申请/专利权人：浙江工业大学

申请日：2020-09-30

公开（公告）日：2024-06-07

公开（公告）号：CN112065682B

主分类号：F04B9/04

分类号：F04B9/04;F04B1/02;F04B53/16;F04B53/14;F04B53/18;F04B53/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.07#授权;2020.12.29#实质审查的生效;2020.12.11#公开

摘要：叠柱式二维活塞单体泵，包括由端盖、主泵体和辅泵体共同围成的泵体内腔，泵体内腔设有花轴、滚珠排、泵芯组件和圆柱滚轮；辅泵体的外壁面设有用于吸油的辅泵体环形槽，主泵体的外壁面设有用于排油的主泵体环形槽，泵芯组件包括活塞环组件和同心环组件，活塞环组件包括活塞环内轨道、活塞环外轨道和活塞环，同心环组件包括同心环内轨道、同心环外轨道、第一同心环和第二同心环；活塞环、第一同心环、第二同心环和主泵体围合成左右两个工作容腔，活塞环组件和同心环组件同轴且相对的嵌套于花轴上并随花轴转动，同时在圆柱滚轮的约束下进行方向相反的轴向往复运动。本发明大幅增加了泵排量，改善了油液吸入特性，提高了运行稳定性和使用寿命。

主权项：1.叠柱式二维活塞单体泵，其特征在于：包括沿轴心线依次且同轴设置的端盖（3）、辅泵体（5）和主泵体（6），辅泵体（5）的左端面固定安装有端盖（3），辅泵体（5）的右端与主泵体（6）的左端固定连接，端盖（3）、主泵体（6）和辅泵体（5）共同围成泵体内腔，泵体内腔设有花轴（1）、滚珠排（2）、泵芯组件（4）和圆柱滚轮（7）；定义端盖（3）所在的一端为左端，轴向是所述的轴心线方向或平行于所述轴心线的方向，周向是围绕所述的轴心线方向，内侧是靠近轴心线的方向，外侧是远离轴心线的方向；所述主泵体（6）为双层筒状结构，包括由内而外依次套合的内筒和外筒，内筒的左端有部分露出外筒并伸入至辅泵体（5）内，内筒的右端与外筒之间连接有第一环形圈，且内筒、第一环形圈和外筒连为一个整体；主泵体（6）的壁面沿与第一环形圈相对应的位置周向均布有若干用于排油的油道长通孔（A5），油道长通孔（A5）自外筒、第一环形圈斜向贯穿至内筒的中部；主泵体（6）的外壁面沿与油道长通孔（A5）相对应的位置周向设有主泵体环形槽（A6），油道长通孔（A5）沟通主泵体环形槽（A6）；所述辅泵体（5）为单层筒状结构，辅泵体（5）与内筒的左端之间设有第二环形圈，辅泵体（5）与第二环形圈连为一个整体；辅泵体（5）的壁面沿周向均布有若干用于吸油的油道短通孔（A7），油道短通孔（A7）位于靠近第二环形圈左端的位置，辅泵体（5）的外壁面沿与油道短通孔（A7）相对应的位置周向设有辅泵体环形槽（A9），油道短通孔（A7）沟通辅泵体环形槽（A9）；第一环形圈沿周向间隔设有若干主泵体滚轮腔（A1），第二环形圈沿周向间隔设有若干辅泵体滚轮腔（A8），油道短通孔（A7）有部分与辅泵体滚轮腔（A8）连通，主泵体滚轮腔（A1）和辅泵体滚轮腔（A8）以相位相同的方式配置；主泵体滚轮腔（A1）靠近辅泵体滚轮腔（A8）的一侧还开设有滚轮吸油槽（A3），主泵体滚轮腔（A1）和辅泵体滚轮腔（A8）沟通滚轮吸油槽（A3）；主泵体滚轮腔（A1）内的上下两端设有轴向的滚轮移动槽（A2）；主泵体（6）内筒的壁面沿周向开有与油道长通孔（A5）间隔均布的若干油道内孔（A4），滚轮吸油槽（A3）沟通油道内孔（A4）；所述圆柱滚轮（7）成对安装在主泵体滚轮腔（A1）和辅泵体滚轮腔（A8）中，圆柱滚轮（7）包括圆柱滚圈（41）和轴承（42），圆柱滚圈（41）与泵芯组件（4）的轨道相匹配；安装在辅泵体滚轮腔（A8）内的圆柱滚轮（7）的圆柱滚圈（41）中安装有滚轮轴（44），安装在主泵体滚轮腔（A1）内的圆柱滚轮（7）的圆柱滚圈（41）中安装有球头滚轮轴（43），球头滚轮轴（43）能沿滚轮移动槽（A2）轴向移动，并通过紧靠相邻的圆柱滚轮（7）和泵芯组件（4）的轨道进行轴向约束；所述花轴（1）的轴心线与辅泵体（5）和主