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1、(10)申请公布号 CN 103671096 A (43)申请公布日 2014.03.26 CN 103671096 A (21)申请号 201310688788.5 (22)申请日 2013.12.16 F04C 2/344(2006.01) (71)申请人 浙江大学 地址 310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘路 866 号 (72)发明人 陈行 (74)专利代理机构 杭州求是专利事务所有限公 司 33200 代理人 周烽 (54) 发明名称 一种叶片液压泵 (57) 摘要 本发明公开了一种高性能多叶片泵， 它包括 壳体、 转子、 叶片、 密封条和垫块， 转子位于中心， 壳体位于外部， 叶。
2、片安放在壳体对角的空心圆环 内， 同时也位于转子的槽内， 并与转子成一个角 度， 叶片的一个平面与转子的圆台侧面相切， 密封 条位于转子和叶片之间， 其平面一侧与转子贴合， 圆台面一侧则与叶片的圆台面 E1 贴合， 垫块位于 壳体对角的空心圆环内， 正好填满由壳体、 叶片、 转子和密封条形成的空缺。本发明所有密封处均 为面密封 ； 排量大， 压力高， 效率高 ； 比功率大 ； 结 构紧凑， 加工相对容易 ； 成本较低， 寿命长。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 7 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图。
3、7页 (10)申请公布号 CN 103671096 A CN 103671096 A 1/1 页 2 1. 一种高性能多叶片泵， 其特征在于， 包括壳体 （1） 、 转子 （2） 、 叶片 （3） 、 密封条 （4） 和 垫块 （5） 等， 转子 （2） 位于中心， 壳体 （1） 位于外部， 叶片 （3） 安放在壳体 （1） 对角的的空心 圆环内， 同时也位于转子 （2） 的槽内， 并与转子 （2） 成一个角度， 叶片 （3） 的一个平面与转 子 （2） 的圆台侧面相切， 密封条 （4） 位于转子 （2） 和叶片之间， 其平面一侧与转子 （2） 贴合， 圆台面一侧则与叶片 （3） 的圆台面 E。
4、1 贴合， 垫块 （5） 位于壳体 （1） 对角的的空心圆环内， 正好填满由壳体 （1） 、 叶片 （3） 、 转子 （2） 和密封条 （4） 形成的空缺。 2. 根据权利要求 1 所述的一种高性能多叶片泵， 其特征在于， 所述叶片 （3） 为四分之一 圆形， 共有相同的四片， 其中一片叶片 （3） 两个平面 A1、 B1 和柱面 C1、 球面 D1 及两圆台面 E1、 J1 围合而成 ； 其中， C1 是中心为球心 O1、 半径与壳体 （1） 的空心圆环的柱面 E3 的半径 相同的柱面， D1 是球心为 O1 半径与转子 （2） 球台 C2 半径相同的球面， E1 和 J1 是圆台面， 其上。
5、底面和下底面的直径分别是直线 R1S1 和直线 M1N1， M1R1 和 N1S1 则是其侧面母线 ； 两 个平面 A1 和 B1 平行 ； 两平行平面 A1 和 B1 的距离为叶片 （3） 的厚度， 叶片 （3） 厚度与壳体 （1） 的空心圆环宽度相等 ； 所述密封条 （4） 共有相同的八条， 其中一条 E1 侧是圆台面， 其上底面和下底面的直径 分别是直线 R1S1 和 P1Q1， P1R1 和 N1S1 则是其侧面母线， K1 侧是平面， 过球心 O 1 的轴线 与该平面平行， 其垂直距离为转子 （2） 正交的十字板板厚的一半， G1 是球心为 O1 半径与转 子 （2） 中心球台 C2。
6、 半径相等的球面， F1 是球心为 O1 半径等于转子 （2） 线段 O2M2 的球面， H1 和 I1 两个面是平行的平面， 其半长 OP1 与壳体 （1） 柱面 F3 半径相等， 宽度与叶片 （3） 宽 度相等， R1 和 S1 是两斜度与图 7 中面 D3 对于 B3 的斜度相等的斜面， 密封条 （4） 的宽度与 叶片 （3） 厚度相等 ； 叶片 （3） 和密封条 （4） 均为轴对称 ； 所述转子 （2） 当中是两头平行截掉两个球冠的腰鼓形球台， 球台中间如同对称插入一 正交的十字板， 鼓形球台两头是两个相同的空心圆台， A2 和 B2 是平行的圆平面， R2 和 S2 也 是平行的圆平。
