CN101718273A - 旋缸活塞液泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新结构的旋缸活塞液泵，其具有一曲轴，曲轴上有两互成180°布置的曲拐，曲轴从作为曲轴箱使用的旋缸中心穿过；曲轴通过主轴承偏心固定在端盖上且偏心距等于拐距；前后两端盖上由里向外依次固定有旋缸轴承、油封盒、主轴轴承盖、后封盖、前端盖，且端盖通过止口固定在外壳两端，油封盒、后端盖、前端盖及主轴轴封盖内装有四套油封；曲轴上两曲拐经活塞瓦与两对活塞系统连接，柱状的旋缸通过旋缸轴承内孔固定在两端盖内。本发明的优点除了单级压力高(可达80公斤)，效率高(达80％以上)，运行平稳，介质要求不严格之外，最显著的特点是具有600mm/Hg抽真空能力，为液体抽取提供了方便。

Description

旋缸活塞液泵

技术领域

本发明属于机械工程技术领域一种液泵，一种新结构输送液体的泵。

背景技术

目前公知的泵存在以下问题，结构简单的输送效率低(比如离心泵)，效率在40-66％之间。效率高压比小(比如螺杆泵)，效率达80％以上，但线密封结构，径向力有大，压比在10-15之间，对介质要求较严格，效率、压比均优秀者结构复杂，流量有限(比如柱塞泵等)。本发明用一种新结构以解决上述泵的不足。

发明内容

本发明目的是提供一种新结构的旋缸活塞液泵，这种结构命名为“双坐标旋转机械结构”。利用这种结构设计一种泵，使该泵输送效率较高，达到83-90％。

简单地说，一种旋缸活塞液泵，其具有一曲轴，曲轴上有两互成180°布置的曲拐，曲轴从作为曲轴箱使用的旋缸中心穿过；曲轴通过主轴承偏心固定在端盖上且偏心距等于拐距；前后两端盖上由里向外依次固定有旋缸轴承、油封盒、主轴轴承盖、后封盖、前端盖，且端盖通过止口固定在外壳两端，油封盒、后端盖、前端盖及主轴轴封盖内装有四套油封；曲轴上两曲拐经活塞瓦与两对活塞系统连接一在起并使得两对活塞系统在整个泵系统中既作沿活塞孔轨迹的往复直线运动，同时拨动旋缸与旋缸一起作圆周运动；柱状的旋缸通过旋缸轴承内孔固定在两端盖内；旋缸上沿反轴线方向开有相互垂直的活塞孔与活塞系统共同构成该泵的储液排液室。

由于本发明曲轴偏心安装在两端上，其偏心距等于曲轴的曲拐拐距；曲拐中心围绕曲轴中心作圆周运动时，过外壳、旋缸等同心圆的圆心；曲拐带动活塞系统做圆周运动同时活塞系统在活塞衬套内作往复直线运动，即活塞系统作“星旋转”；旋缸隔套等做圆周运动的动力靠活塞系统传递。

具体地说，本发明采用的技术方案是：一种旋缸活塞液泵主机，由外壳、外壳衬套、隔套、隔套衬套、旋缸、旋缸活塞孔衬套、活塞系统、曲轴、端盖、封盖、油封系统、平衡系统、曲轴润滑系统等构成，曲轴两端通过前后主轴轴承分别固定在前后两端盖上；前后两端盖内侧通过止口与外壳两端固定连接；前后两端盖外侧分别装有油封系统和配重系统；曲轴从作为曲轴箱使用的旋缸中心孔穿过，曲轴上有两互成180°的曲拐，曲拐经轴瓦分别与两对活塞系统连在一起，曲拐上开有与主轴油孔相通的油孔；旋缸为柱状，通过旋缸轴承固定在前后两端盖内侧；旋缸外装有隔套；旋缸上开有相互垂直的两个活塞孔，活塞孔内装有衬套；安装在曲轴曲拐上的两对活塞分别被装入活塞孔内；隔套内径与缸缸外径相等，外径与外壳内径相等并固定旋缸上；隔套中心部的外径上固定有隔套衬套；隔套及隔套衬套上开有相同相通重合的进排液口；隔套衬套两边的隔套上设计有两释压槽；外壳为两半结构，上半壳体上分别开有进排液口，内部开有进排液通道和释压槽；外壳、隔套、旋缸为同心，曲轴中心与外壳、隔套、旋缸之间有个偏心，偏心距等于曲拐的拐距。

