带压力保护水介质斜盘式轴向柱塞泵的制作方法

本发明属于流体传动与控制设备技术领域，涉及一种带压力保护水介质斜盘式轴向柱塞泵。

背景技术：

20世纪重新崛起的一种以水（包括海水、淡水）作为工作介质的绿色传动技术，是当前国际上流体传动及控制领域前沿性研究方向。直接以海水作为工作介质的海水液压传动技术已成为当今国际上水下作业装备动力驱动系统的发展方向，并被西方发达国家多年的实际应用证明为最佳的动力驱动方式，已成为水下作业装备动力驱动方式的必然选择。

水液压泵是水压传动系统的核心动力元件，多年来西方国家均将其列为有重要工程应用价值的高新技术项目，研制出了一系列成熟的水液压泵产品。且目前投入市场的产品主要以轴向柱塞式结构为主。近年来国内华中科技大学、浙江大学等各大高校也逐步开展了水压传动与控制方面的研究工作，逐步研制出了多台水液压轴向柱塞泵样机。

目前市场上水介质轴向柱塞泵以定量泵为主。系统一般会设置安全阀，当系统压力过高时，安全阀打开进行溢流，以此来实现对系统压力的控制。存在以下缺点：

1)安全阀工作过程中，泵仍然是满功率运转；

2)功耗非常大，系统发热快；

3)增加泵不必要磨损；

4)如果安全阀发生卡滞，会导致水泵及其他零部件损坏。

技术实现要素：

本发明针对上述问题，提供一种带压力保护水介质斜盘式轴向柱塞泵，该柱塞泵能在压力过高时，减小泵的输出流量，起到泵体各个零部件起到保护作用。

按照本发明的技术方案：一种带压力保护水介质斜盘式轴向柱塞泵，其特征在于：包括壳体，所述壳体轴向一端密封连接进出水法兰，进出水法兰外端面紧固连接前盖板，壳体轴向另一端固定后端盖；

主轴转动设置于所述进出水法兰、前盖板上，主轴伸入壳体内的轴径配合连接于缸体的内孔中，缸体的内孔中对应于主轴的端部设置主弹簧，缸体的内孔端面配合设置球铰，主弹簧压紧于所述球铰上，球铰配合连接回程盘，缸体上对应于内孔的外圈设置有柱塞，所述回程盘、柱塞将滑靴压紧于斜盘的第一斜面，所述斜盘的第二斜面与后端盖的接触面之间设置回转钢球，斜盘还设置有第三斜面，第三斜面延伸于第二斜面的外端，并与第二斜面之间形成钝角；

所述进出水法兰上设置控制阀组件，控制阀组件包括阀壳体，阀壳体上设置高压水口、控制水口，阀壳体设置有控制机构以控制高压水口与控制水口的连通或断开，所述控制水口与壳体上的流道一端相连通，流道的另一端延伸至后端盖上的支座位置处，支座能够相对于后端盖轴向移动，且支座与后端盖之间设置支座弹簧；高压水口与进出水法兰上设置的水泵出口相连通。

作为本发明的进一步改进，所述控制机构包括连接于阀壳体轴向孔内的螺帽，阀壳体的轴向孔内还设置有螺堵，螺堵与螺帽之间设置变量阀芯，螺帽内孔中设置弹簧座与弹簧，弹簧与弹簧座紧固连接，弹簧另一端顶紧于变量阀芯的轴向一端，变量阀芯的轴向另一端穿过螺堵的端部通孔顶紧于螺堵外侧设置的控制钢球上，所述钢球用于对控制水口的开闭进行调节，变量阀芯与螺帽的轴向端部之间具有移动间隙。

作为本发明的进一步改进，所述变量阀芯的芯体上设有限位法兰，变量阀芯的对应于限位法兰一侧的芯体伸入螺帽内，变量阀芯对应于限位法兰另一侧的芯体的端部设有轴向延伸部，所述轴向延伸部穿过螺堵的端部通孔。

作为本发明的进一步改进，所述进出水法兰对应于壳体一侧端面固定配流盘，缸体对应于配流盘一侧端面设置浮动盘。

作为本发明的进一步改进，所述后端盖与斜盘的第二斜面上分别设置半圆形的球窝，后端盖与斜盘的第二斜面相互配合的球窝中设置回转钢球。

本发明的技术效果在于：本发明在工作时，当系统压力过高时，水泵首先改变自身斜盘角度，减小泵输出流量，对系统各零部件进行保护，同时配合系统安全阀可以起到双重保护。具体体现在如下方面：一、泵体设置控制阀组件，可根据泵出口压力分别控制支座底部的高压/低压的开启；二、控制阀组件内部、支座底部位置分别设置节流孔，以此控制斜盘摆动速度的快慢，避免可变角度斜盘摆动过程中的冲击；三、可变角度斜盘底部由两个钢球和支座进行支撑，且可以在支座的作用下沿两个钢球轴线进行摆动。

