CN101298868A - 旋片转子泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋片转子泵，包括泵体和位于所述泵进口与出口之间的流体输送机构，其中，安装在泵体上的大轴上设有大转子，在大转子的外圆周面上设有多个径向伸缩移动的旋片；以及与大轴啮合传动小轴上设有小转子，小转子的圆周面上设有供突出的旋片啮合的圆弧凹槽；泵体上具有同时与至少两个旋片密封接触的第一滑道区和与小转子的外圆周面密封配合的第二滑道区，从而，泵进口中的流体经第一滑道区被输送到泵出口。采用旋片、端面密封和径向密封结构，其较好地解决了容积式泵的密封问题，转子采用圆柱面对称开槽方式，结构简单、加工容易、动平衡性能好，因此具有效率高、自吸能力强、使用寿命长、制造成本低、介质适用范围宽等优点。

Description

旋片转子泵

技术领域

本发明涉及一种流体输送的容积式泵，尤其涉及一种旋片转子泵。

背景技术

目前，泵的种类繁多，按工作原理和结构分叶片式泵和容积式泵。如离心泵、旋涡泵、轴流泵和混流泵，属叶片式泵，其特点是：结构简单、造价低、体积小、质量轻，安装维修方便，适用于低粘度流体输送，但一般无自吸能力，即使是自吸离心泵，也存在自吸能力差、体积大的不足。如往复泵，属容积式泵，特点是：自吸能力强，但存在容积效率低、结构复杂、振动大、体积大、造价高等不足。如齿轮泵、螺杆泵、罗茨泵等属于容积泵，特点是：机械效率和容积效率高、流体脉动小、工作噪声小、自吸能力较强。但由于其转子型线制造精度要求高，在使用过程中，很难长期保证非常高的运行精度，使用寿命受到限制；由于转子间存在间隙，一般用于高粘度液体输送，用于低粘度液体如汽油输送时自吸能力差、容积效率低。滑片泵属容积式泵，滑片泵的滑片与泵体内腔可以保持无径向间隙的运动接触，具有磨损补偿功能，因此具有自吸能力强，容积效率高等优点。但由于滑片泵的转子作偏心旋转，旋转时不平衡力大，轴承寿命有限；滑片作径向加速运动，撞击泵体，噪声大，易磨损，影响滑片泵寿命。中国专利：半圆凸轮转子泵(CN86105874A)，葫芦转子泵(CN1300905A)，滑块转子泵(CN1693707A)等属容积式泵，采用转子和径向滑动密封结构，具有自吸能力强，容积效率高等优点，但存在转子和泵体内腔结构复杂，加工难度大，制造成本高，径向滑动密封易磨损，使用寿命受到限制等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的旋片转子泵，解决容积式泵的径向和轴向密封、转子偏心旋转的不平衡力以及转子结构复杂等问题，从而提高自吸能力和使用寿命，减小体积，降低造价，提高效率。

为达此目的，本发明的旋片转子泵，包括泵体和设在所述泵体出口和进口之间的流体输送机构，其特征在于，所述流体输送机构包括：第一轴，其上设有第一直径转子，所述第一直径转子的外周面包括圆周表面和相互间隔地设在所述圆周表面上的多个突出表面；以及第二轴，其上设有第二直径转子，所述第二直径转子的外周面包括圆周表面和相互间隔地设在所述圆周表面上的多个凹入表面；其中，所述泵体内形成所述第一直径转子密封壁面和第二直径转子密封壁，所述第一轴和第二轴啮合传动，所述第一直径转子的外周面和第二直径转子的外周面之间液密封。

根据本发明优选实施例的旋片转子泵，包括泵体和位于所述泵进口与出口之间的流体输送机构，所述流体输送机构包括：大轴，安装于所述泵体上，其上设有大转子，在所述大转子的外圆周面上设有多个径向移动的旋片；小轴，与大轴啮合传动，所述小轴上设有小转子，所述小转子的外圆周面与所述大转子的外圆周面相切，所述小转子的圆周面上设有供突出于所述大转子圆周面外的旋片啮合的圆弧凹槽；其中，所述泵体上具有同时与至少两个旋片密封接触的第一滑道区和与所述小转子的外圆周面密封配合的第二滑道区，从而，所述泵进口中的流体经所述第一滑道区被输送到所述泵出口。

