CN101187369A - 叶片泵 - Google Patents

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Abstract

一种叶片泵，包括：转子腔；容纳在转子腔中的转子；若干连接在转子上的叶片，每个叶片具有与所述转子腔的内周面滑动接触的前端。所述叶片泵包括被转子腔的内周面、转子的外周面和叶片所包围的工作腔；入口，工作液通过该入口被引入工作腔；和出口，工作液通过该出口从工作腔中排出。切除部形成在每个叶片的前端部分的前侧和后侧的至少一个上，每个叶片的前端具有比每个叶片的根部更小的宽度。

Description

叶片泵
技术领域
本发明涉及叶片泵。
背景技术
本领域通常已知的叶片泵包括，例如图8中所阐述的。这个叶片泵1具有转子腔2和偏心容纳在转子腔2中的转子3。在转子3上径向形成有若干叶片槽19和可滑动地在各个叶片槽19中移动的叶片4。每一个叶片4可沿转子3的径向自由移动。当转子3被旋转驱动时，各个叶片4的前端与转子腔2的内周面2a滑动接触，由此被转子腔2的内周面、转子3的外周面3a和所述叶片4所包围的工作腔5体积改变，且从入口6进入工作腔5的工作液从出口7排出。作为一个例子，日本专利公开申请No.H 62-291488公开了与图8相同的叶片泵。
在这个叶片泵中，为了增加叶片的强度，也为了使叶片不易受叶片4的和叶片槽19的尺寸误差的影响，因而确保叶片4能够在转子3的径向方向上稳定移动，需要每个叶片4的宽度W相对大(当在推力方向上看时，也就是说从转子3的轴向方向上看时，与叶片4的长度或突出方向P相垂直的方向上的尺寸)。
为了能够在叶片槽19中稳定的移动，需要每个叶片4的宽度W一致，不随着其在长度方向上的位置而改变。为此，如果叶片4的宽度如上述增加，叶片4的前端就不容易与具有圆形横截面的转子腔2的内周面2a紧密地滑动接触。因此，工作液容易通过转子腔2的内周面2a和叶片4的前端之间的缝隙泄漏。因此，泵的效率变差。
发明内容
考虑到上述问题，本发明提供一种叶片泵，其不仅能够增加叶片强度和确保叶片在转子的径向方向上稳定移动，还能使叶片的前端与转子腔的内周面紧密地滑动接触，因而提高泵的效率。
根据本发明的一个实施例，提供叶片泵，包括：转子腔；容纳在转子腔中的转子；多个连接在转子上的叶片，每个叶片具有用于与所述转子腔的内周面滑动接触的前端；被转子腔的内周面、转子的外周面和叶片所包围的工作腔，工作腔的体积随着转子被可旋转的驱动而改变；入口，工作液通过该入口被引入体积正在增加的工作腔；和出口，工作液通过该出口从体积正在减小的工作腔中排出，其中当从转子的旋转方向上看时，切除部形成在每个叶片的前端部分的前侧和后侧的至少一个上，每个叶片的前端具有比每个叶片的根部更小的宽度。
优选地，每个叶片的前端宽度比切除部的宽度小。
优选地，从转子的旋转方向看，切除部形成在每个叶片的前端部分的后侧上。
优选地，切除部是斜平面或者光滑地弯曲的表面。
优选地，切除部与所述前端邻接，且与转子的推力方向平行。
优选地，切除部包括多个与转子的推力方向平行设置的斜面，以便斜面越靠近每个叶片的前端，斜面相对于每个叶片的突出方向的倾斜角度越大。
优选地，切除部仅形成在每个叶片的前端部分的后侧上。
优选地，从转子的旋转方向来看，每个叶片具有通过斜切每个叶片的前侧端角部而形成的斜截部分。
在上述叶片泵中，从转子的旋转方向看，切除部形成在每个叶片的前端部分的前侧和后侧的至少一个上，而且每个叶片的前端部分的宽度比每个叶片根部的宽度小。因此，每个叶片根部可以具有大宽度，以增加叶片的强度和使叶片不易受自身和叶片槽的尺寸误差的影响，从而确保叶片在转子的径向方向上稳定运动。除此之外，每个具有减小的宽度的叶片的前端能够与具有圆形横截面的转子腔的内周面紧密接触，这有利于提高泵的效率。
除此之外，在上述叶片泵中，从转子的旋转方向来看，通过切割每个叶片的前端部分的前侧端角部来形成斜截部分。这可以使每个叶片的前端与具有圆形横截面的转子腔的内周面更为紧密地滑动接触，而且也可以减小每个叶片的滑动阻力。
