專利名稱：曲線滑塊往復(fù)式活塞泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液體輸送泵領(lǐng)域，具體涉及一種往復(fù)式活塞泵。
背景技術(shù)：
泵是受原動機控制,驅(qū)使介質(zhì)運動,是將原動機輸出的能量轉(zhuǎn)換為介質(zhì)壓力能的能量轉(zhuǎn)換裝置。按工作原理劃分，泵分為容積式泵和葉輪式泵，其中容積式泵中的活塞泵靠工作部件的往復(fù)運動造成工作容積周期性地增大和縮小而吸排液體，并靠工作部件的擠壓而使液體的壓力直接增加。如圖1所示，目前最常見的活塞式往復(fù)泵包括原動部件1，活塞2，工作室3，單向閥4和單向閥5。其具體結(jié)構(gòu)工作過程為原動部件I推動活塞2作往返運動以改變工作室3空間大小進而推動流體流動,單向閥4和單向閥5保證流體的單向流動。這種活塞泵的優(yōu)點為壓力高，流量小，效率高，且效率曲線的高效區(qū)較寬，便于匹配。但其也存在明顯的缺點，即尺寸大，制造和安裝費用也高，不適用于特定環(huán)境(如車載)。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有活塞泵尺寸大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造安裝成本高的缺點，本發(fā)明提供一種往復(fù)式活塞泵，通過兩個帶曲線的滑塊之間的嚙合將原動機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為工作部件的活塞運動，進而推動液體流動，該活塞泵原動部件和活塞行程處于一條線上，傳動部件和單向閥合為一體，使得整體組件部件少，體積小，可以適用于多種環(huán)境中。實現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的一種曲線滑塊往復(fù)式活塞泵，包括主殼體，與壓蓋殼體連接封閉，形成內(nèi)部為空腔的泵體，該泵體兩端分別設(shè)置有入口和出口，用于流體的進入和流出；套筒，設(shè)置在所述泵體的空腔內(nèi)，其為兩端開口的中空筒體；主動滑塊，容置套裝在套筒內(nèi)的一端，其可在套筒內(nèi)沿該套筒的軸向旋轉(zhuǎn)，該主動滑塊內(nèi)設(shè)置有與所述入口連通的第一單向閥；從動滑塊，同軸套裝在套筒另一端，其一端與所述主動滑塊端面配合，該從動滑塊內(nèi)設(shè)置有與所述出口連通的第二單向閥，兩單向閥的閥片之間的空腔形成容腔；所述主動滑塊的旋轉(zhuǎn)通過其端面作用在與其配合的所述從動滑塊的端面上，驅(qū)動該從動滑塊在所述套筒內(nèi)軸向往復(fù)移動，進而所述容腔的大小及容腔內(nèi)壓力周期性變化，使兩第二單向閥的閥口交替啟閉，實現(xiàn)流體泵送。作為本發(fā)明的改進，所述主動滑塊和從動滑塊均為一端開口的中空筒體，兩開口端的筒體端面為相互配合的凹凸曲面，所述主動滑塊在轉(zhuǎn)動過程中，其端面的凸面分別與所述從動滑塊端面的凸面和凹面輪流接觸配合，從而驅(qū)動所述從動滑塊在套筒內(nèi)相對該主動滑塊軸向往復(fù)移動。作為本發(fā)明的改進，所述主動滑塊的筒體端面可以為正弦曲面、余弦曲面或其他類型的凹凸曲面，所述從動滑塊的筒體端面為與其配合的凹凸曲面。
