一种带有静压支撑的球形泵制造技术

本专利公开了一种带有静压支撑的球形泵，包括缸盖(1)、缸体(5)、活塞(2)、转盘(4)、主轴(6)及主轴支架(7)，缸盖(1)与缸体(5)连接形成球形内腔，主轴(6)的上端面上设置有滑槽(601)，转盘轴端部的滑靴(403)插入主轴(6)上端的滑槽(601)内，活塞(2)和转盘(4)铰接后与主轴(6)的上端活动连接后组成转子；在滑靴(403)的两平行侧面与滑槽(601)之间设置有静压支撑；静压支撑包括设置在转盘(4)上的第一液流通道(404)、第二液流通道(405)以及设置在滑靴(403)两平行侧面上的液体承压槽；本专利的优点是消除了球形泵运行过程中的不平衡力，减低了球形泵的功耗。

A spherical pump with hydrostatic support

【技术实现步骤摘要】
一种带有静压支撑的球形泵
本专利涉及一种变容积式机构，特别是一种带有静压支撑的球形泵。
技术介绍
球形泵是近年来新专利技术的一种全新结构的变容式机构，球形泵的优点是无进/排气阀、运动件少，各运动件之间为面接触，构成面密封结构，所以密封可靠等，可实现高压和结构微型化。现在球形泵在实践中已经有很多应用，为泵类机械的新型结构。但是，由于球形泵的活塞轴线和主轴之间有一个固定的夹角，两个工作室中的压力往复变化，当一个工作室为高压时，另一个工作室为低压，这样就会导致活塞和转盘向低压的一侧偏摆，挤压缸体球面，使该侧转盘与缸体球面之间的间隙变小，油膜或者水膜破坏，摩擦力加大，从而导致功耗增加，转子和滑靴异常磨损。
技术实现思路
本专利技术的目的就是设计一种带有静压支撑的球形泵，在球形泵转子滑靴上增加静压支撑，通过球形泵产生的液体压力平衡球形泵运转过程中的不平衡力，减小运行功耗，延长球形泵的寿命。本专利技术的技术方案是，一种带有静压支撑的球形泵，它包括：缸体，该缸体具有半球形内腔，在缸体上设置有贯通缸外的转盘轴过孔；缸盖，该缸盖具有半球形内腔，该缸盖的下端与所述缸体的上端固定连接形成一球形内腔，在该缸盖的内球面上设置有活塞轴孔、进液腰形孔和排液腰形孔，进液腰形孔和排液腰形孔在缸盖内球面上的孔口分别布置在垂直于活塞轴孔轴线的环形空间内，进液腰形孔与缸盖上端的进液孔连通，排液腰形孔与缸盖上端的排液孔连通；活塞，该活塞具有球形顶面、两个成一定角度的侧面和在两侧面下部的活塞销座，在活塞的球形顶面中央凸出一活塞轴，活塞轴的轴线通过活塞球形顶面的球心；所述活塞球形顶面与所述球形内腔具有相同的球心并形成密封动配合；转盘，该转盘在其上部具有与活塞销座相对应的转盘销座；在转盘的下端中心凸出一转盘轴，转盘轴通过转盘球面的球心，在转盘轴的端部固定设置有滑靴；该转盘上部和下端面之间的外周面为转盘球面，该转盘球面与所述球形内腔具有相同的球心并紧贴球形内腔形成密封动配合；主轴及主轴支架，该主轴通过主轴支架连接在缸体的下端，主轴支架与缸体的下端固定连接，主轴支架为主轴的旋转提供支撑；主轴的上端面上设置有滑槽；主轴的下端与动力机构连接；其中，所述活塞轴孔和转盘轴的轴线都通过所述球形内腔的球心，活塞轴孔的轴线与主轴的轴线的形成一夹角；所述转盘销座和活塞销座相配形成柱面铰链，柱面铰链的各配合面之间形成密封动配合；转盘轴从缸体的下端伸出后滑靴插入主轴上端的滑槽内，滑靴相互平行的两侧面与滑槽的两侧面相贴合并形成滑动配合；所述滑靴平行的两侧面对称布置在转盘轴线的两侧并与所述柱面铰链的轴线平行；主轴旋转驱动转盘和活塞时，滑靴在滑槽内往复滑动，活塞和转盘相对摆动，在所述转盘的上端