CN101907092A - 共轭套筒泵 - Google Patents

Abstract

一种共轭套筒泵，主要是在泵体内设置有泵体芯，并在它们二者之间形成空腔，位于该空腔内且与泵体芯套装连接的转子机构与泵体内壁之间面接触，滑动摩擦，又与梭子机构线接触，滚动摩擦。在泵体内还设置有由梭子气压平衡管路及与其连通的泵体气压平衡通道而构成的气压平衡系统。该泵具有结构简单、易于制造安装、运动形式简捷、噪音低、功效高等特点，工作时进、出流量恒定、平稳、没有起伏变化。由于泵内的气压平衡系统的合理布局，能有效避免泵在运动过程中因气压变动所带来的对泵体内壁的作用及对机械能的损耗，可有效地维持泵的优良性能并延长泵的使用寿命，且用途广泛，可应用在生产、生活各个领域。

Description

共轭套筒泵

技术领域

本发明涉及一种回转泵，特别是一种共轭套筒泵。它能输送各种流体，广泛应用在生产和生活的各个领域。

背景技术

通常，输送液体采用的泵种类很多，象回转泵是其中的一种，该泵是转子绕定轴运动，运动形式简捷，由于原动力机的能量输出一般也是定轴转动如电机、内燃机等，因此，在原动力杌带动该类型的泵运转的过程中，因运动形式转换而带来的机械能量损失较小，同时，在运动中噪声小，能有效地减少噪音污染。但回转泵存在泄露大，磨损大和效率低等缺点。如滑片泵是靠离心力或弹簧实现滑片和泵外壳内壁的紧密接触。若是依靠离心力实现紧密接触，在转子低速运行时无法使滑片获得足够的离心力，从而使泵无法工作。如果是靠弹簧实现紧密接触，弹簧会随着转子的运动而产生宽幅伸缩，造成弹簧较易损坏，从而缩短该部件的使用寿命，限制泵的使用范围。又因滑片与泵外壳内壁的接触是线接触，摩擦为滑动摩擦，这就使滑片与泵外壳内壁之间磨损非常严重，从而导致密封效果欠佳。如果不改变结构设计，而想降低磨损就要对滑片和泵外壳内壁的材料提出苛刻要求，这无疑会增加制造成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种共轭套筒泵，它能够克服已有技术的不足，在转子机构绕转子轴作圆周运动时，迫使梭子机构作直线往复运动，能使转子机构与泵体内壁面接触部分保持滑动摩擦，又能使转子机构与梭子机构线接触部分保持滚动摩擦，从而使该泵既具有运动形式简捷，又有磨损小、密封效果好的特点。

其解决方案是：在泵体上设置有排气孔以及左入流口、左出流口、右入流口、右出流口，而在泵体内设置有泵体芯，在泵体内壁与泵体芯之间形成空腔。位于该空腔内且与泵体芯套装连接的转子机构与泵体内壁之间面接触，滑动摩擦，该转子机构还与同设置在泵体内壁及泵体芯它们二者相对应一侧上的梭子槽滑动配合连接的梭子机构线接触，滚动摩擦，并在梭子机构的两端分别形成梭子左运动腔及梭子右运动腔，而在梭子机构与泵体内壁之间形成集气通道，该集气通道与泵体上的排气孔相连通。在转子机构的转子左侧套及转子右侧套它们二者的相对内端与泵体和泵体芯之间形成空腔的另一侧分别构成左工作容腔及右工作容腔。在泵体内还设置有气压平衡系统，由设置在梭子机构上的梭子气压平衡管路和设置在泵体内的泵体气压平衡通道相连通而构成。

所述的转子机构由转子轴及分别连接在该转子轴上的左转子盘、右转子盘，以及分别与所述左转子盘、右转子盘相对内端连接的转子左侧套、转子右侧套构成。并且转子左侧套的右端为椭圆型曲面，而转子右侧套的左端也为椭圆型曲面，这两个椭圆型曲面之间呈互补状，当转子左侧套右端的椭圆型曲面与转子右侧套左端的椭圆型曲面它们二者相吻合接触时，可构成圆筒。在转子机构转动时，转子左侧套与转子右侧套同步转动，并且转子左侧套右端的椭圆型曲面与转子右侧套左端的椭圆型曲面它们二者的形状互补，使转子左侧套与转子右侧套之间形成共轭关系。

