[发明专利]一种适用于高压大流量的内啮合齿轮泵

说明书

技术领域

本发明是涉及一种齿轮泵，特别是涉及一种适用于高压大流量工况下的内啮合齿轮泵。

背景技术

高压液压系统在铸造机、注塑机和锻造机等诸多设备中有着广泛的应用。当前，伴随着军用设备与海洋钻井平台等高端装备的发展，液压系统进一步的高压化成为了一种必然趋势。超高压大流量液压系统前景广阔，其中最大的挑战在于优质液压泵的研制。

内啮合齿轮泵具有噪声低、困油小、结构紧凑和自吸能力强等突出特点而被广泛用于各类工程机械，但在高压下轴受到的不平衡径向力迅速加大，轴承受过大径向力易变形。因此，为了适应高端装备的发展，研制适用于高压大流量工况下的内啮合齿轮泵有着重要的意义。

近年来，为拓展其在高压大流量领域的应用范围，提出了多种提高泵压力和流量的设计方案：（1）在提高泵的工作压力方面，采用侧板和月牙块等浮动补偿装置，减小泵的轴向及径向间隙，从而减小泵的内泄漏（如参考专利US4132514和201210048619.0），或采用两组齿轮并联的方式，减小轴所受的径向不平衡力，增大泵高压工况下的抗压能力（如参考专利201010531833.2）。（2）在增大泵的输出流量方面，采用多组齿轮副并联，各组泵的高压区与出油口连通，以增大泵的总输出流量（如参考专利201210393091.0和201120247695.5），或通过优化齿轮的齿形，增加转子组的容量，以提高泵的输出流量（如参考专利200480018532.2和200680004677.6）。上述方法有助于提高泵的压力或流量，但无法同时满足高压和大流量的工作需求。

为同时满足高压和大流量的需求，一种多级双圆弧齿轮泵（如参考专利2007100899328）被提出。该方案利用圆弧齿轮的优化齿形提高泵的排量，结合结构设计提高泵的输出压力，且具有效率高等优点，但仍存在以下一些不足，主要表现为：

1）泵的输入轴所受扭矩大、易变形，高压化存在瓶颈。输入轴上设置有多个主动齿轮，单电机同时带动多齿轮副转动，轴两端的扭矩差大、加大了轴的设计难度；此外，输入轴需要较大轴向尺寸以满足多齿轮需求，这使其在不平衡径向力作用下更易发生变形破坏，难以满足高压化需求。

2）电机的输入功率均分至各级齿轮副，各级泵输出流量/压力随之减小。单输入轴同时带动N个主动齿轮转动，各级齿轮副功率为电机功率的1/N；泵内进出油口间的压差与流量的乘积等于泵的输入功率，因此输入功率的降低，致使各级泵输出的压力/流量提升受到显著抑制。

3）齿轮泵流量脉动大，难以满足高精度液压系统需求。单一齿轮副的输出流量随着啮合点的变化而改变，并形成不均匀的输出流量，这将引发较为明显的流量和压力脉动，难以满足高精度的液压系统的需求。

发明内容

本发明目的是提供一种适用于高压大流量的内啮合齿轮泵，泵内油液经过多级加压，油液的输出压力和流量大幅提升，同时两路油液在出口处叠加，显著降低了泵的输出流量和压力的脉动，为齿轮泵应用于高精度液压体统提供了新的途径。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种适用于高压大流量的内啮合齿轮泵，包括一具有进油口与出油口的泵，其特征在于，所述泵体内设有具有内齿及外齿的第一双齿圈和第二双齿圈，所述第一双齿圈和第二双齿圈相向旋转且外齿相互啮合，所述第一双齿圈和第二双齿圈外齿进入啮合的一侧与泵体间形成中压区；

所述第一双齿圈内还偏心设有外齿与第一双齿圈的内齿相啮合的第一齿轮轴，所述第一双齿圈内齿与第一齿轮轴外齿围成形成两侧逐渐变窄且对称的月牙形空间，空间内布置有月牙状的第一月牙块，所述第一双齿圈内齿与第一齿轮轴外齿脱离啮合处与第一月牙块之间形成中压A区，第一双齿圈内齿与第一齿轮轴外齿进入啮合处与第一月牙块之间形成高压A区；

所述第二双齿圈内还偏心设有外齿与第二双齿圈的内齿相啮合的第二齿轮轴，所述第二双齿圈内齿与第二齿轮轴外齿围成形成两侧逐渐变窄且对称的月牙形空间，空间内布置有月牙状的第二月牙块，所述第二双齿圈内齿与第二齿轮轴外齿脱离啮合处与第二月牙块之间形成中压B区，第二双齿圈内齿与第二齿轮轴外齿进入啮合处与第二月牙块之间形成高压B区；

所述进油口与第一双齿圈和第二双齿圈外齿脱离啮合的一侧相连通，所述中压区、中压A区和中压B区相连通，所述高压A区及高压B区与出油口相连通。

进一步的，所述泵体内第二双齿圈、第一双齿圈、第一齿轮轴及第二齿轮轴形成的齿轮副后端面向外设置有贴合其表面的后侧板，所述齿轮副前端面向外设置有贴合其表面的第一前侧板和第二前侧板。