具有倾斜板的轴向活塞泵的制作方法

1.本发明涉及轴向活塞泵，特别地，涉及用于高压力和可使用低粘度流体的具有倾斜板的轴向活塞泵。


背景技术：

2.具有倾斜板的轴向活塞泵通常包括头部，在该头部中至少部分地具有彼此平行布置的多个缸体，并且活塞在每个缸体中滑动以泵送液体。这些缸体连接到液体源，以通过吸入通道进行泵送，吸入通道通常包括主管道以及使主管道与缸体流体连通的多个分支管道。
3.具有三个活塞的用于高压力的具有倾斜板的轴向泵是已知的，一方面这种轴向泵具有相对简单的设计和构造，特别是关于吸入通道方面的构造和设计，另一方面该轴向泵在操作期间在流速方面具有明显的波动。
4.本发明的目的是形成具有减小的输送流速波动的轴向活塞泵，同时该活塞泵在流体动力学方面具有紧凑和有效的构造，所有这些都在合理且可承受的解决方案内。该目的是通过独立权利要求中所指明的本发明的特征来实现的。从属权利要求概述了本发明的优选和/或特别有利的方面。


技术实现要素：

5.特别地，本发明形成可用的用于泵送液体的轴向活塞泵，包括：
[0006]-头部，在所述头部中至少部分地存在数量上多于三个的多个缸体，多个缸体具有平行的中心轴线，
[0007]-多个活塞，每个活塞在所述多个缸体中的相应缸体内滑动，用于所述液体的泵送，
[0008]-泵送所述液体的吸入通道，所述吸入通道装配有主管道和多个分支管道，所述分支管道中的每一者适于使所述主管道与所述多个缸体中的相应缸体流体连通。
[0009]
其中，所述主管道位于所述多个缸体的中心轴线之间。
[0010]
该解决方案形成了可用的具有减小的输送流速波动的轴向活塞泵，其是坚固的、紧凑的，并且在流体动力学方面是特别有效的。
[0011]
根据本发明的一个方面，所述吸入通道可以形成在头部中。
[0012]
以这种方式，提高了泵的轴向紧凑度，并且使组装操作更快速。
[0013]
优选地，所述吸入通道可以完全地形成在头部中。
[0014]
根据本发明的另一方面，所述主管道可以与所有缸体等距。
[0015]
以这种方式，保证了液体的均匀分布。
[0016]
本发明的另一方面设想主管道可以是圆柱形的。
[0017]
根据本发明的另一方面，每个分支管道可以包括彼此相对的一对侧壁，每个侧壁具有相应的弯曲表面，每个弯曲表面分别具有相对于与缸体的中心轴线垂直的平面的单一
横向曲率轴线。
[0018]
利用这种解决方案，与现有技术相比，分支管道的形成更简单且成本更低廉。
[0019]
例如，每个弯曲表面包括凹部，所述凹部面向其它弯曲表面的凹部。
[0020]
本发明的不同方面设想分支管道可以具有圆形横截面。
[0021]
本发明还形成可用的用于在根据权利要求1所述的轴向活塞泵中建立分支管道的方法，包括以下步骤：
[0022]-提供盘式铣刀，
[0023]-将所述盘式铣刀沿相应轴线的方向插入缸体和所述主管道中的一者中，以及
[0024]-横向于所述相应轴线在所述缸体或主管道中向上移动所述盘式铣刀，以建立使所述主管道与相应缸体流体连通的分支管道。
[0025]
以这种方式，可以更快速且成本更低廉地形成分支管道。
附图说明
[0026]
在借助于附图中所示的各个附图阅读通过非限制性示例提供的以下描述之后，本发明的进一步特征和优点将更加清楚。
[0027]
图1是根据本发明的轴向活塞泵的前视图。
[0028]
图2是图1中的轴向活塞泵沿平面ii-ii截取的剖视图。
[0029]
图3是根据图2中的平面iii-iii的剖视图。
[0030]
图4是根据图2中的平面iv-iv的剖视图。
[0031]
图5是根据本发明的轴向活塞泵的另一实施例的前视图。
[0032]
图6是图5中的轴向活塞泵沿平面vi-vi截取的剖视图。
[0033]
