倾斜密封环配流机构、轴向柱塞马达及轴向柱塞泵的制作方法

本实用新型涉及轴向柱塞运动装置的配流机构，尤其涉及一种倾斜密封环配流机构。

背景技术：

常见的轴向柱塞运动装置有轴向柱塞马达、轴向柱塞泵。现有轴向柱塞运动装置有以下几种常见的配流方式：1.直接配流，如齿轮泵；2.配流盘配流，如叶片泵轴向柱塞泵；3.单向阀配流，如单柱塞泵、三柱塞泵。

直接配流由于齿轮不容易密封而导致高低压串流，使得马达或泵的工作效率低。单向阀配流通常为固定方向配流，实现马达正反转的配流结构非常复杂。配流盘配流方式中，配流盘安装在壳体的端部、与柱塞缸的端部相配合，这种配流方式容易磨损摩擦副而造成泄漏和发热。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种倾斜密封环配流机构，以解决轴向柱塞运动装置采用配流盘配流存在的容易磨损摩擦副而造成泄漏和发热的技术问题，以及解决采用单向阀配流实现正反转存在的配流结构复杂的技术问题。

为达上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种倾斜密封环配流机构，应用于轴向柱塞运动装置，所述倾斜密封环配流机构包括第一密封环(1)、第二密封环(5)和第三密封环(6)，所述第一密封环(1)、第二密封环(5)和第三密封环(6)间隔地环设在所述轴向柱塞运动装置的壳体(14)的内壁、并与所述轴向柱塞运动装置的柱塞缸(13)的侧壁形成摩擦副，第二密封环(5)将所述柱塞缸(13)的侧壁和所述壳体(14)之间的环形空间(12)分隔形成两个工质区(11)，并且第二密封环(5)所在的平面(5’)与所述柱塞缸(13)的转动轴线(15)斜交，所述壳体(14)上对应两个所述工质区(11)分别设有第一工质孔(2)，所述柱塞缸(13)的侧壁上对应每一柱塞腔(4)分别开设有第二工质孔(3)，所述第二工质孔(3)用于与所述第二密封环(5)配合、使得柱塞腔(4)随着所述柱塞缸(13)的转动而与两个所述工质区(11)交替连通，从而实现工质进出柱塞腔(4)的密封切换。

本实用新型中的工质指工作介质，可以是油、水、气等各种流体。

在上述的倾斜密封环配流机构中，优选地，所述第二工质孔(3)是呈网状分布的多个微孔。

在上述的倾斜密封环配流机构中，优选地，所述第二密封环(5)具有两条倾斜腰，倾斜腰的中点作为切换过渡区(2’)、以与所述第二工质孔(3)配合实现工质进出柱塞腔(4)的密封切换，两条倾斜腰上的所述切换过渡区之间的第一连线与滑靴在斜盘(9)上的上止点(10)和下止点(10’)之间的第二连线同向或平行。

在上述的倾斜密封环配流机构中，优选地，所述第二密封环(5)是与所述壳体(14)一体成型的刚性密封环。

在上述的倾斜密封环配流机构中，优选地，所述第一密封环(1)是与所述壳体(14)一体成型的刚性密封环。

在上述的倾斜密封环配流机构中，优选地，所述第三密封环(6)是与所述壳体(14)一体成型的刚性密封环。

在有些实施例中，所述第一密封环(1)、所述第二密封环(5)和所述第三密封环(6)是柔性密封环。

一种轴向柱塞泵，其包括配流机构，其中，所述配流机构可以是上述任意一项所述的倾斜密封环配流机构。

一种轴向柱塞马达，其包括配流机构，其中，所述配流机构可以是上述任意一项所述的倾斜密封环配流机构。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型采用径向配流结构，能够大大减小磨损，从而减小摩擦副磨损造成的泄漏和发热。而且可以通过改变工作介质的流向来方便地实现动力输出轴的正转和反转。

附图说明

图1为倾斜密封环配流机构的结构示意图；

图2为滑靴在斜盘上的上止点和下止点的示意图；

附图标记：1、第一密封环；2、第一工质孔；2’、切换过渡区；3、第二工质孔；4、柱塞腔；5、第二密封环；5’、第二密封环所在的平面；6、第三密封环；7、柱塞；8、滑靴；9、斜盘；10、上止点；10’、下止点；11、工质区；12、环形空间；13柱塞缸；14、壳体；15、转动轴线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

图1示出的是将壳体沿轴线切开后的状态，图1中仅示意性地画出了两个柱塞7，实际中柱塞的数量更多。请参照图1，本倾斜密封环配流机构包括第一密封环1、第二密封环5和第三密封环6，所述第一密封环1、第二密封环5和第三密封环6间隔地环设在轴向柱塞马达的壳体14的内壁、并与所述轴向柱塞马达的柱塞缸13的侧壁形成摩擦副，第二密封环5将所述柱塞缸13的侧壁和所述壳体14之间的环形空间12分隔形成两个工质区11，并且第二密封环5所在的平面5’与所述柱塞缸13的转动轴线15斜交，所述壳体14上对应两个所述工质区11分别设有第一工质孔2，所述柱塞缸13的侧壁上对应每一柱塞腔4分别开设有第二工质孔3，所述第二工质孔3用于与所述第二密封环5配合、使得柱塞腔4随着所述柱塞缸13的转动而与两个所述工质区11交替连通，从而实现工质进出柱塞腔4的密封切换。

