一種具有自動補償功能的柱塞泵驅動機構的制作方法

本實用新型屬于液壓隔膜泵技術領域，涉及一種具有自動補償功能的柱塞泵驅動機構。

背景技術：

液壓隔膜泵依靠柱塞往復運動使得封閉工作腔液壓油液前行回退，驅動膜片做前突-后凹變形運動，工作腔壓力隨柱塞往復運動形成高壓-負壓的周期性變化。工作腔高壓時由溢流閥溢流，負壓時由補油閥補油，傳統補油閥，存在結構復雜，加工精度高，裝配和負壓參數調整困難問題。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種具有自動補償功能的柱塞泵驅動機構，解決了現有液壓隔膜泵的補油閥存在的的結構復雜、裝配和負壓參數調整困難的問題。

本實用新型所采用的技術方案是，一種具有自動補償功能的柱塞泵驅動機構，包括中空的缸體，缸體內設有柱塞，柱塞的內部設有定壓溢流閥，柱塞上設有柱塞銷，柱塞銷上連接曲柄驅動機構，缸體與定量隔膜泵頭的液壓腔連接，缸體通過軟管連接儲油池。

本實用新型的特點還在于，

其中缸體的側壁上分別沿徑向開設有階梯孔a、階梯孔b及階梯孔c，階梯孔a和階梯孔b位于缸體的相對兩側壁上，且階梯孔a與階梯孔b同軸，階梯孔b和階梯孔c位于缸體的同一側，缸體的側壁上還設有導流孔，導流孔的兩端分別與階梯孔c和階梯孔b貫通。

其中階梯孔a的大孔徑端口、階梯孔b的大孔徑端口、階梯孔c的大孔徑端口均與缸體的外壁貫通，階梯孔a的小孔徑端口、階梯孔b的小孔徑端口及階梯孔c的小孔徑端口均與缸體的內壁貫通；

階梯孔a的大孔徑端口中連接有卡套式管接頭a，卡套式管接頭a連接軟管的一端，軟管的另一端連接卡套式管接頭b，卡套式管接頭b安裝在螺紋孔b的一端，螺紋孔b的另一端安裝有阻尼器，螺紋孔b開設在儲油池的側壁上。

其中缸體的工作腔通過直角-鉸接式膠管總成與定量隔膜泵頭的液壓腔連接。

其中缸體內開設有相互貫通的圓孔A和圓孔B，圓孔A與缸體的一端端部貫通，圓孔B與缸體的另一端端部貫通，圓孔A、圓孔B均與缸體同軸，階梯孔c靠近圓孔B開設且與圓孔B相互貫通，階梯孔c的中心線與階梯孔a、階梯孔b的中心線平行且與圓孔B的中心軸線垂直，圓孔B的孔口處加工有內螺紋，直角-鉸接式膠管總成的鉸接管接頭通過螺紋與圓孔B旋合連接，柱塞位于圓孔A中且與圓孔A同軸設置。

其中柱塞為圓柱狀結構，沿柱塞的中心軸向方向依次開設有相互貫通的螺紋孔a、溢流孔及空腔，空腔與柱塞的一端端部貫通，螺紋孔a與柱塞的另一端端部貫通，柱塞的相對兩側壁上對稱開設有一對銷孔，兩個銷孔均與空腔內部貫通，柱塞銷安裝在空腔中且柱塞銷的兩端分別對應位于兩個銷孔中，柱塞銷與柱塞的中心軸線垂直；

其中每個銷孔的側壁上開設有一圈定位槽，定位槽中安裝有鋼絲擋圈，定位槽與鋼絲擋圈的形狀相適應，定位槽與銷孔同軸；

其中定壓溢流閥通過螺紋旋合在螺紋孔a中，定壓溢流閥與螺紋孔a同軸設置；

其中柱塞與螺紋孔a貫通的端面上加工有斜面，斜面繞柱塞端面的圓周開設一圈，斜面與柱塞端面所成角度為30°～40°。

其中柱塞的外壁上加工有吸油平面，吸油平面位于空腔的外壁上，吸油平面與空腔的內壁構成弓形縫隙腔，吸油平面與其中一個銷孔位于柱塞的同一側，且吸油平面的一側與該銷孔的孔口貫通。