附图说明
本发明的目标和特征将在下述参考附图的详细描述中更为明显。在图中：
图1是根据本发明一个实施例的典型叶片泵的水平剖面图；
图2A和2B分别是沿图1中A-A和B-B线的剖面图；
图3是图1中所示的叶片泵的分解透视图；
图4是图1中所示的叶片泵的局部放大的水平剖面图；
图5根据本发明的另一个实施例，示出叶片泵的局部放大的水平剖面图；
图6根据本发明的又一个实施例，示出叶片泵的局部放大的水平剖面图；
图7A和7B是根据本发明的再一个实施例的叶片泵的剖面图，其中图7A相当于沿图1中A-A线的剖面图，图7B相当于沿图1中B-B线的剖面图；以及
图8示出现有叶片泵的剖面图。
具体实施方式
下面将参考附图详细描述本发明的实施例，附图在此作为本发明的一部分。
根据本发明的实施例，图1～3中所示的叶片泵1包括壳体10，具有在其内部偏心容纳转子3的转子腔2。若干叶片4安装在转子3上，每个叶片4具有与转子腔2的内周面2a滑动接触的前端。壳体10上设有通向转子腔2的入口6和出口7。当转子3被旋转驱动时，由转子腔2的内周面、转子3的外周面3a和所述叶片4所包围的工作腔5体积改变，而且从入口6进入工作腔5的工作液通过出口7被排出。这样的叶片泵1的结构将在后面进行详细的描述。
本发明实施例的转子3的推力方向是垂直的。在其内容纳转子3的壳体10由位于转子3上部的上壳体11和设于转子3下部的下壳体12组成，这两部分壳体用插入其间的密封圈13结合在一起。图1中的附图标记14表示紧固孔，紧固件穿过紧固孔被插入，将上壳体11和下壳体12连接在一起。上壳体11具有从其与下壳体12连接的连接表面向上凹进的上部凹槽15。下壳体12具有从其与上壳体11连接的连接表面向下凹进的下部凹槽16。上部凹槽15和下部凹槽16被连接在一起以形成转子腔2。
转子3具有位于上部凹槽15内的上部和位于下部凹槽16内的下部。上部凹槽15的内径比转子3的外径大，而且下部凹槽16的内径基本上与转子3的外径相同。换句话说，下部凹槽16的内径比上部凹槽15的内径小，以使当上壳体11和下壳体12连接在一起时，下部凹槽16像转子3一样相对于上部凹槽15偏心的放置。环形件17安装在上部凹槽15的内周面，以便环形件17的内周面形成转子腔2的内周面2a。
尽管当在推力方向上看时转子腔2具有圆形横截面，但是通过改变环形件17的内周的内周面形状可以很容易地把内周面2a改变为任意形状，例如在推力方向上看时的椭圆形或类似的形状。另外，在上壳体11中形成入口6和出口7，工作液通过入口被引入工作腔5，且通过出口从工作腔中排出。入口6和出口7通过通孔17a与转子腔2连通，也就是与工作腔5连通。在下壳体12的下部，于下部凹槽16的内部底表面附近设有定子23。
转子3具有中心支承部分18，且当在推力方向上看时形成为圆形。在转子3的上部径向形成有若干叶片槽19(在本实施例中为4个)，且由磁材料制成的磁体22一体的安装在转子3的下部上。在转子3的推力面的外围端部上(转子3的顶表面3b)，除叶片槽19之外，滑动接触突出部8贯穿整个外围长度设置。
转子3的支承部分18可旋转地安装在穿过转子腔2垂直延伸的转轴20上，由此转子3可旋转地设置在转子腔2中，以便转子3的外周面3a面对转子腔2的内周面2a，且转子3的推力表面(顶表面3b)面对转子腔2的内部顶表面，转子腔2的内部顶表面是上部凹槽15的底表面。转轴20不可旋转地连接在轴固定部分21上，轴固定部分21设置在转子腔2的内部顶表面2b的偏心位置和下部凹槽16的内部底表面的中心位置。
叶片4插入转子3的各个叶片槽19中，以便叶片4可在转子3的径向方向上滑动。因此，每个叶片4可以自由地突出到转子3的外周面3a的上部和缩回到其下面。在每个叶片4的前端部的顶表面上，滑动接触突出部24的向上突出长度比每个叶片4从转子3的外周面3a的最大径向突出长度大，滑动接触突出部24的顶表面与转子腔2的内部顶表面接触。
