一种叶片液压泵的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高性能多叶片泵，它包括壳体、转子、叶片、密封条和垫块，转子位于中心，壳体位于外部，叶片安放在壳体对角的空心圆环内，同时也位于转子的槽内，并与转子成一个角度，叶片的一个平面与转子的圆台侧面相切，密封条位于转子和叶片之间，其平面一侧与转子贴合，圆台面一侧则与叶片的圆台面E1贴合，垫块位于壳体对角的空心圆环内，正好填满由壳体、叶片、转子和密封条形成的空缺。本发明所有密封处均为面密封；排量大，压力高，效率高；比功率大；结构紧凑，加工相对容易；成本较低，寿命长。
【专利说明】一种叶片液压泵
【技术领域】
[0001]本发明涉及多叶片泵，尤其涉及一种高性能多叶片泵。
【背景技术】
[0002]现有的叶片泵结构均为一转子偏心置于油缸体内，叶片径向或与转子半径成一定角度置于转子内，工作时转子高速旋转，叶片在离心力的作用下甩出，与油缸体形成密封腔，旋转时容积变化产生压力。。这种形式叶片泵由于叶片和油缸体之间是靠一条接触线密封，因此密封性能较差，输出压力较低，加上旋转时叶片与转子及油缸体间产生很大摩擦，致使叶片泵整体磨损快，寿命短，效率低。另外，旋转时为了保证叶片能在转子内安全进出，转子必须有相当的直径，这样势必排量较小，虽然有双叶片式液压泵，但由于只有两片叶片，流量脉动较大，流量也欠大。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种既能实现大排量，流量脉动又小，全部密封处又均为面密封，且不易磨损的高性能多叶片泵。
[0004]为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下:一种高性能多叶片泵，包括壳体、转子、叶片、密封条和垫块，转子位于中心，壳体位于外部，叶片安放在壳体对角的的空心圆环内，同时也位于转子的槽内，并与转子成一个角度，叶片的一个平面与转子的圆台侧面相切，密封条位于转子和叶片之间，其平面一侧与转子贴合，圆台面一侧则与叶片的圆台面El贴合，垫块位于壳体对角的的空心圆环内，正好填满由壳体、叶片、转子和密封条形成的空缺。
[0005]在上述的一种高性能多叶片泵中，所述叶片为四分之一圆形，共有相同的四片，其中一片叶片两个平面Al、BI和柱面Cl、球面Dl及两圆台面El、Jl围合而成；其中，Cl是中心为球心01、半径与壳体的空心圆环的柱面E3的半径相同的柱面，Dl是球心为01半径与转子球台C2半径相同的球面，El和Jl是圆台面，其上底面和下底面的直径分别是直线RlSl和直线MINI，MlRl和NlSl则是其侧面母线；两个平面Al和BI平行；两平行平面Al和BI的距离为叶片的厚度，叶片厚度与壳体的空心圆环宽度相等。
[0006]所述密封条共有相同的八条，其中一条El侧是圆台面，其上底面和下底面的直径分别是直线RlSl和P1Q1，P1R1和NlSl则是其侧面母线，Kl侧是平面，过球心01的轴线与该平面平行，其垂直距离为转子正交的十字板板厚的一半，Gl是球心为01半径与转子中心球台C2半径相等的球面，Fl是球心为01半径等于转子线段02M2的球面，Hl和Il两个面是平行的平面，其半长OPl与壳体柱面F3半径相等，宽度与叶片宽度相等，Rl和SI是两斜度与图7中面D3对于B3的斜度相等的斜面，密封条的宽度与叶片厚度相等；叶片和密封条均为轴对称；
所述转子当中是两头平行截掉两个球冠的腰鼓形球台，球台中间如同对称插入一正交的十字板，鼓形球台两头是两个相同的空心圆台，A2和B2是平行的圆平面，R2和S2也是平行的圆平面，C2和D2是球心为02的球面，12和J2是相互垂直的两平面，一个叶片和两条密封条垂直安放在12和J2之间的凹槽内，正好完全密合，E2和F2是中心轴过02半径与壳体柱面F3半径相同的柱面，G2和H2是两个相同的空心圆台部分侧面，一侧圆台上下两底分别是圆平面A2和圆平面R2，另一侧圆台上下两底分别是圆平面B2和圆平面S2，K2M2的直线段长度为转子的宽度，两圆台侧面G2和H2和相应的壳体空心圆环平行平面C3和D3相贴合，整个转子不仅关于球台中心02对称，也是轴对称；
