曲轴驱动的多级叶片分隔的腔体容积循环增减装置的制作方法

本发明涉及液压动力源，具体地说是一种曲轴驱动的多级叶片分隔的腔体容积循环增减装置。

背景技术：

目前，叶片泵的叶片在与转子同轴旋转时，叶片的外边缘必须与筒型定子的内侧壁尽可能地紧密接触，在内侧壁上全过程滑动；这种滑动，使叶片外边缘及定子内侧壁产生磨损。同时，叶片两端分别与泵的两端盖内壁紧密接触，叶片泵的叶片在与转子同轴旋转时，叶片两端在泵端盖内壁上全程滑动，叶片的两端及端盖内壁产生磨损。上述两类磨损，降低泵的使用寿命，泵的容积空间封闭不严，泵的输出压力难于提高，且性能不稳定。此外，现有的叶片泵只是一次加压，叶片泵的出口压力难以满足日益增长的使用需求。

技术实现要素：

为了解决现有叶片泵出口压力小的问题，本发明的目的在于提供一种曲轴驱动的多级叶片分隔的腔体容积循环增减装置。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括外壳及分别容置于该外壳内部的外总左端盖、内左端盖、容积腔、液体流动控制阀、内右端盖、外总右端盖和主轴，其中外壳左右两端的内部分别与外总左端盖和外总右端盖密封连接，所述内左端盖及内右端盖分别抵接于该外总左端盖、外总右端盖的内侧，在该内左端盖与内右端盖之间设有多个容积腔，相邻所述容积腔之间及位于最外两端的容积腔与内左端盖和内右端盖之间均设有液体流动控制阀，所述主轴分别由内左端盖、内右端盖、各容积腔、各液体流动控制阀及外总右端盖穿过，该主轴的两端分别与所述内左端盖和外总右端盖转动连接；每个所述容积腔均具有安装在外壳内壁上的定子、位于定子内部的动子以及位于定子和动子两侧的容积腔左、右端盖，各所述动子和各所述液体流动控制阀均套设在主轴上，并与主轴之间分别设有随主轴旋转的偏心轴套，各动子和各液体流动控制阀与偏心轴套之间、各动子和液体流动控制阀与两侧的端盖表面之间以及各偏心轴套与两侧的端盖表面之间均为动配合；每个所述容积腔的动子外表面与定子内表面之间沿圆周方向均布有偶数个叶片，且动子外表面上沿圆周方向均布有与该叶片数量相同、一一对应的铰接轴，每个所述叶片的一端均与定子内表面铰接，另一端与相对应的铰接轴沿轴向相对往复移动地插接，每个所述叶片及铰接轴的两端均与两侧的端盖动配合；所述外总左端盖与内左端盖之间、外总右端盖与内右端盖之间以及各所述液体流动控制阀外表面与外壳的内壁之间均设有供液体流通的过渡空间；所述内左端盖、内右端盖及各容积腔的容积腔左、右端盖上沿圆周方向分别均布有多个供液体流通的弧形孔；液体由所述外总右端盖上开设的液体总输入口进入，经过所述过渡空间、弧形孔，由各所述容积腔逐级加压后，通过所述外总左端盖上开设的液体总输出口流出；

其中：所述内左端盖、内右端盖及各容积腔的容积腔左、右端盖上的弧形孔形状、尺寸、数量、开设有位置均相同，并且一一对应；在所述内左端盖、内右端盖及各容积腔的容积腔左、右端盖安装在外壳内后，内左端盖、内右端盖及各容积腔的容积腔左、右端盖上相对应的弧形孔所处的位置均相同；

各所述容积腔中，相邻两所述叶片与动子外表面及定子内表面之间形成单体封闭空间，每个容积腔中单体封闭空间的数量与容积腔中叶片的数量相同，且一一对应；所述主轴带动各偏心轴套每旋转一周的过程中，每个所述单体封闭空间的容积增减一次；相邻所述叶片内外两端之间的连线呈弧形，该弧形的中心线与相对应的弧形孔的中心线在外壳的轴向投影上重合；

各所述容积腔中的叶片数量相同、一一对应，且各所述容积腔中各动子外表面设置的铰接轴的数量相同、一一对应，各容积腔中相对应的各叶片的轴线在外壳的轴向投影上重合，各容积腔中相对应的各铰接轴的轴向中心线共线、且平行于所述主轴的轴向中心线；

