[发明专利]一种径向四缸恒流量往复柱塞泵传动单元

说明书

本发明提供一种径向四缸恒流量往复柱塞泵传动单元，包括匀速转变速机构和变速转匀速机构；其中，匀速转变速机构的输入轴与动力机构连接，将匀速转动变成周期性变速运动；变速转匀速机构的输入端与匀速转变速机构的输出轴同轴连接，将周期性变速运动转换成匀速的正四边形轨迹运动；且正四边形的每个边连接有一个往复柱塞泵的柱塞。本发明利用匀速转变速机构和变速转匀速机构两个机构的配合，实现往复柱塞泵的恒流量输出，极大减小泵和管道中的压力波动和冲击，减小由此产生的振动和噪声，从而消除往复柱塞泵输出流量脉动，提高泵运行的平稳性和可靠性。

技术领域

本发明涉及往复柱塞泵领域，具体涉及一种径向四缸恒流量往复柱塞泵传动单元。

背景技术

往复柱塞泵是广泛使用的流体动力机械，具有压力高、效率高的特点。广泛应用于油田开采，油气输送、矿场泥浆输送、火电站远距离浆水输送、潜艇污水排放、大吨位水压机、液体定量输入等领域。

现在应用的往复柱塞泵绝大多数是输出流量瞬间变化、即流量有较大脉动的泵。产生流量脉动的原因主要是动力端所采用的机构原理引起的，如：动力端采用曲柄滑块机构，偏心圆盘式凸轮机构，正弦机构等。采用这些机构时，每个柱塞缸的柱塞往复运动速度呈正弦或近似正弦规律变化，所以每个缸输出的流量也理论上呈正弦或近似正弦规律变化。为了减少泵的输出流量脉动，往往采用多缸按相位排布的方式设计往复泵，且缸的数量越多，缸为单数，脉动越小。

受结构尺寸、结构复杂性和结构原理的限制，泵和缸的输出流量脉动及其对泵的性能影响总是存在的。泵和缸的输出流量脉动产生液体流动中的压力波动和冲击，这是往复柱塞泵产生较强振动和较大噪声的主要原因之一。压力冲击和振动也容易使运动副和运动机件、紧固件、密封件的失效，降低泵的可靠性。

现有往复柱塞泵采用阀配流所存在的另一问题是，阀关闭的滞后性，即柱塞开始排出运动时，吸入阀没关闭，而柱塞开始吸入运动时，排出阀也没关闭。阀关闭的滞后性也会引起流量脉动，并产生容积损失。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种径向四缸恒流量往复柱塞泵传动单元，以消除往复柱塞泵输出流量脉动，提高泵运行的平稳性和可靠性。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种径向四缸恒流量往复柱塞泵传动单元，其特征在于：它包括匀速转变速机构和变速转匀速机构；其中，

匀速转变速机构的输入轴与动力机构连接，将匀速转动变成周期性变速运动；

变速转匀速机构的输入端与匀速转变速机构的输出轴同轴连接，将周期性变速运动转换成匀速的正四边形轨迹运动；且正四边形的每个边连接有一个往复柱塞泵的柱塞。

按上述方案，所述的匀速转变速机构包括输入轴、拨盘、拨轮位置控制凸轮和槽轮；输入轴的一端与所述的动力机构连接，拨盘随输入轴的转动而自转；拨盘上均布有N条拨轮径向槽，槽轮上均布有4条槽轮径向槽，每个拨盘径向槽处设有拨轮，所述的拨轮位置控制凸轮用于限制N个拨轮的运动轨迹使得N个拨轮周期性的进出槽轮径向槽，从而带动槽轮周期性变速运动，匀速转变速机构的输出轴设置在槽轮的中心。

按上述方案，所述的拨轮位置控制凸轮上设有轮廓曲线槽，所述的拨轮通过拨轮轴与位于轮廓曲线槽中的滚轮连接；所述的轮廓曲线槽包括首尾顺次平滑连接的一段圆弧、入槽过渡曲线、工作曲线和出槽过渡曲线，其中圆弧所在圆周的中心与输入轴的轴心重合，工作曲线对应的圆弧所在圆周的中心夹角为度，工作曲线的形态根据输入轴的转速、圆弧的半径和预设的正四边形轨迹运动的速度计算得到；所述的入槽过渡曲线和出槽过渡曲线保证当前一个拨轮即将离开槽轮径向槽时后一个拨轮已经处于下一个槽轮径向槽内，从而达到连续传动的目的。