CN101892980B - 曲拐型曲轴传动单螺杆泵 - Google Patents

Abstract

涉及地面输送螺杆泵或井下采油螺杆泵的一种曲拐型曲轴传动单螺杆泵，是针对解决现有同类螺杆泵中转子与传动轴之间的连接结构欠佳，成本高、易磨损的技术问题而设计的。其设计要点在于传动轴与转子之间是通过平衡组合件进行曲轴式连接，该平衡组合件是由连接体和平衡件构成，连接体的重心相对于传动轴、转子的旋转中心线为偏心设置。通过设置平衡件使平衡组合件的重心位于传动轴、转子的旋转中心线上。转子一端连接平衡组合件，另一端连接平衡块，该平衡块与转子构成整体的重心位于传动轴、转子的旋转中心线上。本发明不仅减少了连接件的磨损以及传动组件的振动，而且延长了螺杆泵的使用寿命，提高了工作的稳定性。

Description

曲拐型曲轴传动单螺杆泵

技术领域

本发明涉及地面输送螺杆泵或井下采油螺杆泵，尤其是一种曲拐型曲轴传动单螺杆泵。

背景技术

单螺杆泵属于转子式容积泵，它是依靠螺杆与衬套相互齿合在吸入腔和排除腔产生容积变化来输送液体的。它是一种内齿合的密闭式螺杆泵，主要工作部件由具有双头螺旋空腔的衬套(定子)和在定子腔内与其啮合的单头螺旋螺杆(转子)组成。当输入轴通过万向节驱动转子绕定子中心作行星回转时，定子-转子副就连续地啮合形成密封腔，这些密封腔容积不变地作匀速轴向运动，把输送介质从吸入端经定子-转子副输送至压出端，吸入密闭腔内的介质流过定子而不被搅动和破坏。

现有的单螺杆泵如中国专利文献刊载的专利号ZL200420023508.5，授权公告日2005年5月11日，实用新型名称为“长导程螺旋型腔单螺杆泵”，该实用新型的技术方案是：长导程螺旋型腔单螺杆泵，安装有电动机、减速机、吸入式、制有双头螺旋型腔的弹性定子以及排除体，定子的型腔内装有偏心螺旋螺杆的刚性转子，吸入室中装有中心轴和万向节，减速机动力通过联轴器、传动轴传递给中间轴，定子及转子的导程均为螺杆直径的9-11倍，该泵还设有与吸入室、减速机分别固接的直联架，轴封部件及传动轴安装于直联架中。其主要是公开了一种采用万向节、中间轴连接转子和传动轴的方式，该种方式是作为现有的单螺杆泵最为常见的连接方式。

又如中国专利文献刊载的专利号ZL00238563.5，授权公告日2001年5月30日，实用新型名称为“聚合物注入螺杆泵”。该实用新型公开了一种采用花键连接转子和传动轴的方式。

上述两种螺杆泵，在结构上的最大区别就在于转子与传动轴的连接结构，采用万向节和中间轴的方式，其优点在于起动力矩小、工作可靠、寿命普通，但是结构较大、万向节使用寿命短、成本高。而采用花键的连接方式，其优点在于结构简单、成本低，但是相对稳定性欠佳，长时间工作易磨损。综上所述，在转子和传动轴的连接方式上还有待进一步的改进。

发明内容

为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种曲拐型曲轴传动单螺杆泵，使其解决现有同类螺杆泵中转子与传动轴之间的连接结构欠佳，成本高、易磨损的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。

一种曲拐型曲轴传动单螺杆泵，该螺杆泵包括排出体、平衡块、转子、定子、吸入体、平衡件、传动轴和动力装置，动力装置连接传动轴，且传动轴与转子在同一旋转中心线上；其特征在于：

所述传动轴与转子之间是通过平衡组合件进行曲轴式连接，该平衡组合件是由连接体和平衡件构成，所述连接体的重心相对于传动轴、转子的旋转中心线为偏心设置，所述平衡件的重心相对于传动轴、转子的旋转中心线为偏心设置，所述平衡组合件的重心位于传动轴、转子的旋转中心线上。通过所述偏心设置的连接体，实现传动轴与转子之间的曲轴式连接。之所以采用曲轴式连接，是因为：现有螺杆泵的传动轴与转子之间直接通过花键进行连接，此时，由于花键、传动轴、转子是在同一旋转中心线上，则在传动过程中，花键很容易因旋转扭力过大，导致磨损，从而造成传动轴与转子之间连接不可靠。而采用曲轴式连接时，花键自身并不旋转，只是跟随传动轴、转子作固定的圆周运动，所以花键几乎不受旋转扭力，这样就使得花键不易磨损，从而延长了其使用寿命，使螺杆泵工作时更为可靠。但采用曲轴式连接，其不可避免的一个问题就是，曲轴式连接的偏心结构在旋转过程中会产生离心力，而离心力的产生会导致传动轴、转子的工作出现不稳定，如发生震动、不匀速等问题，为了解决该问题，则需要消除连接体所产生的离心力，故设置一个平衡件，通过对平衡件设置适当的重心偏移量，即可使平衡组合件的重心位于传动轴、转子的旋转中心线上，使旋转时达到受力平衡，实现了本发明的目的。

所述转子一端连接平衡组合件，另一端连接平衡块，该平衡块与转子构成整体的重心位于传动轴、转子的旋转中心线上。由于转子本身是一种偏心单螺杆，其在旋转时也会产生离心力，为了消除转子所产生的离心力，故设置平衡块，使其消除由偏心单螺杆转子旋转时所产生的离心力，达到受力平衡，减少机械振动的同时，也使得单螺杆泵中介质流出时的高压与低压达到平衡。更好的效果是能使单螺杆泵的定子和转子使用寿命大幅度地提高。

