本發明涉及一種液壓泵，且特別涉及一種輕型電動液壓柱塞泵。

背景技術：

柱塞泵是一種重要的液壓裝置，它一般由電動機驅動，將電機軸旋轉運動的機械能轉化為液壓能，其原理是，依靠柱塞在缸體中往復運動，使得柱塞頂部油腔容積發生變化來實現吸油和壓油。對于一些場合，如消防、建筑領域，工具產品的小型化的同時也要求柱塞泵向小型、微型方向發展。

自從柱塞泵發明應用以來，柱塞泵的壓力、流量、效率等工作特性決定了整個液壓系統的性能，為了提高液壓系統的壓力，必須提高液壓泵的輸出壓力。高的輸出壓力使得柱塞泵的外形尺寸較大，不便回路組合布置，使用非常不方便。更進一步的，現有的柱塞泵中為了實現油路的雙向循環，需要在泵體內設置體積較大的轉換閥，從而進一步增加了柱塞泵的尺寸和重量。

技術實現要素：

本發明為了克服現有技術的不足，提供一種輕型電動液壓柱塞泵。

為了實現上述目的，本發明提供一種輕型電動液壓柱塞泵，包括泵體、驅動裝置、至少一個液壓泵裝置以及換向裝置。泵體內部具有油腔。驅動裝置設置于泵體，驅動裝置包括電機和偏心輪，偏心輪連接于電機的輸出軸。至少一個液壓泵裝置連接于油腔的周向，每一液壓泵裝置包括開槽柱體、活塞、活塞彈簧、油滑開關、柱塞以及單向閥。開槽柱體呈中空結構，開槽柱體的外側壁具有連接油腔的軸向油槽。活塞設置于開槽柱體內，活塞的底部與偏心輪相連接。活塞彈簧套設于活塞。油滑開關設置于開槽柱體內，活塞下行，油滑開關打開，液壓油經軸向油槽和油滑開關吸入至活塞頂部的腔體內；活塞上行，油滑開關關閉。柱塞連接于開槽柱體，柱塞的軸線與開槽柱體的軸線垂直，油滑開關關閉的同時將活塞頂部的腔體內的液壓油壓至柱塞內。單向閥連接于柱塞。換向裝置連接在單向閥和執行機構之間，為執行機構提供兩種方向相反的油路循環。

根據本發明的一實施例，換向裝置包括設置在泵體內的進油管、第一油道、第二油道、第一回油管、第二回油管以及設置在泵體的一側的換向部。進油管連接于每一液壓泵裝置內的單向閥，第一油道和第二油道分別與執行機構內的兩個腔體相連接，第一回油管和第二回油管分別與油腔相連接。換向部包括換向座、套筒、換向件和控制件。換向座具有徑向通孔、形成在徑向通孔的下方的且與進油管相連接的進油管孔、與第一油道相連接的第一油道孔、與第二油道相連通的第二油道孔、與第一回油管相連通的第一回油管孔以及與第二回油管相連通的第二回油管孔。套筒穿設徑向通孔且套筒的側壁具有多個沿周向分布的油孔。換向件套設在套筒內，換向件上具有三個封堵塊，相鄰兩個封堵塊之間形成油槽。控制件驅動換向件在套筒內滑動。

當換向裝置位于第一工位時，第二封堵塊封堵進油管孔，油液未進入換向裝置。

當換向裝置位于第二工位時，控制件驅動換向件向一側滑動，第一封堵塊封堵第一回油管孔，第一油槽連通進油管孔和第一油道孔，第二油槽連通第二油道孔和第二回油管孔，油液經進油管、套筒上的油孔以及第一油道進入執行機構的第一腔體，執行機構壓縮第二腔體，第二腔體內的油液經第二油道、套筒上的油孔以及第二回油管進入油腔；

當換向裝置位于第三工位時，控制件驅動換向件向另一側滑動，第三封堵塊封堵第二回油管孔，第二油槽連通進油管孔和第二油道孔，第一油槽連通第一油道孔和第一回油管孔，油液經進油管、套筒上的油孔以及第二油道進入執行機構的第二腔體，執行機構壓縮第一腔體，第一腔體內的油液經第一油道、套筒上的油孔以及第一回油管進入油腔。

根據本發明的一實施例，控制件包括手持部和第一控制環，手持部套設在換向座的端部并帶動第一控制環轉動，第一控制環的內側壁上具有兩個弧形槽，兩個弧形槽分別設置在換向件的兩端，驅動換向件在套筒內滑動。

