CN101825085A - 变容式多腔液压水泵 - Google Patents
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Abstract
一种变容式多腔液压水泵，在泵体上安装有偏心轴，在偏心轴上位于泵体内设有悬摆转子和导向体，其特殊之处是：所述的工作腔为多个，所述的悬摆转子与工作腔数量相同且分别位于对应的工作腔内，悬摆转子在偏心轴上错位布置并沿360°圆周方向均布，在泵体内表面或悬摆转子外表面附着有高分子复合材料耐磨层，悬摆转子与泵体之间过盈配合，在泵体内位于工作腔两侧设有补偿板，相应的工作腔同时变化容积排水，形成多室变容式水泵，从而实现一机多泵的功能，具有以下优点：扬程高、排水量大、输出效率高、节能效果明显、使用寿命长、体积小、重量轻、适用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及一种变容式多腔液压水泵。
背景技术
传统水泵一直以离心式水泵为主，其结构复杂，用于一般场合，输送距离近、排水量小、效率低。较高扬程采用多段泵，最高扬程300米，输出效率平均30％以下，如果用于1000米深的矿井，必须四台水泵串联，即采用大功率多段泵，同时还要配备四个阶梯水池才能实现输水任务。变积式液压油泵是由泵体，沿泵体中心线安装的偏心轴，装在偏心轴上位于泵体内部的悬摆转子，安装在泵体内工作腔上部对应悬摆转子位置的导向体构成。变容式液压油泵以悬摆式转子的低线速度过盈滚动，形成不断变化容积扩大或缩小，实现油的吸入或排出，具有输送距离远、输出效率高的特点。由于变容式液压油泵的泵体为钢质，只适合输送油，如果输送水当悬摆式转子运动时与钢质泵体会产生磨擦，造成磨损而无法正常工作。因此，现有的变容式液压油泵不能输送水。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、输送距离远、排水量大、输出效率高、应用范围广的变容式多腔液压水泵。
本发明涉及的变容式多腔液压水泵，包括泵体1，在泵体1上安装有偏心轴5，在偏心轴5上位于泵体1内套装有悬摆转子3，在泵体1内对应悬摆转子3位置安装有导向体2，其特殊之处是：所述的工作腔103为多个，在泵体1上对应每个工作腔位置分别设有进口101和出口，各出口在泵体1上汇总为总出口102，所述的悬摆转子3与工作腔103数量相同且分别位于对应的工作腔内，悬摆转子3在偏心轴5上错位布置并沿360°圆周方向均布，在泵体1内表面或悬摆转子3外表面附着有高分子复合材料耐磨层6，悬摆转子3与泵体1之间过盈配合，在泵体1内位于工作腔103两侧设有补偿板7，相应的工作腔同时变化容积排水，形成多室变容式水泵，从而实现一机多泵的功能。
上述的变容式多腔液压水泵，在偏心轴5和悬摆转子3之间设有复合轴承4，在悬摆转子3上设有直达复合轴承4表面的径向微孔301，位于悬摆转子4和偏心轴5之间的复合轴承4可通过流过工作腔103内的水润滑。
上述的变容式多腔液压水泵，在补偿板7上沿圆周方向均布有多个阶梯孔701，其中阶梯孔701的小孔面向工作腔。
上述的变容式多腔液压水泵，所述的偏心轴5为分体多段并通过花键连接。
该变容式多腔液压水泵变容式水泵一改传统的离心式结构形式，由过去的离心式的叶轮高速运转改为悬摆转子的低线速度过盈滚动，形成不断变化容积扩大或缩小，实现吸入或排出的功能，相应的工作腔同时变化容积排水，形成变容式多腔液压水泵，从而实现一机多泵的功能，具有以下优点：
1、高扬程
由于采用了复合泵体，使泵体内壁像海绵体一样并且耐磨，从而实现负间隙的过盈滚动配合，保证了高效率的输出，经检测5KW电机流量每小时40吨、扬程300米以上。从理论上讲因为负间隙运动，水的回泻趋近于零，输出动力恒定，如果输入功率足够大，水泵承压足够大，扬程达到离心多段泵的10倍，即扬程3000米以上是完全可以实现的，这是传统的离心式水泵所不可想象的。
2、排水量大
该变容式多腔液压水泵在扬程一定的情况下，根据排水量的要求采用多室多悬摆转子方式，多个工作腔同时工作，几个工作腔对应流量就增大几倍，起到一机多泵的效率。传统的离心式多段水泵，只起到加压保扬程的功能，12段泵流量和1段相等，而多室变容式水泵，如果12室就是单室的12倍流量，是离心式水泵不可比拟的。
3、输出效率高、节能效果明显