面、所述活塞的两侧面与所述球形内腔之间形成容积交替变化的两个工作室；在滑靴的两平行侧面与滑槽之间设置有静压支撑；所述静压支撑包括设置在转盘上的第一液流通道、第二液流通道以及设置在滑靴两平行侧面上的液体承压槽，第一液流通道进口与其中一个工作室接通，第二液流通道进口与另一个工作室接通，第一液流通道出口和第二液流通道出口分别与滑靴两平行侧面上的液体承压槽接通；所述第一液流通道进口设置在转盘上端面与一个工作室接通，第一液流通道出口设置在滑靴的两平行侧面的其中一个侧面上，第一液流通道进口和第一液流通道出口分别处于转盘轴线所在的与滑靴两平行侧面平行的平面两侧；所述第二液流通道进口设置在转盘上端面与另一个工作室接通，第二液流通道出口设置在滑靴的两平行侧面的另一个侧面上，第二液流通道进口和第二液流通道出口分别处于转盘轴线所在的与滑靴两平行侧面平行的平面两侧；在滑靴侧面与滑槽贴合的侧面之间设置有滑靴衬板；滑靴平行的两侧面与两侧的滑靴衬板贴合并在滑槽内沿滑靴衬板表面往复滑动；所述液体承压槽包括设置在滑靴两平行侧面上的第一液体承压槽和第二液体承压槽，第一液流通道出口与第一液体承压槽接通，第二液流通道出口与第二液体承压槽接通，第一液体承压槽的截面尺寸大于第一液流通道出口的截面尺寸，第二液体承压槽的截面尺寸大于第二液流体通道出口的截面尺寸，第一液体承压槽和第二液体承压槽的表面略低于滑靴两侧平面；所述液体承压槽包括设置在滑靴两平行侧面上的第一多级承压槽和第二多级承压槽，第一液流通道出口与第一多级承压槽接通，第二液流通道出口与第二多级承压槽接通，第一多级承压槽的截面尺寸大于第一液流通道出口的截面尺寸，第二多级承压槽的截面尺寸大于第二液流体通道出口的截面尺寸，第一多级承压槽和第二多级承压槽的表面略低于滑靴两侧平面；第一多级承压槽和第二多级承压槽均包括一个基本承压槽和多个辅助承压槽，基本承压槽设置在滑靴两平行侧面的中央，基本承压槽的底部与第一液流通道出口或者第二液流通道出口接通，在基本承压槽的外周分别设置有多个辅助承压槽，多个辅助承压槽依次环绕在基本承压槽的外周；液体承压槽可以为圆形槽或者矩形槽，多级液体承压槽可以为多级圆形槽或者多级矩形槽；进一步的，还包括一冷却通道，在进液孔内设置有节流台阶，进液孔内的液体通过节流面节流后进入到吸液的工作室和冷却通道内；冷却通道的进口与进液孔接通，从进液孔分流来的冷却液依次经缸盖分流通道、缸体分流通道进入到缸体下端、主轴上端及主轴支架上端所形成空腔形成集液池，再依次经主轴支架回流槽、缸体回流通道、缸盖回流通道回流到进液孔内并被吸入到吸液的工作室内；进一步的，所述活塞销座为半圆柱结构，半圆柱的中部有凹槽，在半圆柱的中心轴线上设置有贯通的活塞销孔；所述转盘销座的两端为半圆柱凹槽，中部为凸起的半圆柱，在半圆柱的中心轴线上设置有贯通的转盘销孔；中心销插入所述转盘销座和活塞销座相配所形成的销孔中形成柱面铰链；中心销的两端为圆弧，圆弧的形状与球形内腔的形状相适配；进一步的，在所述活塞和转盘的外球面、活塞轴的外圆柱面、活塞销座的半圆柱的圆柱面设置有PEEK覆层；滑靴衬板的材料为PEEK；在主轴与缸体下端相配合的部分设置有缸体套，所述缸体套采用PEEK材料，在缸体套的内圆柱面和外圆柱面上设置有沿轴向贯通的冷却沟槽。本专利技术的优点是：消除了转子旋转过程由于两个工作室不对称压缩造成的不平衡力，在滑靴上设置静压支撑较小的力，由于杠杆作用就可以在转盘上获得较大的平衡力；保证活塞球面、转盘球面与球形内腔之间的间隙均匀，减小了摩擦损耗和摩擦力；同时减小了滑靴与滑槽之间的摩擦力；消除了球形泵运行过程中的不平衡力，保证了配合面之间的间隙，减低了球形泵的功耗，改善了冷却润滑条件好，延长了零件的失效时间；可用于油泵也可以用于水泵。