作為本發(fā)明的改進，所述從動滑塊的一端端面抵接有復(fù)位彈簧，該復(fù)位彈簧另一端抵接在主殼體上，用于該從動滑塊的復(fù)位。作為本發(fā)明的改進，所述單向閥包括骨架、閥彈簧、閥片和底座，其中，所述底座上開有孔，泵送的流體從該開孔內(nèi)流進或流出，開孔上覆有閥片以形成閥口，該閥片上壓有閥彈簧，所述骨架通過四臂爪卡在底座的凹面，所述彈簧分別抵住閥片和骨架的頂端.作為本發(fā)明的改進，所述底座緊靠在從動滑塊或主動滑塊內(nèi)的臺階孔上，該底座另一邊用鑲嵌在相應(yīng)的滑塊內(nèi)孔的凹槽中的橡膠墊圈壓緊。本發(fā)明的裝置具有動力組件、密封組件、控制組件、傳動組件和儲能組件，動力組件由電動機和聯(lián)軸器組成，電機可以根據(jù)現(xiàn)場需求可選配不同輸出功率和轉(zhuǎn)矩；密封組件由一個殼體、一個壓蓋和一個套筒組成；控制組件由兩個方向相同的單向閥構(gòu)成，其中每個單向閥由骨架，彈簧，閥片和底座三個零件組成；傳動組件由兩個具有特定曲線且互相嚙合的滑塊組成；儲能組件由一根可調(diào)節(jié)預(yù)緊力的柱形彈簧構(gòu)成。本發(fā)明中與電機軸相連的曲線滑塊為主動滑塊，與彈簧相連的曲線滑塊為從動滑塊，對應(yīng)的單向閥標記為主動滑塊單向閥和從動滑塊單向閥。其中電機主軸通過聯(lián)軸器與主動滑塊相連，彈簧安裝于從動滑塊內(nèi)，兩滑塊之間曲線嚙合，兩單向閥分別置于兩個滑塊腔體內(nèi)部，兩滑塊配合放置于套筒中，套筒內(nèi)加工有滑槽，用以限制從動滑塊的旋轉(zhuǎn)。以上結(jié)構(gòu)置于殼體之中，兩端以壓蓋壓實密封，殼體上開孔，通過殼體接口與外界管道連接?；钊貌还ぷ鲿r兩滑塊嚙合，左右單向閥均關(guān)閉，彈簧舒張，兩滑塊之間空間體積最小，電機轉(zhuǎn)動帶動主動滑塊開始旋轉(zhuǎn)，從動滑塊受主動滑塊的推擠遠離主動滑塊，主動滑塊單向閥開啟，彈簧壓縮，當滑塊間腔體體積最大時，彈簧被壓縮至最短，之后彈簧舒張，腔體壓縮，主動滑塊單向閥關(guān)閉從動單向閥開啟，被壓縮的流體流出工作區(qū)間。從動滑塊做往復(fù)運動，流體被加壓。本發(fā)明的主動滑塊和從動滑塊，其傳動功能由凹凸曲面實現(xiàn)，曲面形式為隨著柱體旋轉(zhuǎn)在柱體端面上下起伏，其形式可以是多種，例如形成曲面的曲線方程可以為正弦/余弦函數(shù)，三角函數(shù)，或者鋸齒狀分段直線函數(shù)等。本發(fā)明的曲線滑塊往復(fù)式活塞泵在具有活塞泵壓力高、效率高、效率曲線的高效區(qū)較寬、便于匹配等優(yōu)點的同時具有尺寸小、部件較少、安裝簡單的特點，適用于為車載燃油供熱系統(tǒng)提供動力。


圖1為現(xiàn)有的活塞泵的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的曲線滑塊往復(fù)式活塞泵的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3單向閥的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4主動滑塊三視圖；圖5從動滑塊結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中I主殼體，2復(fù)位彈簧，3套筒，4單向閥(兩個)，5主動滑塊，6從動滑塊，7電機軸，8壓蓋殼體。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做詳細說明。
