CN101660525A - 平动环转子泵 - Google Patents

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Abstract

本发明是滚动活塞泵引入涡旋机械的平动方法，改善了端面磨损的状态使磨损减小、效率提高。除输出流量的平稳性不及高转速涡旋液体泵外，易于加工和维修的特点使它更易于推广。为适合风力提水变转速条件下应用而设计的泵，容积腔内壁轴向镶嵌柔性材料形成“过盈”配合，柔性材料的间隔供固体颗粒临时躲藏并增加了契合区的“角度”有利于减少内泄漏和保障低转速时的输出压力。

Description

平动环转子泵
技术领域
本专利涉及回转式流体机械中的径向输送型流体机械，是滚动活塞泵的改进。
技术背景
齿轮泵端面的泄漏量占泵总泄漏的2/3，该区域存在不均匀磨损，是机械设计禁忌中明确指出的应改善的结构。长久以来该处的间隙问题一直影响着泵效的提高。凸轮泵、滚动活塞泵等也存在相同的问题。
涡旋式机械以它优秀的性能已经被逐步认识。动涡旋无自旋的圆周运动即所谓的“无自旋的圆周运动方式”使端面磨损均匀，“磨合”后达到理想的间隙。
滚动活塞泵和涡旋泵同是偏心轮驱动，最容易吸取涡旋泵的上述优点。
设计一种结构更简单，且能基本上保持涡旋泵优点的新泵是必要和可行的。
目前风能利用不仅仅是风力发电，风力提水的应用范围更大，尤其在大草原的中心地带更有实用价值。回转式容积泵的优点是转速可变范围大，在转速不稳定的条件下更能发挥优点。随着水润滑轴承的发展，回转式容积泵必将走进水泵的行列。
发明内容
本专利在动涡旋按“无自旋的圆周运动方式”的涡旋泵的基础上，保留涡旋泵效率高、磨损小、寿命长的优点。参照滚动活塞泵简化结构(图1)，在圆柱形的外腔1内，有容易加工的环形圆柱转子2；转子由偏心轮10驱动，保证圆柱形外表面与泵壳的内圆表面始终保持契合线；这和滚动活塞泵结构相似，不同的是转子在防自旋机构4的控制下平动，达到环的端面与外壳端盖内各点的相对移动速度相等，避免了不均匀磨损的出现，可以达到“磨合”的效果；做到合理的内泄漏，有利于效率和寿命的提高；进出液腔的滑动隔板8断面呈“L”型，两端分别在转子和泵壳的滑槽内滑动。机器零件比涡旋液体泵更少，且易于制造。仅在输出平稳程度上逊于涡旋液泵(ZL 200410000564.1)。
断面呈“L”型的滑动隔板可以起到保持转子平动的作用。为了减轻滑动隔板的磨损，可增设半圆形平动环4，它的一个滑块的滑槽3在转子的端面上与滑板槽相对，另两个滑块在端盖的滑槽5内滑动。
以上所述可以用于压缩机、真空泵、油泵；也可以稍加改变可作液气混输泵和水泵等。用做风力提水泵在结构作了以下改变：
容积腔(图3)内壁除滑槽区外，直径略大于转子契合半径，轴向镶嵌适于介质的柔性材料，柔性材料凸入转子契合半径形成“过盈”配合，柔性材料的间隔供固体颗粒临时躲藏；也增加了契合区的“角度”有利于减少内泄漏和保障低转速时的输出压力。
附图说明
图1是泵的轴向结构示意图。
图2是双连泵错相位和径向剖视示意图。
图3是输送含有固体颗粒的液体时的容积腔示意图。
具体实施方式
双连泵错相位连接可以改善输出的稳定性，如图2：具有圆柱形内腔的定子1；内有一个外径小于内腔两倍偏心距的圆柱形转子2，它的端面与端盖接触面为圆环形；圆环形转子在动力输入轴11上的偏心轮10的驱动下和防自旋十字环机构的控制下平动；圆环形内的区域安放防自旋十字环4，它的“X”向滑块在端盖上的槽5内滑动，“Y”向滑块在转子的滑槽3内滑动；滑动隔板8一端在与圆相切并与“X”滑动方向平行的平面1上滑动，另一端在转子的滑槽6内滑动，起到隔离进、出工作腔的作用；输入口9在隔离板一侧的移动极限位置的定子上开设，介质进入进液腔，当工作腔达到最大时，进出孔均被环形圆柱自然封闭，随着环形圆柱的移动输出口打开，液体再通过隔离板一侧转子上的孔7进入泵体中心的环形圆柱内轴心区输出。泵可以逆向工作，介质的流向相反。
为了使输出流量变化较平稳可以用两个(或N个)相位差180度(360/N)的泵同轴串接，泵的输出错位叠加，输出趋于平稳，流量增加；更易达到动平衡。
本发明是滚动活塞泵引入涡旋机械的平动方法，改善了端面磨损的状态使磨损减小、效率提高。除输出流量的平稳性不及高转速涡旋液体泵外，易于加工和维修的好处使它更易于推广。为适合风力提水变转速条件下应用而设计的泵，容积腔内壁轴向镶嵌柔性材料形成“过盈”配合，柔性材料的间隔供固体颗粒临时躲藏并增加了契合区的“角度”有利于减少内泄漏和保障低转速时的输出压力。
平动环转子流体机械的主要特点是它制造容易。造价低，易于推广应用。
本专利以液体泵为例，说明了泵的结构原理。它在液体和气体流体机械方面的应用均属发明的范畴和保护范围。

Claims (3)

1.本专利在涡旋泵的基础上，保留涡旋泵效率高、磨损小、寿命长的优点。参照滚动活塞泵简化结构(图1)，其特征是：圆柱形的外腔1内，有环形圆柱转子2；转子由偏心轮10驱动；进出液腔的滑动隔板8断面呈“L”型，两端分别在转子和泵壳的滑槽内滑动。
2.根据权利要求1所述，为了减轻滑动隔板的磨损，其特征是：增设半圆形平动环4，它的一个滑块的滑槽3在转子的端面上与滑板槽相对，另两个滑块在端盖的滑槽5内滑动。
3.根据权利要求1或1、2所述，在输送含微小颗粒的液体时容积腔(图3)的特征是：内壁除滑槽区外，直径略大于转子契合半径，轴向镶嵌适于介质的柔性材料，柔性材料凸入转子契合半径形成“过盈”配合。
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