一种齿轮泵

文档序号:186223 发布日期:2021-11-02 浏览:34次 >En<

阅读说明:本技术 一种齿轮泵 (Gear pump ) 是由 亓桂景 林君雄 赵烨 于 2021-09-10 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种齿轮泵,该齿轮泵包括泵体、泵轴、主动齿轮、从动齿轮和侧板;泵体上设有进口和出口;主动齿轮和从动齿轮以齿啮合的方式位于所述泵体的内部,并且形成与进口连通的进液腔和与出口连通的出液腔;泵轴与主动齿轮同轴连接,以驱动主动齿轮进行转动;侧板位于泵体的内部,并且分别位于主动齿轮的轴向端面和泵体的内壁之间,同时也位于从动齿轮的轴向端面和泵体的内壁之间;沿主动齿轮的轴向,侧板能够相对于主动齿轮和从动齿轮进行往复移动。本发明的齿轮泵可以在启动前期空载转动,减少冲击,使流体均匀覆盖在主动齿轮和从动齿轮的轴向端面,减少后续摩擦,延长使用寿命。(The invention discloses a gear pump, which comprises a pump body, a pump shaft, a driving gear, a driven gear and a side plate, wherein the pump shaft is arranged on the pump body; the pump body is provided with an inlet and an outlet; the driving gear and the driven gear are positioned in the pump body in a tooth meshing manner and form a liquid inlet cavity communicated with the inlet and a liquid outlet cavity communicated with the outlet; the pump shaft is coaxially connected with the driving gear so as to drive the driving gear to rotate; the side plates are positioned in the pump body, are respectively positioned between the axial end surface of the driving gear and the inner wall of the pump body, and are also positioned between the axial end surface of the driven gear and the inner wall of the pump body; the side plate is capable of reciprocating relative to the drive gear and the driven gear in the axial direction of the drive gear. The gear pump can rotate in a no-load way in the early stage of starting, reduces impact, enables fluid to uniformly cover the axial end faces of the driving gear and the driven gear, reduces subsequent friction and prolongs the service life.)

一种齿轮泵

技术领域

本发明属于液压泵技术领域,具体涉及一种齿轮泵。

背景技术

齿轮泵是一种由两个啮合齿轮紧密配合并且在一个壳体内相互啮合旋转,形成工作容积变化,从而输送液体或使之增压的回转泵。当齿轮旋转时,齿轮脱开侧的空间体积由小变大,形成真空,将液体吸入,齿轮啮合侧的空间体积则从大变小,而将液体挤入管中。

现有的齿轮泵由于其结构特点,在开始工作时都是高压启动,这种启动方式会对齿轮泵和液压回路造成很大的冲击;并且在开始工作时,由于齿轮侧面和侧壁之间没有均匀的油层,使得齿轮侧面和侧壁之间产生较大摩擦,会缩短齿轮泵的使用寿命。

发明内容

针对现有现有齿轮泵存在的上述问题,本发明提出了一种全新结构形式的齿轮泵。

该齿轮泵,包括泵体、泵轴、主动齿轮、从动齿轮和侧板;所述泵体上设有进口和出口;所述主动齿轮和所述从动齿轮以齿啮合的方式位于所述泵体的内部,并且形成与所述进口连通的进液腔和与所述出口连通的出液腔;所述泵轴与所述主动齿轮同轴连接,以驱动所述主动齿轮进行转动;所述侧板位于所述泵体的内部,并且位于所述主动齿轮的轴向端面和所述泵体的内壁之间,以及所述从动齿轮的轴向端面和所述泵体的内壁之间;沿所述主动齿轮的轴向,所述侧板能够相对于所述主动齿轮和所述从动齿轮进行往复移动。

优选的,该齿轮泵还设有弹性件;所述侧板与所述泵体的内壁之间形成控制腔,用于容纳高压流体以驱动所述侧板向靠近所述主动齿轮和所述从动齿轮的方向移动;所述弹性件位于所述侧板与所述主动齿轮和/或所述从动齿轮之间,以驱动所述侧板向远离所述动齿轮和所述从动齿轮的方向移动。