如圖2-4所示，本實施例中的活塞泵部件從左往右包括主殼體I，復(fù)位彈簧2，套筒3，單向閥組件4，從動滑塊5，主動滑塊6，電動馬達7和壓蓋殼體8。單向閥組件4為兩個，分別為從動部件單向閥主動部件單向閥，分別設(shè)置在從動滑塊5和主動滑塊6中。主殼體I和壓蓋殼體8通過螺栓固定連接，兩者形成內(nèi)部為空腔的泵體。主殼體I和壓蓋殼體8之間的連接處用石棉墊片和密封套密封。泵體空腔在兩端分別設(shè)置有入口9和出口 10，用于流體的進入和流出。套筒3設(shè)置在泵體空腔內(nèi)，其為兩端開口的中空筒體，從動滑塊5和主動滑塊6分別容置在套筒3內(nèi)，并同軸設(shè)置在筒體兩端。主動滑塊6為一端開口的中空筒體，另一端的筒底中心凸出設(shè)置有一固定軸，該固定軸與電動馬達7的輸出軸連接，電動馬達7可通過該固定軸帶動主動滑塊6在套筒3內(nèi)旋轉(zhuǎn)。主動滑塊6開口的一端的端面為凹凸起伏的曲面，凹面和凸面交替，例如可以為正弦或余弦曲面。主動滑塊6的中空筒體內(nèi)固定設(shè)置有一單向閥4，該單向閥4入口通過滑塊6筒底中心的通孔與入口 9相通，單向閥4出口與滑塊6的開口端相通。從動滑塊5為一端開口的中空筒體，設(shè)置在套筒3相對的另一端，其一端端面抵接彈黃2,彈黃2另一端抵接在王殼體I上，在彈黃在作用下，該從動滑塊5可以在套筒3內(nèi)軸向移動。從動滑塊5另一端開口，其端面與主動滑塊6的開口一端端面配合，其同樣為凹凸起伏的曲面，該曲面與主動滑塊6開口一端端面形狀配合。從動滑塊5的中空腔體內(nèi)也設(shè)置有一單向閥4，該單向閥4入口與滑塊5開口端連通，出口通過滑塊5的筒體底部的通孔與出口 10相通。套筒3用以形成密封腔和導(dǎo)向，套筒3內(nèi)壁加工有導(dǎo)向的卡槽，用以限制從動滑塊6的轉(zhuǎn)動。套筒3上下兩端插入填充有填料的密封溝槽中。套筒3的開口用以將燃油導(dǎo)入套筒3與殼體形成的外腔，起到散熱的作用。電動馬達7通過固定軸帶動主動滑塊6在套筒3內(nèi)旋轉(zhuǎn)，其開口端面與從動滑塊5開口端面旋轉(zhuǎn)配合，由于凹凸曲面的交替存在，主動滑塊6的凸面輪流與從動滑塊的凸面和凹面配合，從而使從動滑塊5在套筒3內(nèi)來回移動，導(dǎo)致兩滑塊之間的腔體容積不斷變化，使得腔體壓力交替變化，從而相應(yīng)控制兩單向閥4的閥口的啟閉，完成泵送。本發(fā)明中的主動滑塊6和從動滑塊5的端面的凹凸曲面的形狀并沒有特殊的限定，只要保證兩端面均為凹凸曲面，并且保證其中一個曲面的凸面在主動滑塊6的旋轉(zhuǎn)過程中輪流交替與另一曲面的凸面和凹面配合接觸，使得從動滑塊5在軸向上來回移動即可。這樣即可保證兩滑塊之間的腔體容積周期性變化，從而使得容腔壓力也周期性變化。單向閥4配合鑲套在對應(yīng)的滑塊5或6中，如圖3，從動滑塊單向閥4的底座緊靠在從動滑塊5的臺階上，單向閥4底座另一邊用橡膠墊圈壓緊，橡膠墊圈鑲嵌在從動滑塊5的凹槽中，同樣主動滑塊6的單向閥4也以相同的方式鑲套在主動滑塊6中；兩個滑塊通過端面嚙合，兩個滑塊鑲套在套筒3中，套筒3中有凸槽以限制主動滑塊6的軸向運動和從動滑塊5的轉(zhuǎn)動，當主動滑塊6的轉(zhuǎn)動時其曲線凸起的部分推動從動滑塊5做軸向運動，復(fù)位彈簧2安裝在從動滑塊5的末端凹槽(圖中左)和主殼體I (殼體底部亦開有較淺的凹槽用以固定彈簧的位置)之間，彈簧2處于壓縮狀態(tài)；以上主體工作部件(主動滑塊、從動滑塊、復(fù)位彈簧、套筒)均安裝在主殼體I中，壓蓋殼體中的空間放置電機7，電機軸和主動滑塊6的軸通過聯(lián)軸器連接，主殼體I和壓蓋殼體8之間用螺栓壓實。主動滑塊6與從動滑塊5通過端面弧面嚙合，兩個滑塊和套筒3 —起組成一個密封的腔體，即為活塞泵的工作腔，工作腔的兩端為單向閥4，主動滑塊6的軸與電機軸一起組成傳動裝置，將電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為活塞運動，電機旋轉(zhuǎn)帶動主動滑塊6旋轉(zhuǎn),而套筒固定了從動滑塊5轉(zhuǎn)動，故從動滑塊5在主動滑塊6嚙合線、套筒3和復(fù)位彈簧2的共同作用下做活塞運動，即當主動滑塊6的凸起部分和從動滑塊5的凸起部分對頂?shù)臅r候從動滑塊5被頂開工作腔被擴大，腔內(nèi)的液壓下降，此時從動滑塊單向閥4(即圖2左邊的，出口單向閥)由于開口方向的原因處于關(guān)閉狀態(tài)，主動滑塊單向閥4的閥片(即圖2右邊的，入口單向閥)在壓差的作用下打開，右側(cè)壓蓋殼體腔內(nèi)液體被吸入工作腔，然后當主動滑塊6的凸起部分和從動滑塊5的凹處對頂時從動滑塊5在復(fù)位彈簧2的作用下靠近主動滑塊6，工作腔縮小，腔內(nèi)壓力增加，此時主動滑塊單向閥4由于開口方向的原因處于關(guān)閉狀態(tài)，從動滑塊單向閥4的閥片在壓差的作用下打開工作腔內(nèi)的液體被壓出工作腔，經(jīng)過上述一個過程液體被加壓。復(fù)位彈簧2在從動滑塊5和主殼體I底部之間，處于壓縮狀態(tài)，主動滑塊5在電機的帶動下做左右活塞運動，而從動滑塊6在復(fù)位彈簧2的帶動下歸位。套筒3用以形成密封腔和導(dǎo)向，套筒3內(nèi)壁加工有導(dǎo)向的卡槽，用以限制從動滑塊6的轉(zhuǎn)動。套筒3上下兩端插入填充有填料的密封溝槽中。套筒3的開口用以將燃油導(dǎo)入套筒3與殼體形成的外腔，起到散熱的作用。單向閥組件4包括主動滑塊單向閥和從動滑塊單向閥，如圖5所示，每個單向閥包括骨架41，彈簧42，閥片43和底座44，每個單向閥附帶一個橡膠墊圈用以將單向閥4固定在對應(yīng)的滑塊5或6上，單向閥4的底座44開有孔，液體從孔內(nèi)流進或流出，孔的上部覆有閥片43以形成閥口，閥片43上壓有彈簧42，骨架41通過四臂爪卡在底座44的凹面，彈簧42分別抵住閥片43和骨架41的頂端，由于彈簧42處于壓縮狀態(tài)將閥片43壓在底座44上，故只有當閥片43底座方向液體壓力大于骨架方向液體壓力時，壓差才能將閥片43推開，而當骨架方向液體壓力大于底座方向壓力時閥片被頂在底座上，閥門無法打開，閥門的開關(guān)控制腔內(nèi)液體的單向進出和真空壓縮腔的形成，閥門彈簧的預(yù)壓縮量決定了供油壓力。本發(fā)明的關(guān)鍵工作部件為主動滑塊(圖4)和從動滑塊(圖5)?，F(xiàn)通過電機軸7轉(zhuǎn)動360度為一個周期解釋曲線滑塊往復(fù)式活塞泵工作過程0度時，兩滑塊嚙合，兩單向閥均關(guān)閉，復(fù)位彈簧2舒張，兩滑塊之間空間體積最小，O度到90度期間，電機轉(zhuǎn)動，主動滑塊5開始旋轉(zhuǎn)，從動滑塊6在受主動滑塊5的推擠遠離主動滑塊6，此時主動單向閥4因壓差開啟，液體流入腔體，復(fù)位彈簧2壓縮，90度時，兩滑塊的接觸點運動到滑塊曲線的最頂端，此時滑塊間腔體體積最大，彈簧2被壓縮至最短，90度到180度期間，彈簧2舒張，腔體體積壓縮，主動單向閥4關(guān)閉，當壓縮至一定程度，從動單向閥開啟，被壓縮的流體流出工作區(qū)間。180度到360度工作過程與上述一致，這樣從動滑塊做往復(fù)運動，流體被加壓。
權(quán)利要求
1.一種曲線滑塊往復(fù)式活塞泵，包括: 主殼體(1)，與壓蓋殼體(8)連接封閉，形成內(nèi)部為空腔的泵體，該泵體兩端分別設(shè)置有入口(9)和出口(10)，用于流體的進入和流出； 套筒(3)，設(shè)置在所述泵體的空腔內(nèi)，其為兩端開口的中空筒體； 主動滑塊(6 )，容置套裝在套筒(3 )內(nèi)的一端，其可在套筒(3 )內(nèi)沿該套筒(3 )的軸向旋轉(zhuǎn)，該主動滑塊(6)內(nèi)設(shè)置有與所述入口(9)連通的第一單向閥(4)； 從動滑塊(5)，同軸套裝在套筒(3)另一端，其一端與所述主動滑塊(6)端面配合，該從動滑塊(5)內(nèi)設(shè)置有與所述出口(10)連通的第二單向閥(4)，兩單向閥(4)的閥片之間的空腔形成容腔； 