每个所述叶片与相插接的铰接轴的长度与动子的长度相同；

相邻所述容积腔中的偏心轴套的偏心相位相差180°，相间隔的液体流动控制阀的偏心轴套的偏心相位相同、并与相邻的液体流动控制阀的偏心轴套的偏心相位相差180°，且各所述的液体流动控制阀的偏心轴套的偏心相位与各所述容积腔中的偏心轴套的偏心相位相差90°；

所述动子外径小于定子内径，动子内径与动子和主轴之间套设的偏心轴套的外径相同；所述液体流动控制阀的内径与液体流动控制阀和主轴之间套设的偏心轴套的外径相同。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明是改进现有的叶片泵，运转时各级容积腔的定子不动、动子仅在内置曲轴的驱动下做两座标周期性移动，叶片仅径向周期性伸缩和绕叶片铰接轴心线周期性摆动，相关元件磨损小，液压泵的使用寿命长。

2.本发明的液压泵容积空间密封性可达到柱塞泵的水平，其输出液体的压力可比传统的叶片泵提高10倍以上。

3.本发明可推进叶片泵的升级换代，如输入高压液体，动子内置的曲轴可转动，将其改为液压马达。

附图说明

图1为本发明的结构主视剖视图；

图2为图1中的a—a剖视图；

图3为图1中的b—b剖视图；

图4为图1中的c—c剖视图；

其中：1为外总左端盖，2为外壳，3为内左端盖，4为左容积腔左端盖，5为左容积腔定子，6为左容积腔动子，7为左容积腔动子偏心轴套，8为左容积腔右端盖，9为右容积腔左端盖，10为右容积腔动子，11为右容积腔定子，12为右容积腔动子偏心轴套，13为右容积腔右端盖，14为内右端盖，15为外总右端盖，16为液体总输入口，17为液体总输出口，18为液体输出过渡空间，19为左端轴承，20为内左端盖弧形孔，21为左侧过渡空间，22为左侧液体流动控制阀，23为左容积腔左端盖弧形孔，24为左容积腔单体封闭空间，25为左容积腔右端盖弧形孔，26为中部液体流动控制阀，27为中部过渡空间，28为右容积腔左端盖弧形孔，29为右容积腔单体封闭空间，30为右容积腔右端盖弧形孔，31为右侧液体流动控制阀，32为右侧过渡空间，33为内右端盖弧形孔，34为液体输入过渡空间，35为右端轴承，36为主轴，37为叶片，38为铰接轴，39为中部液体流动控制阀偏心轴套，40为左侧液体流动控制阀偏心轴套，41为右侧液体流动控制阀偏心轴套，42为左端轴承压盖。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

本发明包括外壳2及分别容置于该外壳2内部的外总左端盖1、内左端盖3、容积腔、液体流动控制阀、内右端盖14、外总右端盖15和主轴36，其中外壳2左右两端的内部分别与外总左端盖1和外总右端盖15密封连接，内左端盖3及内右端盖14分别固定在外壳2内，并分别抵接于外总左端盖1、外总右端盖15的内侧。在内左端盖3与内右端盖14之间设有多个容积腔，相邻容积腔之间及位于最外两端的容积腔与内左端盖3和内右端盖14之间均设有液压流动控制阀，主轴36分别由内左端盖3、内右端盖14、各容积腔、各液体流动控制阀及外总右端盖15穿过，该主轴36的左端通过左端轴承19与内左端盖3转动连接，右端通过右端轴承35与外总右端盖15转动连接；在内左端盖3左侧外表面上固接有左端轴承压盖42。

每个容积腔均具有安装在外壳2内壁上的定子、位于定子内部的动子以及位于定子和动子两侧的容积腔左、右端盖，各动子和各液体流动控制阀均套设在主轴36上，并与主轴36之间分别设有随主轴36旋转的偏心轴套，各动子和各液体流动控制阀与偏心轴套之间、各动子和液体流动控制阀与两侧的端盖表面之间以及各偏心轴套与两侧的端盖表面之间均为动配合。相邻容积腔中的偏心轴套的偏心相位相差180°，相间隔的液体流动控制阀的偏心轴套的偏心相位相同、并与相邻的液体流动控制阀的偏心轴套的偏心相位相差180°，且各的液体流动控制阀的偏心轴套的偏心相位与各容积腔中的偏心轴套的偏心相位相差90°。动子外径小于定子内径，动子内径与动子和主轴36之间套设的偏心轴套的外径相同。液体流动控制阀的内径与液体流动控制阀和主轴36之间套设的偏心轴套的外径相同，液体流动控制阀的外径由两侧端盖上各弧形孔外弧所在圆的直径和液体流动控制阀偏心轴套的偏心距联合确定。