7、面， C2 和 D2 是球心为 O2 的球面， I2 和 J2 是相互垂直的两平面， 一个叶片 （3） 和两条密封条 （4） 垂直安放在 I2 和 J2 之间的凹槽内， 正好完全密合， E2 和 F2 是中心轴过 O2 半径与壳体 （1） 柱面 F3 半径相同的柱面， G2 和 H2 是两个相同的空心圆台部分侧面， 一 侧圆台上下两底分别是圆平面 A2 和圆平面 R2， 另一侧圆台上下两底分别是圆平面 B2 和圆 平面 S2， K2M2 的直线段长度为转子 （2） 的宽度， 两圆台侧面 G2 和 H2 和相应的壳体 （1） 空 心圆环平行平面 C3 和 D3 相贴合， 整个转子 （2） 不仅关。
8、于球台中心 O2 对称， 也是轴对称 ； 所述壳体 （1） 是两头平行截掉两个球冠的腰鼓形球面， 厚度与转子 （2） 的宽度 K2M2 相 等， A3 和 B3 是两个半径相等的平行的圆平面， F3 是柱面， 其中心轴过 O3， 半径与转子 （2） 左 右外侧 E2 和 F2 柱面的半径相等， 壳体 （1） 柱面的对角是一空心圆环， 圆环宽度与叶片 （3） 厚度相等， 空心圆环的两个侧面 C3 和 D3 是平行的圆环平面， E3 是中心轴通过 O3 的柱面， 位于壳体 （1） 的对角线上， 其外径与叶片 （3） 柱面 C1 的外径相等， 且大于壳体 （1） 柱面 F3 的外径， 圆环平行的 C。
9、3 和 D3 两平面与相应的转子 （2） 两空心圆台侧面 G2 和 H2 相贴合， 整 个壳体 （1） 关于球台中心 O3 对称 ； 所述垫块 （5） 是一段圆环， 共有相同的四条， 其中一条外侧 A4 是半径与壳体 （1） 对角 圆环 E3 外径相等的柱面， 内侧 B4 是半径等于转子 （2） 线段 O2M2 的球面， 其上下厚度与转 子 （2） 正交的十字板宽度 K2M2 相等， 两腰部 C4 和 D4 是圆台面， 该圆台面上底面和下底面 的直径分别是直线 P1Q1 和 M1N1， M1P1 则是其侧面母线， 垫块 （5） 形状为轴对称。 权 利 要 求 书 CN 103671096 A 。
10、2 1/4 页 3 一种叶片液压泵 技术领域 0001 本发明涉及多叶片泵， 尤其涉及一种高性能多叶片泵。 背景技术 0002 现有的叶片泵结构均为一转子偏心置于油缸体内， 叶片径向或与转子半径成一定 角度置于转子内， 工作时转子高速旋转， 叶片在离心力的作用下甩出， 与油缸体形成密封 腔， 旋转时容积变化产生压力。 。 这种形式叶片泵由于叶片和油缸体之间是靠一条接触线密 封， 因此密封性能较差， 输出压力较低， 加上旋转时叶片与转子及油缸体间产生很大摩擦， 致使叶片泵整体磨损快， 寿命短， 效率低。 另外， 旋转时为了保证叶片能在转子内安全进出， 转子必须有相当的直径， 这样势必排量较小， 。
11、虽然有双叶片式液压泵， 但由于只有两片叶 片， 流量脉动较大， 流量也欠大。 发明内容 0003 本发明的目的是提供一种既能实现大排量， 流量脉动又小， 全部密封处又均为面 密封， 且不易磨损的高性能多叶片泵。 0004 为了达到上述目的， 本发明采用的技术方案如下 ： 一种高性能多叶片泵， 包括壳 体、 转子、 叶片、 密封条和垫块， 转子位于中心， 壳体位于外部， 叶片安放在壳体对角的的空 心圆环内， 同时也位于转子的槽内， 并与转子成一个角度， 叶片 的一个平面与转子的圆台 侧面相切， 密封条位于转子和叶片之间， 其平面一侧与转子 贴合， 圆台面一侧则与叶片 的 圆台面 E1 贴合， 垫。