优选的,该齿轮泵设有高压流道和低压流道;所述高压流道的一端与高压流体连通,另一端与所述控制腔连通;所述低压流道的一端与所述控制腔连通,另一端与低压流体选择性连通。

优选的,该齿轮泵设有转盘、滑块和滑块弹性件;所述转盘与所述主动齿轮或所述从动齿轮同轴固定连接,所述转盘设有连接流道,并且所述低压流道穿过所述连接流道;所述滑块偏心设置在所述转盘上,并且能够沿所述转盘的直径方向相对于所述转盘进行往复滑动;所述滑块弹性件位于所述滑块与所述转盘之间,以驱动所述滑块相对于转盘移动至切断所述连接流道的位置。

优选的,该齿轮泵设有供液流道和高压活塞;所述高压活塞与所述主动齿轮或所述从动齿轮连接,以进行往复移动;所述供液流道与低压流体连通,所述高压活塞的输出端分别与所述供液流道和所述高压流道选择连通,从所述供液流道引入低压流体并向所述高压流道输出高压流体。

优选的,该齿轮泵设有凸轮和活塞弹性件;所述凸轮与所述主动齿轮或所述从动齿轮同轴固定连接,所述高压活塞沿所述主动齿轮的径向与所述泵体滑动连接,并且与所述凸轮形成滑动接触;所述活塞弹性件位于所述高压活塞与所述泵体之间,以驱动所述高压活塞保持在与所述凸轮滑动连接状态。

优选的,该齿轮泵设有第一单向阀和第二单向阀;所述第一单向阀位于所述供液流道,以控制低压流体单向流至所述高压活塞处;所述第二单向阀位于所述高压流道,以控制高压流体由所述高压活塞流出。

优选的,该齿轮泵设有溢流阀;所述溢流阀;所述溢流阀位于所述控制腔与低压流体之间,用于控制所述控制腔中高压流体的最高压力。

优选的,该齿轮泵设有定位件,并且所述侧板上设有定位槽;所述定位件与所述泵体滑动连接,能够相对于所述泵体移动至与所述定位槽连接,将所述侧板固定在靠近所述主动齿轮和所述从动齿轮的位置。

优选的,所述定位件包括定位活塞和定位弹性件;所述定位弹性件位于所述泵体与所述定位活塞的一端之间,以驱动所述定位活塞移动至脱离与所述定位槽连接的位置;所述定位活塞的另一端与控制流体连通,以驱动所述定位活塞克服所述定位弹性件移动至与所述定位槽连接的位置。

本发明的齿轮泵,具有以下有益技术效果:

1、在本发明中,通过在主动齿轮和从动齿轮的轴向端部设置可以往复移动的侧板,从而调整主动齿轮和从动齿轮端面与侧板之间的距离,使该齿轮泵在启动前期空载转动,减少冲击,并且使流体均匀覆盖在主动齿轮和从动齿轮的轴向端面,减少后续摩擦,延长使用寿命。

2、在本发明中,通过在齿轮泵启动时,通过高压活塞随凸轮转动而往复运动,从而向控制腔中注入高压流体,推动侧板靠向主动齿轮和从动齿轮,在侧板靠紧主动齿轮和从动齿轮之后齿轮泵才开始进入正常工作,前期均为空载启动,并且高压流体推动定位件对侧板进行定位,避免齿轮泵正常工作过程中侧板与主动齿轮和从动齿轮之间的间隙增大产生的泄露。

3、在本发明中,通过设置转盘和滑块,在该齿轮泵启动过程中,转盘同步旋转,离心力带动滑块克服滑块弹性件运动,滑块移动至切断连接流道,使控制腔内的高压流体经溢流阀流出,使得控制腔内的流体保持压力稳定状态,从而保证定位件对侧板的位置定位,保证齿轮泵稳定工作。