作为第一种平衡组合件的结构：所述连接体为外花键轴，所述传动轴一端以及转子一端各连接外花键轴，所述平衡件设有内花键轴孔。

作为第二种平衡组合件的结构：所述连接体为外花键轴，所述传动轴一端以及单螺杆一端各连接平衡件，平衡件设有内花键轴孔，两平衡件之间通过外花键轴连接。

本发明通过曲轴式连接传动轴与转子，使传动轴与转子实现完全的同步转动，同时也使得传动轴与转子之间的连接结构不易磨损，延长了螺杆泵的使用寿命，提高了工作的稳定性。除此以外，本发明具有体积小、重量轻、成本低，易于装配、维护的优点，适合于化工、医药、勘探采矿、造船、能源、陶瓷、造纸、食品等行业生产过程中使用，如运输、供给、混合、填充、注射、抽取、喷射的工序。它可以输送从水状液体到高粘度、高浓度液体、含有固体颗粒、起泡、纤维的液体等各种各样的介质，而且是无脉动、定量输送，流量的设定和调节瞬时即可完成。

附图说明

图1是本发明的结构剖视图。

图2是本发明的平衡块结构示意图。

图3是本发明采用第一种平衡组合件的结构示意图。

图4是本发明第一种平衡组合件中外花键轴、平衡件、内花键轴孔的位置结构示意图。

图5是本发明采用的第二种平衡组合件的结构示意图。

具体实施例

现结合附图，对本发明的结构及原理作进一步说明。图1-5中序号的名称为：排出体1，平衡块2，转子3，定子4，吸入体5，平衡件6，内花键轴孔601，传动轴7，外花键轴8。

如图1、图2所示，该曲拐型曲轴传动单螺杆泵包括排出体、平衡块、转子、定子、吸入体、平衡件、传动轴和动力装置，动力装置为电动机、液动机或其它的动力机。本发明的主要改进结构及特点在于转子3与传动轴7之间是通过平衡组合件进行曲轴式连接，平衡组合件的重心位于传动轴、转子的旋转中心线上，平衡组合件是由连接体和平衡件6构成。如图3所示，该平衡组合件的连接体为外花键轴8，传动轴一端以及转子一端各设有外花键轴，且外花键轴相对于传动轴、转子的旋转中心线为偏心设置。平衡件设有内花键轴孔601，通过平衡件的内花键轴孔与传动轴、转子的外花键轴配合，即构成传动轴与转子之间的曲轴式连接。转子一端连接平衡组合件，另一端连接扇形的平衡块2。所述的平衡块与转子构成一个整体，该整体的重心也位于传动轴、转子的旋转中心线上。上述结构即作为本发明的第一种实施例。

上述结构的工作原理是：当传动轴转动时，传动轴通过偏心设置的外花键轴8带动平衡件6转动，由于外花键轴的偏心设置，使得外花键轴是以传动轴、转子的旋转中心线为中心作圆周运动，从而产生离心力，为了消除离心力，故增加平衡件，使平衡件随传动轴转动时产生一个与上述离心力大小相同方向相反的离心力，最终外花键轴所产生的离心力与平衡件所产生的离心力相抵消，即达到一种受力平衡的状态。同样的，转子一端连接平衡块2，其目的一是为了消除转子旋转时所产生的离心力，减少转子在运动过程中所产生的振动，其目的二是使得单螺杆泵中介质流出时的高压与低压达到平衡。

本发明的第二种实施例，与第一种实施例的不同点在于连接体的结构设置不同，由原来的传动轴一端以及转子一端各连接外花键轴8改为传动轴一端以及转子一端各连接带有内花键轴孔的平衡件6，平衡件相对于传动轴、转子的旋转中心线为偏心设置。而原先作为连接体的外花键轴在本实施例是作为一个独力的中间连接件。同样的，通过该种结构以及上述相同的原理也能实现本发明的目的。

上述实施例旨在说明本发明的技术手段，并非限制本发明的技术范围。

Claims (3)

1.一种曲拐型曲轴传动单螺杆泵，该螺杆泵包括排出体(1)、平衡块(2)、转子(3)、定子(4)、吸入体(5)、平衡件(6)、传动轴(7)和动力装置，动力装置连接传动轴，且传动轴与转子在同一旋转中心线上；其特征在于：

所述传动轴(7)与转子(3)之间是通过平衡组合件进行曲轴式连接，该平衡组合件是由连接体和平衡件(6)构成，所述连接体的重心相对于传动轴、转子的旋转中心线为偏心设置，所述平衡件(6)的重心相对于传动轴、转子的旋转中心线为偏心设置；所述平衡组合件的重心位于传动轴、转子的旋转中心线上；

所述转子(3)一端连接平衡组合件，另一端连接平衡块(2)，该平衡块与转子构成整体的重心位于传动轴(7)、转子(3)的旋转中心线上。

2.根据权利要求1所述曲拐型曲轴传动单螺杆泵，其特征在于所述连接体为外花键轴(8)，所述传动轴(7)一端以及转子(3)一端各连接外花键轴，所述平衡件(6)设有内花键轴孔(601)。

3.根据权利要求1所述曲拐型曲轴传动单螺杆泵，其特征在于所述连接体为外花键轴(8)，所述传动轴(7)一端以及转子(3)一端各连接平衡件(6)，平衡件设有内花键轴孔(601)，两平衡件之间通过外花键轴连接。

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