其中柱塞銷為空心銷，沿柱塞銷的中心軸線開設有通孔。

其中曲柄驅動機構包括曲柄連桿，曲柄連桿的兩端分別開設有圓孔C和圓孔D，圓孔C中設有滑動軸承，滑動軸承套接在柱塞銷上，圓孔D中設有滾柱軸承，滾柱軸承套接在曲柄軸的偏心軸上，曲柄軸通過減速機構與電機連接。

其中阻尼器為圓柱狀螺栓，阻尼器的中心處開設有相互貫通的圓孔E和圓孔F，圓孔E與阻尼器的一端端面貫通，圓孔F與阻尼器的另一端端面貫通，阻尼器與圓孔E貫通的端面開設有直槽。

本實用新型的有益效果是，本實用新型取消傳統的補油閥，改為一種具有自動補償功能的柱塞泵驅動機構，極大的簡化了結構，減少了運動件零件，降低了加工和裝配調整的難度，使得補油更快速、高效、可靠。同時降低了內部壓差波動，改善了柱塞運動平穩性，降低了液壓噪聲。同時實現了柱塞銷的間歇潤滑。經過TDGMB-213型隔膜泵的壓力-流量試驗，

以及TDGMB-213型隔膜泵裝于吸收式氨制冷機組的實際使用，取得了極好的使用效果。與外購的同規格隔膜泵相比，費用降低1/2以上。

附圖說明

圖1是本實用新型一種具有自動補償功能的柱塞泵驅動機構的結構示意圖；

圖2是圖1中沿A-A方向剖面的結構示意圖；

圖3是圖1中阻尼器的結構示意圖；

圖4是圖3中阻尼器的端面結構示意圖；

圖5是圖1柱塞內部的結構示意圖；

圖6是本實用新型一種具有自動補償功能的柱塞泵驅動機構中吸油平面的結構示意圖；

圖7是本實用新型一種具有自動補償功能的柱塞泵驅動機構中柱塞的端面結構示意圖。

圖中，1.缸體，2.階梯孔a，3.階梯孔b，4.柱塞，5.定壓溢流閥，6.柱塞銷，7.直角-鉸接式膠管總成，8.定量隔膜泵頭，9.階梯孔c，10.卡套式管接頭a，11.軟管，12.導流孔，13.空腔，14.螺紋孔a，15.溢流孔，16.斜面，17.圓孔A，18.圓孔B，19.滑動軸承，20.滾柱軸承，21.曲柄連桿，22.圓孔C，23.圓孔D，24.吸油平面，25.曲柄軸，26.偏心軸，27.卡套式管接頭b，28.銷孔，29.定位槽，30.弓形縫隙腔，31.機架，32.減速機構，33.電機，34.螺紋孔b；

35.阻尼器，35-1.圓孔E，35-2.圓孔F，35-3.直槽；

36.鉸接管接頭。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型進行詳細說明。

本實用新型一種具有自動補償功能的柱塞泵驅動機構，結構如圖1、2所示，包括中空的缸體1，缸體1內設有柱塞4，柱塞4的內部設有定壓溢流閥5，柱塞4上設有柱塞銷6，柱塞銷6上連接曲柄驅動機構，缸體1通過直角-鉸接式膠管總成7與定量隔膜泵頭8(定量隔膜泵頭8可以是任意一種現有的液壓定量隔膜泵頭泵頭)的液壓腔連接，缸體1通過軟管11連接儲油池。