4、在本发明中,通过使用转盘和内置的滑块,在齿轮泵停止时,在滑块弹性件的作用下推动滑块将连接流道打开,使得控制腔内的高压流体排出,定位件解除对侧板的定位,从而使侧板远离主动齿轮和从动齿轮。

附图说明

图1为本实施例齿轮泵的剖面结构示意图;

图2为图1中A-A方向的剖面结构示意图;

图3为图1中B-B方向的剖面结构示意图;

图4为图1中I处的局部结构放大示意图;

图5为图1中II处的局部结构放大示意图;

图6为本实施例齿轮泵正常工作时的剖面结构示意图;

图7为图6中B-B方向的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步详细介绍。

结合图1至图7所示,在本实施例的齿轮泵中,包括泵体1、泵轴2、主动齿轮31、从动齿轮32、第一侧板41和第二侧板42。在泵体1上设有进口11和出口12。主动齿轮31和从动齿轮32以齿啮合的方式位于泵体1的内部,并且形成与进口11连通的进液腔13和与出口12连通的出液腔14。泵轴2的一端伸入泵体1的内部,并且与主动齿轮31形成同轴固定连接,以驱动主动齿轮31进行转动。第一侧板41和第二侧板42均位于泵体1的内部,第一侧板41位于主动齿轮31的一个轴向端面和泵体1的内壁之间,第二侧板42位于主动齿轮31的另一个轴向端面和泵体1的内壁之间,并且沿主动齿轮31的轴向,第一侧板能够相对于主动齿轮31进行往复移动。

其中,在本实施例中,主动齿轮和从动齿轮位于同一平面内,并且第一侧板和第二侧板同时位于从动齿轮与泵体的内壁之间,能够沿从动齿轮的轴向进行相对于从动齿轮的往复移动。当然,在其他实施例中,根据泵体的外形结构或其他设计要求,主动齿轮和从动齿轮处于非同一平面内,则第一侧板和第二侧板可以根据情况进行弯折,从而满足同时相对于主动齿轮和从动齿轮进行相对往复同步移动的效果。

此时,在该齿轮泵运转的过程中,通过控制第一侧板和第二侧板在泵体内部的往复移动,就可以改变侧板与主动齿轮的轴向端面和从动齿轮的轴向端面的间隙大小。其中,在齿轮泵启动初始阶段,可以通过控制第一侧板和第二侧板移动而增加主动齿轮和从动齿轮沿轴向的间隙尺寸,使该齿轮泵在空载转动的情况下有更多的流体介质流至主动齿轮的轴向端面处和从动齿轮的轴向端面处,对主动齿轮和从动齿轮与泵体之间形成润滑;在齿轮泵进入工作阶段,再通过控制第一侧板和第二侧板移动而减小主动齿轮和从动齿轮沿轴向的间隙尺寸,使该齿轮泵进入正常工作状态,完成对高压介质的输出操作。

结合图1至图7所示,在本实施的齿轮泵中,还设有四个弹性件43,并且分别位于主动齿轮31的轴向两端和从动齿轮32的轴向两端,从而分别驱动第一侧板41和第二侧板42向远离主动齿轮31和从动齿轮32的方向移动。同时,在第一侧板41与泵体1的内壁之间形成一个环形的第一控制腔151,在第二侧板42与泵体1的内壁之间形成一个环形的第二控制腔152,而第一控制腔151和第二控制腔152则用于容纳高压流体,以分别驱动第一侧板41和第二侧板42克服弹性件43而向靠近主动齿轮31和从动齿轮32的方向移动。

这样,通过控制进入第一控制腔和第二控制腔中高压流体的压力大小,就可以驱动第一侧板和第二侧板相对于泵体进行移动,从而达到调整第一侧板和第二侧板与主动齿轮和从动齿轮之间的间隙大小。

进一步,在本实施例的泵体1上设有高压流道161和低压流道162。其中,高压流道161的一端与高压流体连通,另一端则延伸至与第一控制腔151和第二控制腔152形成连通。低压流道162的一端与第一控制腔151和第二控制腔152分别连通,另一端则延伸至与低压流体形成选择连通。

