本發(fā)明涉及容積泵技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種帶限壓溢流裝置的水液壓軸向柱塞泵。

背景技術(shù)：
近年來(lái)，直接以水（過(guò)濾后的天然水，包括海水和淡水）代替礦物油作為工作介質(zhì)的水液壓傳動(dòng)與控制技術(shù)獲得了突破性的進(jìn)展，而且在廣泛的工程應(yīng)用中，相比傳統(tǒng)油液壓傳動(dòng)證明了具有環(huán)保、潔凈、高效、使用維護(hù)方便、運(yùn)行成本低等突出優(yōu)越性。水液壓傳動(dòng)與控制技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于高壓水霧化、海水淡化、高壓水清洗、舞臺(tái)驅(qū)動(dòng)與控制、潛器浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)、海洋工程以及其他傳動(dòng)與控制領(lǐng)域。水液壓泵是水液壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)的核心工作元件，水液壓軸向柱塞泵以轉(zhuǎn)速高、壓力高、流量大、流量脈動(dòng)小、體積緊湊、重量輕等突出優(yōu)點(diǎn)，成為水液壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)中最常用的水液壓泵，如丹麥Danfoss生產(chǎn)的Nessie系列水泵、英國(guó)WaterHydrulic公司的水泵、華中科技大學(xué)研制的海水疏干泵及浮力調(diào)節(jié)泵、浙江大學(xué)研制的純水泵等均為水液壓軸向柱塞泵。相比大多數(shù)往復(fù)式三柱塞泵體上安裝有安全閥作為限壓溢流裝置，見(jiàn)于報(bào)道的水液壓軸向柱塞泵本體均無(wú)相關(guān)限壓或溢流功能的裝置，應(yīng)用于水液壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)中，須在系統(tǒng)中設(shè)置安全閥或溢流閥，造成了成本增加和管道設(shè)計(jì)制造困難；同時(shí)用于直接替代諸如海水淡化、高壓水清洗系統(tǒng)中的往復(fù)式三柱塞泵受到了很大的限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決目前水液壓軸向柱塞泵本體無(wú)限壓溢流裝置的不足，本發(fā)明在水液壓軸向柱塞泵現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，提供了一種帶限壓溢流裝置的水液壓軸向柱塞泵。本發(fā)明包括后端蓋、配流盤(pán)、旋轉(zhuǎn)缸體組件、殼體、滑動(dòng)軸承、奇數(shù)個(gè)的柱塞滑靴組件、回程盤(pán)、斜盤(pán)、機(jī)械密封、前端蓋、軸和安裝在后端蓋上的限壓溢流裝置，后端蓋和前端蓋分別固定安裝在殼體的兩端，配流盤(pán)安裝在后端蓋上，并位于殼體內(nèi)，回程盤(pán)一側(cè)安裝在前端蓋上，斜盤(pán)安裝在回程盤(pán)的另一側(cè)上，旋轉(zhuǎn)缸體組件通過(guò)滑動(dòng)軸承活動(dòng)安裝在殼體的內(nèi)壁上，并位于配流盤(pán)和斜盤(pán)之間，柱塞滑靴組件活動(dòng)安裝在旋轉(zhuǎn)缸體組件內(nèi)，且柱塞滑靴組件的球狀柱塞末端活動(dòng)裝配在斜盤(pán)上，軸活動(dòng)裝配在前端蓋上，并與旋轉(zhuǎn)缸體組件傳動(dòng)相連，限壓溢流裝置包括調(diào)節(jié)螺桿、鎖緊螺母、上端蓋、彈簧推桿、阻尼閥板、阻尼器、阻尼彈簧、主彈簧、阻尼環(huán)和主閥芯，后端蓋上設(shè)有限壓溢流裝置腔體，上端蓋上設(shè)有推桿通過(guò)孔，上端蓋固定安裝在后端蓋上限壓溢流裝置腔體的出口處，阻尼環(huán)為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，且阻尼環(huán)上開(kāi)有多個(gè)小孔，阻尼環(huán)的外壁固定裝配在后端蓋上限壓溢流裝置腔體的內(nèi)壁上，阻尼環(huán)的一端抵在后端蓋上限壓溢流裝置腔體的流道-處，主閥芯內(nèi)設(shè)有環(huán)形槽和水流通道-，主閥芯的安