缸體1的側壁上分別沿徑向開設有階梯孔a2、階梯孔b3及階梯孔c9，階梯孔a2和階梯孔b3位于缸體1的相對兩側壁上，且階梯孔a2與階梯孔b3同軸，階梯孔b3和階梯孔c9位于缸體1的同一側，缸體1的側壁上還設有導流孔12，導流孔12的兩端分別與階梯孔c9和階梯孔b3貫通。

階梯孔a2、階梯孔b3及階梯孔c9均包括相互貫通的大孔和小孔。

階梯孔a2的大孔徑(外孔)端口、階梯孔b3的大孔徑(外孔)端口、階梯孔c9的大孔徑(外孔)端口均與缸體1的外壁貫通，階梯孔a2的小孔徑(內孔)端口、階梯孔b3的小孔徑(內孔)端口及階梯孔c9的小孔徑(內孔)端口均與缸體1的內壁貫通；階梯孔a2的小孔孔徑、階梯孔b3的小孔孔徑及階梯孔c9的小孔孔徑均為1.5mm～3mm；

階梯孔a2的大孔徑內壁、階梯孔b3的大孔徑內壁及階梯孔c9的大孔徑內壁均加工有z1/8錐管螺紋，

導流孔12的孔徑為4mm。階梯孔b2的(大孔徑)孔口及階梯孔c9的(大孔徑)孔口均旋入螺塞用于封口。

階梯孔a2的大孔徑端口中連接有卡套式管接頭a10，卡套式管接頭a10連接軟管11的一端，軟管11的另一端連接卡套式管接頭b27，卡套式管接頭b27安裝在螺紋孔b34的一端，螺紋孔b34的另一端安裝有阻尼器35，螺紋孔b34開設在儲油池的側壁上。

其中缸體1內開設有相互貫通的圓孔A17和圓孔B18，圓孔A17與缸體1的一端端部貫通，圓孔B18與缸體1的另一端端部貫通，圓孔A17、圓孔B18均與缸體1同軸，階梯孔c9靠近圓孔B18開設且與圓孔B18相互貫通，階梯孔c9的中心線與階梯孔a2、階梯孔b3的中心線平行且與圓孔B18的中心軸線垂直，圓孔B18的孔口處加工有內螺紋，直角-鉸接式膠管總成7的鉸接管接頭36通過螺紋與圓孔B18旋合連接，柱塞4位于圓孔A17中且與圓孔A17同軸設置。

直角-鉸接式膠管總成7為現有結構，包括74°錐面密封的直角管接頭、鉸接端接頭、鋼絲編織軟管和扣壓件，其通徑為6mm～10mm。

圓孔B18的孔徑為圓孔A17孔徑的1/2～1/3，圓孔A17的深度大于等于柱塞4的長度與柱塞4的行程長度之和。

如圖3、4所示，阻尼器35為圓柱狀螺栓(螺栓外壁加工有外螺紋)，阻尼器35的中心處開設有相互貫通的圓孔E35-1和圓孔F35-2，圓孔E35-1孔口與阻尼器35的一端端面貫通，圓孔F35-2與阻尼器35的另一端端面貫通，阻尼器35與圓孔E35-1貫通的端面開設有直槽35-3，用以旋接裝配。圓孔E35-1的孔口旋合在螺紋孔b36中與卡套式管接頭b27接通，圓孔F35-2與儲油池內部連通，圓孔E35-1的孔徑為4mm～6mm，深度為3mm～6mm；圓孔F35-2的孔徑為1mm～3mm，深度為2～6mm。

軟管11為透明軟管，圓孔F35-2位于儲油池液面以下。

如圖5所示，柱塞4為圓柱狀結構，沿柱塞4的中心軸向方向依次開設有相互貫通的螺紋孔a14、溢流孔15及空腔13，空腔13與柱塞4的一端端部貫通，螺紋孔a14與柱塞4的另一端端部貫通，柱塞4的相對兩側壁上對稱開設有一對銷孔28，兩個銷孔28均與空腔13內部貫通，柱塞銷6安裝在空腔13中，且柱塞銷6的兩端分別對應位于兩個銷孔28中，柱塞銷6與柱塞4的中心軸線垂直(兩個銷孔28同軸，一次同時完成鉆孔、擴孔、鉸孔)；

