[发明专利]改进的叶片泵

说明书

技术领域

本发明一方面涉及改进的叶片泵。另一方面，本发明涉及改进的液压回路。又一个方面，本发明涉及具有改进的叶片固定装置的液压机。

背景技术

液压叶片泵用于泵送用于不同目的的不同机器内的液压流体。这种机器包括例如运土、工业和农业机器、废品收集车、拖网渔船、起重机和车辆动力转向系统。

液压叶片泵典型地具有外壳，其内形成腔室。一个转子可旋转地安装在外壳内。转子典型地为大致圆柱形并且腔室的形状为使得在转子的外壁与腔室的内壁之间形成一个或多个上升和下降区域。在上升区域，在转子的外壁与腔室的内壁之间展现相对较大的空间。在上升区域的引导侧，具有基本凸起的区域，尽管通常这里存在少量下降。有时这称为主要凸起或主要凸起区域。该主要凸起紧接着就是一个下降区域，其中转子的外壁与腔室的内壁之间的空间减小。转子通常具有多个狭槽并且可移动的叶片安装在狭槽内。当转子转动时，离心力导致叶片移至伸展位置同时穿过上升区域。当叶片沿下降区域移动时，借助接触腔室内壁的转子使叶片移至收缩位置同时它们移至转子与腔室之间的受限空间区域。液压流体润滑叶片和腔室的内壁。在上升、下降和主要凸起区域的外侧，转子的外壁与腔室的内壁之间的空间非常小。实际上，叶片伸展常常真正为零并且有时称为较小凸起。

液压叶片泵通常连接于驱动器，如马达或发动机的旋转输出轴，并且在缺少昂贵的空间侵入离合器或其它断开装置时，只要马达或发动机继续操作就继续泵送液压流体。泵的转子通常具有由马达或发动机的转速决定的转速。

Adams等人的美国专利3,421,413描述了一种滑片泵，其中液压被施加于每个叶片从而保持叶片与环绕运载叶片的转子的凸轮面具有最佳接合。该专利旨在确保叶片保持与环绕凸轮的最佳接触。

Erickson的美国专利3,586,466描述了一种具有带狭槽的转子和位于每个狭槽内的可移动叶片的旋转液压马达。转子轴颈安装在限定了三个环形间隔的月牙形压力室部分的腔室内。液压马达包括阀控制装置和能够可选地控制受压流体至压力室部分的流动的相关通道。这使得受压流体能够被供给压力室部分中的一个、两个或三个。当受压流体被送至三个压力室部分时，发生低速高转矩操作。当受压流体被送至两个压力室部分时，发生高速但低转矩操作。当受压流体被供给仅一个压力室部分时，发生更高速但更低转矩的操作。

Erickson的液压马达还包括通道设置，使得受压流体将径向向外的移动传至邻近压力室部分的入口通道的叶片并且将径向向内的移动传至邻近压力室部分的出口通道的叶片。因此，在叶片最初的沿圆周移动穿过压力室部分期间，每个叶片受到流体压力的径向向外的力从而与每个压力室部分的凹面或凹入表面密封结合，叶片受到压力室部分的沿圆周相反末端的流体压力被径向向内移动从而减小在对叶片施加很小或没有圆周压力的区域中每个叶片与腔室的内周表面部分之间的摩擦负载(参见第4栏，55-72行)。

US 3,421,413和US 3,586,466的全部内容在此明显地通过交叉引用而并入。

在我的共同待审国际专利申请PCT/AU2004/000951中，我描述了一种液压机，其中叶片可选地保持在收缩位置从而液压流体不工作，其中叶片可选地在收缩位置与伸展位置之间移动从而液压流体被叶片作用。该国际申请还描述了当叶片移入并穿过下降区域时叶片下的受压液压流体可被排出的多个排出装置。我的国际申请PCT/AU2004/000951的全部内容在此通过交叉引用并入。

改进液压流体叶片泵的压力和速度能力的一个已知的限制在于施加于中象限的下叶片区域的失衡力。考虑此，液压叶片泵典型地具有位于上升区域的开始处的入口(如果泵具有一个以上的上升区域，它将具有一个以上的入口)。入口将低压液压流体(为方便计，“液压流体”下面都称作“油”)供至上升区域。当叶片移动，油穿过上升区域进入主要凸起并接着进入下降区域时，油受压。受压的油通过与泵的每个下降区域相关的出口离开。

还已知，在许多液压叶片泵中，下叶片区域暴露于已经受到出口压力的受压的油中。这就导致施加于叶片的失衡力。例如，当叶片位于压力(或出口)象限上，叶片在叶片的外部梢端和叶片下部都暴露于高压的油。因此，油施加在叶片上的力位于平衡状态。但是，在抽吸(或入口)象限中，叶片的梢端暴露于低压入口油中同时叶片的底部暴露于高压油中。这导致压力失衡，作用为向外推动叶片。这种力可能会超过泵的标准极限。如果发生这种情形，叶片可能被驱动穿过油的应当位于叶片梢端与泵室之间的保护膜。如果发生这种情形，就导致对叶片的损坏。

已有限制这些力的一些尝试，包括：