32的直径大于转子5的直径，圆形凹槽一32的轴线与配流盘外圆柱面的轴线平行而不重合，两者之间的距离称为偏心距二，偏心距二与偏心距一相等。两个配流盘的端面上开设有可供转轴10穿过的轴孔一62，轴孔一62与配流盘的外圆柱面同轴，配流盘外圆柱面与圆形凹槽一32的侧面之间开设有贯通于配流盘两端面的窗口。配流盘设置为两个，两个配流盘的圆形凹槽一32槽口相对地装置在转子5轴向方向的两侧，转轴10的两端分别插装在轴孔一62内，此时圆形凹槽一与转子同轴，配流盘的外圆柱面与转轴同轴。两个圆形凹槽一32的底面与分别转子5的两个端面相贴合，驱动轴转动时带动配流盘随之转动，圆形凹槽一32的内侧壁与转子5的外圆柱面之间形成环形槽。装置在前端盖7一侧的配流盘为前配流盘6，装置在后端盖1一侧的配流盘为后配流盘3；后配流盘3上的窗口为吸液窗口31，吸液窗口31通过吸液通道与吸液区连通；前配流盘6上的窗口为排液窗口61，排液窗口61通过排液通道与排液区连通。

窗口可为腰形窗口；吸液窗口和排液窗口可以完全相同也可以不同。如图8-9所示，吸液窗口31为单个的腰形窗口，如图6-7所示，排液窗口61由两个腰形窗口组成，两个腰形窗口之间为加强筋，但在朝向工作腔的一侧，两个腰形窗口之间相互连通，以确保油路通畅，这样设计可以增强前配流盘6的结构强度，防止排液窗口61被排出的高压液体压变形甚至损坏。

如图15所示，为了使吸液与排液分开，吸液窗口31与排液窗口61错位安装在转子的轴向两侧，两者之间设计有夹角为α过渡区域，α应大于相邻叶片之间夹角。

为了减小配流盘与端盖之间的摩擦力，可在配流盘与端盖相接触的端面上开设凹槽。

本方案中，可以将配流盘安装在转子5上（如通过卡槽与卡口配合安装），由转子5驱动配流盘转动，此时转轴10与轴孔一62之间采用过渡配合；或者通过将配流盘安装在转轴上，例如使转轴10与轴孔一62之间采用过盈配合连接，或采用键连接或花键连接，由转轴10驱动配流盘转动；或者将上述两个方案结合，同时由转子5和转轴10驱动配流盘转动。

图4示意性地示出了叶片9的结构，叶片9的一端设置有圆柱铰91，通过将圆柱铰91插装在定子4内壁的圆柱槽41内，使叶片9与定子4形成铰接；叶片9的另一端设置有圆柱形耳轴92，耳轴92插入上述环形槽内并抵接在转子5的外圆柱面上，并可随着上述环形槽的转动而摆动，优选地，耳轴92的直径与上述环形槽的径向宽度相等。

定子4与叶片9之间的铰接，还可以通过在定子4的内壁上沿轴向设置有圆柱铰91，同时叶片9的一端设置有与圆柱铰91相配合的圆柱槽41，将圆柱铰91插装在圆柱槽41内，从而使叶片9与定子4形成铰接。

安装有配流盘的转子5置于泵壳体内，并可在泵壳体内自由转动，转轴10从前端盖7的轴孔二73中穿出后与动力机构相连接。当前配流盘3与后配流盘6之间的距离等于或者大于所述定子4轴向的宽度时，如图1所示，定子4部分置于两个配流盘之间，两个配流盘相对安装的两个端面分别与定子4轴向的两个侧面滑动配合。

当前配流盘3与后配流盘6之间的距离小于所述定子4轴向的宽度时，如图13所示，配流盘部分置于定子4的筒状空腔内，两个配流盘的外圆柱面与定子4的内壁滑动配合。

此时，两相邻叶片9、定子4的内壁、转子5外圆柱面、两个配流盘间形成工作腔。

当转轴10转动时，同时带动转子5和配流盘转动，由于转子5和定子4偏心设置，转子5外圆柱面与定子4内壁的径向距离随着转轴10旋转发生周期性改变，从而带动叶片9绕圆柱铰91沿转子5外圆柱面发生摆动，也使相邻叶片9绕各自圆柱铰91产生不尽相同的瞬时偏转角，从而导致各个工作腔的容积发生改变；当工作腔容积增大时其内部形成负压，工作腔依次通过吸液窗口31和吸液通道与吸液区连通，并吸入液体，此时，工作腔与排液窗口61、排液区不连通；当工作腔容积减小时，所述工作腔内压力增大，工作腔依次通过排液窗口61和排液通道与排液区连通，并排出液体，此时，工作腔与吸液窗口31、吸液区不连通；转子5轴每转一转，各个工作腔的容积增大和减小各一次，从而实现一次吸液和一次排液。