图7是根据图6中的平面vii-vii的剖视图。
[0034]
图8是根据图6中的平面viii-viii的剖视图。
[0035]
图9是根据本发明的轴向活塞泵的另一实施例的剖视图。
[0036]
图10是根据本发明的轴向活塞泵的另一实施例的剖视图。
[0037]
图11是用于在根据图1至图4所示实施例的轴向活塞泵中建立分支管道的方法中使用的盘式铣刀的局部示意性侧视图。
具体实施方式
[0038]
具体参考这些附图，1、1’、1”、1
”’
总体上表示用于高压力的轴向活塞泵，优选地适于泵送具有低粘度液体(例如水)。
[0039]
例如，轴向活塞泵1、1’、1”、1
”’
是装配有固定倾斜旋转板类型的轴向活塞泵，如下文更好地所描述的。此外，该轴向活塞泵是装配有用于控制泵送流的自动阀类型的轴向活塞泵。
[0040]
轴向活塞泵1、1’、1”、1
”’
可以包括曲轴箱5、旋转倾斜板10、和例如固定法兰6，旋转倾斜板10适于接收来自轴向活塞泵1、1’、1”、1
”’
外部的曲轴的旋转运动，固定法兰6固定到装配有该曲轴的电机。
[0041]
倾斜板10容纳在曲轴箱5中，倾斜板10在枢转轴线a上与曲轴箱5可旋转地关联，并且例如包括平坦环形表面15，该平坦环形表面15位于相对于枢转轴线a的倾斜平面上。特别
地，倾斜板10通过轴承与法兰6可旋转地关联，法兰6螺栓连接到曲轴箱5。
[0042]
轴向活塞泵1、1’、1”、1
”’
包括头部20，该头部20固定到曲轴箱5或者在没有剩余自由度的情况下固定到曲轴箱5，头部20中有多个缸体25(即圆柱孔)，每个缸体适于容纳相应的液体泵送室30。
[0043]
头部20可以形成为整体，其可以通过加工单个主体而获得，该单个主体通过固化单个铸件或将材料注入模具中获得。
[0044]
多个缸体25中的缸体25多于三个，即至少为四个，优选地为五个，并且布置成各自的中心轴线彼此平行。
[0045]
例如，缸体25沿公共轴线径向地布置，缸体25的中心轴线相对于该公共轴线是平行的。此外，缸体25以彼此相等的距离并且以到公共轴线相同的距离设置。换句话说，缸体25(即缸体25的中心轴线)沿着以公共轴线为中心的假想圆周以彼此等角度布置。在所示实施例中，缸体25的公共轴线与头部的中心轴线同轴。例如，所述公共轴线也与枢转轴线a同轴。
[0046]
在其中具有五个缸体的所示实施例中，这些缸体的中心轴线穿过位于与这些缸体本身的中心轴线垂直的平面上的假想正五边形的顶点。
[0047]
优选地，缸体25是贯通缸体，即缸体25从一侧到另一侧穿过头部20。特别地，头部可以包括邻近于曲轴箱5的第一面35(例如平坦的)，和远离曲轴箱5的相对的第二面40(例如平坦的)，并且缸体25(即圆柱孔)从第一面延伸到第二面。具体地，每个缸体25从第一面35延伸到第二面40，在第一面35中建立第一开口45，并且在第二面40中建立第二开口50。泵1可包括多个吸入盖55，每个缸体25一个吸入盖55，吸入盖55被配置成气密性地密封缸体的第二开口。头部20包括侧表面60，该侧表面60从第一面延伸到第二面，并连接第一面和第二面。
[0048]
第一面35和第二面40可以彼此平行，例如也可以横向于(优选地垂直于)缸体25的中心轴线。在所示的实施例中，第一面至少部分地与曲轴箱5接触。
[0049]
所有缸体25具有相同的直径。
[0050]
轴向活塞泵1、1’、1”、1
”’
可以包括多个紧固螺钉65，紧固螺钉65例如在数量上至少等于缸体25的数量，配置成将头部20固定到曲轴箱5，并且被插置到相同数量的形成在头部20中的通孔70中。
[0051]
例如，通孔70沿着以缸体25的公共轴线为中心的假想圆周以一定角度且彼此等距地布置。
[0052]
