CN101566147A - 一种输送油液的容积式五螺杆泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输送油液的容积式五螺杆泵，包括置于机壳中间的一根带有螺旋形齿槽的阴螺杆和四根带有螺旋形齿的阳螺杆，四根阳螺杆作为从动螺杆置于阴螺杆的四周，阳螺杆上的齿依次与阴螺杆的齿槽啮合，使阳螺杆齿间的半环形空间沿轴向移动，形成流体的输送容积，其特征在于，五根螺杆的同一端各设有一个齿轮，其中阴螺杆上的齿轮为主动齿轮，阳螺杆上的齿轮为从动齿轮，主动齿轮与四只从动齿轮同时啮合，将阴螺杆扭矩动力传递到各个阳螺杆上，阳螺杆上的齿与阴螺杆的齿槽啮合过程中，不传递动力。

Description

一种输送油液的容积式五螺杆泵

技术领域

本发明属于一种流体机械，特别涉及一种用于输送油液的容积式泵。

背景技术

现有的五螺杆泵的结构如图1所示。它是由一根阴螺杆和四根阳螺杆组成。五根螺杆轴线平行，阴螺杆作为驱动螺杆置于中间，螺杆外圆柱面上有两条螺旋形齿槽，四根阳螺杆作为从动螺杆置于四周，其螺杆外圆柱面上沿轴向有两条螺旋形齿。阳螺杆上的齿分别同时与阴螺杆的齿槽啮合转动，使阳螺杆的齿间的半环形空间沿轴向移动，形成流体的输送容积，故阳螺杆是驱动阻力矩的主要部分。

五螺杆泵由于有四根螺杆同时输送流体，与三螺杆和双螺杆泵相比，在同样流量的情况下，它具有体积小、重量轻的特点。因此它特别适用于安装和使用空间受限制的情况。另外，与三螺杆泵相比，它不会出现由于输送介质含污物而卡死的现象。但是现有五螺杆泵的螺杆需要传递动力，螺杆齿与槽的啮合面上需要设置一段渐开线啮合区。这样一来，在有渐开线的啮合齿面一侧，阳螺杆齿与阴螺杆的齿槽开始啮合的点(图2a中B点)远离两螺杆外圆与机壳的交点(图2a中A点)。形成较大的泄漏三角形通道(图2b)。该泄漏通道随两侧压差的变化发生断续泄漏，不但降低了泵的效率，还会引起较大的噪声和振动。

国内的五螺杆产品都是不带同步齿轮的传统型五螺杆泵结构，螺杆啮合型线上都采用渐开线作为传力齿面的啮合型线，国外也尚未发现有带同步齿轮的五螺杆泵机构。而有较长渐开线啮合的齿面，在阴、阳螺杆齿面啮合点与机壳顶点之间，会造成较大的泄漏三角形。这种泄漏三角形的断续泄漏，造成了机器容积效率降低和能耗增加，还引起机器的振动和噪声增大。现有技术为了减少螺杆的泄漏，将螺杆的长度取为1.5～2倍的螺杆导程长度，这不但增加了机器的长度尺寸，还增加了螺杆啮合区域的流体挤压功耗。

发明内容

本发明的任务是提供一种采用同步齿轮驱动的五螺杆泵，能使原有技术的五螺杆泵的容积效率提高，能耗、噪声和振动显著减小，机器尺寸也较小。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种输送油液的容积式五螺杆泵，包括置于机壳中间的一根带有螺旋形齿槽的阴螺杆和四根带有螺旋形齿的阳螺杆，四根阳螺杆作为从动螺杆置于阴螺杆的四周，阳螺杆上的齿依次与阴螺杆的齿槽啮合，使阳螺杆齿间的半环形空间沿轴向移动，形成流体的输送容积，其特征在于，五根螺杆的同一端各设有一个齿轮，其中阴螺杆上的齿轮为主动齿轮，阳螺杆上的齿轮为从动齿轮，主动齿轮与四只从动齿轮同时啮合，将阴螺杆扭矩动力传递到各个阳螺杆上，阳螺杆上的齿与阴螺杆的齿槽啮合过程中，不传递动力。

上述方案中，所述主动齿轮与四只从动齿轮可设置在螺杆转子的吸端部。也可设置在螺杆转子的排端部。阴螺杆上的主动齿轮采用键进行固定；阳螺杆上的从动齿轮用螺母夹持固定。

所述阴、阳螺杆齿槽之间的啮合型线以摆线为主，结合在螺杆的齿顶点和齿根附近采用局部直线或圆弧简单型线。

本发明的优点是，处在中央的阴螺杆通过同步齿轮驱动四周的四根阳螺杆，阴、阳螺杆齿槽与齿面的啮合不承受接触力负荷，故螺杆啮合副的型线只要采用渐开线、直线、圆弧和椭圆等线段的组合体就可以实现良好的流体密封，不会在阴、阳螺杆与机壳顶点的交汇处附近形成泄漏三角形，这样一来，螺杆的长度只要采取螺槽(或螺齿)导程的1～1.3倍即可获得良好的密封。由于有同步齿轮转动，两螺杆啮合面之间不传递动力，四根阳螺杆上的流体轴向力可以通过止推盘分别予以平衡。

