CN103334906B - 流体输送装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了并提供了一种结构简单、体积比较小、能耗比较低、操作方便的流体输送装置和方法。该方法在同一个腔体内用至少一个主动元件的旋转使得至少一个往复元件的位置轴向移动后形成容积，以从输送方向的上游侧吸取流体或将流体输送到下游侧排出，所述主动元件和所述往复元件的端面均为具有至少一个突起部和至少一个凹陷部的曲面，当所述主动元件的突起部位于所述往复元件的凹陷部时即贴合，当所述主动元件的突起部与所述往复元件的突起部相接触时则使所述往复元件轴向移动后形成容积，所述流体输送装置包括缸体、位于所述缸体内的动力轴、设置在所述动力轴上的旋转元件及与所述旋转活塞相适配的滑动往复活塞，所述缸体上设置有吸入口和排出口，所述旋转元件转动时使所述滑动往复活塞在所述动力轴上轴向移动，形成容积后使得所述吸入口和所述排出口之间连通。

Description

流体输送装置和方法

技术领域

本发明涉及一种流体输送装置和方法。

背景技术

泵是受原动机控制、驱使介质运动、是将原动机输出的能量转换为介质压力能的能量转换装置。泵主要用来输送液体，包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等；也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。按工作原理可以分为三类：1、容积式泵，靠工作部件的运动造成工作容积周期性地增大和缩小而吸排液体，并靠工作部件的挤压而直接使液体的压力能增加；2、叶轮式泵，是靠叶轮带动液体高速回转而把机械能传递给所输送的液体；3、喷射式泵，是靠工作流体产生的高速射流引射流体，然后再通过动量交换而使被引射流体的能量增加。其中，容积式泵根据运动部件结构不同有：活塞泵、柱塞泵、齿轮泵、螺杆泵、叶片泵和水环泵。目前，现有的活塞泵均采用液压系统推动活塞工作，这种液压式输送泵是通过动力机带动液体泵将压力液注入压力缸，通过连接杆推动活塞运动，吸入泵出流粒物料在输送管道内运动而实现物料的输送，而柱塞泵是依靠柱塞在缸体中往复运动，使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸油、压油，其柱塞靠泵轴的偏心转动驱动，往复运动，其吸入和排出阀都是单向阀，当柱塞外拉时，工作室内压力降低，出口阀关闭，低于进口压力时，进口阀打开，液体进入；柱塞内推时，工作室压力升高，进口阀关闭，高于出口压力时，出口阀打开，液体排出，当传动轴带动缸体旋转时，斜盘将柱塞从缸体中拉出或推回，完成吸排油过程，柱塞与缸孔组成的工作容腔中的油液通过配油盘分别与泵的吸、排油腔相通，变量机构用来改变斜盘的倾角，通过调节斜盘的倾角可改变泵的排量，上述两种输送泵均存在着系统庞大、设备成本高、能耗高、其控制部分复杂、操作也比较麻烦，这就存在着一定的不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、体积比较小、能耗比较低、操作方便的流体输送装置和方法。

本发明一种流体输送方法所采用的技术方案是：一种流体输送方法，其特征在于：在同一个腔体内用至少一个主动元件的旋转使得至少一个往复元件的位置轴向移动后形成容积，以从输送方向的上游侧吸取流体或将流体输送到下游侧排出，所述主动元件和所述往复元件的端面均为具有至少一个突起部和至少一个凹陷部的曲面，当所述主动元件的突起部位于所述往复元件的凹陷部时即贴合，当所述主动元件的突起部与所述往复元件的突起部相接触时则使所述往复元件轴向移动后形成容积，所述主动元件和所述往复元件的端面为凸形曲面或凹形曲面，当所述凸形曲面的顶部弧线与所述凹形曲面的顶部弧线相接触时即形成所述容积；所述主动元件为旋转元件，所述往复元件包括第一滑动往复活塞和第二滑动往复活塞，所述第一滑动往复活塞、旋转元件及第二滑动往复活塞从前往后依次设置在动力轴上，缸体上设置吸入口和排出口，所述旋转元件上设置有单向通道，所述旋转元件与所述第一滑动往复活塞形成容积时则以从所述吸入口吸取流体，此时所述旋转元件与所述第二滑动往复活塞贴合，所述旋转元件与所述第二滑动往复活塞形成容积时则将流体从所述单向通道压入后从所述排出口排出，此时所述旋转元件与所述第一滑动往复活塞贴合。