裝在阻尼環(huán)內(nèi)，阻尼彈簧的一端抵在主閥芯上，阻尼器內(nèi)設(shè)有C水流通道，阻尼器位于環(huán)形槽內(nèi)，阻尼器的下表面抵在阻尼彈簧的另一端，且阻尼器的外壁與環(huán)形槽之間形成間隙，阻尼閥板內(nèi)設(shè)有D水流通道，阻尼閥板固定安裝在環(huán)形槽內(nèi)，并抵在阻尼器的上表面，彈簧推桿通過(guò)密封環(huán)活動(dòng)裝配在后端蓋上限壓溢流裝置腔體的內(nèi)壁上，彈簧推桿的一端與主閥芯的頂部之間形成阻尼腔，主彈簧的兩端分別抵在彈簧推桿和主閥芯上，調(diào)節(jié)螺桿穿過(guò)上端蓋的推桿通過(guò)孔并通過(guò)鎖緊螺母鎖緊，且調(diào)節(jié)螺桿推動(dòng)彈簧推桿移動(dòng)，進(jìn)水口-通過(guò)水流通道-、阻尼器內(nèi)的C水流通道和阻尼閥板內(nèi)的D水流通道與阻尼腔相通。阻尼閥板材料為經(jīng)過(guò)強(qiáng)化處理的不銹鋼、鎳銅合金或鈦合金加工而成。阻尼器為具有中心細(xì)長(zhǎng)孔的圓柱體結(jié)構(gòu)，材料為不銹鋼、銅合金、工程塑料PEEK或工程塑料PTFE加工而成。主閥芯與彈簧推桿配合間隙位置的密封件為O型密封圈。阻尼環(huán)為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，環(huán)狀結(jié)構(gòu)上加工有多個(gè)小孔，與主閥芯配合的內(nèi)孔為設(shè)定角度和長(zhǎng)度的錐口結(jié)構(gòu)，材料為工程塑料或銅合金。本發(fā)明的有益效果是：1、在水液壓軸向柱塞泵的后端蓋上安裝有限壓溢流裝置，通過(guò)流道連通泵的排水口1、限壓溢流裝置和泵的吸水口，省去水液壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)中的水液壓安全閥或水液壓溢流閥，簡(jiǎn)化系統(tǒng)，節(jié)約成本，同時(shí)具備一般帶安全閥的往復(fù)式三柱塞泵的全部功能，擴(kuò)大了水液壓軸向柱塞泵的應(yīng)用范圍。2、限壓溢流裝置的主閥芯采用差壓控制，主閥芯運(yùn)動(dòng)液動(dòng)力有效作用面積極小，在同等壓力和流量控制的情況下，主彈簧的設(shè)計(jì)和制造更為簡(jiǎn)單。3、主閥芯采用機(jī)械和液力雙阻尼的設(shè)計(jì)，有效的避免一般水液壓溢流閥工作中振動(dòng)大、噪聲大、調(diào)壓精度低、工作穩(wěn)定性差等突出缺點(diǎn)，提高了系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。4、可滑動(dòng)阻尼器的設(shè)計(jì)，在阻尼器阻尼小孔因介質(zhì)污染被堵死的情況下，在主閥芯向上運(yùn)動(dòng)形成阻尼腔局部高壓的作用下，推動(dòng)阻尼器向開(kāi)啟阻尼閥口的方向滑動(dòng)，打開(kāi)阻尼閥口，連通阻尼腔和下腔，有效的避免了固定安裝阻尼器中心阻尼小孔因介質(zhì)污染被堵死而引起主閥無(wú)法開(kāi)啟的問(wèn)題，提高了限壓溢流裝置的抗污染性能和水液壓軸向柱塞泵工作的可靠性。5、全水潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，解決了油水分離結(jié)構(gòu)帶來(lái)的工作介質(zhì)污染問(wèn)題，免維護(hù)，有效降低使用成本附圖說(shuō)明附圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理圖。附圖2是圖1的A-A面剖視圖。附圖3是限壓溢流裝置局部放大圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。