CN103047140A - 一种滑片泵及具有类似结构的压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种结构简单又无定子磨损的滑片泵。转子安装于曲轴或偏心轴上，并使曲半径与转子半径之和正好等于定子内壁的半径。滑片只有一片，径向安装于定子上的滑槽内。滑片顶端依靠底部的弹簧力与转子密封，将泵内的空腔剖分成进油腔和出油腔。转子在曲轴的带动下，绕定子内壁环转，使进油腔和出油腔作周期性的大小变化，从而实现泵的功能。由于转子可相对于曲轴旋转，因此滑片顶端每周在转子上只滑动很小一段距离，磨损自然就很小，又因为滑片只有一片，而且安装在定子上，因此即使滑片有磨损，可直接在泵外进行更换，十分方便。

Description

一种滑片泵及具有类似结构的压缩机

一、技术领域：本发明涉及一种容积式的回转泵，尤其与滑(叶)片泵和压缩机有关。

二、背景技术：由于滑片泵中的滑片(因为容积式泵一般均可以做压缩机，因此本发明以泵为主进行说明)，必须依靠定子曲线的压迫，才能缩入转子内部，泵内的压强越高，滑片与转子之间的压力也就越大，使得滑片缩入转子内部的阻力，因为相互之间的压力加大而加大，定子曲线施加在滑片顶端上的压力也必须相应地加大，因此当泵内的压强增高时，滑片与定子的磨损就无法避免。

为了减少磨损，延长使用寿命，人们在不断地设计新的定子曲线，不惜花费加工成本，精碉细磨，或者为了研究新的耐磨材料而花去大量的研究费用。但是收效甚微，现行的滑片泵，无论定子曲线如何设计，材料如何耐磨，一般在压强增加到二十兆帕左右时，滑片顶端便会穿透与定子之间的流体膜层，直接与定子发生刮擦，造成磨损(通常所说的拉毛)，同时还伴有发热和噪声，从而使滑片泵的使用寿命大大地缩短。

三、发明内容：本发明的任务是，提供一种滑片与定子磨损极小的滑片泵及具有类似结构的压缩机。

为了完成上述任务，本发明的解决方案是：首先将泵轴由直轴改为曲轴，安装于圆形定子的圆心位置上，圆形的转子安装于曲轴上，并使曲轴的曲半径与转子的半径之和正好等于(严格说是略小于，否则无法装下，但是本发明均以等于称之)定子内壁的半径，即当曲轴转动时，转子的外周壁正好与定子的内壁接触形成密封，并可沿着定子内壁运动；其次是滑片经向安装于定子上，滑片的顶端伸向位于定子内部的转子上，并与转子接触形成密封。当泵轴(曲轴)转动时，转子、定子及滑片共同与两侧的侧板所构成的密封腔，会因转子沿定子内壁作圆周运动而发生周期性的大小变化，从而实现泵的功能。

由于转子的直径较定子小，同样是转过一周，滑片顶端在转子表面滑动的速度及路程都较小，因此滑片的磨损就较小，滑片泵的使用寿命就会增加。

本发明的滑片泵，还可将转子可相对于曲轴转动，使转子的外周壁紧贴着定子的内壁滚动，这样，滑片顶端在转子上滑动的速度及路程都将大大地缩小，从而使滑片泵的磨损大大地减小。

由于本发明滑片泵的滑片是安装于定子上的，假使滑片有了磨损，其更换十分方便，可在泵外设计开口，将滑片拉出即可，光凭这一点，本发明的滑片泵就有很好的开发价值。同时由于滑片的两面留有较大的空间，本发明还在滑片的两面安装了滚轮，以减小滑片与滑槽之间的摩擦力，从而进一步减小滑片与转子之间的磨损，使滑片泵的使用寿命更长。

此外，本发明的滑片泵，因结构的不同，在几个需要密封的部位，正好非常适合安装密封件：如在定子的整周内壁上铺设密封件(普通滑片泵不能铺设)，不但可提高定子与转子之间的密封效果，而且还有利于某些油液中含有的杂质颗粒顺利地通过，扩大了泵的使用范围；同时由于密封件有弹性，可缓解振动和吸收噪音等；密封件也可以安装于滑片与定子上的滑槽之间，因为滑片的正反两面留有较大空间，而滑片又安装于相对静态的定子上；密封件还可以安装于滑片的顶端与转子之间，因为滑片的顶端相对于转子表面的滑动速度和距离都很小，每周仅为定子的周长与转子的周长之差。显然，由于密封件具有弹性，滑片泵安装密封件后(可以是弹性件)，各机件实现了软接触，既可提高工效，又可延长泵的使用寿命。

