[发明专利]一种全水润滑阀配流柱塞水泵

说明书

技术领域

本发明涉及容积式水压泵技术领域，具体涉及一种阀配流柱塞式水压泵。

背景技术

随着世界能源危机的出现及人们环保意识的提高，以及水介质本身所具有的特殊理化特性，使得水液压技术在许多领域（如水下作业，救援灭火，食品加工等）具有油压系统无法比拟的优势，从而使得水液压技术获得了极大的重视，并且得到了快速的发展。

水液压泵是水液压系统中的关键动力元件，是水液压系统的心脏，其性能优劣直接决定着整个水液压系统的性能优劣。目前国际上阀配流的水液压柱塞泵主要有如下两种结构型式：

第一种是油水分离阀配流结构。如美国Delaware大学、日本三菱重工及我国华中科技大学相继研发的水液压泵等，这种结构采用配流阀配流，主要摩擦副（如柱塞球头/滑靴球窝、滑靴靴底/斜盘、各类轴承等）均采用油（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，泵的寿命主要取决于密封圈的寿命，而且油（脂）的泄漏极易造成产品和环境的污染。此类泵是水液压技术发展初期的一种技术过渡，暂时用于解决水润滑摩擦副材料短缺的难题。

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，但是由于受结构限制，受力状况比较恶劣，润滑条件比较差，摩擦副磨损严重，泵的寿命得不到保证。如专利文献CN1434209A公开的一种水压泵，其主轴为通轴式结构，主轴两端的滑动支撑轴承受结构限制，尺寸难以加大，径向承载能力难以提高，从而限制了斜盘倾角的增大（该泵斜盘倾角只有10°，而一般斜盘式轴向柱塞泵的斜盘倾角达到15°以上），进一步限制了该泵功率密度的提高。专利文献CN101949374A公开的水压泵采用斜盘静止缸体旋转的结构方式，此方案解决了斜盘动不平衡的问题，但是由于缸体内的配流阀及柱塞运动的不平衡状态，导致缸体存在比较严重的动不平衡问题，并且其增加了三对摩擦副，尤其是缸体的推力滑动轴承摩擦副，降低了水压泵的可靠性，而且配流阀的径向布置，加大了水压泵的径向尺寸，使得水压泵的体积质量加大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全水润滑阀配流柱塞式水压泵，其可实现所有的摩擦副的水润滑，从结构上避免了油水分离式液压泵由于密封和压力水渗入润滑油腔而引起的失效，能够保证在额定压力工作条件下，该泵具有较高的容积效率和功率质量比，同时减小摩擦副在高速重载条件下的摩擦磨损，提高泵的使用寿命。该泵适宜以海水或淡水作为工作介质，也适宜以其他低粘度流体作为工作介质。

本发明提供的阀配流柱塞式全水润滑水压泵包括泵主体，该泵主体包括腔体、水压泵入水口和水压泵出水口；旋转单元，该泵旋转单元包括旋转主轴，并布置于该泵主体内；支撑单元，该泵支撑单元布置于该泵主体内，该支撑单元包括轴向支撑单元和径向支撑单元，轴向支撑单元设计为滑动推力轴承或推力调心滚子轴承，径向支撑单元设计为径向滑动轴承；以及柱塞配流单元，该泵柱塞配流单元布置于该缸体内，该柱塞配流单元包括配流阀组件和柱塞滑靴组件，配流阀组件包括压出阀组件和吸入阀组件；

其中，该柱塞滑靴组件布置于该腔体内，并将该腔体分成相互独立的压力腔和润滑腔，所述压出阀组件与所述压力腔相通，所述吸入阀组件与所述润滑腔相通，所述旋转单元及所述支撑单元均设置于所述润滑腔内，所述润滑腔与水压泵入水口相通，所述压力腔与水压泵出水口相通；

该柱塞滑靴组件在所述旋转主轴的带动下进行往复运动，使得所述吸入阀组件和压出阀组件通过水压泵入水口和水压泵出水口进行吸水和排水动作，同时水压泵入水口通过流道与润滑腔相通，向润滑腔输送水以给所述旋转单元和所述支撑单元提供流体润滑。

该旋转单元还包括依次设于所述旋转主轴上的斜盘、回程盘、中心球铰和回程弹簧。其中所述斜盘置于所述旋转主轴的大端空心腔内，通过销钉联接与旋转主轴固定，所述回程盘的一侧与所述中心球铰相接触，所述回程盘的另一侧与所述滑靴相接触，所述中心球铰置于缸体中心孔内，通过置于缸体中心孔内的回程弹簧的作用，所述回程盘将所述滑靴的底部压紧于所述斜盘的表面，进而使得所述旋转主轴的旋转运动经所述斜盘滑靴传递到柱塞，促使柱塞做往复运动。

该支撑单元置于所述润滑腔内，所述径向支撑单元采用滑动轴承结构，滑动轴承静环设置于壳体上，动环设置于所述旋转主轴大端外周面。所述径向滑动轴承用于支撑主轴所受到的径向力，所述推力轴承主要用于支撑主轴所受到的轴向力。

本发明的技术效果体现在如下几个方面：