此时,通过控制低压流道与低压流体的连通关系,就可以控制第一控制腔和第二控制内部的流体压力,进而配合弹性件实现对第一侧板和第二侧板相对于泵体的往复移动控制。

其中,在本实施例中,第一侧板和第二侧板采用往复弯折结构形式,从而由第一侧板和第二侧板直接形成第一控制腔和第二控制腔,减少对泵体的加工操作,降低该齿轮泵的制造难度。同时,低压流道直接延伸至与进口连通,从而实现与低压流体的连通,当然,在其他实施例中,也可以将低压流道单独引出至低压流体处,例如油箱。

另外,在本实施例中,低压流道和高压流道均开设在泵体上,从而减少外部管路的设置,提高整个齿轮泵的集成度。当然,在其他实施例中,根据设计和使用工况的不同,也可以采用外部管路的设计进行流体的引流操作。

结合图1至图7所示,在本实施例的齿轮泵中还设有转盘51、滑块52和滑块弹性件53。其中,转盘51与从动齿轮32同轴固定连接,转盘51设有连接流道511,并且低压流道162穿过连接流道511,即连接流道511属于低压流道162的一部分。滑块52则偏心设置在转盘51上,并且能够沿转盘51的直径方向相对于转盘51进行往复滑动。滑块弹性件53选用螺旋弹簧并且位于滑块52与转盘51之间,以驱动滑块52相对于转盘51移动至切断连接流道511的位置。

此时,利用转盘随着从动齿轮转动产生的离心力,使滑块在离心力作用下相对于转盘进行移动,从而克服滑块弹性件的作用力而移动至切断连接流道,进而使低压流道处于断路状态。反之,当从动齿轮停止转动时,转盘也停止转动,而滑块则在滑块弹性件的作用下反向移动至将连接流道形成连通的位置,从而使低压流道保持通路状态。

在本实施例中,利用转盘、滑块和滑块弹性件的配合实现随从动齿轮转动情况对低压流道的自动通断控制,实现自动控制效果。当然,在其他实施例中,也可以采用其他方式控制低压流道的通断,例如借助控制阀,根据泵轴的转动情况控制控制阀的动作,从而达到对低压流道的通断控制。

结合图1至图7所示,在本实施例的齿轮泵中还设有供液流道163和高压活塞61。其中,高压活塞61与主动齿轮31连接,以进行往复移动。供液流道163则与进口11处的低压流体保持连通,高压活塞61的输出端分别与供液流道163和高压流道161形成选择连通。

此时,在高压活塞随主动齿轮的转动过程中形成相对于泵体的往复移动,从而通过供液流道将低压流体引流至高压活塞的输出端,再通过高压活塞对低压流体的做功并输出至高压流道,实现向高压流道输出高压流体的目的,进而流至第一控制腔和第二控制腔中对第一侧板和第二侧板进行移动驱动。

其中,在本实施例的齿轮泵中还设有凸轮62和活塞弹性件63。其中,凸轮62与主动齿轮31形成同轴固定连接,高压活塞61则沿主动齿轮31的径向与泵体1形成滑动连接,并且与凸轮62的外圆周表面形成滑动接触。活塞弹性件63选用螺旋弹簧并且位于高压活塞61与泵体1之间,以驱动高压活塞61保持在与凸轮62滑动连接状态。

此时,随着主动齿轮的转动,通过凸轮和活塞弹性件就可以驱动高压活塞进行往复移动,从而实现高压流体随主动齿轮转动的持续输出,达到对向第一控制腔和第二控制腔自动引入高压流体的控制效果,提高该齿轮泵的控制效果。当然,在其他实施例中,也可以采用其他方式控制高压活塞随主动齿轮的转动输出高压流体,例如采用活塞泵的形式使高压活塞随主动齿轮的转动进行高压流体的输出,甚至还可以采用直接向第一控制腔和第二控制腔引入外界高压流体的方式,对第一侧板和第二侧板的移动进行控制。