泵体（6）的轴心线重合，花轴（1）分为圆柱段和十字轴段，其中圆柱段穿设端盖（3），十字轴段上设有两组相位差90度的轴向翼缘，相邻轴向翼缘之间形成滑动槽；所述泵芯组件（4）包括活塞环组件和同心环组件，活塞环组件包括一组活塞环长键（32），活塞环长键（32）的外侧套设有活塞环（33），活塞环长键（32）的左右两端分别通过卡槽和台阶同轴设有活塞环内轨道（31）和活塞环外轨道（34），并通过螺栓固定连接；一组活塞环长键（32）对称设置在十字轴段的滑动槽内，并能沿花轴（1）轴向滑动；活塞环（33）表面间隔均布有开口方向相反的左U型配流槽（A10a）、右U型配流槽（A10b）各若干个，其槽宽与间隔距离相等且与主泵体（6）的油道内孔（A4）和油道长通孔（A5）的内径相匹配；活塞环内轨道（31）和活塞环外轨道（34）轴心线方向的投影呈圆环状，活塞环外轨道（34）的内径大于活塞环内轨道（31）的外径；活塞环内轨道（31）和活塞环外轨道（34）朝向相对的轴向端面上分别设有凸轮轮廓曲面，凸轮轮廓曲面沿凸轮轴向的投影呈圆环形，并带有轴向的周期性起伏；活塞环内轨道（31）和活塞环外轨道（34）的凸轮轮廓曲面以半个周期相位差相对布置，即活塞环内轨道（31）曲面最高点轴向对应活塞环外轨道（34）曲面最低点；所述同心环组件包括一组同心环长键（37），同心环长键（37）的左端安装有第一同心环（36）和同心环外轨道（35），同心环长键（37）的右端安装有第二同心环（38）和同心环内轨道（39）；一组同心环长键（37），对称设置在十字轴段的滑动槽内，并能沿花轴（1）轴向滑动；同心环内轨道（39）和同心环外轨道（35）轴心线方向的投影呈圆环状，同心环外轨道（35）的外径大于同心环内轨道（39）的内径；同心环内轨道（39）和同心环外轨道（35）朝向相对的轴向端面上分别设有凸轮轮廓曲面，凸轮轮廓曲面沿轴心线方向的投影呈圆环形，并带有轴向的周期性起伏；同心环内轨道（39）和同心环外轨道（35）的凸轮轮廓曲面以半个周期相位差相对布置，即同心环内轨道（39）曲面最高点轴向对应同心环外轨道（35）曲面最低点；所述活塞环组件和同心环组件同轴且相对的嵌套于花轴（1）上，活塞环长键（32）与轴向翼缘之间、同心环长键（37）与轴向翼缘之间均设有滚珠排（2）；同心环外轨道（35）套设在活塞环内轨道（31）的外侧，活塞环外轨道（34）套设在同心环内轨道（39）的外侧；活塞环外轨道（34）的曲面最高点轴向对应同心环外轨道（35）曲面最高点；活塞环组件和同心环组件随花轴（1）转动的同时，在圆柱滚轮（7）的约束下进行轴向往复运动，且方向相反；所述凸轮轮廓曲面的周期、油道短通孔（A7）、油道长通孔（A5）、主泵体滚轮腔（A1）、辅泵体滚轮腔（A8）、油道内孔（A4）、左U型配流槽（A10a）和右U型配流槽（A10b）的数量均相等；所述活塞环（33）、第一同心环（36）和主泵体（6）之间围合成左闭腔（A11），活塞环（33）、第二同心环（38）和主泵体（6）之间围合成右闭腔（A12）；活塞环（33）、第一同心环（36）、第二同心环（38）和主泵体（6）都为间隙配合；主泵体环形槽（A6）通过油道长通孔（A5）与左闭腔（A11）、右闭腔（A12）沟通，辅泵体环形槽（A9）通过油道短通孔（A7）与泵体内腔沟通，泵体内腔中充盈有油液，泵体内腔通过油道内孔（A4）与左闭腔（A11）、右闭腔（A12）沟通；所述泵芯组件（4）以轴心线旋转时，左闭腔（A11）和右闭腔（A12）的容积大小随活塞环组件和同心环组件方向相反的往复运动而发生周期性变化，并依次与油道长通孔（A5）、油道内孔（A4）沟通，连续从辅泵体环形槽（A9）吸油，向主泵体环形槽（A6）排油；所述端盖（3）与辅泵体（5）之间设有密封圈，花轴（1）圆柱段的端面上开设有花键孔，端盖（3）通过台阶和挡圈固定在花轴（1）圆柱段，并通过U型密封圈密封；所述主泵体（6）和辅泵体（5）互相嵌合，并通过螺柱连接。

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