轴向活塞泵1、1’、1”、1
”’
包括多个活塞75，每个活塞适于在相应的缸体25中滑动，并且由倾斜板10驱动以泵送流体。
[0053]
特别地，随着倾斜板10的旋转，活塞75被形成为在上止点和下止点之间沿着相应缸体25的中心轴线滑动，其中在所述上止点，泵送室30的容积最小，在所述下止点，泵送室的容积最大。
[0054]
在所示的实施例中，每个活塞75具有第一轴向端部80和相对的第二轴向端部85，其中第一轴向端部80部分地限定泵送室，第二轴向端部85从曲轴箱5内的缸体伸出，并且经由相应的弹性元件90与环形引导件95保持接触，该环形引导件95例如通过放入的轴向滚子轴承而靠设在倾斜板10的平坦环形表面15上。
[0055]
每个弹性元件90具有连接到曲轴箱5的第一端部和连接到活塞75(例如靠近第二轴向端部85)的第二端部。
[0056]
第二轴向端部85可以是圆形和凸形的。在这种情况下，环形引导件95具有适于容纳第二轴向端部并且允许环形引导件和第二轴向端部之间的相对滑动的凹环形表面100。特别地，凹环形表面100在包含枢转轴线的剖面中限定轮廓，该轮廓的曲率半径为活塞75直径的1.5倍至1.7倍，优选地为活塞75直径的1.6倍。
[0057]
轴向活塞泵1、1’、1”、1
”’
包括多个环形衬垫105，环形衬垫105适于包围和密封相应的活塞75，例如，这些环形衬垫中的一些容纳在曲轴箱5中，而另一些容纳在头部20中，以防止泵送室30和曲轴箱5之间的流体连通。
[0058]
此外，轴向活塞泵1、1’可以包括多个引导缸体110，多个引导缸体110例如形成在曲轴箱5中，每个引导缸体适于引导相应的活塞75沿着对应的缸体25a、25b、25c、25d、25e的中心轴线滑动。
[0059]
这些引导缸体110与头部20中的相应的第一开口45连通。特别地，容纳在曲轴箱5中的衬垫设置在相应的缸体25a、25b、25c、25d、25e与对应的引导缸体110之间的环形腔中。
[0060]
轴向活塞泵1、1’、1”、1
”’
可以包括轴向中空的间隔件，使得活塞可以在间隔件内部滑动，其中间隔件的一个轴向端部接触与第一面35相对的的缸体的底壁26，并且间隔件的相对端部与环形衬垫105接触。间隔件还包括径向开口，该径向开口用于使吸入和泵送的液体循环。
[0061]
此外，泵1、1’、1”、1
”’
可以包括用于每个缸体25的吸入阀115和输送阀120，吸入阀115和输送阀120均是自动的，并且允许限定从泵送室30流出和流向泵送室30的流动方向。特别地，吸入阀115仅允许流向泵送室30的流动，而输送阀120仅允许从泵送室30流出的流动。
[0062]
可以指定，自动阀是指这样的阀：其配置成当达到由阀本身划分的两个环境中的压力之间的预设差时，阀自动地开启以允许该阀置于其间的两个环境之间的流体连通。具体地，自动阀并不采用机电操作机构，而是仅利用压力差。
[0063]
在示出的活塞泵的实施例中，吸入阀115容纳在缸体25内，例如容纳在每个缸体25的远离曲轴箱5的端部部分中。因此，泵送室部分地由缸体25从活塞的第一轴向端部80和从吸入阀115限定。
[0064]
在替代性实施例中，不排除吸入阀可以不容纳在缸体25中，而是可以定位在形成在头部中的特定阀座中并且通过特定吸入通道与缸体流体连通。
[0065]
同样在所示的实施例中，输送阀120容纳在形成在头部20中的阀座中，输送阀120通过对应的输送通道125与相应的缸体25流体连通。
[0066]
输送阀的阀座成形为在头部中形成的中空部分，并且在侧表面配有开口，其中可以通过该开口插入和取出阀。
[0067]