每个容积腔的动子外表面与定子内表面之间沿圆周方向均布有偶数个叶片37，且动子外表面上沿圆周方向均布有与该叶片37数量相同、一一对应的铰接轴38，每个叶片37的一端均与定子内表面铰接，另一端与相对应的铰接轴38沿轴向相对往复移动地插接，每个叶片37及铰接轴38的两端均与两侧的端盖动配合。本发明的叶片37与铰接轴38为现有技术，在此不再赘述。各容积腔中，相邻两叶片37与动子外表面及定子内表面之间形成单体封闭空间，每个容积腔中单体封闭空间的数量与容积腔中叶片37的数量相同，且一一对应。主轴36带动各偏心轴套每旋转一周的过程中，每个单体封闭空间的容积增减一次。内左端盖3、内右端盖14及各容积腔的容积腔左、右端盖上沿圆周方向分别均布有多个供液体流通的弧形孔。内左端盖3、内右端盖14及各容积腔的容积腔左、右端盖上的弧形孔形状、尺寸、数量、开设有位置均相同，并且一一对应；在内左端盖3、内右端盖14及各容积腔的容积腔左、右端盖安装在外壳2内后，内左端盖3、内右端盖14及各容积腔的容积腔左、右端盖上相对应的弧形孔所处的位置均相同。相邻叶片37内外两端之间的连线呈弧形，该弧形的中心线与相对应的弧形孔的中心线在外壳2的轴向投影上重合。各容积腔中的叶片37数量相同、一一对应，且各容积腔中各动子外表面设置的铰接轴38的数量相同、一一对应，各容积腔中相对应的各叶片37的轴线在外壳2的轴向投影上重合，各容积腔中相对应的各铰接轴38的轴向中心线共线、且平行于主轴36的轴向中心线。每个叶片37与相插接的铰接轴38的长度与动子的长度相同。外总左端盖1与内左端盖3之间、外总右端盖15上以及各液体流动控制阀外表面与外壳2的内壁之间均设有供液体流通的过渡空间。液体由外总右端盖15上开设的液体总输入口16进入，经过过渡空间、弧形孔，由各容积腔逐级加压后，通过外总左端盖1上开设的液体总输出口17流出。

实施例一(腔体容积增减装置为液压泵)

如图1～4所示，本实施例的腔体容积增减装置具有两级，包括外壳2、主轴36、外总左端盖1、内左端盖3、左端轴承压盖42、左侧液体流动控制阀22、左侧液体流动控制阀偏心轴套40、左容积腔左端盖4、左容积腔定子5、左容积腔动子6、左容积腔动子偏心轴套7、左容积腔右端盖8、中部液体流动控制阀26、中部液体流动控制阀偏心轴套39、右容积腔左端盖9、右容积腔定子11、右容积腔动子10、右容积腔动子偏心轴套12、右容积腔右端盖13、右侧液体流动控制阀31、右侧液体流动控制阀偏心轴套41、内右端盖14、叶片37、铰接轴38，外总右端盖15、液体总输入口16、液体总输出口17、左端轴承19及右端轴承35，其中外壳2为圆形筒体，外右总端盖15固定在外壳内右端，内右端盖14固定在外壳2内、与外右总端盖15内壁静配合贴合，主轴36的右端通过右端轴承35转动安装在外右总端盖15上。右侧液体流动控制阀偏心轴套41固定在主轴36上，该右侧液体流动控制阀偏心轴套41的右端面与内右端盖14的左侧壁动配合贴合，右侧液体流动控制阀31套在右侧液体流动控制阀偏心轴套41外部，并与右侧液体流动控制阀偏心轴套41之间动配合；右容积腔右端盖13固定在外壳2内，与右侧液体流动控阀31及右侧液体流动控制阀偏心轴套41的左侧壁动配合贴合。右容积腔定子11固定在外壳2内、与右容积腔右端盖13的左侧壁贴合，右容积腔动子偏心轴套12固定在主轴36上，该右容积腔动子偏心轴套12的右端面与右容积腔右端盖13的左侧壁动配合贴合，右容积腔动子10套在右容积腔动子偏心轴套12的外部，并与右容积腔动子偏心轴套12之间动配合，该右容积腔动子右侧壁与右容积腔右端盖13的左侧壁动配合贴合。在右容积腔定子内侧按角平分原则均布与其动配合铰接的偶数个叶片37(本实施例的叶片37为六个)，在右容积腔动子10的外边缘按角平分原则均布有与右容积腔内的叶片37数量相同的、沿轴向设槽的、与右容积腔动子10之间动配合铰接的铰接轴38，相对应的叶片37与铰接轴38通过槽动配合连接，叶片37与铰接轴38长度与右容积腔动子10的长度相同。右容积腔左端盖9固定在外壳2内，其右侧壁与右容积腔动子10、右容积腔动子偏心轴套12、叶片37及铰接轴38的左侧壁动配合贴合。