当转子3设于转子腔2中时，磁体22和定子23彼此相邻设置。磁体22和定子23构成驱动部分，用于沿图1中箭头“a”所指的一个方向驱动转子3旋转。换句话说，当电流从电源(未示出)输入给定子23时，驱动部分由于定子23和磁体22之间的相互磁作用而产生转矩。磁体22和转子3被因此而产生的转矩而旋转驱动。
当转子3设于转子腔2中时，转子3的滑动接触突出部8的突出端表面和每个叶片4的滑动接触突出部24的突出端表面与转子腔2的面对转子3的顶表面3b的内部顶表面2b滑动接触。因此，防止各个工作腔5中的工作液穿过转子3的推力表面和转子腔2的内部顶表面2b之间的缝隙泄漏。
当设于转子腔2中的转子3被驱动部分可旋转地驱动时，各个叶片4在由转子3的旋转所产生的离心力的作用下从转子3的外围表面3a径向向外突出。因此，叶片4的前端能够与转子腔2的内周面2a滑动接触。因此，转子腔2被分成若干工作腔5，其每一个被转子腔2的内周面(内周面2a，内部顶表面2b等)、转子3的外周面3a和叶片4包围。由于转子3偏心的设置于转子腔2中，转子腔2的内周面2a和转子3的外周面3a之间的距离随着转子3的角度位置而变化，而且相似地，叶片4的相对于转子3的突出量根据转子3的角度位置而变化。
换句话说，转子3的转动使各个工作腔5在转子3的旋转方向上移动，在移动过程中，每个工作腔5的体积在下限和上限之间变化。也就是，当每个工作腔5位于与入口6连通的位置时，其体积随着转子3的旋转而增加。当每个工作腔5位于与出口7连通的位置时，其体积随着转子3的旋转而减小。因此，如果驱动转子3旋转，工作液被引入与入口6连通的工作腔5，然后在工作腔5中被加压，而后通过出口7被排放。这就实现了泵的功能。
如图4中所示，在本发明实施例的叶片泵1中，在旋转方向的前侧(图1中箭头“a”所指的前端部分的一侧)和后侧(图1中箭头“b”所指的前端部分的一侧)中，仅在每个叶片4的前端部分的后侧形成切除部27。因此，前端的周向宽度比每个叶片4的根部更小，在这种结构下，周向宽度W是垂直于每个叶片4的突出方向和转子3的推力方向上的宽度。优选切除部27的周向宽度Wc比前端的周向宽度大，以便前端的周向宽度小于每个叶片4的根部宽度的一半。
从转子3的旋转方向来看，每个叶片4的前端部分被切割为斜面，此斜面限定切除部27的外围。在所阐述的实施例中，通过把每个叶片4的前端部分后侧表面切割为斜平面27a而形成切除部27，以便当从转子3的推力方向看时，斜平面27a除了在每个叶片4的宽度方向(当从转子3的推力方向看时，垂直于每个叶片4的突出方向的方向)上向外延伸之外，还向每个叶片4的根部延伸。
也就是说，斜平面27a平行于推力方向，而且当斜平面27a与每个叶片4的前端表面SLE邻接时，斜平面27a逆着每个叶片4的突出方向而倾斜。每个叶片4的前端表面SLE保持与每个叶片4的突出方向垂直，从转子3旋转的方向看，每个叶片4的前端部分在叶片4的前侧表面SLS与转子腔2的内周面2a滑动接触。另外，从转子3旋转的方向看，每个叶片4的前侧表面SLS保持与每个叶片4的宽度方向垂直。
通过在每个叶片4的前端部分形成切除部27，使所述前端的宽度比切除部27和相应叶片4的根部小，这可以增加每个叶片4的可滑动容纳在每个叶片4的叶片槽19中的根部的宽度WB。这也可以增加叶片4的强度和使叶片4不易受叶片自身和叶片槽19的尺寸误差的影响，因此确保叶片4在转子3的径向方向上稳定运动。另外，每个具有减小的宽度WE的叶片4的前端能够与具有圆形横截面的转子腔2的内周面2a紧密接触，这有利于提高泵的效率。
在上述的实施例中，仅在每个叶片4的前端部分的后侧形成切除部27。然而，切除部27可以仅形成在每个叶片4的前端部分的前侧或者前侧和后侧。
另外，在图4所示的实施例中，每个叶片4的切除部27通过把每个叶片4的前端部分切割为斜平面27a而形成。然而，切除部27可以通过把每个叶片4的前端部分切割为光滑的弯曲表面(未示出)而形成，以便当从转子3的推力方向看时，所述光滑的弯曲表面能够向每个叶片4的根部延伸，但在每个叶片4的宽度方向上向外延伸。在这个例子中，也可以优选光滑的弯曲表面与前端表面SLE邻接，且与推力方向平行。