此外,结合图3所示,在本实施例的齿轮泵中还设有第一单向阀71和第二单向阀72。第一单向阀71位于供液流道163上,以控制低压流体单向流至高压活塞61处。第二单向阀72位于高压流道161上,以控制高压流体由高压活塞61处单向流出。

此时,第一单向阀和第二单向阀构成梭阀结构形式,从而随着高压活塞的往复移动,实现对低压流体和高压流体的自动引入和输出。当然,也可以通过设置换向阀的形式,控制低压流体和高压流体与高压活塞出口端的连通关系,从而实现对低压流体和高压流体的引入和输出。

结合图1至图7所示,在本实施例的齿轮泵中,还设有定位件8,并且在第一侧板41和第二侧板42上分别设有定位槽44。定位件8与泵体1采用滑动连接,能够相对于泵体1移动至与定位槽44形成插装连接,从而将第一侧板41和第二侧板42分别固定在靠近主动齿轮31和从动齿轮32的位置。

这样,借助定位件就可以保证该齿轮泵正常工作过程中,第一侧板和第二侧板位置的精准稳定性,避免第一侧板和第二侧板的意外滑动而影响整个齿轮泵的正常工作。

其中,定位件8包括定位活塞81和定位弹性件82。定位弹性件82选用螺旋弹簧,并且位于泵体1与定位活塞81的一端之间,以驱动定位活塞81移动至脱离与定位槽44连接的位置,即接触定位件对第一侧板和第二侧板位置的固定。定位活塞81的另一端则直接与高压流道161形成连通,从而将高压流体引流至定位活塞81处用于克服定位弹性件82的作用力,进而实现与定位槽44的连接。

当然,在其他实施例中,也可以通过引入外接控制流体用于驱动定位活塞克服定位弹性件的作用力,进而与定位弹性件的配合实现对第一侧板和第二侧板位置的固定控制。

结合图1至图7所示,在本实施例的齿轮泵中还设有一个溢流阀9。溢流阀9的进口与第一控制腔151和第二控制腔152连通,溢流阀9的出口与进口11连通。这样,通过溢流阀就可以对第一控制腔和第二控制腔中高压流体的压力进行限定,避免压力过高而对该齿轮泵正常工作造成影响。

其中,在本实施例中,溢流阀的进口借助低压流道与第一控制腔和第二控制腔形成连通,即低压流道采用三通流道结构,一端通过连接流道与进口连通,一端通过溢流阀与进口连通,另一端与第一控制腔和第二控制腔连通。当然在其他实施例中,也完全可以重新设置流道,以用于溢流阀与第一控制腔和第二控制腔以及进口之间的连接。

另外,在本实施例中,第一侧板和第二侧板借助高压流体和弹性件的相互作用实现相对于泵体的往复移动。当然,在其他实施例中,也可以采用其他方式控制第一侧板和第二侧板的往复移动,例如借助电杆,通过对电杆的伸缩控制,同样可以实现对第一侧板和第二侧板往复移动距离的精准调整。

此外,在本实施例的齿轮泵中设置了两个侧板,即第一侧板和第二侧板,并且分别位于主动齿轮和从动齿轮的轴向两端,从而实现对主动齿轮和从动齿轮轴向两个端面与泵体内壁之间距离的调整。当然,在其他实施例中,根据设计和使用情况,可以只设置一个侧板,甚至只针对主动齿轮或从动齿轮进行侧板的设置,从而满足不同的使用要求。

在本实施例中,凸轮和转盘分别与主动齿轮和从动齿轮进行同轴固定连接,当然也可以调换凸轮和转盘与主动齿轮和从动齿轮的固定连接关系,甚至将凸轮和转盘均固定连接在主动齿轮或从动齿轮上。

结合图1至图7所示,本实施例的齿轮泵进行高压流体输出操作的具体过程如下:

当齿轮泵处于停止工作状态时,泵轴2保持静止,从而主动齿轮31、从动齿轮32、转盘51和凸轮62均保持静止。此时,滑块52在滑块弹性件53的作用下相对于转盘51移动至将连接流道511保持通路状态的位置,从而使低压流道162保持连通关系,即第一控制腔151和第二控制腔152分别通过低压流道162与进口11保持连通,进而使第一侧板41和第二侧板42在弹性件43的作用下,分别移动至远离主动齿轮31和从动齿轮32的位置处。同时,定位件8在定位弹性件82的作用下,保持在与第一侧板41和第二侧板42非连接位置。

当启动齿轮泵进行工作时,泵轴2开始带动主动齿轮31进行转动,主动齿轮31同时带动从动齿轮32和凸轮62进行转动,而从动齿轮32又同时带动转盘51进行转动。

当泵轴2的转速较低,使滑块52随转盘51转动形成的离心力无法克服滑块弹性件53的作用力时,低压流道162通过连接流道511将第一控制腔151和第二控制腔152与进口11保持连通关系,而高压活塞61在凸轮62和活塞弹性件63共同作用下,通过供液流道163和第一单向阀71从进口11处引入低压流体并做功升压通过第二单向阀72和高压流道161流至第一控制腔151和第二控制腔152的高压流体也通过低压流道162回流至进口11处,从而使第一侧板41和第二侧板42保持在远离主动齿轮31和从动齿轮32的位置。这样,该齿轮泵处于空转状态,从而使流体流入主动齿轮31和从动齿轮32的轴向端面位置,实现对主动齿轮31和从动齿轮32的全润滑效果。

当泵轴2的转速升高,使滑块52随转盘51转动形成的离心力能够克服滑块弹性件53的作用力而开始相对于转盘51进行相对于移动时,滑块52移动至将连接流道511切断的位置,从而切断第一控制腔151和第二控制腔152与进口11的连通关系。此时,高压活塞61在凸轮62和活塞弹性件63的共同作用下,通过供液流道163和第一单向阀71从进口11处引入低压流体并做功升压并通过第二单向阀72和高压流道161流至第一控制腔151和第二控制腔152的高压流体的压力开始逐渐升高。当第一控制腔151和第二控制腔152中高压流体的压力能够驱动第一侧板41和第二侧板42克服弹性件43的作用力时,开始驱动第一侧板41和第二侧板42向靠近主动齿轮31和从动齿轮32的方向移动,直至第一侧板41和第二侧板42移动到位。此时,位于第一侧板41和第二侧板42上的定位槽44正好与定位活塞81对齐,而定位活塞81在高压流道161中高压流体的作用下克服定位弹性件82的作用力而伸至定位槽44中,从而形成对第一侧板41和第二侧板42的位置定位,由此该齿轮泵进入正常工作过程。其中,部分高压流体通过高压流道161进入第一控制腔151和第二控制腔152之后,通过位于连接流道511、溢流阀9与第一控制腔151和第二控制腔152之间的低压流道162流至图1下方位置的两个定位件8处,从而实现四个定位件8对第一侧板41和第二侧板42的定位。

在此过程中,高压活塞61持续输出高压流体,当第一控制腔151和第二控制腔152中高压流体的压力超过溢流阀9的设定压力时,溢流阀9开启并将第一控制腔151和第二控制腔152中的高压流体溢流至进口11处,从而将第一控制腔151和第二控制腔152中高压流体的压力维持在溢流阀9的设定压力值。

当该齿轮泵再次停止工作时,泵轴2停止转动,从而主动齿轮31、从动齿轮32和转盘51均停止转动。此时,滑块52失去离心力而在滑块弹性件53的作用下相对于转盘51移动至将连接流道511保持通路状态的位置,从而使低压流道162重新形成通路状态,使第一控制腔151和第二控制腔152内的高压介质通过低压流道162流回至进口11,同时凸轮62的停止转动使高压活塞61停止输出高压流体,从而使定位活塞81在定位弹性件82的作用下移动至脱离与定位槽44的插装连接,即接触对第一侧板41和第二侧板42的位置锁定,进而使第一侧板41和第二侧板42在弹性件43的作用下分别移动至远离主动齿轮31和从动齿轮32的位置处。

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