新型高压子母式叶片泵的制作方法

本发明是设计一种新型高压子母式叶片泵，属于液体定容式机械装置。广泛应用于机床、工程机械、压铸机、塑料机械、船舶机械、压力机械等高压、超高压液压系统中。

背景技术：

目前，在国内外已有的中高压叶片泵中，使用较多的有美国伊顿威格士公司设计的V、VQ系列子母式叶片泵，日本油研公司设计、的PV2R系列的单叶片式的叶片泵以及美国丹尼逊公司的柱销式叶片泵。美国伊顿威格士公司生产的V系列叶片泵，由于采用了子母式叶片结构，使母叶片在吸油区时，减少了母叶片顶部对定子内表面的接触应力，提高了泵的使用寿命。日本油研公司生产的PV2R系列的叶片泵，由于采用单叶片结构，工作压力比较稳定，泵的噪音较低。美国丹尼逊公司的柱销式叶片泵由于采用柱销结构设计，明显减轻了叶片在吸油区对定子的接触应力，工作压力比其它叶片泵的压力高出较多。

但是，以上几种叶片泵，它们在不同程度上也存在着不足之处。如：美国伊顿威格士公司生产的V、VQ系列子母叶片泵由于设计结构存在缺陷，引起母叶片在过渡区与压油区切换时，容易发生叶片脱空而产生噪音。从而影响了泵的使用寿命和压力的提高。日本油研公司生产的PV2R系列的叶片泵，由于采用单叶片的结构并且叶片底部始终通压力油，不容易产生叶片脱空的现象，故噪音较低。但是叶片在吸油区时，其顶部对定子内表面的接触应力过大，泵的使用寿命较短。因此该泵也不能使用在高压的工况中。美国丹尼逊公司的柱销式叶片泵虽然工作压力较高，但是由于其结构复杂，定子曲线设计等结构上存在缺陷，泵在高压时，叶片的运行状态并不稳定，因此泵的压力脉动较大，噪音较高，音质差。

技术实现要素：

为了克服上述叶片泵结构设计方面的存在的不足，本实用新型的目的是向本领域提供一种能够适应液压油等粘度较高的液体作为工作介质，并且在高压、超高压工况下，稳定工作的新型高压子母叶片泵来代替上述的几种型号国外设计的叶片泵。本实用新型的特点是在压力板、侧板上与压油窗相对应的位置处，分别设置短圆弧形高压油槽并且在圆弧槽的两端设置三角形减振槽；在定子两端面靠近吸油区的位置附近设置四段防气蚀槽；以及在定子吸油区设置径向长圆孔形吸油通道。由于采用以上的设计方案，使母叶片在由过渡区进入压油区的过程中，母叶片底部的压力始终稍大于叶片顶部的压力，不会有母叶片脱离定子内表面的现象的发生，确保叶片的稳定运行。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种新型高压子母式叶片泵，包括后盖1、侧板2、定子3、子叶片4、母叶片6、转子7、压力板8、前盖9、传动轴10等。本发明对原V系列叶片泵的压力板、侧板结构的重新设计。在与转子叶片槽根部的底孔相接触的压力板8、侧板2上设有四段圆弧形通油槽，分别是对称分布；其中两段是通高压油的高压油槽16，另两段是通低压油的低压油槽18 其特征是在定子3的两端面上，位于定子吸油区曲线的起始处向吸油区曲线的长径方向设有四段防气蚀槽20；在位于定子吸油区的曲线处设有两段长圆孔形状的径向吸油通道5；另外较小排量的泵在吸油区采用斜孔25结构增加通油量；压力板8和侧板2上的吸油窗19所占的角度在52～54之间。在转子(7)两端面上位于两叶片槽之间靠近外圆处设置圆弧形的减振槽(26)，并且与转子外圆相通，不与转子槽沟通。