根據本發明的一實施例，控制件還包括第二控制環和電機開關，第二控制環的內部具有凹槽，電機開關上具有彈簧觸點，當手持部帶動第二控制環轉動使得彈簧觸點與凹槽相接觸時電機啟動。

根據本發明的一實施例，油滑開關包括開關活塞、開關回位彈簧、止位盤和節流盤。開關活塞在活塞的驅動下進行往復運動。開關回位彈簧套設于開關活塞。止位盤連接于開關活塞的頂部。節流盤設置于止位盤遠離開關活塞的一側。

根據本發明的一實施例，單向閥包括閥體、回位彈簧和鋼珠。閥體上具有出油孔。回位彈簧連接于閥體的一端。鋼珠連接于回位彈簧且與柱塞相對，當柱塞輸出的油壓大于回位彈簧的形變壓力時，鋼珠被頂開，液壓油進入閥體并經出油孔流出。

根據本發明的一實施例，每一液壓泵裝置還包括安全閥，柱塞的側壁具有泄壓孔，安全閥通過泄壓孔連接于柱塞。

根據本發明的一實施例，驅動裝置還包括設置在偏心輪軸上的平衡重，沿偏心輪的徑向，平衡重設置在偏心輪的相反方向。

根據本發明的一實施例，驅動裝置還包括減速器、滾珠軸承、軸承密封以及軸套。減速器內具有至少兩個齒輪，電機的輸出軸與至少兩個齒輪相嚙合。滾珠軸承連接于減速器的動力輸出端。軸承密封連接滾珠軸承。軸套設置于滾珠軸承的內部且與偏心輪軸相連接。

根據本發明的一實施例，驅動裝置包括散熱塊，散熱塊上具有軸向散熱槽，軸向散熱槽與電機頂部的開孔相對設置。

綜上所述，本發明提供的輕型電動液壓柱塞泵通過偏心輪來驅動液壓泵裝置內的活塞并設置柱塞的軸線垂直于開槽柱體的軸線，該設置使得執行機構的軸線與電機的軸線相垂直，大大減小了電機的軸向尺寸，使得整個柱塞泵的尺寸更加的小型化和緊湊。進一步的，通過在泵體內增設油路布置簡單且體積小的換向裝置來實現油路的雙向循環，大大減小了柱塞泵的體積和重量，同時也大幅度提高了柱塞泵的工作效率。

為讓本發明的上述和其它目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

圖1所示為本發明一實施例提供的輕型電動液壓柱塞泵的分解示意圖。

圖2所示為圖1中換向裝置的分解示意圖。

圖3所示為圖2中換向座的結構示意圖。

圖4所示為換向座、套筒、換向件以及第一控制環之間的裝配示意圖。

圖5所示為套筒和換向件的裝配示意圖。

圖6所示為圖1中活塞和油滑開關的裝配分解示意圖。

圖7所示為圖1所示的輕型電動液壓柱塞泵的油路示意圖。

圖8所示為換向裝置位于第一工位下的結構示意圖。

圖9所示為換向裝置位于第二工位下的結構示意圖。

圖10所示為換向裝置位于第三工位下的結構示意圖。

圖11所示為與圖10中的第二控制環裝配使用的電機開關的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實施例提供的情形電動液壓柱塞泵包括泵體1、驅動裝置2、至少一個液壓泵裝置3和換向裝置4。泵體1具有油腔(圖未示出)。驅動裝置2設置于泵體1，驅動裝置2包括電機21和偏心輪22，偏心輪22連接于電機21的輸出軸。至少一個液壓泵裝置3連接于油腔的周向。于本實施例中，輕型電動液壓柱塞泵包括兩個對稱設置在油腔周向的液壓泵裝置，該設置使得柱塞泵運行平穩，大大減小了柱塞泵運行的噪聲。然而，本發明對此不作任何限定。于其它實施例中，輕型電動液壓柱塞泵可以包括一個或三個以上的液壓泵裝置。

于本實施例中，電機21采用手持式可快速充電的鋰電池供電。然而，本發明對此不作任何限定。于其它實施例中，電機21可采用外接電源的方式進行供電。

每一液壓泵裝置3包括開槽柱體31、活塞32、活塞彈簧、油滑開關33、柱塞34和單向閥35。開槽柱體31呈中空結構，開槽柱體31的外側壁具有連接油腔的軸向油槽311。活塞32設置于開槽柱體31內，活塞32的底部與偏心輪22相連接，在偏心輪22的驅動下，活塞32在開槽柱體31內滑動，兩者呈精密滑動配合狀態。優選的，設置兩者的配合間隙達到0.005mm以下。活塞彈簧套設于活塞32。于本實施例中，活塞彈簧的直徑漸變，活塞彈簧的小頭安裝在活塞32的扁平底部，活塞彈簧的大頭安裝在開槽柱體31的錐形頭部。