本发明的旋片转子泵，大转子的径向密封为主要密封，采用旋片密封结构，旋片顶的滚筒与泵腔接触处为滚动摩擦，摩擦力小，不易磨损；大转子和小转子轴向密封，以及小转子径向密封采用高耐磨材料，如碳化硅或碳石墨，并采用磨损自动补偿结构，使用寿命长；大转子和小转子采用圆柱面对称开槽结构，加工制作容易，动平衡性能好。因此本发明的旋片转子泵具有效率高、自吸能力强、使用寿命长、制造成本低等优点。不仅适用于输送高粘度流体，如原油、润滑油、燃料油等，而且适用于输送低粘度流体，如水、柴油、煤油、汽油；还可制造作为输送气体的压缩机、鼓风机、真空泵等。具有介质适用范围宽的特点。

应该指出，以上说明和以下详细说明都是例示性的，旨在对所要求的本发明提供进一步的说明。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点，下面将参照附图，对本发明的其它目的、特征和效果作进一步详细的说明。

附图说明

构成本说明书的一部分、用于进一步理解本发明的附图示出了优选实施例并与说明一起用来说明本发明的原理。附图中：

图1是根据本发明优选实施例的旋片转子泵径向剖面图；

图2是根据图1所示旋片转子泵的简化的示意图，其示出了大转子和小转子之间所处的啮合位置；

图3是根据图1所示旋片转子泵的简化的示意图，其示出了大转子和小转子之间所处的非啮合位置；

图4是图1所示的旋片转子泵的轴向剖面图；

图5示出了旋片转子泵的旋片横截面视图；

图6是图5所示旋片的侧视图；

图7示出了可用于本发明优选实施例中的整体式端面密封垫。

具体实施方式

以下详细说明本发明的优选实施例。在附图中，相同的部件用同一标号表示。

在本发明所使用的术语“旋片”中，其形状应该根据它在本发明中所起的作用来合理确定，例如在本发明优选实施例中它是由基座、耳片、辊子等组成而形成的结构，当然，本发明中其它实施例中，它也可以是单一的结构。在本发明中，所描述的“旋片”只是作为形成“突出表面”的一种实施方式而已，还可以由其它的方法来形成突出表面，例如由大转子的外圆周表面突出而形成。在下文描述中，虽然使用了“大”和“小”来描述某些件，例如，大轴，大转子、小轴、小转子，然而只是为了描述的方便，其真正的直径大小关系要由实际需要确定。

图1是根据本发明优选实施例的旋片转子泵径向剖面图，如图所示，根据本发明优选实施例的旋片转子泵主要包括泵体1、位于泵体1内腔中的大转子2和小转子5、以及安全阀8。其中，大转子2的外圆周上均布有四个旋片4，小转子的外圆周表面上对称开有两个圆弧凹槽501，可以看出，有一个凹槽501和旋片4啮合在一起。此外，在小转子5上方安装有径向密封块6，它在弹簧7的弹力和流体压力作用下，紧贴小转子5，起到径向密封作用。密封块6采用高耐磨材料，如碳化硅或碳石墨，使用寿命长。

图2示出了大转子的旋片和小转子的凹槽之间所处的啮合位置，如图所示，泵体1包括流体入口101和出口102、与流体入口向连通的通道103、与流体出口相同的通道104，且在流体入口和流体出口之间，泵体的内壁形成第一滑道区105和第二滑道区106，其中，所述泵体的第一滑道区105弧长足够长，以便可以与两个以上的旋片3同时接触，从而组成有效的流体输送空间。