每个输送通道至少部分地由侧孔130限定，该侧孔130从相应的缸体延伸到头部20的侧表面60，在该侧孔130中建立输送阀的阀座的所述开口，该开口使输送阀与外部环境连通。优选地，这些输送通道位于单个平面上，该单个平面例如垂直于缸体的中心轴线。
[0068]
输送通道中的开口都面向一个方向，例如所述开口可以位于相同平面上。
[0069]
泵1、1’、1”、1
”’
可包括多个输送盖135，每个侧孔130一个输送盖135，输送盖135被
配置成气密性地封闭所述侧孔130的开口，所述开口使侧孔130与外部环境连通。
[0070]
因此，每个泵送室由缸体25、活塞的第一轴向端部80、输送阀120、输送通道125和吸入阀115限定。
[0071]
泵1、1’、1”、1
”’
包括吸入通道，该吸入通道用于分配待泵送至缸体25的液体。特别地，吸入通道与缸体的相对于泵在使用中时的流体的流动方向在吸入阀115上游的一部分直接流体连通。
[0072]
泵送液体的吸入通道包括主管道140，优选地，该主管道140沿着纵向轴线延伸。
[0073]
主管道140位于缸体25的中心轴线之间，即主管道140包含在缸体25的所有中心轴线之间的空间中。更详细地，主管道140包含在多个缸体25中的相对公共轴线对角相对的每对缸体25的中心轴线之间的空间中。
[0074]
此外，主管道140位于相对于多个缸体25中的所有缸体25的中心轴线的中间位置。例如，主管道140与所有缸体25的中心轴线等距，即主管道140的纵向轴线与所有缸体25的中心轴线等距。
[0075]
例如，主管道140的纵向轴线平行于缸体25的中心轴线，优选地，主管道140的纵向轴线也与缸体25的公共轴线同轴。
[0076]
在所示的实施例中，主管道140置于缸体25之间，即主管道140包含在所有缸体之间的空间中。或者，主管道140位于介于多个缸体25中的每对缸体25之间的位置。
[0077]
优选地，主管道140形成在头部20中。
[0078]
此外，优选地，主管道140为圆柱形。然而，在替代性实施例中，不排除主管道140是锥形的。
[0079]
例如，主管道140可以大致上成形为盲孔，该盲孔从头部20的第二面40朝向头部20的内部沿着该盲孔自身的纵向轴线延伸。
[0080]
吸入通道还包括多个分支管道145、145’、145”，每个缸体25一个分支管道，多个分支管道145、145’、145”被配置成使主管道140与缸体25流体连通，特别地，使主管道140与缸体25的相对于泵在使用中时的流体流动方向在吸入阀115上游的部分流体连通。
[0081]
例如，分支管道145、145’、145”也形成在头部20中。
[0082]
在图1至图4所示的活塞泵的实施例中，分支管道145的每一者具有彼此相对(即彼此面对)的一对侧壁150，每个侧壁至少包括具有单一曲率轴线的弯曲表面，所述曲率轴线横向于与缸体25的中心轴线垂直的平面，优选地，所述曲率轴线平行于缸体25的中心轴线。
[0083]
例如，弯曲表面限定了彼此面对的相应的凹部。此外，每个分支管道145的侧壁的弯曲表面关于包含相应缸体25的中心轴线的对称轴线对称。
[0084]
侧壁还可以包括多于一个的弯曲表面，每个弯曲表面具有如上所述的单一曲率轴线。
[0085]
在图1至图4所示的实施例中，一对弯曲表面从主管道140延伸到相应的缸体25，即弯曲表面整体地限定相应的侧壁150。
[0086]
每个分支管道145还可以包括附加的一对侧壁155，优选地，附加的该对侧壁155是平坦的并且彼此相对。附加的一对侧壁中的每一者被配置成从侧壁150延伸到相对的侧壁150。
[0087]
例如，附加的一对侧壁155中的侧壁155的每一者相对于缸体25的中心轴线位于横
向平面上，优选地，垂直于缸体25的中心轴线。
[0088]
该对侧壁150和附加的该对侧壁155形成相应的分支管道145。