所述的梭子机构由工字形梭子体，在该梭子体两侧的空间内分别连接有左滑块、右滑块，左滑块和右滑块它们二者相对的两内端分别同所述梭子体之间形成左弹性件空腔和右弹性件空腔，在左弹性件空腔和右弹性件空腔内分别设置有左弹性件及右弹性件，可保证梭子机构的左旋转体、右旋转体与转子机构的转子左侧套、转子右侧套它们在作相对转动时，能够充分密切接触。而左滑块和右滑块的相应外端分别与梭子体之间形成左滑块运动腔和右滑块运动腔，并在左滑块、右滑块上活动连接有相应的左旋转体及右旋转体而构成。

所述的梭子气压平衡管路，它由位于梭子体上且相平行的上水平气道、下水平气道以及与它们二者相连通的中间竖直气道，与该竖直气道相连通且相垂直的中水平气道，该中水平气道分别与左弹性件空腔和右弹性件空腔相连通，且上水平气道分别与梭子左上气孔和梭子右上气孔相连通，而下水平气道分别与梭子左下气孔和梭子右下气孔相连通而构成。

所述的泵体气压平衡通道由分别与梭子气压平衡管路中的上水平气道和下水平气道相连通的梭子左运动腔和梭子右运动腔，分别与梭子气压平衡管路中的中水平气道相连通的左弹性件空腔和右弹性件空腔，以及分别与中间竖直气道和泵体上排气孔相连通的集气通道构成。

本发明采用上述技术方案，它具有结构简单、易于制造安装、运动形式简捷、噪音低、功效高等特点。由于转子机构与梭子机构之间的线接触处保持滚动摩擦，可减少部件间的磨损，能有效地延长泵的使用寿命；又由于转子机构与泵体内壁之间的面接触处保持滑动摩擦，能提高泵的密封性能，有利于提高泵的整体效能。还由于气压平衡系统的合理布局，能最大限度地避免泵在运动过程中因气压变动所带来的对泵体内壁的作用及对机械能的损耗，可有效地维持泵的优良性能并延长泵的使用寿命。并且泵在定速运转过程中，总入流量和总出流量保持恒定、平稳、没有起伏变化。同时本发明的转子机构既可正转也可反转，从而可以实现泵体的入流口和出流口功能的互换。再者本发明用途广泛，可以实现流体的能量与机械能相互转换，如应用在内燃发动机、水力发动机、液压马达、气动马达或气体膨胀机、计量泵、液压旋转车轮上，能把流体的能量转换为机械能。若应用在可压缩流体加压泵方面，包括风机、压缩机和真空泵；或应用在液体加压泵类，包括水泵、油泵或适于其他液相介质的容积泵；或应用在定比配流泵类；或应用在二相流热泵压缩机类，包括二项流冰箱压缩机、二相流空调压缩机、二相流冷库压缩机、二相流热泵热水器压缩机等应用类型；或应用在优化空燃比内燃机配流增压泵，燃气灶定比配流器，可实现机械能转换为流体能。也可以把流体的能量转换为机械能，再转换为流体能，如应用在“水力马达—水泵”机组等方面。还可以把机械能转化为流体能，再转化为机械能，如应用在液压减速器或液压增速器，液压变扭器传动装置上。