其中每個銷孔28的側壁上開設有一圈定位槽29，定位槽29中安裝有鋼絲擋圈，定位槽29與鋼絲擋圈的形狀相適應，定位槽29與銷孔28同軸；

其中定壓溢流閥5通過螺紋旋合在螺紋孔a14中，定壓溢流閥5與螺紋孔a14同軸設置；

其中柱塞4與螺紋孔a14貫通的端面上加工有斜面16，斜面16繞柱塞4端面的圓周開設一圈(構成錐形面)，斜面16與其所在的(其指的是斜面16)柱塞4端面所成角度為30°～40°(與空腔13貫通的柱塞4端部為柱塞的底部，與螺紋孔a14貫通的柱塞端部為柱塞4的頂部)；階梯孔a2和階梯孔b3所在的位置位于：當柱塞4的底部與缸體1一端端口(空腔13與缸體1貫通的端口)平齊時，即柱塞4退回到初始位置時，柱塞4上的一圈斜面16的底部恰好將孔階梯口a2和階梯孔b3的1mm～3mm小孔完全避開，即恰好不被柱塞4的頂部端面遮擋，使油液能夠經階梯孔a2流向缸體1的圓孔A17中，圓孔A17位缸體1的工作腔。

其中柱塞4的外圓(外壁)與圓孔A17的內壁之間采用間隙配合，配合間隙為0.01mm～0.02mm，柱塞4的外圓圓柱度和圓孔A17的圓柱度≤0.005mm。

其中柱塞銷6為空心銷，沿柱塞銷6的中心軸線開設有通孔，柱塞銷6與銷孔28的配合為間隙配合。

如圖6、7所示，柱塞4的外壁上加工有吸油平面24，吸油平面24位于空腔13的外壁上，吸油平面24(吸油平面24長26mm，寬9mm)與空腔13的內壁構成弓形縫隙腔30(該縫隙厚度0.35mm～0.5mm)，吸油平面24與其中一個銷孔28位于柱塞4的同一側，且吸油平面24的一側與該銷孔28的孔口貫通，貫通形狀為月牙狀縫隙。

其中曲柄驅動機構包括曲柄連桿21，曲柄連桿21的兩端分別開設有圓孔C22和圓孔D23，圓孔C22中設有滑動軸承19，滑動軸承19套接在柱塞銷6(且位于空腔13中)上，圓孔D23中設有滾柱軸承20，滾柱軸承20套接在曲柄軸25的偏心軸26上(偏心軸26軸心線與曲柄軸25回轉軸心線錯開一段距離(1/2柱塞4的行程)，且兩軸心線平行。曲柄軸25每轉一圈，偏心軸26圍繞回轉中心公轉一圈，偏心軸26通過曲柄連桿21、柱塞銷6帶動柱塞4完成一個往復行程)，曲柄軸25通過減速機構32與電機33連接。

其中曲柄連桿21的中部兩側各設有T型凹腔，這樣可以減輕曲柄連桿21的重量，減少曲柄連桿21往復運動的慣性沖擊，提高運動的靈活性。

本實用新型的一種具有自動補償功能的柱塞泵驅動機構的工作過程如下：工作之前用手轉動曲柄驅動機構，經曲柄連桿21帶動柱塞4運動到圖1所示位置，并使得缸體1的圓孔A17(缸體1工作腔)、直角-鉸接式膠管總成7內腔和定量隔膜泵頭8泵頭的液壓工作腔所形成的封閉工作腔充滿液壓油幷排盡空氣；