附图说明

图1为一种现有五螺杆泵的结构图。其中图1a是剖面图；图1b是图1a中螺杆啮合截面的放大图。

图2为图1b五螺杆泵啮合线和泄露三角形示意图。其中图2a为五螺杆泵啮合线示意图；图2b为图2a中I-I向局部剖的放大图。

图3为本发明同步齿轮置于吸端的五螺杆泵结构图。

图2图3中：1为机壳；2为阳螺杆；3为阴螺杆；4为主动齿轮；5为从动齿轮。

图4为本发明同步齿轮置于排端的五螺杆泵结构图。

图5为本发明五螺杆泵螺杆啮合横截面的放大图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

一种输送油液的容积式五螺杆泵，五根螺杆的同一端各装有一个齿轮。每个齿轮的节圆半径与各自螺杆的节圆半径相同。根据输送介质和工作条件的不同，齿轮可以安装在机壳1内螺杆转子的吸端部(图3)，也可以安装在螺杆转子的排端部(图4)。在运行状态下，电动机通过传动轴将扭矩传递给阴螺杆3上的主动齿轮4，主动齿轮4与四只从动齿轮5同时啮合。将扭矩动力传递到各个阳螺杆2上。阴螺杆上的齿槽与阳螺杆上的齿在啮合过程中，不传递动力。

阴螺杆3上齿槽的型线和阳螺杆2上齿面型线如图5所示。图5中，摆线ab与点d啮合，渐开线bc与渐开线cb啮合，摆线cd与点b啮合，摆线ef与点g啮合，摆线fg与点f啮合。其余型线为齿顶齿底圆弧。下标1表示阴螺杆，下标2表示阳螺杆。螺杆齿槽之间的啮合型线以摆线为主。另外在螺杆的顶点和齿根附近采用一小段直线或圆弧等简单型线。这些型线的加工与传统螺杆齿面加工的方法相同，即用现有的传统五螺杆加工机床就可以实施本发明的五螺杆的加工。

用于从阴螺杆向阳螺杆传递扭矩的同步齿轮可以是直齿轮，也可以是斜齿轮，齿轮的节圆半径与螺杆啮合齿的节圆半径相同。

阴螺杆上的主动齿轮4采用键进行固定；阳螺杆上的从动齿轮5需要用螺母夹持固定，这种固定方式是为了调整齿轮啮合与螺杆齿啮合之间的同步性。

阴螺杆与阳螺杆之间的轴向定位通过止推盘来实现，该止推盘与传统五螺杆泵的止推盘完全一样。螺杆的长度设计成为螺槽(或螺齿)导程的1～1.3倍。

Claims (5)

1、一种输送油液的容积式五螺杆泵，包括置于机壳中间的一根带有螺旋形齿槽的阴螺杆和四根带有螺旋形齿的阳螺杆，四根阳螺杆作为从动螺杆置于阴螺杆的四周，阳螺杆上的齿依次与阴螺杆的齿槽啮合，使阳螺杆齿间的半环形空间沿轴向移动，形成流体的输送容积，其特征在于，五根螺杆的同一端各设有一个齿轮，其中阴螺杆上的齿轮为主动齿轮，阳螺杆上的齿轮为从动齿轮，主动齿轮与四只从动齿轮同时啮合，将阴螺杆扭矩动力传递到各个阳螺杆上，阳螺杆上的齿与阴螺杆的齿槽啮合过程中，不传递动力。

2、如权利要求1所述的输送油液的容积式五螺杆泵，其特征在于，所述主动齿轮与四只从动齿轮设置在螺杆转子的吸端部。

3、如权利要求1所述的输送油液的容积式五螺杆泵，其特征在于，所述主动齿轮与四只从动齿轮设置在螺杆转子的排端部。

4、如权利要求1所述的输送油液的容积式五螺杆泵，其特征在于，阴螺杆上的主动齿轮采用键进行固定；阳螺杆上的从动齿轮用螺母夹持固定。

5、如权利要求1所述的输送油液的容积式五螺杆泵，其特征在于，所述阴、阳螺杆齿槽之间的啮合型线以摆线为主，结合在螺杆的齿顶点和齿根附近采用局部直线或圆弧简单型线。

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