本发明的结构特点：外动力通过曲轴带动活塞系统在活塞孔内作星旋转，即带动旋缸一起作圆周运动的同时，活塞系统在活塞孔内作往复直线运动，旋缸上的两对活塞孔就是液室，当旋缸旋转至进液室方向时，活塞下行、液体进入，当旋缸旋转至排液室方向时，活塞上行，强行把液体推出活塞孔至排液室，以次往复循环达到液泵之工作目的。在该结构中，旋缸转速是曲轴转速的一半，液体输送容积行程是活塞往复行程的四倍，这种关系是衡定的。

本发明的工作优点除了单级压力高(可达80公斤)，效率高(达80％以上)，运行平稳，介质要求不严格之外，最显著的特点是具有600mm/Hg抽真空能力，为液体抽取提供了方便。单级输送压力较高，达到80千克左右，对输送介质要求不高，允许有一定的粘度，一定的杂质和一定的温度(100℃以下)，输送流量较大1m³-1500m³/h，结构较简单。其特点是效率高(83％以上)，单级压比高(可达到80KG)。

附图说明

图1-1、1-2、1-3、1-4、1-5为本发明工作原理示意图：

图1-1中：A室排液结束关闭，B室吸液结束关闭，其中C点为活塞中心，D点位主轴中心，E点为旋缸中心；

图1-2中：A室排液将近结束，B室吸液将近结束；

图1-3中：A室吸液开始，B室排液开始；

图1-4中：A室吸液体将近结束，B室排液将近结束；

图1-5中：A室排液开始，B室吸液开始；

图2-1为本发明结构示意图。

图2-2为图1横向剖视图。

图3-1为本发明端盖结构示意图，图3-2为图3-1侧面视图。

图4-1为本发明旋缸结构示意图，图4-2为图4-1侧面视图。

图5为本发明曲轴示意图。

图6-1为本发明隔套结构示意图；图6-2为图6-1侧面视图。

图7-1为本发明外壳结构示意图；图7-2侧面视图；图7-3为外壳连接示意图。

图8-1为本发明外壳衬套示意图；图8-2为图8-1侧视图。

图9-1、9-2、9-3分别为本发明缸套三个方向结构示意图。

图图10-1、图10-2为本发明隔套衬套两个方向结构示意图。

图11-1、11-2、11-3为本发明活塞系统三个方向示意图。

图12-1、12-2为本发明平衡系统两个方向视图。

图号说明：1-中心油孔、2-后封盖、3-油封盒、4-油封、5-端盖、6-主轴轴承、7-曲轴、8-活塞系统、9-活塞瓦、10-隔套衬套、11-外壳衬套、12-外壳、13-旋缸、14-旋缸轴承、15-主轴承盖、16-平衡系统、17-前打盖、18-进液口、19进液塞、20-活塞衬套、21-活塞环、22-进排液隔离带、23-排液室、24排液口、25-隔套进排液口、26-曲轴箱排油孔、27-释压槽、28隔套、29-上半泵壳、30-下半泵壳、31-固定基座、32-上下半泵壳定位销、33-上下半泵壳密封带、34-液膜密封带、35-进排液隔离带、36-活塞环槽。