[0089]
在图5至图10所示的泵1’、1”、1
”’
的实施例中，分支管道145’具有相对于其纵向轴线的圆形横截面，即分支管道145’成形为圆柱形管道。
[0090]
在图5至图9所示的泵1’、1”的实施例中，分支管道145’至少部分地由从主管道140延伸到头部20的侧表面60的孔限定。这些孔在由头部20的侧表面中的孔本身限定的开口处由合适的盖160封闭。
[0091]
优选地，这些孔沿着相应的纵向轴线延伸，该相应的纵向轴线垂直于对应缸体25的中心轴线。
[0092]
在图10所示的泵1
”’
的实施例中，分支管道145”由(仅)从主管道140延伸到相应的缸体25的孔限定，并且布置有相对于相应缸体25的中心轴线倾斜的纵向轴线，也就是说，布置有相对于主管道140的纵向轴线倾斜的纵向轴线。
[0093]
特别地，所述倾斜使得每个管道145”接近从缸体25直到主管道140的旋转板。
[0094]
在所示的所有实施例中，泵1、1’、1”包括用于收集泵送的液体的输送通道，该输送通道与输送阀120直接流体连通，并且相对于泵在使用中时的流体方向设置在输送阀120的下游。
[0095]
特别地，输送通道包括用于每个输送阀120的收集通道165和与所有收集通道165流通的主通道170。
[0096]
可以指定，收集通道165仅通过输送阀120与输送通道125流体连通。
[0097]
泵1还可以包括返回管道175，该返回管道175使缸体25独立于分支管道145与主管道140流体连通。每个返回管道175通向相应缸体的轴向定位在一对环形密封衬垫105之间的部分。该轴向部分设置在曲轴箱5附近。
[0098]
以这种方式，可以直接将从存在于缸体中的环形衬垫泄漏的压力液体带到吸入通道。
[0099]
在图9和图10中分别示出的泵1”和泵1
”’
的两个实施例中，泵不包括适于使形成在头部20的第二面40中的缸体25开口封闭的多个盖。在这些实施例中，泵包括单个盖180，该盖封闭第二面40中的缸体25的所有开口，并且以可拆卸的方式(例如使用螺纹连接部件)与头部20关联。盖180可以包括用于将外部管连接到主管道140的通道。
[0100]
在图9所示的实施例中，分支管道145’的形状与图5至图8所示实施例中的形状相同，其中分支管道145’具有圆形横截面。然而，在未示出的实施例中，分支管道可以如图1至图4所述实施例的形状。
[0101]
根据图1至图4所示的实施例，用于在轴向活塞泵1中建立分支管道145的方法如下。
[0102]
该方法设想提供盘式铣刀185步骤，该盘式铣刀185是装配有轴190和盘形本体195的盘式铣刀，轴190适于允许能够向轴传递旋转运动的装置的连接，盘形本体195装配有用于去除材料的齿并且与轴旋转地集成(没有剩余的自由度)。特别地，盘形本体195固定到轴，使得盘形本体的中心轴线(即对称轴线)与轴190的中心轴线(轴相对于该中心轴线旋转设置)同轴。
[0103]
优选地，盘式铣刀为三切割类型，也就是所说，其能够沿着侧圆柱部分和一对相对
面去除材料，其中该对相对面限定了圆柱侧部分的顶部和底部。
[0104]
盘形本体195具有大于其高度的半径。
[0105]
优选地，轴190成形为圆柱形主体，在这种情况下为细长形状，其高度大于半径。
[0106]
盘形本体的直径d大于轴的直径d，例如盘形本体的直径d使得盘形本体沿径向方向相对于轴突出的量大于主管道140和缸体25之间的最小距离的一半，该最小距离是沿着与缸体的中心轴线垂直的平面测量的。
[0107]
此外，直径d小于缸体25的直径或主管道140的直径中的至少一者。
[0108]