附图说明

图1为本发明的剖视图。

图2为压力控制阀组件的结构示意图。

图3为斜盘的结构示意图。

图4为斜盘的底面视图。

图5为斜盘的侧面视图。

图6为本发明的原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

图1~6中，包括主轴1、前盖板2、进出水法兰3、高压水口3-1、控制水口3-2、壳体4、配流盘5、浮动盘6、缸体7、柱塞8、滑靴9、回程盘10、球铰11、后端盖12、支座弹簧13、支座14、斜盘15、第一斜面15-1、第二斜面15-2、第三斜面15-3、球窝15-4、斜盘变动轴线15-5、压力控制阀组件16、阀壳体17、控制钢球18、螺堵19、变量阀芯20、弹簧21、弹簧座22、螺帽23、锁紧螺母24、调节螺钉25等。

如图1~6所示，本发明是一种带压力保护水介质斜盘式轴向柱塞泵，包括壳体4，所述壳体4轴向一端密封连接进出水法兰3，进出水法兰3外端面紧固连接前盖板2，壳体4轴向另一端固定后端盖12。

主轴1转动设置于所述进出水法兰3、前盖板2上，主轴1伸入壳体4内的轴径配合连接于缸体7的内孔中，缸体7的内孔中对应于主轴1的端部设置主弹簧，缸体7的内孔端面配合设置球铰11，主弹簧压紧于所述球铰11上，球铰11配合连接回程盘10，缸体7上对应于内孔的外圈设置有柱塞8，所述回程盘10、柱塞8将滑靴9压紧于斜盘15的第一斜面15-1，所述斜盘15的第二斜面15-2与后端盖12的接触面之间设置回转钢球，斜盘15还设置有第三斜面15-3，第三斜面15-3延伸于第二斜面15-2的外端，并与第二斜面15-2之间形成钝角，第三斜面15-3与第二斜面15-2之间形成斜盘变动轴线15-5。

所述进出水法兰3上设置控制阀组件16，控制阀组件16包括阀壳体17，阀壳体17上设置高压水口3-1、控制水口3-2，阀壳体17设置有控制机构以控制高压水口3-1与控制水口3-2的连通或断开，所述控制水口3-2与壳体4上的流道一端相连通，流道的另一端延伸至后端盖12上的支座14位置处，支座14能够相对于后端盖12轴向移动，且支座14与后端盖12之间设置支座弹簧13；高压水口3-1与进出水法兰3上设置的水泵出口相连通。

控制机构包括连接于阀壳体17轴向孔内的螺帽23，阀壳体17的轴向孔内还设置有螺堵19，螺堵19与螺帽23之间设置变量阀芯20，螺帽23内孔中设置弹簧座22与弹簧21，弹簧21与弹簧座22紧固连接，弹簧21另一端顶紧于变量阀芯20的轴向一端，变量阀芯20的轴向另一端穿过螺堵19的端部通孔顶紧于螺堵19外侧设置的控制钢球18上，所述钢球18用于对控制水口3-2的开闭进行调节，变量阀芯20与螺帽20的轴向端部之间具有移动间隙。

变量阀芯20的芯体上设有限位法兰，变量阀芯20的对应于限位法兰一侧的芯体伸入螺帽23内，变量阀芯20对应于限位法兰另一侧的芯体的端部设有轴向延伸部，所述轴向延伸部穿过螺堵19的端部通孔。

进出水法兰3对应于壳体4一侧端面固定配流盘5，缸体7对应于配流盘5一侧端面设置浮动盘6

后端盖12与斜盘15的第二斜面15-2上分别设置半圆形的球窝15-4，后端盖12与斜盘15的第二斜面15-2相互配合的球窝15-4中设置回转钢球。

本发明产品的工作过程如下：驱动主轴1转动，从而带动缸体7旋转，缸体7带动柱塞8、滑靴9、回程盘10、浮动盘6做旋转运动，滑靴9在中心弹簧和球铰11、回程盘10的共同作用下紧贴可变排量斜盘15做旋转运动，由此实现柱塞8相对于缸体7做往复运动，实现水泵的吸排水过程。

水泵出口压力低于控制阀组件16调定压力时，控制阀组件16中的控制钢球18在弹簧21的作用下压紧在阀壳体17左侧锥面上，此时控制阀组件16中的控制油口与低压腔3-3连通，即支座14底部为低压，水泵斜盘角度为α，水泵正常工作。

水泵出口压力高于控制阀组件16调定压力时，控制阀组件16中的控制钢球18在高压水的作用下克服弹簧21的作用，使控制钢球压紧在螺堵19锥面上，此时控制水口与低压腔3-3闭合，同时与高压水口连通，即支座14底部为高压，支座14在高压水的作用下，推动可变角度斜盘15以底部两个球窝15-4内的钢球为支点，沿斜盘变动轴线摆动到小平面与水泵后端盖12贴合的位置，此时水泵斜盘角度变为（α-β），水泵切换到小排量，该排量下泵的输出流量仅用来弥补系统泄漏来维持泵变量所需要的压力，输出功率几乎为零。以此实现对泵及系统其他零部件的保护。