于本實施例中，兩個液壓泵裝置3內的活塞的尺寸不相同，其中一個活塞32’的尺寸是另一個活塞32的兩倍，該設置可在一定受力范圍內大幅度增加柱塞泵的油量輸出；而當受力達到一定程度后，柱塞泵會降低運行速度而加大輸出的壓力。然而，本發明對此不作任何限定。于其它實施例中，兩個以上的液壓泵裝置中柱塞的尺寸可以相同。

油滑開關33設置于開槽柱體31內。當活塞32在活塞彈簧的作用下下行時，活塞32頂部的腔體被抽成一定真空度，此時，油滑開關33在大氣壓的作用下打開，液壓油經軸向油槽311和油滑開關33吸入至活塞32的頂部的腔體內。當偏心輪22驅動活塞32上行，油滑開關33關閉。活塞下行指的是活塞32的運動方向為遠離油滑開關33的方向，活塞上行的運動方向與活塞下行的運動方向相反。柱塞34連接于開槽柱體31，柱塞34的軸線與開槽柱體31的軸線垂直。于本實施例中，開槽柱體的側壁具有一臺階狀油孔312，柱塞34通過該臺階狀油孔312與開槽柱體31相連接，且為防止油液泄漏，兩者之間還設置有密封圈。然而，本發明對此不作任何限定。油滑開關33關閉的同時將活塞32頂部的腔體內的液壓油壓至柱塞34內。單向閥35連接柱塞34。換向裝置4連接在單向閥35和執行機構100之間，為執行機構100提供兩種方向相反的油路循環。

于本實施例中，如圖2至圖5所示，換向裝置4包括設置在泵體1內的進油管411、第一油道412、第二油道413、第一回油管414和第二回油管415以及設置在泵體1一側的換向部42，進油管411連接于每一液壓泵裝置內的單向閥35，第一油道412和第二油道413分別與執行機構內的兩個腔體相連接，第一回油管414和第二回油管415分別與油腔相連接。換向部42包括換向座421、套筒422、換向件423和控制件424。換向座421具有徑向通孔4211、與進油管相連接的進油管孔421a、與第一油道相連通的第一油道孔421b、與第二油道相連通的第二油道孔421c、與第一回油管相連通的第一回油管孔421d以及與第二回油管415相連通的第二回油管孔421e。套筒422穿設徑向通孔4211且套筒422的側壁具有多個沿周向分布的油孔。換向件423套設在套筒422內且可在套筒422內滑動，兩者呈精密滑動配合狀態。換向件423上具有三個封堵塊，相鄰兩個封堵塊之間形成油槽。控制件424驅動換向件423在套筒422內滑動。

以下將結合圖7至圖10對輕型電動液壓柱塞泵的油路進行詳細說明。

如圖8所示，當換向裝置4位于第一工位時，第二封堵塊4232封堵進油管孔，油液未進入換向裝置。

如圖9所示，當換向裝置4位于第二工位時，控制件424驅動換向件423向一側滑動，第一封堵塊4231封堵第一回油管孔421d，第一油槽423a連通進油管孔421a和第一油道孔421b，第二油槽423b連通第二油道孔421c和第二回油管孔421e。于此同時，當電機21驅動偏心輪22、開槽柱體31、活塞32、活塞彈簧33、柱塞34以及單向閥35完成吸油，油液進入進油管。由于第一油槽423a連通進油管孔和第一油道孔，油液經進油管孔進入徑向通孔內并經套筒側壁上的油孔進入第一油槽423a再經第一油道孔流入第一油道412，最后進入執行機構100的第一腔體內。執行機構100壓縮第二腔體，第二腔體內的油液經第二油道413、套筒上的油孔、第二油槽423b以及第二回油管415進入油腔。

同樣的，如圖10所示，當換向裝置4位于第三工位時，控制件424驅動換向件423向另一側滑動，第三封堵塊4233封堵第二回油管孔421e，第二油槽423b連通進油管孔421a和第二油道孔421c，第一油槽423a連通第一油道孔421b和第一回油管孔421d。每一液壓泵裝置3吸收的油液進入進油管，由于第二油槽423b連通進油管孔和第二油道孔，油液經進油管孔進入換向座421的徑向通孔內并經套筒側壁上的油孔進入第二油槽423b流入第二油道413，最后進入執行機構100的第二腔體內。執行機構壓縮第一腔體，第一腔體內的油液經第一油道412、套筒上的油孔以及第一回油管414進入油腔。