中部液体流动控制阀偏心轴套39固定在主轴36上，该中部液体流动控制阀偏心轴套39的右端面与右容积腔左端盖9的左侧壁动配合贴合，中部液体流动控制阀26套在中部液体流动控制阀偏心轴套39外部，并与中部液体流动控制阀偏心轴套39之间动配合；左容积腔右端盖8固定在外壳2内，该左容积腔右端盖8的右侧壁与中部液体流动控阀26及中部液体流动控阀偏心轴套39的左侧壁动配合贴合，左容积腔定子5固定在外壳2内，与左容积腔右端盖8的左侧壁贴合，左容积腔动子偏心轴套7固定在主轴36上，该左容积腔动子偏心轴套7的右端面与左容积腔右端盖8的左侧壁动配合贴合，左容积腔动子6套在左容积腔动子偏心轴套7外部，并与左容积腔动子偏心轴套7之间动配合，该左容积腔动子6的右侧壁与左容积腔右端盖8的左侧壁动配合贴合，在左容积腔定子5的内侧按角平分原则均布与其动配合铰接的叶片37，左容积腔中的叶片37数量与右容积腔中的叶片37数量相同，在左容积腔动子6的外边缘按角平分原则均布有与左容积腔内的叶片37数相同的、沿轴向设槽的、与左容积腔动子6之间动配合铰接的铰接轴38，相对应的叶片37与铰接轴38通过槽动配合连接，叶片37与铰接轴38长度与左容积腔动子6长度相同。左容积腔左端盖4固定在外壳32内，该左容积腔左端盖4的右侧壁与左容积腔动子6、左容积腔动子偏心轴套7、叶片37及铰接轴38的左侧壁动配合贴合。

左侧液体流动控制阀偏心轴套40固定在主轴36上，该左侧液体流动控制阀偏心轴套40的右端面与左容积腔左端盖4的左侧壁动配合贴合，左侧液体流动控制阀22套在左侧液体流动控制阀偏心轴套40外部，并与左侧液体流动控制阀偏心轴套40之间动配合；左侧液体流动控制阀22的左侧壁与内左端盖3的右侧壁动配合贴合，内左端盖3固定在外壳2内，与左侧液体流动控阀22及左侧液体流动控阀偏心轴套40的左侧壁动配合贴合。主轴的左端轴承9转动安装在内左端盖3上，左端轴承压盖42固定在内左端盖3的左侧壁。外总左端盖1固定在外壳2的左端，外总左端盖1上设液体总输出口17。外总右端盖15上设液体总输入口16，左容积腔定子5与右容积腔定子11相同，在外壳2内安装时要求各相对应的叶片37、铰接轴38的轴心线相同。左、右容积腔的左、右端盖及内左端盖3和内右端盖14上分别设有与叶片37数量相同、规格一致的弧形孔，本实施例内左端盖3上沿圆周方向均匀设置了六个内左端盖弧形孔20、左容积腔左端盖4上沿圆周方向均匀设置了六个左容积腔左端盖弧形孔23、左容积腔右端盖8上沿圆周方向均匀设置了六个左容积腔右端盖弧形孔25、右容积腔左端盖9上沿圆周方向均匀设置了六个右容积腔左端盖弧形孔28、右容积腔右端盖13上沿圆周方向均匀设置了六个右容积腔右端盖弧形孔30、内右端盖14上沿圆周方向均匀设置了六个内右端盖弧形孔33，上述六个端盖固定在外壳2内时，要求各相对应的弧形孔的角平分平面同平面，且该角平分平面也是定子相邻叶片铰接轴轴心线的角平分平面。左、右容积腔的两个动子的外径和内径均相同，两个定子的外径和内径也均相同；动子的外径小于定子的内径，动子的内径与动子和主轴36之间的偏心轴套的外径相同，二者之间动配合连接；两个容积腔中位于动子和主轴36之间的偏心轴套相同，两个偏心轴套分别固定在主轴上，要求二者偏心相位相差180°，左、中、右三个液体流动控制阀相同，外径依据上述六个端盖上设的弧形孔的外径和左、中、右三个液体流动控制阀偏心轴套的偏心距联合确定，内径与液体流动控制阀和主轴36之间的偏心轴套外径相同，上述三个偏心轴套相同，上述三个偏心轴套分别固定在主轴36上时，要求左右两个偏心轴套偏心相位相同，中部偏心轴套与左右两偏心轴套偏心相位相差180°，且上述三个偏心轴套偏心相位均与两个动子的偏心轴套偏心相位相差90°。