进一步的，所述第一滑动往复活塞和所述第二滑动往复活塞均以键槽方式与所述缸体内壁滑动配合，所述第一滑动往复活塞和所述第二滑动往复活塞的后端与所述缸体之间均设置有复位弹簧，所述旋转元件或所述第一滑动往复活塞和所述第二滑动往复活塞上分别设置有凸形曲面和凹形曲面，当所述凸形曲面的顶部弧线与所述凹形曲面的顶部弧线相接触时即形成所述容积。

本发明一种流体输送装置所采用的第三种技术方案是：所述流体输送装置包括缸体、位于所述缸体内的联动轴；从前到后依次设置在所述联动轴上的第一滑动往复活塞、与所述第一滑动往复活塞相适配的旋转元件及与所述旋转元件相适配的第二滑动往复活塞，所述旋转元件的外圆周面上设置有永磁铁，所述缸体外部与所述永磁铁对应处设置有感应线圈，所述旋转元件通过轴承与所述缸体转动配合及与所述联动轴滑动配合，所述第一滑动往复活塞和所述第二滑动往复活塞通过所述联动轴可同步移动，所述缸体上设置吸入口和排出口，所述旋转元件上设置有单向通道，所述旋转元件与所述第一滑动往复活塞形成容积时则以从所述吸入口吸取流体，此时所述旋转元件与所述第二滑动往复活塞贴合，所述旋转元件与所述第二滑动往复活塞形成容积时则将流体从所述单向通道压入后经所述排出口排出，此时所述旋转元件与所述第一滑动往复活塞贴合。

本发明一种流体输送装置所采用的第四种技术方案是：所述流体输送装置包括缸体、位于所述缸体内的动力轴；从前到后依次设置在所述动力轴上的第一旋转元件、与所述第一旋转元件相适配的滑动往复活塞及与所述滑动往复活塞相适配的第二旋转元件，所述缸体上设置吸入口和排出口，所述滑动往复活塞上设置有单向通道，所述第一旋转元件与所述滑动往复活塞形成容积时则从所述吸入口吸取流体，此时所述滑动往复活塞与所述第二旋转元件贴合，所述滑动往复活塞与所述第二旋转元件形成容积时则将流体压入所述单向通道后从所述排出口排出，此时所述滑动往复活塞与所述第一旋转元件贴合。

进一步的，所述滑动往复活塞以键槽方式与所述缸体内壁滑动配合，所述滑动往复活塞或所述第一旋转元件和所述第二旋转元件上分别设置有凸形曲面和凹形曲面，当所述凸形曲面的顶部弧线与所述凹形曲面的顶部弧线相接触时即形成所述容积。

本发明的有益效果是：本发明用至少一个主动元件的旋转使得至少一个往复元件的位置轴向移动后形成容积，以从输送方向的上游侧吸取流体或将流体输送到下游侧排出，具体来说，所述主动元件和所述往复元件的端面为凸形曲面或凹形曲面，当所述凸形曲面的顶部弧线与所述凹形曲面的顶部弧线相接触时即形成所述容积，与现有的柱塞泵相比，本发明可省去原有的斜盘和附件的凸轮机构即可完成工作，通过将两元件做到同一个轴向上即可实现泵的输送功能，可简化结果，能够缩小产品的体积，从而使得本发明结构简单、体积比较小、能耗比较低、操作方便。