下面以图1中左侧的柱塞7、左侧的柱塞腔4、左侧的第二工质孔3为例说明工作原理。

工作原理：

当将上侧的第一工质孔2作为进油孔，下侧的第一工质孔2作为回油孔时，上侧的工质区11为高压区，下侧的工质区11为低压区。高压区的油经左侧的第二工质孔3进入左侧的柱塞腔4，推动左侧的柱塞7向下运动，在滑靴8和斜盘9(请参照图2)的作用下，柱塞7向下运动的过程中发生切向运动，推动柱塞缸13转动，从而使安装在柱塞缸13中心的动力输出轴发生旋转运动。

随着柱塞缸13的转动，左侧的第二工质孔3转动至与第二密封环5的一个倾斜腰的中点(切换过渡区2’)重叠，此时左侧的第二工质孔3被第二密封环5密封。

柱塞缸13继续转动，左侧的第二工质孔3进入到低压区，左侧的柱塞腔4内的油进入低压区、进而从回油孔回流。

柱塞缸13继续转动，该第二工质孔3转动至与第二密封环5的另一个倾斜腰的中点(切换过渡区)重叠，被第二密封环5密封。

柱塞缸13继续转动，该第二工质孔3又进入高压区。

按上述不断循环，即可推动安装在柱塞缸13中心的动力输出轴连续旋转运动。

如需控制所述动力输出轴反转，只需控制油(工作介质)反向流动，即，将原来的进油口作为回油口，将原来的回油口作为进油口。

由上述可见，本倾斜密封环配流机构是设置在柱塞缸13的侧部，工作介质是从柱塞缸13的侧壁进入到柱塞腔4中，因此可称之为径向配流。而现有的配流盘配流方法中，配流盘为圆盘结构，安装在壳体的端部、与柱塞缸的端部相配合，工作介质从柱塞缸的端部进入柱塞腔中，因此可称之为轴向配流。

在轴向配流中，由于配流方向与柱塞的运动方向相同或接近相同，导致其配流盘与柱塞缸的摩擦副受到的压力大，非常容易磨损摩擦副而造成泄漏和发热。而本实用新型的径向配流，由于配流方向与柱塞的运动方向相垂直，使得配流密封摩擦副的压力大大减小，从而能够大大减小磨损，有效减小摩擦副磨损造成的泄漏和发热。

此外，由上述可知本实用新型只需控制工作介质的流向，即可实现动力输出轴反转。即，本实用新型倾斜密封环配流机构可以应用在需要正反转的轴向柱塞马达，而且实现正反转非常简单。

进一步，第二工质孔3设计为呈网状分布的多个微孔。相比采用一个大孔构成的第二工质孔，采用多个微孔构成的第二工质孔可以减小柱塞缸13与第二密封环5之间的密封摩擦副之间的压强。

进一步参照图1，第二密封环5具有两条倾斜腰，两条倾斜腰在图1中是重合的，倾斜腰的中点作为切换过渡区2’、用于与所述第二工质孔3配合实现工质进出柱塞腔4的密封切换，这里将两条倾斜腰上的所述切换过渡区2’之间的连线定义为第一连线。再参照图2，滑靴8在斜盘9上运动的最高点称为上止点10，滑靴8在斜盘9上运动的最低点称为下止点10’，将上止点10和下止点10’之间的连线定义为第二连线。第二密封环5较佳的位置是：使所述第一连线与所述第二连线同向或平行。这样，当滑靴8运行至上止点10时，对应的第二工质孔3正好与第二密封环5上的一个切换过渡区2’重叠，当该滑靴8运行至下止点10’时，该第二工质孔3正好与第二密封环5上的另一个切换过渡区重叠。

假如柱塞的数量为两个且对称，那么当柱塞运行到斜盘的上止点和下止点时，这时两个柱塞腔对应的第二工质孔(网状分布的多个微孔)完全被第二密封环的两个倾斜腰的中点密封起来了，这时达到平衡了，除非柱塞缸转轴有大的惯性力推动错开密封，否则只能依靠高压油区的第三个柱塞的作用力才能推动柱塞缸运转起来，所以柱塞的数量必需为三个或三个以上。

优选地，第二密封环5是与所述壳体14一体成型的刚性密封环，优选合金材料，可以通过高精度蚀刻或数控机床加工形成。采用这种设计，配流密封摩擦副的磨损更小，维护周期更长，但是更换时需要与壳体一起更换，成本较高。同理，第一密封环1优选与所述壳体14一体成型的刚性密封环。第三密封环6优选与所述壳体14一体成型的刚性密封环。

作为另一种实施例中，第一密封环1、第二密封环5和第三密封环6采用柔性密封环。

上述以轴向柱塞马达为例进行了说明。应用在轴向柱塞泵等其它轴向柱塞装置时，倾斜密封环配流机构的构造与上述是相同的，这里不再赘述。

本实用新型倾斜密封环配流机构可应用于柱塞数量为三个或三个以上的各种轴向柱塞装置，包括但不限于轴向柱塞马达、轴向柱塞泵。

上述通过具体实施例对本实用新型进行了详细的说明，这些详细的说明仅仅限于帮助本领域技术人员理解本实用新型的内容，并不能理解为对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员在本实用新型构思下对上述方案进行的各种润饰、等效变换等均应包含在本实用新型的保护范围内。