12、块位于壳体对角的的空心圆环内， 正好填满由壳体、 叶片、 转子和密封条 形成的空缺。 0005 在上述的一种高性能多叶片泵中， 所述叶片为四分之一圆形， 共有相同的四片， 其 中一片叶片两个平面 A1、 B1 和柱面 C1、 球面 D1 及两圆台面 E1、 J1 围合而成 ； 其中， C1 是 中心为球心 O1、 半径与壳体的空心圆环的柱面 E3 的半径相同的柱面， D1 是球心为 O1 半径 与转子球台 C2 半径相同的球面， E1 和 J1 是圆台面， 其上底面和下底面的直径分别是直线 R1S1 和直线 M1N1， M1R1 和 N1S1 则是其侧面母线 ； 两个平面 A1 和 B1 平行。
13、 ； 两平行平面 A1 和 B1 的距离为叶片的厚度， 叶片厚度与壳体的空心圆环宽度相等。 0006 所述密封条共有相同的八条， 其中一条 E1 侧是圆台面， 其上底面和下底面的直径 分别是直线 R1S1 和 P1Q1， P1R1 和 N1S1 则是其侧面母线， K1 侧是平面， 过球心 O1 的轴线与 该平面平行， 其垂直距离为转子正交的十字板板厚的一半， G1 是球心为 O1 半径与转子中心 球台 C2 半径相等的球面， F1 是球心为 O1 半径等于转子线段 O2M2 的球面， H1 和 I1 两个面 是平行的平面， 其半长 OP1 与壳体柱面 F3 半径相等， 宽度与叶片宽度相等， R。
14、1 和 S1 是两斜 度与图7中面D3对于B3的斜度相等的斜面， 密封条的宽度与叶片厚度相等 ； 叶片和密封条 均为轴对称 ； 所述转子当中是两头平行截掉两个球冠的腰鼓形球台， 球台中间如同对称插入一正交 的十字板， 鼓形球台两头是两个相同的空心圆台， A2 和 B2 是平行的圆平面， R2 和 S2 也是平 说 明 书 CN 103671096 A 3 2/4 页 4 行的圆平面， C2 和 D2 是球心为 O2 的球面， I2 和 J2 是相互垂直的两平面， 一个叶片和两条 密封条 垂直安放在 I2 和 J2 之间的凹槽内， 正好完全密合， E2 和 F2 是中心轴过 O2 半径与 壳体柱。
15、面 F3 半径相同的柱面， G2 和 H2 是两个相同的空心圆台部分侧面， 一侧圆台上下两 底分别是圆平面 A2 和圆平面 R2， 另一侧圆台上下两底分别是圆平面 B2 和圆平面 S2， K2M2 的直线段长度为转子的宽度， 两圆台侧面 G2 和 H2 和相应的壳体 空心圆环平行平面 C3 和 D3 相贴合， 整个转子不仅关于球台中心 O2 对称， 也是轴对称 ； 所述壳体是两头平行截掉两个球冠的腰鼓形球面， 厚度与转子的宽度 K2M2 相等， A3 和 B3 是两个半径相等的平行的圆平面， F3 是柱面， 其中心轴过 O3， 半径与转子左右外侧 E2 和 F2 柱面的半径相等， 壳体柱面的对。
16、角是一空心圆环， 圆环宽度与叶片厚度相等， 空心圆环的 两个侧面 C3 和 D3 是平行的圆环平面， E3 是中心轴通过 O3 的柱面， 位于壳体的对角线上， 其外径与叶片柱面 C1 的外径相等， 且大于壳体柱面 F3 的外径， 圆环平行的 C3 和 D3 两平面 与相应的转子两空心圆台侧面 G2 和 H2 相贴合， 整个壳体关于球台中心 O3 对称 ； 所述垫块是一段圆环， 共有相同的四条， 其中一条外侧 A4 是半径与壳体对角圆环 E3外径相等的柱面， 内侧B4是半径等于转子线段O2M2的球面， 其上下厚度与转子正交的十 字板宽度 K2M2 相等， 两腰部 C4 和 D4 是圆台面， 该圆。
17、台面上底面和下底面的直径分别是直 线 P1Q1 和 M1N1， M1P1 则是其侧面母线， 垫块形状为轴对称。 0007 本发明具有的优点是 ： 1） 所有密封处均为面密封 ； 2） 排量大， 压力高， 效率高 ； 3） 比功率大 ； 4） 结构紧凑， 加工相对容易 ； 5) 成本较低， 寿命长。 附图说明 0008 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 0009 图 1 是本发明的叶片和密封条形状示意图 ； 、 图 2 是图 1 的左视图 ； 图 3 是图 1 的 S 向和 T 向示意图 ； 图 4 是本发明的转子形状示意图 ； 图 5 是图 4 的 W-W 剖面示意图 ； 图 6 是。