所述的新型高压子母式叶片泵，其特征在于所述的定子3两端面上设有四段防气蚀槽20，槽深3～6mm。角度为吸油区曲线的1/2。

所述的新型高压子母式叶片泵，其特征在于所述的定子3吸油区曲线处设有长圆孔形状的径向吸油通道5，其角度为吸油曲线角度的 3/4。

所述的新型高压子母式叶片泵，其特征在于所述的转子7两端面上设置圆弧形的减振槽24，槽深在3～10mm之间。

本实用新型专利的技术特点是对原V泵的压力板、侧板结构的重新设计；在定子3两端面面上，位于定子吸油区曲线的起始处向吸油区曲线的长径方向设有四段防气蚀槽20：在位于定子吸油区的曲线处设有两段长圆孔形状的吸油通道5；同时在转子槽底孔位置上采用压力分段配油的设计方法。使泵在吸油区时，母叶片6底部通低压油，子、母叶片间小腔的压力油是通过压力板8、侧板2上的环形压力槽21引入的，并将母叶片推出，减少了母叶片6对定子3的压应力，同时又确保了母叶片6与定子3内表面的可靠接触。而在母叶片 6由过渡区刚进入压油区时，则要求母叶片6底部的压力要稍大于顶部的压力，叶片才能处于稳定状态。而V、VQ叶片泵设计时只采用转子外圆上斜孔与叶片槽底部沟通的方式，当压力切换的瞬间，容易产生母叶片底部的压力低于顶部的压力情况的发生，而产生脱空，引起冲击与噪音的发生，并且引起母叶片在整个压油区域发生叶片冲击定子的现象。因此在压油窗对应位置上设置了短圆弧形高压油槽16以及三角形减振槽17，使母叶片6由过渡区进入压油区，或者由压油区进入小圆弧区都有适当的力于作用于母叶片6底部。既保证了母叶片不会发生与定子内表面的脱空，也不会对定子内表面产生过大的压应力。因而使母叶片6在这两个区域对定子的接触应力明显降低。同时避免出现母叶片6由过渡区刚进入压油窗口时，其底部的压力不足情况的发生，因此泵在整个工作过程中不会形成由于压力升高所引起的母叶片6顶部与定子3内表面产生过大的接触应力以及母叶片6因前后压力不平衡产生脱空的现象的发生。在已经使用的V、VQ系列子母式叶片泵的定子的压油区的曲线处，可以看到明显的母叶片冲击定子形成的一排竖条形状的痕迹，同时母叶片的顶部也有较大的磨损。这就是V、VQ系列叶片泵失效的主要原因。正由于这种原因，限制了泵的压力的进一步的提高。由于在转子两端面上位于两叶片槽之间靠近外圆处设置圆弧形的减振槽24(图6)并且与转子外圆相通，该设置增加了油在压油区的过流面积，使油的流速明显减小，母叶片不容易发生脱空的现象。

有益效果：本实用新型与现有技术相比，有效地解决了现有的V 和VQ系列子母式叶片泵的存在的压力偏低、噪音高、压力脉动大等阻碍叶片泵压力向高压、超高压方向发展的难题。