附图说明图1：球形泵结构示意图；图2：图1中A-A剖视图；图3：图1中B-B剖视图；图4：缸盖结构示意图；图5：图4中C-C剖视图；图6：缸体结构示意图；图7：图6中D-D剖视图；图8：主轴结构示意图；图9：图8中E-E剖视图；图10：主轴支架结构示意图；图11：图10中H-H剖视图；图12：图10中F本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有静压支撑的球形泵，它包括：/n缸体(5)，该缸体(5)具有半球形内腔，在缸体(5)上设置有贯通缸外的转盘轴过孔；/n缸盖(1)，该缸盖(1)具有半球形内腔，该缸盖(1)的下端与所述缸体(5)的上端固定连接形成一球形内腔，在该缸盖(1)的内球面上设置有活塞轴孔(104)、进液腰形孔(105)和排液腰形孔(106)，进液腰形孔(105)和排液腰形孔(106)的孔口分别布置在缸盖(1)内球面上垂直于活塞轴孔(104)轴线的环形空间内，进液腰形孔(105)与缸盖(1)上端的进液孔(101)连通，排液腰形孔(106)与缸盖(1)上端的排液孔(102)连通；/n活塞(2)，该活塞(2)具有球形顶面、两个成一定角度的侧面和在两侧面下部的活塞销座，在活塞(2)的球形顶面中央凸出一活塞轴，活塞轴的轴线通过活塞球形顶面的球心；所述活塞球形顶面与所述球形内腔具有相同的球心并形成密封动配合；/n转盘(4)，该转盘(4)在其上部具有与活塞销座相对应的转盘销座；在转盘(4)的下端中心凸出一转盘轴，转盘轴通过转盘球面的球心，在转盘轴的端部固定设置有滑靴(403)；该转盘(4)上部和下端面之间的外周面为转盘球面，该转盘球面与所述球形内腔具有相同的球心并紧贴球形内腔形成密封动配合；/n主轴(6)及主轴支架(7)，该主轴(6)通过主轴支架(7)连接在缸体(5)的下端，主轴支架(7)与缸体(5)的下端固定连接，主轴支架(7)为主轴(6)的旋转提供支撑；主轴(6)的上端面上设置有滑槽(601)；主轴(6)的下端与动力机构连接；/n其中，所述活塞轴孔(104)和转盘轴的轴线都通过所述球形内腔的球心，活塞轴孔(104)的轴线与主轴(6)的轴线的形成一夹角；所述转盘销座和活塞销座相配形成柱面铰链，柱面铰链的各配合面之间形成密封动配合；转盘轴从缸体(5)的下端伸出后滑靴(403)插入主轴(6)上端的滑槽(601)内，滑靴(403)相互平行的两侧面与滑槽(601)的两侧面相贴合并形成滑动配合；所述滑靴(403)平行的两侧面对称布置在转盘轴线的两侧并与所述柱面铰链的轴线平行；主轴(6)旋转驱动转盘(4)和活塞(2)时，滑靴(403)在滑槽(601)内往复滑动，活塞(3)和转盘(4)相对摆动，在所述转盘(4)的上端面、所述活塞(3)的两侧面与所述球形内腔之间形成容积交替变化的两个工作室(1001)；在滑靴(403)的两平行侧面与滑槽(601)之间设置有静压支撑；所述静压支撑包括设置在转盘(4)上的第一液流通道(404)、第二液流通道(405)以及设置在滑靴(403)两平行侧面上的液体承压槽，第一液流通道进口(4041)与其中一个工作室(1001)接通，第二液流通道进口(4051)与另一个工作室(1001)接通，第一液流通道出口(4042)和第二液流通道出口(4052)分别与滑靴(403)两平行侧面上的液体承压槽接通。/n...