工作時，電機33通過兩級同步帶輪減速機構32帶動曲柄軸25轉動(曲柄軸25的幾何中心固定在機架31上)，曲柄軸25帶動曲柄連桿21驅動柱塞4做往復運動，柱塞4前行時推動封閉工作腔內的液壓油液前行，擠壓定量隔膜泵頭8的膜片前突變形，定量隔膜泵頭頭8的介質腔內的介質被擠出；液壓油壓力由定壓溢流閥5設定，多余液壓油通過定壓溢流閥5、溢流孔15、空腔13與曲柄連桿21的縫隙排回儲油池。柱塞4回退時拉動封閉工作腔內的液壓油液回退，使得定量隔膜泵頭8的膜片后凹變形，介質被吸入定量隔膜泵頭8的泵頭介質腔。在回退過程中封閉工作腔內為負壓，柱塞4回退到圖1所示位置時，由于階梯口a2經卡套式管接頭a10、軟管11、卡套式管接頭b27、阻尼器35與儲油池相連，在負壓作用下儲油池的液壓油被吸入封閉工作腔，在吸入過程中，在階梯孔a2、階梯孔b3、階梯孔c9與缸體1工作腔(圓孔A17)相通，而階梯孔b3、階梯孔c9、導流孔12和圓孔B18內部互通，構成內部導流通道，由于圓孔B18的內徑遠小于圓孔A17的內徑，柱塞4回退時封閉工作腔各處回退流量相同，圓孔B18的孔徑為圓孔A17孔徑的1/2～1/3，圓孔A17與圓孔B18的面積比為1/4～1/9，故階梯孔c9與圓孔B18貫通處流速更快，因而負壓值更低，圓孔B18經階梯孔c9、導流孔12、階梯孔b3與圓孔A17貫通處吸取油液，得以快速補油，使得封閉工作腔內部壓力趨于均衡，從而使補油更快速高效、平穩可靠。當封閉工作腔通過補油，內部壓力逐漸上升到一個大氣壓時，自動補油過程結束，柱塞4開始前行，進入下一個工作循環。

當柱塞4前行到一定位置，階梯孔a2與吸油平面24接通，柱塞4繼續前行，弓形縫隙腔30容積變大，因而弓形縫隙腔30經卡套式管接頭a10、軟管11、卡套式管接頭b27、阻尼器35從儲油池吸取油液；油液經月牙狀縫隙進入柱塞4的銷孔28，通過柱塞銷6的通孔進入柱塞銷另一端的銷孔28中，柱塞4多次前進運動后，銷孔28儲存滿油液，可對柱塞銷6兩端外圓面結合面進行浸潤潤滑；隨著柱塞4運動，銷孔28中儲存的油液進入到柱塞4和缸體1的配合間隙中形成油膜，既可以潤滑柱塞4側壁，又可以阻塞空氣通過缸體1與柱塞4的配合間隙進入封閉工作腔。

當柱塞4做回退運動至弓形縫隙腔30離開孔階梯孔a2，則吸油口被關閉，隨著柱塞4的往復運動，階梯孔a2重復吸油-關閉循環，就實現了柱塞銷6外圓、柱塞4外圓表面的潤滑和柱塞4和缸體1結合面的油膜密封作用。

本裝置在柱塞4的每次往復運動過程中，復合完成了封閉工作腔自動補油和柱塞銷6外圓面和柱塞4外圓表面的潤滑以及柱塞4和缸體1結合面的油膜密封功能。

控制阻尼器35中圓孔F35-2的孔徑，形成適當的節流阻流作用，控制吸油平面24與缸體1內表面形成弓形縫隙腔30的厚度，使弓形得縫隙腔30內油液具有足夠的粘滯阻力，能夠有效防止軟管11中的油液因自重回流儲油池，造成空氣進入補油系統，繼而進入封閉工作腔，導致定量隔膜泵頭8工作效率降低或失效。

軟管11設計為透明狀，可以直觀的觀察補油和間歇潤滑效果以及定量隔膜泵頭8工作是否正常。