具体实施方式

附图2-1和图2-2给出了本发明的具体原理与实施方式，同时其它附图给出了本发明各部件结构示意图。

一种旋缸活塞液泵主机，其包括后封盖2、油封盒3、油封4、端盖5、主轴轴承6、曲轴7、活塞系统8、活塞瓦9、隔套衬套10、外壳衬套11、外壳12、旋缸13、旋缸轴承14、主轴承盖15、平衡系统16、前打盖17、进液口18、进液塞19、活塞衬套20、活塞环21、进排液隔离带22、排液室23、排液口24、隔套进排液口25、曲轴箱排油孔26释压槽27、隔套28；曲轴7通过主轴承6偏心固定端盖5上，且偏心距等于拐距；前后两端盖上由里向外依次固定有旋缸轴承14、油封盒3、主轴轴承盖15、后封盖2、前端盖17，且端盖5通过止口固定在外壳12两端，油封盒3、后端盖2、前端盖17及主轴轴封盖内装有四套油封4；曲轴7两端装有两套平衡系统16，两套平衡系统16分别以各自的主轴轴承6做支点，对曲轴的曲拐与活塞系统共同组成的新系统配平衡；曲轴7从作为曲轴箱使用的旋缸13中心穿过；曲轴7上有两互成180°布置的曲拐，曲拐经活塞瓦9与两对活塞系统8连接一在起；两对活塞系统8在整个泵系统中既作沿活塞孔轨迹的往复直线运动，同时拨动旋缸13与旋缸一起作圆周运动；作往复直线运动的活塞系统通过反复改变旋缸内活塞孔容积起到储液排液作用，做圆周运动起到改变液体流向推动液体向需要方向流动作用；曲拐上开有与主轴中心油孔相通的活塞瓦9润滑油孔，通过外部强注油润滑活塞瓦；柱状的旋缸13通过旋缸轴承14内孔固定在两端盖5内；旋缸13上沿反轴线方向开有相互垂直的活塞孔，与活塞系统共同构成该泵的储液排液室；活塞孔内装活塞孔衬套20；活塞孔衬套20的作用是液泵抽取含杂质的液体过程中磨损旋缸上的活塞孔，所以在抽取无杂质液体的该液泵亦可不安装活塞孔衬套20；旋缸13外径上装有隔套28，隔套28的作用是隔缩活塞孔外口口径，让进排液按设计的路径流动；隔套中部装有隔套衬套10，其作用是让隔套衬套10在和旋缸一起旋转与输送液接触，液中杂质对隔套衬套10外表面磨损以便于材料选择和更换；隔套上隔套衬套10的两侧开有释压槽27，释压槽27就是两个环形凹带，其作用就是当高压排液的微量泄漏发生时，让高压液经释压槽减压后经外接单向阀流入进液口；隔套和隔套衬套上在靠近旋缸中心部位，对着旋缸活塞孔开有相同形状的进排液口25，其口对着进液室时开始进液，其口对着排液室时开始排液；外壳12为两半结构，上半部相向180°布置有进液口18、排液口24，进液口18内布置有弧形进液室19，进液室19的作用是在活塞系统下行与旋缸上的活塞孔一起旋转至进液室19弧段时，液体进至活塞系统留出的活塞孔空间；外壳12中心部位设计有凹带，作用是为安装外壳衬套11和隔套衬套10留下空间，在外壳衬套11两端与隔套上释压槽对应的位置设计有释压槽27，释压槽除对排液泄漏释压外，还有借用泄漏液在旋转离心力作用下形成的液环封杜泄漏之作用；外壳衬套11外径镶在外壳内凹形环槽内，不但设计有横向的进排液隔离弧带，而且设计有防止排液向左右两侧泄漏液膜密封带(见图8-1-8-3)；密封带中间部分与外壳排液室19相通成为进液塞的一部分；密封带中间另一部分与外壳排掖室23相通成为排掖室的一部分；活塞瓦的润滑液为独立的外系统供给，从主轴中心油孔1进入经瓦间隙排出通过曲轴箱→旋缸轴承间隙→从曲轴箱排油口26排出循环；特别说明的是润滑液是根据不同输送介质而采取不同的配液，目的是防止微量的输送介质泄漏对轴瓦润滑起破坏作用，同时润滑液利用外壳内壁上的盲头通道图末标出对外壳与隔套啮合部分提供润滑和密封油膜，防止进排液利用共同间隙进入曲轴箱中的其它的系统。

其工作过程为：外动力带动曲轴7旋转，曲轴上的曲拐带动活塞旋转；由于活塞头被限制在旋缸上的活塞孔内，且不同心，活塞拨动旋缸转动中，相对于旋缸上的活塞孔而言，活塞是在旋缸中不断往复位移的，也就是活塞以曲拐中心为圆心，在旋缸上的活塞孔内作“星旋转”既作圆周运动同时又作往复直线运动，我们以活塞孔作液室，当活塞下移时，让液体进入活塞下移留下的空间，即让进排液口对准进液室进液，当活塞向上形时，让进排液口对准排液室，让活塞把存入活塞孔内的液体推出，依次反复就完成了液体输送。

Claims (10)

1.一种旋缸活塞液泵，其特征是具有一曲轴(7)，曲轴(7)上有两互成180°布置的曲拐，曲轴(7)从作为曲轴箱使用的旋缸(13)中心穿过；曲轴(7)通过主轴承(6)偏心固定在端盖(5)上且偏心距等于拐距；前后两端盖(5)上由里向外依次固定有旋缸轴承(14)、油封盒(3)、主轴轴承盖(15)、后封盖(2)、前端盖(17)，且端盖(5)通过止口固定在外壳(12)两端，油封盒(3)、后端盖(2)、前端盖(17)及主轴轴封盖内装有四套油封(4)；曲轴(7)上两曲拐经活塞瓦(9)与两对活塞系统(8)连接一在起并使得两对活塞系统(8)在整个泵系统中既作沿活塞孔轨迹的往复直线运动，同时拨动旋缸(13)与旋缸一起作圆周运动；柱状的旋缸(13)通过旋缸轴承(14)内孔固定在两端盖(5)内；旋缸(13)上沿反轴线方向开有相互垂直的活塞孔与活塞系统共同构成该泵的储液排液室。