所述壳体是两头平行截掉两个球冠的腰鼓形球面，厚度与转子的宽度K2M2相等，A3和B3是两个半径相等的平行的圆平面，F3是柱面，其中心轴过03，半径与转子左右外侧E2和F2柱面的半径相等，壳体柱面的对角是一空心圆环，圆环宽度与叶片厚度相等，空心圆环的两个侧面C3和D3是平行的圆环平面，E3是中心轴通过03的柱面，位于壳体的对角线上，其外径与叶片柱面Cl的外径相等，且大于壳体柱面F3的外径，圆环平行的C3和D3两平面与相应的转子两空心圆台侧面G2和H2相贴合，整个壳体关于球台中心03对称；
所述垫块是一段圆环，共有相同的四条，其中一条外侧A4是半径与壳体对角圆环E3外径相等的柱面，内侧B4是半径等于转子线段02M2的球面，其上下厚度与转子正交的十字板宽度K2M2相等，两腰部C4和D4是圆台面，该圆台面上底面和下底面的直径分别是直线PlQl和MINI，MlPl则是其侧面母线，垫块形状为轴对称。
[0007]本发明具有的优点是:
1)所有密封处均为面密封；
2)排量大，压力高，效率高；
3)比功率大；
4)结构紧凑，加工相对容易；·
5)成本较低，寿命长。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0009]图1是本发明的叶片和密封条形状示意图；、
图2是图1的左视图；
图3是图1的S向和T向示意图；
图4是本发明的转子形状示意图；
图5是图4的W-W剖面示意图；
图6是本发明的壳体的俯视图；
图7是本发明的壳体的主视图；
图8是图7的M-M剖面示意图；
图9是本发明的整体结构示意图；
图10是图9的K向示意图；
图11是图9的N-N剖面示意图；
图12是本发明的运行原理示意图；
图13是图9的U-U剖面示意图；
图14是本发明的工作过程原理示意图； 图15是图12的V-V剖面示意图；
图16是本发明的工作过程原理示意图。
[0010]图中:1.壳体，2.转子，3.叶片，4.密封条，5垫块。
【具体实施方式】
[0011]本发明的结构如图12所示，转子2位于中心，壳体I位于外部，叶片3安放在壳体I对角的空心圆环(导向槽)内，同时也位于转子2的槽内，并与转子2成一个角度，叶片3的一个平面与转子2的圆台侧面相切，密封条4位于转子2和叶片之间，其平面一侧与转子2贴合，圆台面一侧则与叶片3的圆台面El贴合，垫块5位于壳体I对角的空心圆环内，正好填满由壳体1，叶片3，转子2和密封条4形成的空缺。
[0012]图1和图3所示为本发明的叶片3和密封条4的形状。叶片3为四分之一圆形或近似四分之一圆形，共有相同的四片，其中一片叶片3由两个平面A1、B1和柱面Cl、球面Dl及两圆台面El、Jl围合而成；其中，Cl是中心为球心01、半径与壳体I的空心圆环的柱面E3的半径相同的柱面，Dl是球心为01半径与图5转子2球台C2半径相同的球面，El和Jl是圆台面，其上底面和下底面的直径分别是直线RlSl和直线MINI，MlRl和NlSl则是其侧面母线；两个平面Al和BI平行；两平行平面Al和BI的距离为叶片3的厚度，叶片3厚度与图7壳体I的空心圆环宽度相等。
[0013]密封条4共有相同的八条，其中一条El侧是圆台面，其上底面和下底面的直径分别是直线RlSl和P1Q1，PlRl和NlSl则是其侧面母线，Kl侧是平面，过球心01的轴线(如图1所示)与该平面平行，其垂直距离为图4转子2正交的十字板板厚的一半，Gl是球心为01半径与图5转子2中心球台C2半径相等的球面，Fl是球心为01半径等于图4转子2线段02M2的球面，Hl和Il两个面是平行的平面，(其半长OPl与图7壳体I柱面F3半径相等)，宽度与叶片3宽度相等，(Rl和SI是两斜度与图7中面D3对于B3的斜度相等的斜面)。密封条4的宽度(即平面Hl和Il的距离)与叶片3厚度相等；叶片3和密封条4均为轴对称。