右容积腔中，相邻两叶片37与右容积腔动子10外表面及右容积腔定子11内表面之间形成右容积腔单体封闭空间29；左容积腔中，相邻两叶片37与左容积腔动子6外表面及左容积腔定子5内表面之间形成左容积腔单体封闭空间24。各单体封闭空间在主轴36带动右容积腔动子偏心轴套12、左容积腔动子偏心轴套7旋转一周的过程中容积增减一次。本发明的多级曲轴叶片式液压泵是容积泵，其传输介质的基本容积空间是圆筒形的动子外表面和圆筒形的定子内表面及定子两端的容积腔端盖内侧所封闭的空间，该封闭的空间有两种分割方式，第一种可以偏心轴套的内外表面圆柱面的中心线确定的平面为分界，分为左右两个容积相等的虚拟空间；第二种可被相邻叶片37分隔为六个相对独立的单体封闭空间。

本发明的工作原理为：

以两级为例，本发明由相连接的左右两个容积腔组成，左右两容积腔由同一主轴36串接为一体，左容积腔左侧、右容积腔右侧和两容积腔之间各配一液体流动控制阀。

本发明运行时，容积腔中的定子及两侧的端盖不动，因输入扭矩的作用，主轴以主轴中心线为轴心顺时针转动，分别带动套在主轴36外的五个偏心轴套同步转动；这种包括各偏心轴套的主轴综合体实际上是五曲的曲轴，分别套在该曲轴的曲轴部分的左右两个动子和左中右三个液体流动控制阀不因曲轴的曲轴部分的转动而转动，而是因曲轴的曲轴部分的移动进行两座标的周期性移动(曲轴的曲轴部分的运动可分解为转动与移动的复合运动)。左右两容积腔的定子与动子之间有叶片连接，定子不动，与定子铰接的各叶片以铰接轴为轴心周期性摆动，并在安装在动子上的各铰接轴的条形槽内周期性滑动伸缩，这种动子及叶片的复合周期性运动，使得曲轴相对各单体封闭空间的每个特定的封闭空间每转360°，对应的单体封闭空间的容积增减一次。曲轴顺时针转动，处于右侧虚拟空间的由相邻叶片37分割的单体封闭空间容积增大，处于左侧虚拟空间的由相邻叶片37分割的单体封闭空间容积减小，在各相关液体流动控制阀控制下，容积增大的单体封闭空间仅与该容积腔的液体输入端连通，实现介质吸入，容积减小的单体封闭空间仅与该容积腔的液体输出端连通，实现介质输出。右容积腔动子偏心轴套与左容积腔动子偏心轴套的偏心相位相差180°，右容积腔输出液体即是左容积腔的输入液体，曲轴综合体连续转动，介质连续由介质总输入口16吸入，介质连续由介质总输出口17输出。

实施例二(腔体容积增减装置为液压马达)

本实施例与实施例一的结构相同，由液体总输出口17输入高压液体，可驱动曲轴综合体连续转动，做功后液体由液体总输入口16输出，实现液压马达的功能。

本发明各容积腔中的定子不动、动子仅在内置的实际上是曲轴的驱动下做两座标周期性移动，叶片仅径向周期性伸缩和轴向周期性摆动；相关元件磨损小，液压泵的使用寿命长。液压泵的容积空间的密封性可提高到活塞式液压泵的水平，泵的输出压力可提高10倍。而且，本发明还可改作液压马达。