附图说明

图1为共轭套筒泵的结构示意俯视图

图2为图1中A-A剖视放大图

图3为图2中B-B剖视图

图4为图3中C-C剖面图

图5为图2中梭子机构放大图

图6为图5中D-D剖面图

图7为图1中转子机构的主视图

图8为图7中E-E剖视图

具体实施方式

下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式：

在图1至图8中，泵体8内设置有泵体芯22，在泵体8两端分别由与其螺纹连接的左端盖28、右端盖19密封。于泵体8和泵体芯22它们二者之间形成空腔。在该空腔内设置有转子机构，它由穿过泵体芯22并与左端盖28和右端盖19轴承连接的转子轴21，与转子轴21一端连接并套装在泵体芯22一端上的左转子盘27和转子左侧套26，以及与转子轴21的另一端连接并套装在泵体芯22另一端上的右转子盘20及转子右侧套23构成。左转子盘27、转子左侧套26及右转子盘20、转子右侧套23同泵体8内壁之间面接触，滑动摩擦，而转子左侧套26的右端面及转子右侧套23的左端面分别与位于泵体8和泵体芯22之间形成空腔一侧的梭子槽39内的梭子机构的左旋转体4和右旋转体16线接触，滚动摩擦，并在梭子机构两端与梭子槽39之间形成梭子左运动腔1和梭子右运动腔18，在梭子机构与泵体8内壁之间形成集气通道15，它与泵体8上的排气孔10连通。于泵体8及泵体芯22之间形成空腔的另一侧分别同转子左侧套26和转子右侧套23之间形成左工作容腔25和右工作容腔24。在泵体8内还设置有气压平衡系统。于泵体8的一侧上设置有排气孔10及分布在排气孔10周围的左入流口9、右入流口11、左出流口29、右出流口30，而且左入流口9、右入流口11、左出流口29、右出流口30分别均与泵体8和泵体芯22之间形成的空腔相连通。而且转子左侧套26的右端面40与转子右侧套23相对应的左端面41呈互补式椭圆型曲面，当转子左侧套26的右端面40与转子右侧套23相对应的左端面41两相对应的椭圆型曲面相吻合接触时，可构成圆筒。在转子机构转动时，转子左侧套26与转子右侧套23同步转动，并且转子左侧套26的右端面40与转子右侧套23相对应的左端面41两相对应椭圆型曲面的形状互补，使转子左侧套26与转子右侧套23之间形成共轭关系。

梭子机构是呈工字型的梭子体2，它滑动连接于梭子槽39内。左滑块5、右滑块14分别位于梭子体2两侧空间内并与梭子体2滑动连接。左旋转体4、右旋转体16分别与相应的左滑块5、右滑块14轴承连接。而左滑块5的右端面和右滑块14的左端面它们二者分别同梭子体2之间形成左弹性件空腔6及右弹性件空腔12，于左弹性件空腔6及右弹性件空腔12内分别设置有左弹性件簧片7、右弹性件簧片13，可保证梭子机构的左旋转体4、右旋转体16分别与转子机构的转子左侧套26、转子右侧套23之间在作相对转动时能够密切接触，且左滑块5的左端面和右滑块14的右端面它们二者分别与梭子体2之间形成左滑块运动腔3及右滑块运动腔17。在梭子体2上还设置有梭子气压平衡管路，它与泵体8内的气压平衡通道相连通，构成泵的气压平衡系统。在转子机构转动过程中，转子左侧套26的右端与梭子机构左旋转体4之间在作相对转动时能够线接触，滚动摩擦，而转子左侧套26与泵体8内壁之间能面接触，滑动摩擦。转子右侧套23的左端与梭子机构右旋转体16之间在作相对转动时能够线接触，滚动摩擦，转子右侧套26与泵体8内壁之间能面接触，滑动摩擦。上述的线接触滚动摩擦及面接触滑动摩擦均是在润滑剂的作用下进行的。

所述气压平衡系统的具体结构是：位于所述梭子体2上且相平行布置的上水平气道31、下水平气道33，及与它们二者相连通的梭子体2中间的竖直气道34，与该竖直气道34相连通且相垂直的中水平气道32，它分别与左滑块5及右滑块14同梭子体2之间形成的左弹性件空腔6和右弹性件空腔12相连通，且上水平气道31分别与梭子左上气孔35和梭子右上气孔36相连通，而下水平气道33分别与梭子左下气孔37和梭子右下气孔38相连通，而上水平气道31和下水平气道33还分别与泵体8内的梭子左运动腔1和梭子右运动腔18相连通，该梭子体2中间的竖直气道34同梭子体2与泵体8内壁之间形成的集气通道15连通，该集气道15与泵体上的排气孔10相连通。

工作时，转子轴21在动力源机的作用下若沿逆时针方向旋转时，在转子轴21的带动下，左转子盘27、转子左侧套26与右转子盘20、转子右侧套23作同步转动。在转子左侧套26及转子右侧套20的分别作用下，使梭子体2在梭子槽39中做左右往复直线运动。在梭子机构和转子左侧套26的配合运动下，把左工作容腔25分成扩张部分和压缩部分，并使扩张部分的容积周期性从零变化到左工作容腔25的最大容积，从而流体不断从左入流口9进入；使压缩部分的容积周期性从左工作容腔25的最大容积变化到零，从而又将流体不断从左出流口29压出。同时，在梭子机构和转子右侧套23的配合运动下，把右工作容腔24分成扩张部分和压缩部分，并使扩张部分的容积周期性从零变化到右工作容腔24的最大容积，从而流体不断从右入流口11进入；使压缩部分的容积周期性从右工作容腔24的最大容积变化到零，从而又将流体不断从右出流口30压出。