综上所述，本发明的滑片泵，不但结构简单，制造容易，而且可在一般滑片泵不能承受的高压条件下，正常地工作。相比于普通滑片泵，具有制造成本低，运行损耗小，噪音小，使用寿命长等优点。

四附图说明：图1是本发明的第一实施例的滑片泵结构原理示意图。

图2是本发明的第二实施例的滑片泵的滑片两边安装滚轮的示意图。

图3是本发明的第三实施例的滑片泵的滑片安装在摇臂上的示意图。

图4是本发明的第四实施例的在滑片泵的定子内壁上铺装有密封件的滑片泵示意图。

图5是本发明的第五实施例的在滑片与定子上的滑槽之间安装有密封件的滑片泵示意图。

图6是本发明的第六实施例的在转子与曲轴之间安装有弹性件的滑片泵示意图。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

五、具体实施方式：

图1是本发明的滑片泵的结构原理示意图，图中的结构非常简单，泵轴(1)为曲轴(1)，位居定子(3)的圆心上，曲轴(1)上安装的转子(2)是一个圆柱体，并使曲轴(1)中的曲半径与转子(2)的半径之和正好等于(这里的意思的正好将转子装入)定子内壁的半径，因此无论曲轴(1)如何转动，转子(2)的外周壁将始终紧贴定子(2)的内壁运动；滑片(4)经向安装于定子(3)上，在弹簧(5)的作用下，滑片(4)顶端紧贴转子(2)表面，将泵内由转子(2)和定子(3)构成的空腔，分隔为进油腔(6)和出油腔(7)两个部分，进油腔(6)内有时油口(8)，进油口(8)与泵的输入口相通，出油腔(7)内有出油口(9)，出油口(9)与泵的输出口相通。它的工作原理也显而易见，如图中所示，转子(2)位居定子(3)的最下方，此时进油腔(6)及出油腔(7)内均充满油液，当曲轴(1)按顺时针转动(逆时针方向的原理也相同)时，曲轴(1)上的转子(2)便紧贴定子(3)的内壁，自定子(3)的最低处，靠左边向上运动，迫使滑片(4)左边的出油腔(7)缩小，将其中的油液压向出油口(9)直至流出泵外，同时滑片(4)右边的进油腔(6)逐浙扩大，形成负压，将泵外的油液吸入泵内；当曲轴(1)转过半周，转子(2)位居定子(3)内壁的最高处时，转子(2)正好将进油腔(6)内的进油口(8)及出油腔(7)内的出油口(9)同时封死，以防止油液的倒流；当曲轴(1)进行下半周转动时，转子(2)自定子(3)的最高处，靠右边向下运转，迫使转子(2)前面(顺时针方向)的油液压向出油口(9)流向泵外，同时在转子(2)的后面形成一个负压区域，将泵外的油液吸入泵内，直至曲轴转过一周时，转子(2)回到了定子(3)的最低处的原来位置，此时，滑片泵完成了一个工作周期。如果曲轴继续转动，那么滑片泵将重复前述的工作过程，周而复始地将油液从进油口(8)吸入向出油口(9)压出，这就是本发明的滑片泵。

显然，上述滑片泵的转子(2)，可以固定地安装于曲轴(1)上，也可以可转动地安装于曲轴(1)上。两者相比之下，如果转子(2)可相对于曲轴(1)转动，则转子(2)可以贴着定子(3)内壁滚动，这样，滑片(4)的顶端与转子(2)之间的磨损会非常小，因为曲轴(1)每转过一周，滑片(4)的顶端在转子(2)上滑过的距离只是定子(3)与转子(2)的周长之差，因此，使得转子(2)可相对于曲轴(1)转动，对于减小滑片泵的磨损，效果非常明显。

本发明的滑片泵，是将滑片(4)安装于定子(3)上的，不但滑片的更换十分方便，只要将滑片盖(10)打开即可，而且因为滑片(4)周围的空间很大，可以加装一些机件，用以减小滑片(4)与定子(3)上的滑槽之间的摩擦力。图2是本发明滑片泵的一个顶部示意图，为了减小滑片(4)与定子(3)之间的摩擦力，在滑片(4)的正反两面均安装了滚轮(11)，使滑片运动的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而进一步降低滑片顶端与转子之间的磨损。另外，对于图中的这种滚动机构，如有破损，可以考虑将点划线划定的部分整个地取出更换或维护。

图3与图2的设计目的是相同的，图3是将滑片(4)制成弯弧形，安装于位于该弯弧圆心上安装的摇臂(12)上，使滑片(4)呈圆弧样悬空伸缩。这样滑片(4)与定子(3)之间几乎没有摩擦力。这里的弹簧(5)已变成了扭转弹簧。

