一种基于水或水溶液润滑的高压水泵的制作方法

本技术涉及水或水溶液润滑的高压水泵。

背景技术：

1、高压水泵用于生产高压水，作为核心部件，广泛应用于高压清洗、细雾灭火、海水淡化等领域。

2、目前广泛应用的高压水泵有往复式泵，水润滑轴向柱塞泵。

3、往复式泵具有悠久的历史，大量用于生产高压水，主要由曲轴、连杆、十字头、柱塞等部件组成，采用润滑油对动力端进行润滑，需要采用密封圈对增压水进行密封，同时隔绝水和润滑油。该类型泵最主要的问题在于：需要定期更换润滑油，且润滑油会污染环境；密封圈的寿命较短，更换麻烦。

4、上世界90年代，以丹佛斯为代表成功推出了商业化的水润滑轴向柱塞泵，相比往复式泵具有环保、免维护等优点；但输出压力低，抗水质污染能力差，结构复杂，且价格高。

5、现有技术的水润滑高压柱塞泵选用偏心轮轴作为驱动机构，偏心轮外套设有推力环结构，偏心轮轴旋转时，推力环结构推动柱塞运动实现水或者水溶液的增压输出。

6、当偏心轮轴采用三个或更多的偏心轮时，由于优选各偏心轮外径尺寸相同，并在旋转方向上各偏心轮间具有相位差；圆环形状的推力环，无法穿过两侧偏心轮套接在中部位置的偏心轮上。

7、前期，采用传统组合式偏心轮轴结构来解决这一装配问题。具体实现方式为：将偏心轮和轴体单独制备，将中心位置偏心轮过盈压装在轴体上后，装配中心位置偏心轮对应的推力环，进一步再装配靠外侧的偏心轮及推力环。

8、在水润滑柱塞水泵中，柱塞运动可以对水增压，反过来，升高压力的水对柱塞施加面向偏心轮轴方向的反作用力；柱塞将力传导到推力环，推力环继续将力作用于偏心轮轴。因为水的压力可以高达几十兆帕，这一反作用力可能超过一万牛顿。因为偏心轮轴采用两端轴承支撑结构，轴承间的跨距可达200mm以上，偏心轮轴在位于轴中部的高反作用力载荷下，会产生显著挠曲变形。对于滚动轴承，普遍对轴的挠度变形有严格的控制要求(如使用滚子轴承，轴承安装部位轴的挠曲变形不能超过4弧分)；如果不能良好控制轴的挠曲变形，将显著降低轴承寿命，并增大轴承噪音。此外，轴挠曲变形也会增大柱塞所受到的弯矩，增大柱塞和柱塞腔的磨损及泄漏。

9、传统组合式偏心轮虽然制造实现简单，但由于偏心轮和主轴材料不连续，面向更高功率泵的应用需求，暴露出偏心轴抗弯刚度弱的问题；为满足使用刚度需求，传统采用增加轴径尺寸等提高刚度措施将显著增加偏心轴的尺寸和重量，破坏了泵的经济性和使用便捷性。

10、基于此，急需一种新型的高刚性轴方案来解决水泵实现面临的上述问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种基于水或水溶液润滑的高压水泵，以解决上述现有技术存在的问题，显著提高了主轴的抗挠曲特性，并且能够实现推力环结构的便利安装，结构简单、紧凑，重量轻。

2、为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

3、本实用新型提供一种基于水或水溶液润滑的高压水泵，包括驱动机构、至少一个柱塞、柱塞腔以及壳体；所述驱动机构包括偏心轮轴，所述偏心轮轴包括主轴和设置在所述主轴上的若干偏心轮；所述主轴的两端为轴承支撑段，所述偏心轮位于所述壳体中，所述偏心轮所在的所述壳体内空间还用于填充水或水溶液；所述偏心轮轴旋转时，能够推动所述柱塞在所述柱塞腔中运动实现对水或水溶液的增压；

4、所述偏心轮为整体式偏心轮或者组合式偏心轮，所述整体式偏心轮与所述主轴间构成材料连续；所述组合式偏心轮包括加强芯轴和偏心轮套，所述加强芯轴在垂直于所述主轴中心线的投影面的轮廓曲线为非圆形状，所述偏心轮套套接在所述加强芯轴的外侧，所述加强芯轴能够带动所述偏心轮套同步旋转，所述加强芯轴与所述主轴间构成材料连续；