所述主動滑塊(6)的旋轉(zhuǎn)通過其端面作用在與其配合的所述從動滑塊(5)的端面上，驅(qū)動該從動滑塊(5)在所述套筒(3)內(nèi)軸向往復(fù)移動，進而所述容腔的大小及容腔內(nèi)壓力周期性變化，使兩第二單向閥(4)的閥口交替啟閉，實現(xiàn)流體泵送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲線滑塊往復(fù)式活塞泵，其特征在于，所述主動滑塊(6)和從動滑塊(5)均為一端開口的中空筒體，兩開口端的筒體端面為相互配合的凹凸曲面，所述主動滑塊(6)在轉(zhuǎn)動過程中，其端面的凸面分別與所述從動滑塊(5)端面的凸面和凹面輪流接觸配合，從而驅(qū)動所述從動滑塊(5)在套筒(3)內(nèi)相對該主動滑塊(6)軸向往復(fù)移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的曲線滑塊往復(fù)式活塞泵，其特征在于，所述主動滑塊(6)的筒體端面可以為正弦曲面、余弦曲面或其他類型的凹凸曲面，所述從動滑塊(5)的筒體端面為與其配合的凹凸曲面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的曲線滑塊往復(fù)式活塞泵，其特征在于，所述從動滑塊(5)的一端端面抵接有復(fù)位彈 簧(2)，該復(fù)位彈簧(2)另一端抵接在主殼體(I)上，用于該從動滑塊(5)的復(fù)位。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的曲線滑塊往復(fù)式活塞泵，其特征在于，所述單向閥(4)包括骨架(41)、閥彈簧(42)、閥片(43)和底座(44)，其中，所述底座上(44)開有孔，泵送的流體從該開孔內(nèi)流進或流出，開孔上覆有閥片(43)以形成閥口，該閥片(43)上壓有閥彈簧(42)，所述骨架(41)通過四臂爪卡在底座(44)的凹面，所述彈簧(42)分別抵住閥片(43)和骨架(41)的頂端.
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的曲線滑塊往復(fù)式活塞泵，其特征在于，所述底座(44)緊靠在從動滑塊(5)或主動滑塊(6)內(nèi)的臺階孔上，該底座(44)另一邊用鑲嵌在相應(yīng)的滑塊(5，6)內(nèi)孔的凹槽中的橡膠墊圈壓緊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種曲線滑塊往復(fù)式活塞泵，包括主殼體形成內(nèi)部為空腔的泵體，該泵體兩端分別設(shè)置有入口和出口；套筒，為兩端開口的中空筒體；主動滑塊，容置套裝在套筒內(nèi)的一端，該主動滑塊內(nèi)設(shè)置有與入口連通的第一單向閥；從動滑塊，同軸套裝在套筒另一端，一端與所述主動滑塊端面配合，從動滑塊內(nèi)設(shè)置有與出口連通的第二單向閥，兩單向閥的閥片之間的空腔形成容腔；主動滑塊的轉(zhuǎn)動通過其端面作用在與其配合的從動滑塊的端面上，驅(qū)動該從動滑塊在所述套筒內(nèi)軸向往復(fù)移動，進而容腔的大小及容腔內(nèi)壓力周期性變化，使兩第二單向閥的閥口交替啟閉，實現(xiàn)流體泵送。本發(fā)明的活塞泵整體組件部件少，體積小，可以適用于多種環(huán)境中。
文檔編號F04B17/03GK103075318SQ201210208668
公開日2013年5月1日 申請日期2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月21日
發(fā)明者黃榮華, 張晗, 羅成, 黃都, 王兆文 申請人:華中科技大學