2.根据权利要求1所述的旋缸活塞液泵，特征是：曲轴(7)从旋缸(13)中心孔穿过，通过主轴轴承(6)固定在前后两端盖(5)上，曲轴(7)从后前依次装有四套油封(4)，两套活塞系统(8)，曲轴(7)前端与外动力联接，曲轴(7)上开有中心油孔(1)，中心油孔一直开深至两曲拐，并与曲拐上出油孔相通；两曲拐通过活塞瓦(9)与两对活塞(8)联接；两对活塞(8)的四个活塞头分别成90°，装入旋缸(13)上的活塞孔内；旋缸(13)通过两旋缸轴承(14)固定在两端盖(5)内侧；旋缸上横向开有相互垂直的两活塞孔；活塞孔内镶有活塞孔衬套(20)；旋缸外径上装有隔套(28)，隔套中心部分装有隔套衬套(10)；隔套和隔套衬套上开有四个面积相等进排液孔(25)；进排液孔与旋缸活塞孔相通；在隔套衬套两边位置的隔套上开有释压槽(27)；端盖(5)通过止口与外壳联结，端盖(5)上偏心孔通过主轴轴承对曲轴偏心固定；通过中心支撑旋缸轴承内圈，保证旋缸与外壳同心；端盖(5)上依次装有后封盖(2)，油封盒(3)，前封盖(17)；与隔套上释压槽对应位置也设计有释压槽；活塞系统(8)中心通过活塞瓦(9)与曲轴的曲拐连接，两活塞头分别装旋缸的活塞孔内；两端的平衡系统内装在端盖(5)外室内的曲轴上，分别对两对活塞系统起平衡作用。

3.根据权利要求1或2所述的旋缸活塞液泵，特征是：曲轴(7)上开有中心油孔(1)并且两端装有两套平衡系统(16)，两套平衡系统(16)分别以主轴轴承(6)为支点对曲拐活塞系统(8)独立配平衡，前后平衡系统与前后曲拐活塞系统各自行平衡。

4.根据权利要求1或2所述的旋缸活塞液泵，其特征是：旋缸(13)上横向垂直设计有两个活塞孔，活塞孔内装有活塞孔衬套(20)，利用活塞系统(8)在活塞衬套内的往复直线运动形成的容积变化进行吸排液体，利用旋缸旋转的角度变化改变吸排液流向和能量转化。

5.根据权利要求1或2所述的旋缸活塞液泵，其特征是：旋缸外设计有隔套(28)，隔套外径上装有隔套衬套，隔套和隔套衬套上对着活塞孔衬套口开设有相同形状大小的进排液口。

6.根据权利要求1或2所述的旋缸活塞液泵，其特征是：隔套(28)和外壳(12)对应位置设计有释压槽(27)，释压槽(27)通过外接单向阀与进液口连通。

7.根据权利要求1或2所述的旋缸活塞液泵，其特征是：外壳(12)为两半结构，外壳上半壳设计对应的进排液口(18)、(24)，外壳上有进排液室(19)、(23)，外壳中部凹带镶有外壳衬套(11)，外壳衬套(11)上设计纵横密封带和隔离带；外壳(12)中心部位设计有凹带，作用是为安装外壳衬套(11)和隔套衬套(10)留下空间，在外壳衬套(11)两端与隔套上释压槽对应的位置设计有释压槽(27)。

8.根据权利要求1或2所述的旋缸活塞液泵，其特征是曲拐上开有与主轴中心油孔相通的活塞瓦(9)润滑油孔并通过外部强注油润滑活塞瓦。

9.根据权利要求1或2所述的旋缸活塞液泵，其特征是外壳衬套(11)外径镶在外壳内凹形环槽内，制有横向的进排液隔离弧带，装有防止排液向左右两侧泄漏液膜密封带；密封带中间部分与外壳排液室(19)相通成为进液塞的一部分；密封带中间另一部分与外壳排掖室(23)相通成为排掖室的一部分。

10.根据权利要求1或2所述的旋缸活塞液泵，其特征是活塞瓦的润滑液为独立的外系统供给，从主轴中心油孔(1)进入经瓦间隙排出通过曲轴箱→旋缸轴承间隙→从曲轴箱排油口(26)排出循环。

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