如附圖1、2、3所示，本發(fā)明包括后端蓋1、配流盤(pán)2、旋轉(zhuǎn)缸體組件3、殼體4、滑動(dòng)軸承5、奇數(shù)個(gè)的柱塞滑靴組件6、回程盤(pán)7、斜盤(pán)8、機(jī)械密封、前端蓋10、軸11和安裝在后端蓋上的限壓溢流裝置，后端蓋1和前端蓋10分別固定安裝在殼體4的兩端，配流盤(pán)2安裝在后端蓋1上，并位于殼體4內(nèi)，回程盤(pán)7一側(cè)安裝在前端蓋10上，斜盤(pán)8安裝在回程盤(pán)7的另一側(cè)上，旋轉(zhuǎn)缸體組件3通過(guò)滑動(dòng)軸承5活動(dòng)安裝在殼體4的內(nèi)壁上，并位于配流盤(pán)2和斜盤(pán)8之間，柱塞滑靴組件6活動(dòng)安裝在旋轉(zhuǎn)缸體組件3內(nèi)，且柱塞滑靴組件6的球狀柱塞末端活動(dòng)裝配在斜盤(pán)8上，軸11活動(dòng)裝配在前端蓋10上，并與旋轉(zhuǎn)缸體組件3傳動(dòng)相連，限壓溢流裝置包括調(diào)節(jié)螺桿12、鎖緊螺母13、上端蓋14、彈簧推桿15、阻尼閥板16、阻尼器17、阻尼彈簧18、主彈簧19、阻尼環(huán)20和主閥芯21，后端蓋1上設(shè)有限壓溢流裝置腔體，上端蓋14上設(shè)有推桿通過(guò)孔，上端蓋14固定安裝在后端蓋1上限壓溢流裝置腔體的出口處，阻尼環(huán)20為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，且阻尼環(huán)20上開(kāi)有多個(gè)小孔，阻尼環(huán)20的外壁固定裝配在后端蓋1上限壓溢流裝置腔體的內(nèi)壁上，阻尼環(huán)20的一端抵在后端蓋1上限壓溢流裝置腔體的流道1-1處，主閥芯21內(nèi)設(shè)有環(huán)形槽和水流通道21-1，主閥芯21的安裝在阻尼環(huán)20內(nèi)，阻尼彈簧18的一端抵在主閥芯21上，阻尼器17內(nèi)設(shè)有C水流通道，阻尼器17位于環(huán)形槽內(nèi)，阻尼器17的下表面抵在阻尼彈簧18的另一端，且阻尼器17的外壁與環(huán)形槽之間形成間隙，阻尼閥板16內(nèi)設(shè)有D水流通道，阻尼閥板16固定安裝在環(huán)形槽內(nèi)，并抵在阻尼器17的上表面，彈簧推桿15通過(guò)密封環(huán)活動(dòng)裝配在后端蓋1上限壓溢流裝置腔體的內(nèi)壁上，彈簧推桿15的一端與主閥芯21的頂部之間形成阻尼腔，主彈簧19的兩端分別抵在彈簧推桿15和主閥芯21上，調(diào)節(jié)螺桿12穿過(guò)上端蓋14的推桿通過(guò)孔并通過(guò)鎖緊螺母13鎖緊，且調(diào)節(jié)螺桿12推動(dòng)彈簧推桿15移動(dòng)，進(jìn)水口1-1通過(guò)水流通道21-1、阻尼器17內(nèi)的C水流通道和阻尼閥板16內(nèi)的D水流通道與阻尼腔相通。阻尼閥板16材料為經(jīng)過(guò)強(qiáng)化處理的不銹鋼、鎳銅合金或鈦合金加工而成。阻尼器17為具有中心細(xì)長(zhǎng)孔的圓柱體結(jié)構(gòu)，材料為不銹鋼、銅合金、工程塑料PEEK或工程塑料PTFE加工而成。主閥芯21與彈簧推桿15配合間隙位置的密封件為O型密封圈。阻尼環(huán)20為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，環(huán)狀結(jié)構(gòu)上加工有多個(gè)小孔，與主閥芯21配合的內(nèi)孔為設(shè)定角度和長(zhǎng)度的錐口結(jié)構(gòu)，材料為工程塑料或銅合金。限壓溢流裝置，如附圖2、附圖3所示，安裝在后端蓋1上，連通泵的吸水口1-3和排水口1-4，通過(guò)主閥芯21運(yùn)動(dòng)的控制，實(shí)現(xiàn)泵本體的限壓和溢流功能。主閥芯21采用差壓控制結(jié)構(gòu)，未工作狀態(tài)下，壓力水通過(guò)后端蓋流道1-1、主閥芯中心孔、阻尼器17、阻尼閥板16與阻尼腔15-1連通。主閥芯21開(kāi)啟的液動(dòng)力有效作用面積為主閥芯21與后端蓋1形成的主閥口密封面面積與阻尼腔15-1面積之差。主閥芯21開(kāi)啟液動(dòng)力有效作用面積可以根據(jù)設(shè)計(jì)控制到極小，在同等壓力和流量控制的情況下，主彈簧19的設(shè)計(jì)和制造更為簡(jiǎn)單。限壓溢流裝置，如附圖2、附圖3所示，通過(guò)阻尼環(huán)20和主閥芯21相互作用形成的機(jī)械阻尼，通過(guò)阻尼腔15-1和阻尼器17相互作用形成液力阻尼，在機(jī)械和液力雙阻尼的共同作用下，有效的避免了一般水液壓溢流閥工作振動(dòng)大、噪聲大、調(diào)壓精度低、工作穩(wěn)定性差等突出缺點(diǎn)，提高了系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。