5、当所述偏心轮为三个时，至少位于中心位置的一个所述偏心轮为所述整体式偏心轮，至少位于最外侧的一个所述偏心轮为所述组合式偏心轮；

6、当所述偏心轮为四个时，至少位于中心位置的两个所述偏心轮为所述整体式偏心轮，至少位于最外侧的一个所述偏心轮为所述组合式偏心轮。

7、优选地，所述加强芯轴在垂直于所述主轴中心线的投影面的轮廓曲线包围在所述轴承支撑段在垂直于所述主轴中心线的投影面的轮廓曲线的外围；同时，所述加强芯轴在垂直于所述主轴中心线的投影面的轮廓曲线被相邻的所述整体式偏心轮在垂直于所述主轴中心线的投影面的轮廓曲线所包围。

8、优选地，所述驱动机构还包括推力环，各所述推力环分别套接在一所述偏心轮的外侧，所述推力环与所述偏心轮能够相对转动，所述偏心轮轴旋转时，所述推力环能够在与所述柱塞的接触面上滚动并推动所述柱塞在所述柱塞腔中运动实现对水或水溶液的增压。

9、本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

10、针对水润滑柱塞泵偏心轮轴面临的挠曲变形问题，本实用新型提供的偏心轮轴相比原有的组合式偏心轮结构方式，显著提高了主轴的抗挠曲特性，进而延长高压水泵的使用寿命，并且能够实现推力环结构的便利安装，结构简单、紧凑，重量轻。

技术特征：

1.一种基于水或水溶液润滑的高压水泵，其特征在于：包括驱动机构、至少一个柱塞、柱塞腔以及壳体；所述驱动机构包括偏心轮轴，所述偏心轮轴包括主轴和设置在所述主轴上的偏心轮；所述主轴的两端为轴承支撑段，所述偏心轮位于所述壳体中，所述偏心轮所在的所述壳体内空间还用于填充水或水溶液；所述偏心轮轴旋转时，能够推动所述柱塞在所述柱塞腔中运动实现对水或水溶液的增压；

2.根据权利要求1所述的基于水或水溶液润滑的高压水泵，其特征在于：所述加强芯轴在垂直于所述主轴中心线的投影面的轮廓曲线包围在所述轴承支撑段在垂直于所述主轴中心线的投影面的轮廓曲线的外围；同时，所述加强芯轴在垂直于所述主轴中心线的投影面的轮廓曲线被相邻的所述整体式偏心轮在垂直于所述主轴中心线的投影面的轮廓曲线所包围。

3.根据权利要求2所述的基于水或水溶液润滑的高压水泵，其特征在于：所述驱动机构还包括推力环，各所述推力环分别套接在一所述偏心轮的外侧，所述推力环与所述偏心轮能够相对转动，所述偏心轮轴旋转时，所述推力环能够在与所述柱塞的接触面上滚动并推动所述柱塞在所述柱塞腔中运动实现对水或水溶液的增压。

4.一种基于水或水溶液润滑的高压水泵，其特征在于：包括驱动机构、至少一个柱塞、柱塞腔以及壳体；所述驱动机构包括偏心轮轴，所述偏心轮轴包括主轴和设置在所述主轴上的偏心轮；所述主轴的两端为轴承支撑段，所述偏心轮位于所述壳体中，所述偏心轮所在的所述壳体内空间还用于填充水或水溶液；所述偏心轮轴旋转时，能够推动所述柱塞在所述柱塞腔中运动实现对水或水溶液的增压；

5.根据权利要求4所述的基于水或水溶液润滑的高压水泵，其特征在于：所述加强芯轴在垂直于所述主轴中心线的投影面的轮廓曲线包围在所述轴承支撑段在垂直于所述主轴中心线的投影面的轮廓曲线的外围；同时，所述加强芯轴在垂直于所述主轴中心线的投影面的轮廓曲线被相邻的所述整体式偏心轮在垂直于所述主轴中心线的投影面的轮廓曲线所包围。

6.根据权利要求4所述的基于水或水溶液润滑的高压水泵，其特征在于：所述驱动机构还包括推力环，各所述推力环分别套接在一所述偏心轮的外侧，所述推力环与所述偏心轮能够相对转动，所述偏心轮轴旋转时，所述推力环能够在与所述柱塞的接触面上滚动并推动所述柱塞在所述柱塞腔中运动实现对水或水溶液的增压。

技术总结
本技术提供一种基于水或水溶液润滑的高压水泵，涉及高压柱塞泵技术领域，包括驱动机构、至少一个柱塞、柱塞腔以及壳体，所述驱动机构包括偏心轮轴和推力环，所述偏心轮轴包括主轴和设置在所述主轴上的若干偏心轮，所述偏心轮分别为整体式偏心轮和组合式偏心轮。本技术提供的偏心轮轴相比原有的组合式偏心轮结构方式，显著提高了主轴的抗挠曲特性，进而延长高压水泵的使用寿命，并且能够实现推力环结构的便利安装，结构简单、紧凑，重量轻。

技术研发人员：张帆
受保护的技术使用者：上海驭波者流体科技有限公司
技术研发日：20230704
技术公布日：2024/3/21