于本實施例中，第一回油管孔、第一油道孔、進油管孔、第二油道孔以及第二回油管孔依次呈圓弧型排列形成于換向座421的底部且位于套筒的下方，套筒的側壁與第一回油管孔、第一油道孔、進油管孔、第二油道孔以及第二回油管孔相接觸。然而，本發明對上述管孔的具體排列位置不作任何限定。

于本實施例中，控制件424包括手持部4241和第一控制環4242，手持部4241套設在換向座421的端部并帶動第一控制環4242轉動，第一控制環4242的內側壁上具有兩個弧形槽4242a，兩個弧形槽4242a分別設置在換向件423的兩端，驅動換向件423在套筒422內滑動。為更好的集成化以縮小柱塞泵的體積且便于使用，于本實施例中，控制件424還包括第二控制環4243和電機開關4244，第二控制環4243的內部具有凹槽4243a，電機開關4244上具有彈簧觸點，當手持部帶動第二控制環4243轉動使得彈簧觸點與凹槽相接觸時電機啟動。

本實施例提供的輕型電動液壓柱塞泵采用偏心輪22來驅動位于油腔周向的兩個液壓泵裝置3，并在液壓泵裝置3內設置柱塞34的軸線垂直于開槽柱體31的軸線，該設置將使得電機21的軸線、開槽柱體31的軸線以及柱塞的軸線三者相互垂直。該設置大大減小了電機21軸線方向的尺寸和偏心輪22徑向方向的尺寸，使得整個柱塞泵的外形尺寸更加的合理和緊湊，而偏心輪22、活塞32、油滑開關33以及柱塞34四者的裝配關系不僅使得油路布置更加的合理且大大提高了柱塞泵的工作效率。更進一步的，本實施例提供的輕型電動液壓柱塞泵中套筒422和換向件423的設計實現了雙向油路的循環，且該設置油道的布置非常簡單，進一步減小了柱塞泵的尺寸。

于本實施例中，開槽柱體31與泵體1之間為過盈裝配，柱塞34與開槽柱體31之間也是過盈裝配。單向閥35泵體1之間為螺紋連接。

于本實施例中，如圖6所示，油滑開關33包括開關活塞331、開關回位彈簧332、止位盤333以及節流盤334。活塞32的往復運動帶動開關活塞331運動。開關回位彈簧332套設于開關活塞331。止位盤333連接于開關活塞331的頂部。節流盤334設置于止位盤333遠離開關活塞331的一側。如圖1所示，單向閥35包括閥體351、回位彈簧352和鋼珠353。閥體351上具有出油孔。回位彈簧352通過具有螺紋的閥座354連接于閥體351的一端。鋼珠353連接于回位彈簧352且與柱塞34相對。優選的，設置單向閥35內的回位彈簧352的剛度大于開關回位彈簧332的剛度。

具體而言：活塞32上的回位彈簧帶動活塞32下行，活塞32頂部的腔體被抽成一定真空度，此時開關活塞331帶動止位盤333下行，油滑開關33打開，油腔內的油液經開槽柱體31上的軸向油槽311和節流盤334吸入到活塞32頂部的腔體內。當偏心輪22驅動活塞32上行時，在開關回位彈簧332的作用下，止位盤333封閉節流盤334，活塞32頂部的腔體內的油液被擠壓至柱塞34內。由于單向閥35內的鋼珠353與柱塞34相對設置，當柱塞34輸出的油壓大于回位彈簧352的彈力時，鋼珠353被頂開，油液進入單向閥35內并經單向閥內的出油孔流至執行機構100，推動執行機構100運動，液壓油經回油道流至油腔內，實現整個油路循環。為防止液壓油的泄漏，于本實施例中，單向閥35還包括設置在閥體351上的多個密封圈。然而，本發明對此不作任何限定。

于本實施例中，液壓泵裝置3還包括封閉開槽柱體31和油滑開關33的端蓋36以及位于端蓋36和節流盤334之間的濾網(由于角度的原因，圖未示出)。當油滑開關33打開，油腔內的油液經開槽柱體31上的軸向油槽311、濾網以及節流盤334吸入到活塞32頂部的腔體內。濾網可以對進入節流盤334的油液進行過濾，去除油液內的雜質，防止雜質對油滑開關33和柱塞34等部件造成堵塞。為了防止油液泄漏，利用端蓋36、螺栓、o型橡膠圈把濾網封在泵體1內，在螺栓力作用下，o型圈被端蓋3緊緊地壓在密封槽里，有效防止油液外泄。