[0014]图4和图5所示为本发明的转子2的形状。转子2当中是两头平行截掉两个球冠的腰鼓形球台，球台中间如同对称插入一正交的十字板，鼓形球台两头是两个相同的空心圆台，A2和B2是平行的圆平面，R2和S2也是平行的圆平面，C2和D2是球心为02的球面，12和J2是相互垂直的两平面，将图1的整个图形，即一个叶片3和两条密封条4垂直安放在12和J2之间的凹槽内，正好完全密合，E2和F2是中心轴过02半径与壳体I柱面F3半径相同的柱面，G2和H2是两个相同的空心圆台部分侧面，一侧圆台上下两底分别是圆平面A2和圆平面R2，另一侧圆台上下两底分别是圆平面B2和圆平面S2，K2M2的直线段长度为转子2的宽度，两圆台侧面G2和H2的空间位置以如下而定:保证装配好后两圆台侧面G2和H2和相应的壳体I空心圆环平行平面C3和D3相贴合，整个转子2不仅关于球台中心02对称，也是轴对称。
[0015]图6、图7和图8所不为本发明的壳体I的形状。壳体I是两头平行截掉两个球冠的腰鼓形球面，厚度与转子2的宽度K2M2相等，A3和B3是两个半径相等的平行的圆平面，F3是柱面，其中心轴过03，半径与转子2左右外侧E2和F2柱面的半径相等，壳体I柱面的对角是一空心圆环，圆环宽度与叶片3厚度相等，空心圆环的两个侧面C3和D3是平行的圆环平面，E3是中心轴通过03的柱面，位于壳体I的对角线上，其外径与叶片3柱面Cl的外径相等，且大于壳体I柱面F3的外径，圆环平行的C3和D3两平面的空间位置以如下而定:保证装配好后C3和D3两平面与相应的转子2两空心圆台侧面G2和H2相贴合，K3G3H3的球面为排油面，G3H3的位置是当转子2转到图14所示位置时腔Q3和Q4之间的转子2平板靠Q4侧平面的位置，L3I3J3的球面为进油面，I3J3的位置是当转子2转到图14所示位置时腔Q4和Q5之间的转子2平板靠Q5侧平面的位置。整个壳体I关于球台中心03对称。
[0016]图11中5所示为本发明的垫块5的形状。垫块5是一段圆环，共有相同的四条，其中一条外侧A4是半径与壳体I对角圆环E3外径相等的柱面，内侧B4是半径等于图4转子2线段02M2的球面，其上下厚度与转子2正交的十字板宽度K2M2相等，两腰部C4和D4是圆台面,该圆台面上底面和下底面的直径分别是直线PlQl和MlNl (如图1所示)，MlPl则是其侧面母线，垫块5形状为轴对称。
[0017]本发明的运行工作原理如下:
如图14，在叶片泵的一端，转子2、叶片3、密封条4和壳体I将油腔分割成五个各自独立的密封腔Q1、Q2、Q3、Q4和Q5。
[0018]当转子2自图13位置顺时针旋转时，腔Q2开始吸油，Q3和Q4为吸油腔，Q5和Ql为排油腔。
[0019]当转到图14位置时，吸油腔Q4达到最大。这时，吸油腔Q2，Q3及Q4和排油腔Q5和Ql仍保持隔离。转子2顺时针继续旋转，腔Q4开始排油，吸油腔Q2和Q3不断扩大，排油腔Q5和Ql不断缩小。
[0020]当转到图15位置时，腔Ql油排尽。当转子2继续旋转时，新的吸油腔开始吸油，吸油腔Q2和Q3仍在不断扩大，腔Q4和Q5仍在不断排油。
[0021]当转子2转到图16位置时，吸油腔Q3达到最大，继而排油。当转子2继续转到图13位置时，腔Q5油排尽。当转子2再转到图14位置时，吸油腔Q2达到最大。如此周而复始。在叶片泵的另一端，情况也和这一端完全相同。