显然，滑片的这种减小与定子之间摩擦力的方法，除滚轮(11)和摇臂(12)外还可以有多种，这里无法详尽。

本发明的滑片泵，还可以通过安装密封件(13)进行改性：图4是在定子(3)内壁上铺装了一层密封件(13)的滑片泵示意图，因为转子(2)可相对于曲轴(1)转动(不转动的也可以，只是密封件易磨损)，转子(2)是在定子(3)的内壁上安装的密封件(13)上滚动的，因此密封件(13)不易磨损。安装密封件(13)优点较多：一方面可以增加密封效果，特别对于一些像气体压缩机等，效果特别明显；其次是可以使某些含有杂质的流体顺利地通过而不致卡泵，扩大了泵的使用范围，其三由于密封件具有弹性，而弹性具有缓冲作用，可使振动及噪音大幅度降低。

图5是滑片(4)与定子(3)上的滑槽之间安装密封件(13)的示意图，显然，密封件(13)也可以安装于滑片(4)与定子(3)上的滑槽中，用以增加滑片与滑槽之间的密封性。

图6是将弹性材料(14)安装于转子(2)与曲轴(1)之间的滑片泵示意图。

弹性材料(14)的弹性不但可以弥补转子(2)与定子(3)之间的磨损，同时还可以弥补加工误差。一般地，曲半径与转子半径之和不得大于定子内壁的半径，但是如果曲轴与转子之间安装有弹性材料(14)，那么就可以过盈配置，既可提高密封，又可降低噪音，延长使用寿命。

综上所述，本发明的滑片泵，相比于现行普通的滑片泵，有较多的优点，一是制造容易，定子与转子均为圆形，极易于加工；二是密封性好，因为两圆内接，接触面较广，有一定的密封宽度，密封效果好；三是结构简单，只有一个滑片而且更换方便，滑片的顶端除安装密封件外也可以考虑安装滑靴等，提高滑片的使用寿命和密封性，四是易于承受高压，而且噪音较低使用寿命较长，因为滑片顶端在转子表面上的滑行速度较慢，这既有利于滑片顶端与转子的密封，也降低了噪音，延长了泵的使用寿命。

另外，由于本发明的滑片泵是一种泵的机械，不单是泵，当然更可以用于压缩机，也可以是液压马达，甚至用于液力制动和液压联轴等，同时，对于某些机械部件的改变，如将曲轴换成偏心轴等，凡此种种均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种包括泵轴、转子(2)、定子(3)、滑片(4)、弹簧(5)、进油腔(6)、出油腔(7)、进油口(8)及出油口(9)在内的滑片泵，其特征在于：它的泵轴是一条偏心轴或曲轴(1)，转子(2)和定子(3)均为正圆形，并使曲轴(1)的曲半径与转子(2)的半径之和等于定子(3)内壁的半径，一个滑片(4)径向向内安装于定子(3)上的滑槽内，滑片(4)的底部安装有弹簧(5)，滑片(4)的顶端依靠底部弹簧(4)的弹力与转子(2)密封，将由定子(3)与转子(2)构成的空腔剖分为进油腔(6)和出油腔(7)，进油腔(6)内有进油口(8)，出油腔(7)内有出油口(9)；转子(2)的表面紧贴定子(3)的内壁，并与定子(3)密封，转子(2)在曲轴(1)的带动下，绕定子(3)的内壁运转，使得进油腔(6)和出油腔(7)作周期性的大小变化，从而使油液由进油腔(6)内的进油口(8)进入，从出油腔(7)内的出油口(9)流出。

2.根据权利要求1所述的滑片泵，其特征在于：转子(2)固定地安装于曲轴(1)上。

3.根据权利要求1所述的滑片泵，其特征在于：安装于曲轴(1)上的转子(2)，可相对于曲轴(1)转动。

4.根据权利要求3所述的滑片泵，其特征在于：定子(2)的内壁上铺设有层密封件(13)。

5.根据权利要求3所述的滑片泵，其特征在于：转子(2)与曲轴(1)之间安装有弹性材料(14)。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的滑片泵，其特征在于：滑片(4)与定子(3)上的滑槽之间安装有滚轮(11)。

7.根据权利要求1或2或3或4或5所述的滑片泵，其特征在于：滑片(4)与定子(3)上的滑槽一同制成相同的圆弧，滑片(4)与安装于该圆弧圆心上的摇臂(12)固定连接。

8.根据权利要求1或2或3或4或5所述的滑片泵，其特征在于：滑片(4)与定子(3)上的滑槽之间安装有密封件(13)。

9.根据权利要求6所述的滑片泵，其特征在于：滑片(4)与定子(3)上的滑槽之间安装有密封件(13)。

10.根据权利要求7所述的滑片泵，其特征在于：滑片(4)与定子(3)上的滑槽之间安装有密封件(13)。

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