[发明专利]纯水液压通轴式球面配流轴向柱塞泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种在纯水液压传动技术中使用的动力元件。

背景技术

直接以过滤后的自然水（含海水和淡水）作为工作介质的纯水液压传动技术具有清洁、无污染、无火灾危害等优点，近年来，随着新型工程材料的应用、先进制造技术的发展、纯水液压传动理论研究的深入，西方发达工业国家已经使纯水液压传动技术走出实验室，开发出商品化产品，广泛应用于食品、造纸、纺织、医疗器械、消防、冶金、采矿、原子能动力厂、海洋开发等领域。而我国自上个世纪90年代初开始进行纯水液压传动技术方面的研究工作，但发展速度较为缓慢，目前尚无定型产品投向市场，纯水液压关键元件仍需依赖大量进口。

纯水液压泵是纯水液压系统中的关键动力元件，其性能决定着整个纯水液压系统的性能。到目前为止，国外已开发出来的纯水液压泵以轴向柱塞式结构居多，主要有三种结构：

第一种是油水分离阀配流结构。这种结构采用锥阀配流，主要摩擦副采用油（脂）润滑，需要采取措施将工作介质水和润滑油（脂）隔开，密封结构较为复杂。这种结构是在纯水液压技术发展初期时采用的过渡技术。

第二种是全水润滑阀配流结构。这种结构是在第一种结构的基础上发展起来的，主要摩擦副直接采用水润滑，采用这种结构适合高压小流量的需要，但结构复杂，自吸能力较差、主轴转速受到限制。

第三种是全水润滑端面配流结构。这种结构通过配流盘端面进行配流，主要摩擦副直接采用水润滑。代表产品是丹麦DANFOSS公司生产的系列纯水液压轴向柱塞泵，采用半轴式平面配流结构，缸体上带有浮动盘，结构较为复杂，自吸能力较差。

在国外，美国专利（专利号：6000316）公布了一种轴向柱塞泵，该泵为全水润滑半轴式前斜盘结构，缸体通过插盘与配流盘紧贴，自吸能力受到限制。在国内目前尚无定型的商品化纯水液压泵。中国专利（专利号：ZL00113140.0）公布了一种低粘度流体用柱塞泵，该泵为全水润滑半轴式端面配流结构，其柱塞为中空薄壁筒装结构，试图通过柱塞压缩时形成的压力使柱塞薄壁段呈鼓状弹性变形，从而使压铸有树脂材料的柱塞外表面与缸体内壁形成更为有效的密封的作用，但实际效果尚未见到报道。中国专利（专利号：ZL03118632.7）公布了一种轴向柱塞式水液压泵，该泵采用全水润滑阀配流结构，主轴带动斜盘转动，而缸体静止不动，结构较为复杂，加工难度较大。中国专利（专利号：ZL2004118632.7）公布了一种水介质用轴向柱塞泵，该泵采用较为新颖的轴配流半轴式结构，但配流轴、缸体的锥面结构较为复杂，工艺性较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种纯水液压通轴式球面配流轴向柱塞泵，它利用过过滤后的自然水（含海水和淡水）作为工作介质和润滑介质，为纯水液压系统提供高压水源。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种纯水液压通轴式球面配流轴向柱塞泵，包括由前端盖、壳体和后端盖组成的外壳；采用通轴式结构，主轴的前、后轴颈分别与位于前端盖中心的前滑动轴承和位于后端盖中心的后滑动轴承转动相连，主轴分别与位于壳体内腔的缸体和球铰通过花键连接；

沿着缸体的中心轴线设有缸体中心孔，在缸体的同一圆周上均布有与缸体中心轴线相平行的奇数个的柱塞孔，柱塞孔环绕着缸体中心孔；每个柱塞孔配设一套柱塞-滑靴组件，每套柱塞-滑靴组件由柱塞和滑靴组成，在每个柱塞的端部设置球头，球头与滑靴的球窝构成滑靴球铰副，柱塞孔与置于柱塞孔内的柱塞构成柱塞副；在缸体的配流端面设有与柱塞孔的数量相同的配流窗，每个配流窗一一对应的与1个柱塞孔相连通；

在回程盘的中心轴线处设有内球窝面，在回程盘的同一圆周上均布有与其中心轴线相平行的、与柱塞孔数量相同的圆孔，圆孔的直径大于滑靴小外圆面且小于滑靴大外圆面，每个圆孔分别对应地套在1个滑靴的小外圆面上；回程盘的内球窝面与球铰的外球面构成中心球铰副；

置于缸体中心孔中的中心弹簧的一端通过挡圈将缸体压在配流盘的左端面上，从而使配流盘的右端面抵着后端盖，配流盘与后端盖固定相连；缸体配流端面和配流盘构成球面配流副；中心弹簧的另一端依次通过弹簧座、压杆、球铰和回程盘将每个滑靴端面压在斜盘上，从而使斜盘的左端面抵着前端盖，斜盘与前端盖固定相连；滑靴端面与斜盘表面构成滑靴副；

柱塞内设有柱塞中心孔，在球头内设有柱塞球头中心孔，在滑靴内开有滑靴中心孔，柱塞孔、柱塞中心孔、柱塞球头中心孔、滑靴中心孔和滑靴与斜盘的接触面依次相连通；