当动力源机带动转子轴21以顺时针方向旋转时，此时则左工作容腔25与右工作容腔24的扩张部分和压缩部分互换，而流体的流向与转子轴21以逆时针方向旋转时相反，且流体的流入与流出也与转子轴21以逆时针旋转时相反。

Claims (6)

1.一种共轭套筒泵，包括泵体，其特征在于在泵体(8)上设置有左入流口(9)、左出流口(29)、及右入流口(11)、右出流口(30)以及排气孔10，而在泵体(8)内设置有泵体芯(22)，使泵体(8)内壁与泵体芯(22)之间形成空腔，位于该空腔内且与泵体芯(22)套装连接的转子机构与泵体(8)内壁面接触，滑动摩擦，该转子机构还与同设置在泵体(8)内壁及泵体芯(22)上的梭子槽(39)滑动配合连接的梭子机构线接触，滚动摩擦，并在所述梭子机构的两端分别形成梭子左运动腔(1)及梭子右运动腔(18)，于泵体8内还设置有气压平衡系统，由梭子气压平衡管路及与其连通的泵体气压平衡通道构成。

2.如权利要求1所述的共轭套筒泵，其特征在于转子机构由转子轴(21)及分别连接在该转子轴(21)上的左转子盘(27)、右转子盘(20)以及分别与该左转子盘(27)、右转子盘(20)相对应内端连接的转子左侧套(26)、转子右侧套(23)构成。

3.如权利要求2所述的共轭套筒泵，其特征在于转子左侧套(26)的右端为椭圆型曲面(40)，而转子右侧套的左端也为椭圆型曲面(41)，且椭圆型曲面(40)与椭圆型曲面(41)之间呈互补状，当转子左侧套(26)右端的椭圆型曲面(40)与转子右侧套(23)左端的椭圆型曲面(41)相吻合接触时，能构成圆筒。

4.如权利要求1所述的共轭套筒泵，其特征在于梭子机构由工字型梭子体(2)，在该梭子体(2)的两侧的空间内分别连接有左滑块(5)、右滑块(14)，而左滑块(5)和右滑块(14)它们两者相对的两内端分别同所述梭子体(2)之间形成左弹性件空腔(6)及右弹性件空腔(12)，在左弹性件空腔(6)及右弹性件空腔(12)内分别设置有左弹性件(7)、右弹性件(13)，且左滑块(5)和右滑块(14)的相应外端分别于梭子体(2)之间形成左滑块运动腔(3)和右滑块运动腔(17)，并在左滑块(5)、右滑块(14)上分别活动连接有相应的左旋转体(4)、右旋转体(16)而构成。

5.如权利要求1所述的共轭套筒泵，其特征在于梭子气压平衡管路，它由位于梭子体(2)上且相平行的上水平气道(31)、下水平气道(33)及与它们二者相连通的梭子体(2)中间的竖直气道(34)，与该竖直气道(34)相连通且相垂直的中水平气道(32)分别与左弹性件空腔(6)、右弹性件空腔(12)相连通，且上水平气道(31)分别与梭子左上气孔(34)和梭子右上气孔(36)相连通，而下水平气道(33)分别与梭子左下气孔(37)和梭子右下气孔(38)相连通，上水平气道(31)和下水平气道(33)分别与泵体(8)内的梭子左运动腔(1)和梭子右运动腔(18)相连通，而梭子体(2)的中间竖直气道(34)与泵体(8)内的集气通道(15)连通而构成。

6.如权利要求1所述的共轭套筒泵，其特征在于泵体气压平衡通道由分别与梭子气压平衡管路中的上水平气道(31)和下水平气道(33)相连通的梭子左运动腔(1)和梭子右运动腔(18)，分别与梭子气压平衡管路中的中水平气道(32)相连通的左弹性件空腔(6)和右弹性件空腔(12)，以及分别与中间竖直气道(34)和泵体(8))上的排气孔(10)相连通的集气道(15)构成。

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