如图5中所示，每个叶片4的切除部27也可以由若干与转子3的推力方向平行设置的小斜面27b构成。小斜面27b倾斜以便当从转子3的推力方向看时，每个小斜面27b能够向每个叶片4的根部延伸，但在每个叶片4的宽度方向上向外延伸。如此形成小斜面27b以便越靠近每个叶片4前端的小斜面27b，相对于每个叶片4的突出方向的倾斜角度越大。也就是说，越靠近每个叶片4的根部的小斜面27b就越平行于叶片的突出方向。
如果如图4和5所示，仅在每个叶片4的前端部分的后侧形成切除部27，从转子3的旋转方向来看，优选斜切每个叶片4的前侧端角部来形成如图6所示的斜截部分28。在所阐述的实施例中，斜截部分28的根端侧边比切除部27的根端侧边更接近每个叶片4的前端。与切除部27一样，斜截部分28可以为斜平面或者弯曲表面。从转子3的旋转方向来看，通过斜切每个叶片4的前侧端角部来形成斜截部分28这种方式，可以进一步减小每个叶片4的前端宽度WE。这可以使每个叶片4的前端与具有圆形横截面的转子腔2的内周面2a更为紧密地滑动接触，而且也可以减小每个叶片4的滑动阻力。
在上述的各个实施例中，叶片4在由转子3的旋转所产生的离心力的作用下向外突出。但是，向外偏置叶片4的弹性件26(见图8)可以被插入叶片槽19中，以确保在不依靠转子3的转速下，叶片4的前端能够与转子腔2的内周面2a可靠地滑动接触。
另外，在上述的实施例中，滑动接触突出部8的突出端表面和每个叶片4的滑动接触突出部24的突出端表面与转子腔2的平顶面2b滑动接触，滑动接触突出部8的突出端表面在转子3的推力面的外围端部突起。但是，使转子3的推力面与转子腔2的平顶面2b滑动接触的装置不局限于此。例如，如图7A和7B所示，可以使转子3的推力面和叶片4的顶表面为平坦的，而且滑动接触突出部8′可以形成在转子腔2的顶面2b上，与转子3的推力表面的外围端部的轨迹和叶片4对齐，以便滑动接触突出部8′的突出端面能够与转子3的推力表面的外围端部和叶片4滑动接触。
除此之外，在上述实施例中，驱动转子3旋转的驱动部分由彼此磁性作用的定子23和磁体22构成。但是，作为驱动部分，可以用这样的结构：固定在转子3上的轴被电动马达驱动而旋转。另外，切除部27可以形成为当叶片4从转子3的外围表面突出到最远时，切除部27的根端侧边比转子3的外围表面更靠近转子3的中心轴。可选择地，当叶片4从转子3的外围表面突出到最远时，整个切除部2 7在径向上可以位于转子3的外围表面的外部。
虽然参考实施例示出和描述了本发明，本领域技术人员也可以理解在不脱离本发明如后续权利要求所限定的范围的前提下可以做出各种改变和修改。

Claims (8)

1.一种叶片泵，包括：
转子腔；
容纳在转子腔中的转子；
多个连接在转子上的叶片，每个叶片具有用于与所述转子腔的内周面滑动接触的前端；
被转子腔的内周面、转子的外周面和叶片所包围的工作腔，工作腔的体积随着转子被可旋转地驱动而改变；
入口，工作液通过该入口被引入体积正在增大的工作腔；和
出口，工作液通过该出口从体积正在减小的工作腔中排出，
其中当从转子的旋转方向上看时，切除部形成在每个叶片的前端部分的前侧和后侧的至少一个上，每个叶片的前端具有比每个叶片的根部更小的宽度。
2.如权利要求1的叶片泵，其中每个叶片的前端宽度比切除部的宽度小。
3.如权利要求1的叶片泵，其中从转子的旋转方向看，切除部形成在每个叶片的前端部分的后侧上。
4.如权利要求1的叶片泵，其中切除部是斜平面或者光滑地弯曲的表面。
5.如权利要求4的叶片泵，其中切除部与所述前端邻接，且与转子的推力方向平行。
6.如权利要求1的叶片泵，其中切除部包括多个与转子的推力方向平行设置的斜面，越靠近每个叶片前端的斜面，相对于每个叶片的突出方向的倾斜角度越大。
7.如权利要求3-6之一的叶片泵，其中切除部仅形成在每个叶片的前端部分的后侧上。
8.如权利要求7的叶片泵，其中从转子的旋转方向看，每个叶片具有通过斜切每个叶片的前侧端角部而形成的斜截部分。
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