也就是说，直径d使得允许盘式铣刀185具有间隙地插入缸体25和主管道140中的至少一者，即不存在使材料移除的干涉。特别地，所述插入允许沿着缸体的中心轴线或主管道的纵向轴线。
[0109]
然后，该方法设想将盘式铣刀插入缸体或主管道中，例如沿主管道140的纵向轴线或缸体25的中心轴线轴向地插入。
[0110]
在该步骤之前，缸体和/或主管道可以是以前通过铸造或通过从材料块中移除材料制成的。
[0111]
在插入盘式铣刀185的步骤之后，该方法设想在距头部20的第二面40的距离比距吸入阀115的第二面40的距离更短的距离处停止插入盘式铣刀185的步骤。该步骤还设想在插入铣刀时保持该铣刀。
[0112]
此后，该方法设想移动盘式铣刀的步骤，也就是说，以横向于(例如垂直于)相应的轴线朝向缸体25或主管道140沿着路径(例如直线路径)移动盘式铣刀185，从而建立使主管道与相应的缸体流体连通的分支管道。
[0113]
特别地，如果完成了在主管道140中插入盘式铣刀的步骤，则该步骤设想将盘式铣刀185朝向缸体25移动，或者如果完成了在缸体25中插入盘式铣刀的步骤，则该步骤设想将盘式铣刀185朝向主管道140移动。
[0114]
优选地，该移动沿着垂直于缸体25的轴线的平面延伸。
[0115]
此外，通过旋转盘式铣刀185的轴190以从头部20中去除材料来完成该步骤。
[0116]
此外，盘式铣刀185沿着该路径移动一定距离，该距离是主管道140与缸体25之间的最小距离的至少一半。
[0117]
该步骤可以设想停止轴190的旋转。
[0118]
然后，该方法设想朝向缸体25或主管道140沿着所述路径移动盘式铣刀185的步骤，在该步骤中完成了插入盘式铣刀185的步骤，并且随后从头部20轴向地取出盘式铣刀185。
[0119]
为了建立所有的分支管道，本方法必须重复执行与多个缸体25数量一样多的次数。
[0120]
本发明还形成可用的用于在根据图10所示实施例的轴向活塞泵1
”’
中建立分支管道145”的方法。
[0121]
该方法设想：
[0122]-提供钻机，该钻机装配有沿纵向平面行进的钻头，
[0123]-将所述钻机的钻头的至少一部分定位在多个缸体25中的缸体25内，其中所述钻机的钻头的纵向轴线相对于所述缸体25的中心轴线倾斜。
[0124]-将钻机的钻头从之前插入的缸体25朝向主管道140移动，以建立使主管道140与相应缸体25流体连通的分支管道145”。
[0125]
特别地，移动钻机的钻头的步骤在相对于缸体的中心轴线倾斜的平面上进行，这样的平面由将钻机的钻头的至少一部分定位在缸体内的步骤中的钻机的钻头的纵向轴线的取向限定。
[0126]
此外，将钻机的钻头的至少一部分定位在缸体25内的步骤设想，通过相应的缸体将所述钻头插入到头部20的第二表面中形成的开口中。
[0127]
另外，提供钻头的步骤设想提供装配有但直径为缸体25直径的0.1倍至0.4倍的钻头。
[0128]
上述泵的操作如下。
[0129]
在倾斜的旋转板运动之后，同时在一个或多个缸体中，相应的活塞朝向下止点的运动在泵送室内产生真空，随后使相应的输送阀关闭并且使相应的吸入阀开启。因此，液体从主管道140吸入，并且经由对应的分支管道145通过相应的吸入阀到达对应的泵送室。当到达下止点后，随着旋转板的推力活塞朝上止点上升，从而在泵送室中产生过压，其使吸入阀关闭并使输送阀开启。因此，流体流过输送阀进入阀的相应收集通道，并随后进入输送通道的主管道170。
[0130]
由此构思的本发明容易产生若干修改和变化，所有这些修改和变化均落入本发明构思的范围内。
[0131]
此外，所有细节可以由其它技术上等同的元素替代。
[0132]
在实践中，所使用的材料以及附带的形状和尺寸可以是根据需要的任何形式，但不会因此偏离所附权利要求的保护范围。