由于本设计对压力板、侧板结构的重新设计，在压油窗对应位置上设置了短圆弧形高压油槽16以及两端的三角形减振槽17，使母叶片 6在过渡区与压油区切换时，母叶片6底部的压力稍大于顶部的压力，有效保证母叶片6与定子3内表面的接触力的存在，避免了母叶片6 脱空现象的发生。要降低叶片泵噪音的另一个重要因素是控制泵在吸油区气蚀的产生，在叶片泵的吸油窗口19起始处是很容易形成过低局部真空而产生大量气穴。由于叶片泵设计原理与结构上的需要，在吸油曲线的起始处附近的两母叶片间容腔的容积都是很小的。当母叶片6刚进入吸油窗19，它的后腔具有最大的吸油速度，油在此区域的流速特别高，而使定子3内表面气体析出后产生大量气穴。当气穴进入压油窗14附近受压而溃灭，并产生很大的冲击力和瞬间局部高温，从而使定子3内表面严重磨损和气蚀。因此在定子3两端面上，在位于吸油区曲线的起始处设有四段防气穴槽20，以及在定子3吸油曲线处设有径向长圆孔吸油通道5，将使该区域油的流速明显降低，泵的噪音显著改善。将压力板8、侧板2上的吸油窗所占角度设定为 52～54，增大了吸油窗19的吸油面积，也进一步降低了整个吸油区油的流速和因气蚀产生的噪音。由于在转子两端面上设置圆弧形的减振槽24，如图10所示，扩大了两母叶片在压油区的通油面积，使母叶片在压油区接近小圆弧区时两母叶片间的油的流速明显降低，有效避免了母叶片顶部压力的瞬时升高产生的母叶片顶部压力大于底部压力而使母叶片脱空现象的发生，明显减少了泵的噪音。因为减振槽不与转子槽沟通，减少母叶片在过渡区压力油对叶片的一侧面的压力，叶片的抗弯性能没有降低。本专利采用了的压力分段配流的设计方法，在压力板8、侧板2上分别设有四段圆弧形通油槽。(四段圆弧形通油槽是轴对称分布的，其中两段是通高压油的槽，另两段是通低压油的槽。四段圆弧形通油槽的中心线与转子叶片槽根部底孔的中心线所处位置相同。)使泵在工作时，母叶片6在吸、压油区、过渡区以及小圆弧区对定子3内表面的接触应力明显降低，提高了泵的机械效率和定子3的寿命。同时由于设计的子叶片4尺寸较小，因此子母叶片间腔的容积也很小，并且母叶片6底部在吸油区通的是低压油，因而对泵的瞬时流量脉动影响很小。从而避免了泵因流量脉动而引起的压力脉动。在通高压油的圆弧形槽16的两端分别设有V形减震槽17，有效消除了由母于叶片6底部压力迅速变化，而引起的母叶片6对定子 3内表面的冲击产生的噪音。

附图说明

图1为本发明高压子母式叶片泵的剖示图。

图2为本发明高压子母式叶片泵的装配图。

图3为本发明高压子母式叶片泵的定子结构示意图(长圆孔)。

图4为本发明高压子母式叶片泵的定子结构示意图(斜孔状)。

图5为现有技术的美国威格士公司V系列叶片泵的定子结构示意图。

图6为本发明高压子母式叶片泵的侧板结构示意图。

图7为现有技术的美国威格士公司V系列叶片泵的侧板结构示意图。

图8为本发明高压子母式叶片泵的压力板结构示意图。

图9为现有技术的美国威格士公司V系列叶片泵的压力板结构示意图。

图10为本发明高压子母式叶片泵的转子结构示意图。

图11为现有技术的美国威格士公司V系列叶片泵的转子结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细阐述。

本实用新型属于液体定容式机械装置，其对原V系列子母式叶片泵的压力板、侧板结构的重新设计。本实施例的高压子母式叶片泵是由侧板2、定子3、转子7、母叶片6、子叶片4、压力板8并用圆柱销以及螺钉紧固成一个组件，然后装入后盖1、前盖9内。转子7 中心和定子3内表面上的四段圆弧是同心的，定子内表面形状似椭圆形。图1、图2为本发明高压子母式叶片泵的剖示图和装配图。图中，1、后盖；2、侧板；3、定子；4、子叶片；5、长圆孔吸油通道；6、母叶片；7、转子；8、压力板；9、前盖；10、轴；11、压力通油孔； 12、压力通油孔；13、压力通油孔；14、压油窗；15、压油窗三角槽； 16、高压油槽；17、三角形减振槽；18、低压油槽；19、吸油窗；20、防气蚀槽；21、环形压力槽；25、斜孔状(吸油通道)。

本设计对压力板、侧板结构的重新设计，在压油窗对应位置上设置了短圆弧形高压油槽16以及三角形减振槽17，(如图6、图8)，在与转子7叶片槽根部的底孔相接触的压力板8、侧板2上设有四段圆弧形通油槽，分别是对称分布；其特征是在定子3的两端面上，位于定子吸油区曲线的起始处向吸油区曲线的长径方向设有四段防气蚀槽20：在位于定子吸油区的曲线处设有两段长圆孔径向吸油通道5；压力板和侧板上的吸油窗19所占的角度在52～54之间；在转子两端面上位于两叶片槽之间靠近外圆处设置圆弧形减振槽24(图6)并且与转子外圆相通。