限壓溢流裝置，如附圖2、附圖3所示，阻尼器17在阻尼彈簧18、阻尼閥板16的作用下，通過(guò)設(shè)定間隙安裝在主閥芯21的內(nèi)孔中，外部推力大于阻尼彈簧18的預(yù)壓緊力時(shí)可滑動(dòng)。在阻尼器17中心阻尼小孔因介質(zhì)污染被堵死的情況下，在主閥芯向上運(yùn)動(dòng)阻尼腔15-1形成局部高壓的作用下，阻尼器17向阻尼閥口開(kāi)啟的方向（附圖3所示右側(cè)）滑動(dòng)，打開(kāi)阻尼閥口，連通阻尼腔15-1和下腔21-1，有效的避免了固定安裝阻尼器中心阻尼小孔因介質(zhì)污染被堵死而引起主閥芯21無(wú)法開(kāi)啟的問(wèn)題，提高了限壓溢流裝置的抗污染性能和水液壓軸向柱塞泵工作的可靠性。本發(fā)明提供的帶限壓溢流裝置的水液壓軸向柱塞泵工作過(guò)程如下：初始工作狀態(tài)下，主軸11旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)缸體旋轉(zhuǎn)組件3和柱塞滑靴組件6旋轉(zhuǎn)，柱塞滑靴組件6通過(guò)與斜盤(pán)8的相互作用，在缸體旋轉(zhuǎn)組件3的缸孔內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。配流盤(pán)2固定的安裝在后端蓋1上。每旋轉(zhuǎn)一周，柱塞在缸孔內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，通過(guò)缸體旋轉(zhuǎn)組件3與配流盤(pán)2的相互作用，每組柱塞滑靴組件完成一次吸水和排水的過(guò)程。當(dāng)泵工作時(shí)，壓力水通過(guò)流道1-1、主閥芯中心孔、阻尼器17中心阻尼小孔、阻尼閥板16進(jìn)入阻尼腔15-1。當(dāng)壓力水作用在主閥口和通過(guò)在阻尼腔15-1作用在主閥芯21向上的合力大于主彈簧19的預(yù)壓緊力時(shí)候，主閥芯打開(kāi)。通過(guò)調(diào)節(jié)螺桿12推動(dòng)彈簧推桿15運(yùn)動(dòng)，控制主彈簧19的預(yù)壓緊力，實(shí)現(xiàn)主閥芯21開(kāi)啟壓力的調(diào)節(jié)。把主閥芯21開(kāi)啟的壓力定義為設(shè)定壓力P0，當(dāng)系統(tǒng)外部負(fù)載工作壓力大于設(shè)定壓力P0時(shí)，主閥芯21開(kāi)啟，水流經(jīng)過(guò)通道1-1、阻尼環(huán)20上的均布的多個(gè)小孔、通道1-2回流到泵吸水口1-3。限壓溢流裝置主閥芯21在機(jī)械摩擦力、液壓力、彈簧彈力共同作用下，處于某一平衡穩(wěn)定位置，維持泵出口壓力的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定。阻尼器17中心阻尼孔堵塞時(shí)，阻尼腔15-1因主閥芯21向上運(yùn)動(dòng)內(nèi)部水受壓縮而產(chǎn)生的局部高壓，作用在阻尼器17上，當(dāng)作用在阻尼器17上的局部高壓推力大于阻尼彈簧18的預(yù)壓緊力和底部液壓推力之和時(shí)，阻尼器17向附圖3所示的右側(cè)滑動(dòng)，開(kāi)啟阻尼閥口，通過(guò)主閥芯中心孔21-1、阻尼器17與主閥芯21中心孔之間的間隙、阻尼器17和阻尼閥板16之間形成的阻尼閥口連通阻尼腔15-1，將阻尼腔15-1形成的局部高壓卸荷，同時(shí)阻尼器17在阻尼彈簧18的作用下回到初始密封位置，在機(jī)械摩擦力、液壓力、彈簧彈力共同作用下，主閥芯21處于某一動(dòng)態(tài)平衡位置，維持泵排水口1-4壓力的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定。阻尼器17的可滑動(dòng)結(jié)構(gòu)有效的避免了因阻尼孔被堵死，阻尼腔內(nèi)部形成局部高壓導(dǎo)致主閥芯無(wú)法打開(kāi)的缺陷，提高了限壓溢流裝置的抗污染性能和水液壓軸向柱塞泵工作的可靠性。以上實(shí)施例只是闡述了本發(fā)明的基本原理和特性，本發(fā)明不受上述事例限制，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還有各種變化和改變，這些變化和改變都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求要求書(shū)及其等效物界定。