图3示出了大转子和小转子之间所处的非啮合位置，如图所示，当大转子的旋片3转过图2所示的位置时，大转子外圆周表面和小转子的外圆周表面相接触，它们之间的接触间隙很小，因而使得流体不易从中泄漏。在实践中，大转子和小转子以特定的传动比转动，使得大转子和小转子之间不是凹槽501和旋片3啮合，就是大转子外圆周表面和小转子的外圆周表面相切，从而大转子和小转子之间无论何时都能够形成密封接触，同时又不影响大、小转子之间的相对转动。

图4是图1所示的旋片转子泵的轴向剖面图，如图所示，大转子通过键21装在大轴15上，并用惯常的技术手段轴向定位，例如，在本实例中，大转子通过轴肩和螺母22定位。小转子5通过键13装在小轴14上，使用惯常的技术手段轴向定位。在泵体的左边设有左端密封体(未标参考标号)，在右边设有右端密封体(未标参考标号)，大轴通过安装于左、右端密封体中的大轴承27支承，小轴通过安装于左、右端密封体中的小轴承9支承，且在左端密封体的一侧，小轴上安装有小齿轮29，大轴上安装有大齿轮28，大、小齿轮是相互啮合的，与四个旋片和两个凹槽相对应，传动比是1：2，即大转子转一周，小转子转两周。在左端密封体的左侧是左端盖(未标参考标号)，在右端密封体的右侧是右端盖(未标参考标号)，大轴从右端盖中伸出，用于连接动力输入装置，例如电动机等。为防止泄漏，在右端盖中还设有唇形密封。

在大转子的两侧设有大转子端面密封垫24，在小转子的两侧设有小转子端面密封垫12，大转子端面密封垫24套装在大轴上，小转子端面密封垫12套装在小轴上，分别起到端面密封的作用，防止流体从较高压力的流体出口向流体入口泄漏，即内部泄漏。大转子密封垫和小转子密封垫为帽状，分别用压缩弹簧11、25压紧在大轴和小轴的两个端面上，在大、小轴的两端还分别设有轴向延伸的大轴密封26和小轴密封10，以防止流体向泵体外泄漏，即外部泄漏。另外图4中所示的大、小转子的端面密封垫也可以用图7所示的整体密封垫241代替，整体密封垫241套设在大、小轴14、15上，其余设置与前述的相似。上述大、小转子端面密封垫12、24采用高耐磨材料，如碳化硅或碳石墨，使用寿命长。

图5和图6示出了优选实施例中的旋片转子泵的旋片，其中，图5示出了它的横截面视图，图6示出了它的侧视图。结合参照图5和图6，旋片3包括基座18、螺接在基座18两侧的耳片16、安装于两耳片16之间的轴20、套在轴20上的滚筒19、以及支承滚筒的轴承17，采用这样的结构后，旋片与凹槽和泵内腔的滑动接触变成了滚动接触，从而减少摩擦阻力。在基座中开设有放置弹簧4的孔181，从而，弹簧4的弹力和流体压力使旋片3紧贴泵体。从图6可以看出，旋片的侧面为T形槽，相应地，大转子上也开设有T形截面的槽，以供T型旋片放置其中，并且在压缩弹簧的作用下，还可以稍微沿径向移动，这种结构不但使得在旋片和凹槽转入啮合时，旋片的滚筒外表面能够紧贴小转子的凹槽的表面，起到动态密封流体的作用，而且在旋片的滚筒旋入第二滑道区时，也能够与第二滑道区的表面紧贴接触，防止流体回流。

从上面的描述中可以看出，在根据本发明的泵中，大轴带动大转子和大齿轮转动，通过齿轮传动，使小齿轮、小轴和小转子转动。泵内腔、旋片、大转子和小转子围成的环形空间随着转动，在泵进口处由小变大，吸入流体，在泵出口处由大变小，排出流体，实现输送流体的目的。当系统压力过大时，安全阀打开卸压，起到安全保护作用。