所述的新型高压子母式叶片泵，所述的定子3两端面上设有四段防气蚀槽20，槽深3～6mm。角度为吸油区曲线的1/2。

所述的新型高压子母式叶片泵，所述的定子3吸油区曲线处设有长圆孔形状的吸油通道5，其角度为吸油曲线角度的3/4。图3所示 (长圆孔吸油槽5中心对称分布，共2个；吸油区防气蚀槽20中心对称分布，两端面共4个)。另外较小排量的泵在吸油区采用斜孔状 25结构增加通油量。(如图4所示，斜孔状25吸油槽中心对称分布，共2个)。

所述的新型高压子母式叶片泵，所述的转子7两端面上位于两叶片槽22之间设置圆弧形减振槽24的槽深在3～10mm之间。

由于采用了以上的设计方法，使该泵在整个工作过程中实现了压力高、流量脉动和压力脉动小、噪音明显降低的效果。

当转动轴10带动转子7旋转时，由于离心力的作用，使母叶片 6的顶部贴在定子的内表面上。当母叶片6进入吸油区时，母叶片6 向外伸出，相邻母叶片6间的容积逐渐增大，母叶片6底部由压力板 8、侧板2上的圆弧形通低压的低压油槽18供油，子、母叶片之间的小腔，由压力板8、侧板2上的环形压力油槽21供油。当母叶片6 进入过渡区时，母叶片底部的油通过斜孔与过渡区域的油相通，由于子母叶片间小腔始终通压力油，母叶片顶部能够紧贴在定子内表面上。当母叶片从过渡区刚进入压油区的瞬间，母叶片底部已经与设置在压油区的圆弧形高压油槽16沟通，确保了母叶片6底部压力稍大于顶部的压力。当母叶片进入压油区时，由于受到定子3曲线形状的限制向中心移动，相邻母叶片6间的容积逐渐减小，使油经过压力板8的压油窗口14排出。与此同时母叶片6的底部已经进入到压力板8、侧板2上的圆弧形高压油槽16，该油槽的压力油是由侧板2上的压油窗口14，通过所设的压力通油孔11、压力通油孔13(斜孔)引入的。子母叶片间的小腔仍然由设在压力板8、侧板2上的环形压力槽 21提供压力油。而环形槽的压力油是通过设在侧板2上压油窗14上的压力通油孔11，经过压力通油孔13、12进入环形压力槽21。从而确保了母叶片6顶部与底部以及子母叶片间的小腔的作用力基本保持平衡。当母叶片6由吸油区进入过渡区，或者由压油区进入小圆弧区都有适当的压力作用于母叶片6底部，使母叶片6在这两个区域对定子3的接触应力明显降低。同时也避免出现母叶片6刚进入压油窗口14附近时，由于母叶片6底部的压力不足，而引起母叶片6脱空，产生的冲击定子3现象的发生。在定子3两端面上设有四段防气蚀槽 20以及在定子3吸油曲线处设有两段长圆孔形状的径向吸油通道5，将压力板8、侧板2上的吸油窗口19所占角度设定为52～54，增大了吸油窗口19的面积，有效降低了吸油区的油的流速。明显降低了该泵在工作时，由于气蚀以及母叶片6在由过渡区刚进入压油区时，受力不稳等结构设计方面的问题引起的母叶片6冲击定子3内表面而产生的噪音。同时由于在转子两端面上设置圆弧形的减振槽24，扩大了两母叶片在压油区的通油面积，使母叶片在该区域保持平衡，避免母叶片的脱孔现象发生，明显减少了泵的噪音。

本发明在工作时，转子7每转一转，每个密封容积完成两次吸、压油的过程。

本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。