叶片9的耳轴92沿环形槽滚动，可以承受叶片9的一部分侧向力，改善了叶片9下端的受力情况，减轻了叶片9下端与轴承外圈的磨损。同时环形槽对叶片9的约束作用，当叶片9的耳轴92沿环形槽滚动时，环形槽施加给叶片9一个支反力，使得转子5轴旋转时，叶片9下端能够抵接滚针轴承外圈，避免了传统叶片9泵离心力过大导致的叶片9与定子4间的较大磨损，提高了工作可靠性，延长了泵的使用寿命。

由于叶片9下端受到环形槽的约束，始终与转子5保持接触，不再需要离心力将叶片9甩出，因此可在较低转速范围工作，从而拓宽了叶片9泵的转速范围。

为了进一步减小叶片受到的摩擦力，可在转子5外圆柱面装置滚动轴承8，滚动轴承8与转子5外圆柱面可采用过渡配合，耳轴92插入环形槽内并抵接在滚动轴承8的外圈上，并可随着上述环形槽的转动而摆动，优选叶片9上耳轴92的直径等于环形槽的与滚动轴承两者的径向宽度之差。两相邻叶片9、定子4的内壁、转子5的外圆柱面和两个配流盘间形成的工作腔。由于转子5和定子4偏心设置，当转子5绕定子4轴线旋转时，与转子5外圆柱面相接触的滚动轴承8跟着一起旋转，转子5的外圆柱面以及环形槽与定子4内壁的径向距离随着转轴10旋转发生周期性改变，从而带动叶片9绕圆柱铰91沿滚动轴承8外圆柱面发生摆动，从而导致各个工作腔的容积发生改变；当工作腔容积增大时其内部形成负压，工作腔依次通过吸液窗口31和吸液通道与吸液区连通，并吸入液体，此时，工作腔与排液窗口61、排液区不连通；当工作腔容积减小时，所述工作腔内压力增大，工作腔依次通过排液窗口61和排液通道与排液区连通，并排出液体，此时，工作腔与吸液窗口31、吸液区不连通；转子5轴每转一转，各个工作腔的容积增大和减小各一次，从而实现一次吸液和一次排液。

上述方案中将叶片9与转子5外圆柱面之间的滚动摩擦转换成了滚动轴承中滚动体与轴承外圈和/或内圈之间的滚动摩擦，进一步减小叶片9受到的摩擦力，提高了叶片9的使用寿命。

上述滚动轴承8优选滚针轴承，滚针轴承径向结构紧凑，其内径尺寸和载荷能力与其他类型轴承相同时，其外径最小，占用环形槽空间最少。

图1所示的实施例中，驱动轴上装置了一个滚动轴承8。在实际应用中，根据不同的情况要求，驱动轴上也可以设置有多个滚动轴承8。

本发明中的泵室除了由定子4、泵套2和端盖围合而成外，也可以只由定子4与端盖围合而成，如图14所示，此时两个配流盘之间的距离小于定子4轴向的宽度，装置有配流盘的转子5可自由旋转的安装在定子4的筒状空腔内，两个配流盘的外圆柱面与定子4的内壁滑动配合。该种形式的叶片泵结构紧凑而且部件简单，但配流盘与定子4之间的摩擦力相对较大。

本发明中通过改变叶片结构，并转子表面设置滚动轴承，将叶片沿转子槽的滑动转变为叶片绕圆柱铰的摆动，变滑动摩擦为滚动摩擦，同时卡套与滚动轴承之间的环形槽将叶片的一端抵接在滚动轴承外表面，改善了叶片受力情况，避免了传统叶片泵叶片沿径向槽滑动导致的磨损大和卡死现象，提高了驱动轴的强度、泵的机械效率和使用寿命，而且结构紧凑，加工容易。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。