在上述优选实施例中，包括多个有别于现有技术中的特征，然而，本领域技术人员在阅读本说明书后，很容易理解这些特征能够分别地或组合地应用于本发明的其它实施例和其它场合，而不仅限于本发明的优选实施例中。

根据本发明的旋片转子泵较好地解决了容积式泵的径向密封和轴向密封问题，转子采用圆柱面对称开槽方式，结构简单，加工容易、动平衡性能好，因此具有效率高、自吸能力强、使用寿命长、制造成本低、介质适用范围宽等优点。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种旋片转子泵，包括泵体和位于所述泵进口与出口之间的流体输送机构，其特征在于，所述流体输送机构包括：

大轴，安装于所述泵体上，其上设有大转子，在所述大转子的外圆周面上设有多个径向移动的旋片；

小轴，与大轴啮合传动，所述小轴上设有小转子，所述小转子的外圆周面与所述大转子的外圆周面相切，所述小转子的圆周面上设有供突出于所述大转子圆周面外的旋片啮合的圆弧凹槽；

其中，所述泵体上具有同时与至少两个旋片密封接触的第一滑道区和与所述小转子的外圆周面密封配合的第二滑道区，从而，所述泵进口中的流体经所述第一滑道区被输送到所述泵出口。

2.根据权利要求1所述的旋片转子泵，其特征在于，所述大转子和小转子的两端面分别设有密封组件，所述密封组件包括端面密封垫和压缩弹簧。

3.根据权利要求1所述的旋片转子泵，其特征在于，所述小转子径向设有弹性压紧的密封块，所述径向密封块的表面与所述小转子的外周面相吻合。

4.根据权利要求1所述的旋片转子泵，其特征在于，所述旋片包括T形基座、固定于基座两端的耳片、支承在耳片上的轴、以及支承于轴上的滚筒；所述大转子上开设有相应的槽，以供所述旋片的基座置于其中而滚筒部分从槽中伸出；其中，基座和槽之间还设有压缩弹簧。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的旋片转子泵，其特征在于，所述旋片为四个，均布在所述大转子的外圆周面上，所述圆弧凹槽为两个，对称分布在小转子的外周面上。

6.根据权利要求5所述的旋片转子泵，其特征在于，所述泵体包括：

具有容纳大转子和小转子的内腔，且在内部形成第一滑道区和第二滑道区；

左端密封体，用于支承所述大轴和小轴的左端，并装有相互啮合的齿轮；

右端密封体，用于支承所述大轴和小轴的右端；

左、右端盖，分别固定在所述左、右密封体上；

其中，所述右端盖上设有供所述大轴伸出的孔。

7.一种旋片转子泵，包括泵体和设在所述泵体出口和进口之间的流体输送机构，其特征在于，所述流体输送机构包括：

第一轴，其上设有第一直径转子，所述第一直径转子的外周面包括圆周表面和相互间隔地设在所述圆周表面上的多个突出表面；以及

第二轴，其上设有第二直径转子，所述第二直径转子的外周面包括圆周表面和相互间隔地设在所述圆周表面上的多个凹入表面；

其中，所述泵体内形成所述第一直径转子密封壁面和第二直径转子密封壁，所述第一轴和第二轴啮合传动，所述第一直径转子的外周面和第二直径转子的外周面之间液密封。

8.根据权利要求7所述的旋片转子泵，其特征在于，所述第一直径转子上设有多个径向移动的旋片，所述突出表面由突出于所述第一直径转子外圆周表面的所述旋片部分形成。

9.根据权利要求8所述的旋片转子泵，其特征在于，所述旋片包括基座、固定于基座两端的耳片、支承在耳片之间的轴、以及支承于轴上的滚筒；所述大转子上开设有相应的槽，以供所述旋片的基座置于其中而滚筒部分从槽中伸出；其中，所述突出表面由滚筒表面形成。

10.根据权利要求9所述的旋片转子泵，其特征在于，所述大转子和小转子的两端面分别设有密封组件，所述密封组件包括端面密封垫和压缩弹簧。

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