传统水泵实际效率30％左右，而该变容式水泵平均效率在80％以上。对于1000米的矿井，需四台水泵串联，如采用同等排量1000米扬程的变容式多腔液压水泵，一泵可以做到，省电60％以上，压力越大，扬程越高，节能的效果越明显，比传统离心式水泵省电50％以上。
4、使用寿命长
由于采用了如海绵体一样的高分子复合材料耐磨层，实现了低线速度、低转数滚动配合，大大降低了零部件磨损。更重要的是耐磨层可及时更换，工作寿命是离心式水泵的四倍以上。
5、减少维修成本，减少矿山分机排水工程设施建设费用。
6、具有排砂功能
由于该变容式多腔液压水泵工作过程是钢和海绵体(耐磨层)相对滚动，积砂被海绵体弹在水中随悬摆转子输出，所以具有一定排砂排污泥的功能。
7、体积小、重量轻
相比同功率、同扬程的传统水泵，变容式多腔液压水泵的体积和重量均小于50％以上。因此便于安装、维修及运输，特别是便于农林山区作业，也便于大型装备的配套组装。
8、适用范围广
可应用在矿山、深井排水、消防、森林灭火、农业喷灌、林业灌溉、军事上的高山哨所一泵供水、城市高楼供水。
附图说明
图1是本发明的结构示意图(对应实施例1)；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是图1中补偿板结构示意图；
图4是图3的B-B剖视图；
图5是本发明的结构示意图(对应实施例2)；
图6是本发明的结构示意图(对应实施例3)；
图7是本发明的悬转转子结构示意图(对应实施例4)。
图中：泵体1，进口101，总出口102，工作腔103，导向体2，悬摆转子3，径向微孔301，复合轴承4，偏心轴5，高分子复合材料耐磨层6，补偿板7，阶梯孔701。
具体实例方式
实施例1
如图1～图4所示，该变容式多腔液压水泵包括泵体1，在泵体1内设有多个工作腔103，本实施例以二个工作腔为例，在泵体1上对应每个工作腔103位置分别设有进口101和出口，二个出口在泵体1上汇总成总出口102。相邻的二个工作腔103彼此相隔，在泵体1上沿工作腔103中心线通过轴承安装有偏心轴5，所述的偏心轴5可为一体也可为分体多段并通过花键连接，本实施例以后者为例。在偏心轴5上位于泵体1内套装有悬摆转子3，所述的悬摆转子3与工作腔103数量相同也为二个且分别位于对应的工作腔内，悬摆转子3在偏心轴5上错位布置并沿360°圆周方向均布，在泵体1内对应悬摆转子3位置安装有导向体2，在泵体1内表面(或悬摆转子3外表面)压接有高分子复合材料耐磨层6，悬摆转子3与泵体1之间过盈配合，在偏心轴5和悬摆转子3之间设有复合轴承4，在悬摆转子3上设有直达复合轴承4表面的径向微孔301，在泵体1内位于工作腔103两侧设有补偿板7，在补偿板7上沿圆周方向均布有多个阶梯孔701，其中阶梯孔701的小孔面向工作腔103，二个工作腔103同时变化容积排水，形成变容式多腔液压水泵，从而实现一机多泵的功能。
实施例2
如图5所示，该变容式多腔液压水泵包括泵体1，在泵体1内设有多个工作腔103，本实施例以三个工作腔为例，相应悬摆转子3为三个，偏心轴5为分体三段并通过花键连接。其它同实施例1。
实施例3
如图6所示，在泵体1内设有二个工作腔103，二个工作腔103通过隔板相隔，偏心轴5为一体，其它同实施例1。
实施例4
如图7所示，高分子复合材料耐磨层6设在悬摆转子3外表面而不是设在泵体1内表面，其它同实施例1～实施例3。
Claims (4)
1.一种变容式多腔液压水泵，包括泵体，在泵体上沿泵体内安装有偏心轴，在偏心轴上位于泵体内套装有悬摆转子，在泵体内对应悬摆转子位置安装有导向体，其特征是：所述的工作腔为多个，在泵体上对应每个工作腔位置分别设有进口和出口，各出口在泵体1上汇总为总出口，所述的悬摆转子与工作腔数量相同且分别位于对应的工作腔内，悬摆转子在偏心轴上错位布置并沿360°圆周方向均布，在泵体内表面或悬摆转子外表面附着有高分子复合材料耐磨层，悬摆转子与泵体1之间过盈配合，在泵体内位于工作腔两侧设有补偿板。
2.根据权利要求1所述的变容式多腔液压水泵，其特征是：在偏心轴和悬摆转子之间设有复合轴承，在悬摆转子上设有直达复合轴承表面的径向微孔。
3.根据权利要求1所述的变容式多腔液压水泵，其特征是：在补偿板上沿圆周方向均布有多个阶梯孔，其中阶梯孔的小孔面向工作腔。
4.根据权利要求1所述的变容式多腔液压水泵，其特征是：所述的偏心轴为分体多段并通过花键连接。
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