[0022]上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本方面进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本方面作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种高性能多叶片泵，其特征在于，包括壳体(I)、转子(2)、叶片(3)、密封条(4)和垫块(5 )等，转子(2 )位于中心，壳体(I)位于外部，叶片(3 )安放在壳体(I)对角的的空心圆环内，同时也位于转子(2)的槽内，并与转子(2)成一个角度，叶片(3)的一个平面与转子(2)的圆台侧面相切，密封条(4)位于转子(2)和叶片之间，其平面一侧与转子(2)贴合，圆台面一侧则与叶片(3 )的圆台面EI贴合，垫块(5 )位于壳体(I)对角的的空心圆环内，正好填满由壳体(I)、叶片(3 )、转子(2 )和密封条(4 )形成的空缺。
2.根据权利要求1所述的一种高性能多叶片泵，其特征在于，所述叶片(3)为四分之一圆形，共有相同的四片，其中一片叶片(3)两个平面Al、BI和柱面Cl、球面Dl及两圆台面EUJl围合而成；其中，Cl是中心为球心01、半径与壳体(I)的空心圆环的柱面E3的半径相同的柱面，Dl是球心为01半径与转子(2)球台C2半径相同的球面，El和Jl是圆台面，其上底面和下底面的直径分别是直线RlSl和直线MINI，MlRl和NlSl则是其侧面母线；两个平面Al和BI平行；两平行平面Al和BI的距离为叶片(3)的厚度，叶片(3)厚度与壳体(O的空心圆环宽度相等； 所述密封条(4)共有相同的八条，其中一条El侧是圆台面，其上底面和下底面的直径分别是直线RlSl和P1Q1，PlRl和NlSl则是其侧面母线，Kl侧是平面，过球心O I的轴线与该平面平行，其垂直距离为转子(2)正交的十字板板厚的一半，Gl是球心为01半径与转子(2)中心球台C2半径相等的球面，Fl是球心为01半径等于转子(2)线段02M2的球面，Hl和Il两个面是平行的平面，其半长OPl与壳体(I)柱面F3半径相等，宽度与叶片(3)宽度相等，Rl和SI是两斜度与图7中面D3对于B3的斜度相等的斜面，密封条(4)的宽度与叶片(3)厚度相等；叶片(3)和密封条(4)均为轴对称； 所述转子(2)当中是两头平行截掉两个球冠的腰鼓形球台，球台中间如同对称插入一正交的十字板，鼓形球台两头是两个相同的空心圆台，A2和B2是平行的圆平面，R2和S2也是平行的圆平面，C2和D2是球心为02的球面，12和J2是相互垂直的两平面，一个叶片(3)和两条密封条(4)垂直安放在12和J2之间的凹槽内，正好完全密合，E2和F2是中心轴过02半径与壳体(I)柱面F3半径相同的柱面，G2和H2是两个相同的空心圆台部分侧面，一侧圆台上下两底分别是圆平面A2和圆平面R2，另一侧圆台上下两底分别是圆平面B2和圆平面S2，K2M2的直线段长度为转子(2)的宽度，两圆台侧面G2和H2和相应的壳体(I)空心圆环平行平面C3和D3相贴合，整个转子(2)不仅关于球台中心02对称，也是轴对称；所述壳体(I)是两头平行截掉两个球冠的腰鼓形球面，厚度与转子(2)的宽度K2M2相等，A3和B3是两个半径相等的平行的圆平面，F3是柱面，其中心轴过03，半径与转子(2)左右外侧E2和F2柱面的半径相等，壳体(I)柱面的对角是一空心圆环，圆环宽度与叶片(3)厚度相等，空心圆环的两个侧面C3和D3是平行的圆环平面，E3是中心轴通过03的柱面，位于壳体(I)的对角线上，其外径与叶片(3)柱面Cl的外径相等，且大于壳体(I)柱面F3的外径，圆环平行的C3和D3两平面与相应的转子(2)两空心圆台侧面G2和H2相贴合，整个壳体(I)关于球台中心03对称； 所述垫块(5)是一段圆环，共有相同的四条，其中一条外侧A4是半径与壳体(I)对角圆环E3外径相等的柱面，内侧B4是半径等于转子(2)线段02M2的球面，其上下厚度与转子(2)正交的十字板宽度K2M2相等，两腰部C4和D4是圆台面，该圆台面上底面和下底面的直径分别是直线PlQl和MINI，MlPl则是其侧面母线，垫块(5)形状为轴对称。
【文档编号】F04C2/344GK103671096SQ201310688788
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】陈行 申请人:浙江大学