【技术特征摘要】
1.一种带有静压支撑的球形泵，它包括：
缸体(5)，该缸体(5)具有半球形内腔，在缸体(5)上设置有贯通缸外的转盘轴过孔；
缸盖(1)，该缸盖(1)具有半球形内腔，该缸盖(1)的下端与所述缸体(5)的上端固定连接形成一球形内腔，在该缸盖(1)的内球面上设置有活塞轴孔(104)、进液腰形孔(105)和排液腰形孔(106)，进液腰形孔(105)和排液腰形孔(106)的孔口分别布置在缸盖(1)内球面上垂直于活塞轴孔(104)轴线的环形空间内，进液腰形孔(105)与缸盖(1)上端的进液孔(101)连通，排液腰形孔(106)与缸盖(1)上端的排液孔(102)连通；
活塞(2)，该活塞(2)具有球形顶面、两个成一定角度的侧面和在两侧面下部的活塞销座，在活塞(2)的球形顶面中央凸出一活塞轴，活塞轴的轴线通过活塞球形顶面的球心；所述活塞球形顶面与所述球形内腔具有相同的球心并形成密封动配合；
转盘(4)，该转盘(4)在其上部具有与活塞销座相对应的转盘销座；在转盘(4)的下端中心凸出一转盘轴，转盘轴通过转盘球面的球心，在转盘轴的端部固定设置有滑靴(403)；该转盘(4)上部和下端面之间的外周面为转盘球面，该转盘球面与所述球形内腔具有相同的球心并紧贴球形内腔形成密封动配合；
主轴(6)及主轴支架(7)，该主轴(6)通过主轴支架(7)连接在缸体(5)的下端，主轴支架(7)与缸体(5)的下端固定连接，主轴支架(7)为主轴(6)的旋转提供支撑；主轴(6)的上端面上设置有滑槽(601)；主轴(6)的下端与动力机构连接；
其中，所述活塞轴孔(104)和转盘轴的轴线都通过所述球形内腔的球心，活塞轴孔(104)的轴线与主轴(6)的轴线的形成一夹角；所述转盘销座和活塞销座相配形成柱面铰链，柱面铰链的各配合面之间形成密封动配合；转盘轴从缸体(5)的下端伸出后滑靴(403)插入主轴(6)上端的滑槽(601)内，滑靴(403)相互平行的两侧面与滑槽(601)的两侧面相贴合并形成滑动配合；所述滑靴(403)平行的两侧面对称布置在转盘轴线的两侧并与所述柱面铰链的轴线平行；主轴(6)旋转驱动转盘(4)和活塞(2)时，滑靴(403)在滑槽(601)内往复滑动，活塞(3)和转盘(4)相对摆动，在所述转盘(4)的上端面、所述活塞(3)的两侧面与所述球形内腔之间形成容积交替变化的两个工作室(1001)；在滑靴(403)的两平行侧面与滑槽(601)之间设置有静压支撑；所述静压支撑包括设置在转盘(4)上的第一液流通道(404)、第二液流通道(405)以及设置在滑靴(403)两平行侧面上的液体承压槽，第一液流通道进口(4041)与其中一个工作室(1001)接通，第二液流通道进口(4051)与另一个工作室(1001)接通，第一液流通道出口(4042)和第二液流通道出口(4052)分别与滑靴(403)两平行侧面上的液体承压槽接通。


2.根据权利要求1所述的一种带有静压支撑的球形泵，其特征是：所述第一液流通道进口(4041)设置在转盘(4)上端面与一个工作室(1001)接通，第一液流通道出口(4042)设置在滑靴(403)的两平行侧面的其中一个侧面上，第一液流通道进口(4041)和第一液流通道出口(4042)分别处于转盘(4)轴线所在的与滑靴(403)两平行侧面平行的平面两侧；所述第二液流通道进口(4051)设置在转盘(4)上端面与另一个工作室(1001)接通，第二液流通道出口(4052)设置在滑靴(403)的两平行侧面的另一个侧面上，第二液流通道进口(4051)和第二液流通道出口(4052)分别处于转盘(4)轴线所在的与滑靴(403)两平行侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：王陆一，李正平，张五星，
申请(专利权)人：深圳市中安动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44