于本實施例中，每一液壓泵裝置還包括安全閥，柱塞34的側壁具有泄壓孔341，安全閥通過泄壓孔341連接于柱塞34。當通過柱塞34的油壓過大以至于大于安全閥的開啟壓力時，安全閥自動打開進行泄壓，起到安全保護作用。進一步的，于本實施例中，泵體1上還具有另外一個安全閥，其位于軟體油箱的下方。

于本實施例中，輕型電動液壓柱塞泵還包括與泵體1內的油腔相連接的軟體油箱5。然而，本發明對此不作任何限定。

活塞32的往復運動是通過偏心輪22的轉動來實現的，為克服偏心輪在旋轉時產生的不平衡的慣性力，于本實施例中，驅動裝置2還包括設置在偏心輪軸上的平衡重，平衡重沿偏心輪22的徑向與偏心輪22相對設置。于本實施例中，偏心輪軸的兩端均設置有平衡重，在靠近電機的一端的平衡重有多個呈階梯狀分布的平衡塊組成，而靠近活塞32一側的平衡重的形狀呈扁平的扇形狀且沿著扇形的徑向平衡重的厚度逐漸減小，扁平狀的結構大大減小了平衡重的軸向長度，使得其不會對偏心輪22和電機21之間的裝配造成干擾，進一步的，扇形結構的平衡重可在較寬的角度范圍內對偏心輪產生的慣性力進行平衡。然而，本發明對此不作任何限定。

由于電機21的轉速太快，為匹配電機21的轉速和活塞32的運動速度，于本實施例中，設置驅動裝置2還包括減速器24、滾珠軸承25、軸承密封26和軸套27。減速器24內具有至少兩個齒輪，電機21的輸出軸與至少兩個齒輪相嚙合。于本實施例中，減速器24內具有三個減速齒輪。然而，本發明減速齒輪的數量不作任何限定。滾珠軸承25連接于減速器24的動力輸出端，軸承密封26連接滾珠軸承25，軸套27設置于滾珠軸承25內且連接偏心輪軸。電機21的旋轉運動通過減速器24、軸套27傳輸到偏心輪軸上。

為了減少長時間運行的磨損，偏心輪22的外輪廓上安裝有滾針軸承28，滾針軸承28與活塞32的扁平底部始終保持接觸關系。于本實施例中，滾針軸承28外輪廓面較寬、中間開設環形油槽(由于視角的關系，圖未示出)。滾針軸承28與活塞32始終保持接觸關系，在運轉時，偏心輪22帶動滾針軸承28與活塞32的底部扁平結構形成一對運動副，把偏心輪22的旋轉運動轉化為活塞32的上下往復運動，運動副在環形油槽油液的作用下形成潤滑油膜。

為了不讓柱塞泵內油液串入減速器24和電機21，減速器24上的端面密封采用卡箍進行壓緊裝配，以防止油液在減速器24兩側的串漏現象。于本實施例中，電機21和減速器24通過法蘭盤23及螺栓固定在泵體1上。

由于電機21長時間運作會產生一定熱量積聚，為提高電機21的散熱效果，于本實施例中，驅動裝置包括散熱塊29，散熱塊29上具有軸向散熱槽291，軸向散熱槽291與電機21頂部的開孔相對設置。電機21運轉所產生的熱量通過散熱槽291散熱，有效避免電機21內部熱量積聚。于本實施例中，散熱槽291在散熱塊29的端部的投影為一弧形曲線，該設置與電機21頂部的開孔完全匹配。然而，本發明對此不作任何限定。散熱槽的作用在于為電機21內的熱量提供散熱通道，散熱槽的形狀影響的是散熱的形狀。

綜上所述，本發明提供的輕型電動液壓柱塞泵通過偏心輪來驅動液壓泵裝置內的活塞并設置柱塞的軸線垂直于開槽柱體的軸線，該設置使得執行機構的軸線與電機的軸線相垂直，大大減小了電機的軸向尺寸，使得整個柱塞泵的尺寸更加的小型化和緊湊。進一步的，通過在泵體內增設油路布置簡單且體積小的換向裝置來實現油路的雙向循環，大大減小了柱塞泵的體積和重量，同時也大幅度提高了柱塞泵的工作效率。

雖然本發明已由較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發明，任何熟知此技藝者，在不脫離本發明的精神和范圍內，可作些許的更動與潤飾，因此本發明的保護范圍當視權利要求書所要求保護的范圍為準。