18、本发明的壳体的俯视图 ； 图 7 是本发明的壳体的主视图 ； 图 8 是图 7 的 M-M 剖面示意图 ； 图 9 是本发明的整体结构示意图 ； 图 10 是图 9 的 K 向示意图 ； 图 11 是图 9 的 N-N 剖面示意图 ； 图 12 是本发明的运行原理示意图 ； 图 13 是图 9 的 U-U 剖面示意图 ； 图 14 是本发明的工作过程原理示意图 ； 说 明 书 CN 103671096 A 4 3/4 页 5 图 15 是图 12 的 V-V 剖面示意图 ； 图 16 是本发明的工作过程原理示意图。 0010 图中 ： 1. 壳体， 2. 转子， 3. 叶片， 4. 密封条， 。
19、5 垫块。 具体实施方式 0011 本发明的结构如图 12 所示， 转子 2 位于中心， 壳体 1 位于外部， 叶片 3 安放在壳体 1 对角的空心圆环 （导向槽） 内， 同时也位于转子 2 的槽内， 并与转子 2 成一个角度， 叶片 3 的一个平面与转子 2 的圆台侧面相切， 密封条 4 位于转子 2 和叶片之间， 其平面一侧与转子 2 贴合， 圆台面一侧则与叶片 3 的圆台面 E1 贴合， 垫块 5 位于壳体 1 对角的空心圆环内， 正 好填满由壳体 1， 叶片 3， 转子 2 和密封条 4 形成的空缺。 0012 图 1 和图 3 所示为本发明的叶片 3 和密封条 4 的形状。叶片 3 。
20、为四分之一圆形或 近似四分之一圆形， 共有相同的四片， 其中一片叶片 3 由两个平面 A1、 B1 和柱面 C1、 球面 D1 及两圆台面 E1、 J1 围合而成 ； 其中， C1 是中心为球心 O1、 半径与壳体 1 的空心圆环的柱面 E3 的半径相同的柱面， D1 是球心为 O1 半径与图 5 转子 2 球台 C2 半径相同的球面， E1 和 J1 是圆台面， 其上底面和下底面的直径分别是直线 R1S1 和直线 M1N1， M1R1 和 N1S1 则是其侧 面母线 ； 两个平面 A1 和 B1 平行 ； 两平行平面 A1 和 B1 的距离为叶片 3 的厚度， 叶片 3 厚度 与图 7 壳体。
21、 1 的空心圆环宽度相等。 0013 密封条 4 共有相同的八条， 其中一条 E1 侧是圆台面， 其上底面和下底面的直径分 别是直线 R1S1 和 P1Q1， P1R1 和 N1S1 则是其侧面母线， K1 侧是平面， 过球心 O1 的轴线 （如 图 1 所示） 与该平面平行， 其垂直距离为图 4 转子 2 正交的十字板板厚的一半， G1 是球心为 O1 半径与图 5 转子 2 中心球台 C2 半径相等的球面， F1 是球心为 O1 半径等于图 4 转子 2 线 段 O2M2 的球面， H1 和 I1 两个面是平行的平面， ( 其半长 OP1 与图 7 壳体 1 柱面 F3 半径相 等 )， 。
22、宽度与叶片 3 宽度相等， (R1 和 S1 是两斜度与图 7 中面 D3 对于 B3 的斜度相等的斜 面 )。密封条 4 的宽度 （即平面 H1 和 I1 的距离） 与叶片 3 厚度相等 ； 叶片 3 和密封条 4 均 为轴对称。 0014 图 4 和图 5 所示为本发明的转子 2 的形状。转子 2 当中是两头平行截掉两个球冠 的腰鼓形球台， 球台中间如同对称插入一正交的十字板， 鼓形球台两头是两个相同的空心 圆台， A2 和 B2 是平行的圆平面， R2 和 S2 也是平行的圆平面， C2 和 D2 是球心为 O2 的球面， I2 和 J2 是相互垂直的两平面， 将图 1 的整个图形， 即。
23、一个叶片 3 和两条密封条 4 垂直安放 在 I2 和 J2 之间的凹槽内， 正好完全密合， E2 和 F2 是中心轴过 O2 半径与壳体 1 柱面 F3 半 径相同的柱面， G2 和 H2 是两个相同的空心圆台部分侧面， 一侧圆台上下两底分别是圆平面 A2 和圆平面 R2, 另一侧圆台上下两底分别是圆平面 B2 和圆平面 S2， K2M2 的直线段长度为 转子 2 的宽度， 两圆台侧面 G2 和 H2 的空间位置以如下而定 ： 保证装配好后两圆台侧面 G2 和 H2 和相应的壳体 1 空心圆环平行平面 C3 和 D3 相贴合， 整个转子 2 不仅关于球台中心 O2 对称， 也是轴对称。 00。
24、15 图 6、 图 7 和图 8 所示为本发明的壳体 1 的形状。壳体 1 是两头平行截掉两个球冠 的腰鼓形球面， 厚度与转子 2 的宽度 K2M2 相等， A3 和 B3 是两个半径相等的平行的圆平面， F3 是柱面， 其中心轴过 O3， 半径与转子 2 左右外侧 E2 和 F2 柱面的半径相等， 壳体 1 柱面的 对角是一空心圆环， 圆环宽度与叶片 3 厚度相等， 空心圆环的两个侧面 C3 和 D3 是平行的圆 说 明 书 CN 103671096 A 5 4/4 页 6 环平面， E3 是中心轴通过 O3 的柱面， 位于壳体 1 的对角线上， 其外径与叶片 3 柱面 C1 的外 径相等，。
25、 且大于壳体 1 柱面 F3 的外径， 圆环平行的 C3 和 D3 两平面的空间位置以如下而定 ： 保证装配好后 C3 和 D3 两平面与相应的转子 2 两空心圆台侧面 G2 和 H2 相贴合， K3G3H3 的 球面为排油面， G3H3 的位置是当转子 2 转到图 14 所示位置时腔 Q3 和 Q4 之间的转子 2 平板 靠 Q4 侧平面的位置， L3I3J3 的球面为进油面， I3J3 的位置是当转子 2 转到图 14 所示位置 时腔 Q4 和 Q5 之间的转子 2 平板靠 Q5 侧平面的位置。整个壳体 1 关于球台中心 O3 对称。 0016 图 11 中 5 所示为本发明的垫块 5 的。
26、形状。垫块 5 是一段圆环， 共有相同的四条， 其中一条外侧 A4 是半径与壳体 1 对角圆环 E3 外径相等的柱面， 内侧 B4 是半径等于图 4 转 子 2 线段 O2M2 的球面， 其上下厚度与转子 2 正交的十字板宽度 K2M2 相等， 两腰部 C4 和 D4 是圆台面， 该圆台面上底面和下底面的直径分别是直线 P1Q1 和 M1N1（如图 1 所示） ， M1P1 则是其侧面母线， 垫块 5 形状为轴对称。 0017 本发明的运行工作原理如下 ： 如图 14， 在叶片泵的一端， 转子 2、 叶片 3、 密封条 4 和壳体 1 将油腔分割成五个各自独 立的密封腔 Q1、 Q2、 Q3、。
27、 Q4 和 Q5。 0018 当转子 2 自图 13 位置顺时针旋转时， 腔 Q2 开始吸油， Q3 和 Q4 为吸油腔， Q5 和 Q1 为排油腔。 0019 当转到图 14 位置时， 吸油腔 Q4 达到最大。这时， 吸油腔 Q2， Q3 及 Q4 和排油腔 Q5 和 Q1 仍保持隔离。转子 2 顺时针继续旋转， 腔 Q4 开始排油， 吸油腔 Q2 和 Q3 不断扩大， 排 油腔 Q5 和 Q1 不断缩小。 0020 当转到图 15 位置时， 腔 Q1 油排尽。当转子 2 继续旋转时， 新的吸油腔开始吸油， 吸油腔 Q2 和 Q3 仍在不断扩大， 腔 Q4 和 Q5 仍在不断排油。 0021。
28、 当转子 2 转到图 16 位置时， 吸油腔 Q3 达到最大， 继而排油。当转子 2 继续转到图 13 位置时， 腔 Q5 油排尽。当转子 2 再转到图 14 位置时， 吸油腔 Q2 达到最大。如此周而复 始。在叶片泵的另一端， 情况也和这一端完全相同。 0022 上述实施例用来解释说明本发明， 而不是对本方面进行限制， 在本发明的精神和 权利要求的保护范围内， 对本方面作出的任何修改和改变， 都落入本发明的保护范围。 说 明 书 CN 103671096 A 6 1/7 页 7 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103671096 A 7 2/7 页 8 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 103671096 A 8 3/7 页 9 图 6 图 7 说 明 书 附 图 CN 103671096 A 9 4/7 页 10 图 8 图 9 图 10 说 明 书 附 图 CN 103671096 A 10 5/7 页 11 图 11 图 12 图 13 说 明 书 附 图 CN 103671096 A 11 6/7 页 12 图 14 图 15 说 明 书 附 图 CN 103671096 A 12 7/7 页 13 图 16 说 明 书 附 图 CN 103671096 A 13 。