附图说明

图1是本发明实施例一变化前的结构示意图；

图2是本发明实施例一变化后的结构示意图；

图3是本发明实施例二吸入状态的结构示意图；

图4是本发明实施例二排出状态的结构示意图；

图5是本发明实施例三吸入状态的结构示意图；

图6是本发明实施例三排出状态的结构示意图；

图7是本发明实施例四吸入状态的结构示意图；

图8是本发明实施例四排出状态的结构示意图。

具体实施方式

实施例一：

如图1、图2所示，本实施例是在同一个腔体内用一个主动元件的旋转使得一个往复元件的位置轴向移动后形成容积，以从输送方向的上游侧吸取流体或将流体输送到下游侧排出，所述主动元件和所述往复元件的端面均为具有至少一个突起部和至少一个凹陷部的曲面，当所述主动元件的突起部位于所述往复元件的凹陷部时即贴合，当所述主动元件的突起部与所述往复元件的突起部相接触时可形成容积，作为优选方案，所述主动元件和所述往复元件的端面为凸形曲面或凹形曲面，当所述凸形曲面的顶部弧线与所述凹形曲面的顶部弧线相接触时即形成所述容积。具体来说，本实施例的所述流体输送装置包括缸体1、位于所述缸体内的动力轴2、设置在所述动力轴2上的旋转元件3及与所述旋转元件3相适配的滑动往复活塞4，所述缸体1上设置有带有单向阀体的吸入口10和排出口11，所述旋转元件3转动时使所述滑动往复活塞4在所述动力轴2上轴向移动，形成容积后5使得所述吸入口10和所述排出口11之间连通，所述滑动往复活塞4以键槽方式与所述缸体1内壁滑动配合，即所述缸体1上设置键12，所述滑动往复活塞4上设置有容纳所述键12的槽，所述滑动往复活塞4后端与所述缸体1之间设置有复位弹簧6，所述复位弹簧6套设在所述缸体1的延伸杆13上，所述延伸杆13的长度根据需要设置，还可以深入到所述滑动往复活塞4内，以便所述复位弹簧6能更好的与所述滑动往复活塞4相接触，所述旋转元件3上设置有凹形曲面101，所述滑动往复活塞4上设置有与所述凹形曲面101相适配的凸形曲面102，前一个周期所述凸形曲面102可与所述凹形曲面101相贴合，当所述旋转元件3旋转90度后，所述凸形曲面102的顶部弧线与所述凹形曲面101的顶部弧线相接触时即形成所述容积5，从而使得所述吸入口10和所述排出口11之间连通，如此往复循环工作实现容积的变化，另外，为了防止泄露，所述旋转元件3和所述滑动往复活塞4的圆周面与所述缸体1内壁之间设置有密封圈7。

实施例二：

如图3、图4所示，本实施例中是在同一个腔体内用一个主动元件的旋转使得两个往复元件的位置分别轴向移动后形成容积，以从输送方向的上游侧吸取流体及将流体输送到下游侧排出，所述主动元件和所述往复元件的端面均为具有至少一个突起部和至少一个凹陷部的曲面，当所述主动元件的突起部位于所述往复元件的凹陷部时即贴合，当所述主动元件的突起部与所述往复元件的突起部相接触时可形成容积，作为优选方案，所述主动元件和所述往复元件的端面为凸形曲面或凹形曲面，当所述凸形曲面的顶部弧线与所述凹形曲面的顶部弧线相接触时即形成所述容积。具体来说，本实施例的所述流体输送装置所述流体输送装置包括缸体1、位于所述缸体内的动力轴2；从前到后依次设置在所述动力轴上的第一滑动往复活塞8、与所述第一滑动往复活塞8相适配的旋转元件3及与所述旋转元件3相适配的第二滑动往复活塞9，所述第一滑动往复活塞8和所述第二滑动往复活塞9与所述动力轴滑动配合，所述旋转元件3固定设置在所述动力轴2上与其同步转动，所述缸体1上设置有带有单向阀体的吸入口10和排出口11，所述旋转元件3上设置有单向通道，所述吸入口10设置在所述第一滑动往复活塞8与所述旋转元件3的配合处，所述排出口11设置在所述旋转元件3于所述第二滑动往复活塞9的配合处，所述第一滑动往复活塞8和所述第二滑动往复活塞9均以键槽方式与所述缸体1内壁滑动配合，即所述缸体1上设置键12，所述第一滑动往复活塞8和所述第二滑动往复活塞9上设置有容纳所述键12的槽，所述第一滑动往复活塞8和所述第二滑动往复活塞9的后端与所述缸体1之间均设置有复位弹簧6，所述复位弹簧6套设在所述缸体1的延伸杆13上，所述延伸杆13的长度根据需要设置，还可以深入到所述第一滑动往复活塞8或所述第二滑动往复活塞9内，以便所述复位弹簧6能更好的与所述第一滑动往复活塞8和所述第二滑动往复活塞9相接触，所述旋转元件3的两端面均为凸形曲面102，所述第一滑动往复活塞8和所述第二滑动往复活塞9与所述旋转元件3配合的端面均为凹形曲面101，且所述旋转元件3两端的所述凸形曲面互成90°的位差，反之亦可，这样可以保证所述旋转元件3与所述第二滑动往复活塞9贴合，工作开始后，前一个周期，所述第一滑动往复活塞8与所述旋转元件3从所述吸入口10吸取流体，到下一个周期时，压力打开所述单向通道，将流体向输送方向下游侧输送，所述旋转元件3与所述第一滑动往复活塞8贴合后，所述旋转元件3与所述第二滑动往复活塞9形成容积将流体从所述排出口11排出，当所述凸形曲面102的顶部弧线与所述凹形曲面101的顶部弧线相接触时即形成所述容积5，如此往复循环工作实现容积的变化，另外，为了防止泄露，所述旋转元件3、所述第一滑动往复活塞8和所述第二滑动往复活塞9的圆周面与所述缸体1内壁之间设置有密封圈7。

实施例三：

如图5、图6所示，本实施例与实施例二大致相同，不同的是，本实施例中并不是采用的动力轴，而是采用联动轴以及另设动力装置来使所述旋转元件3转动，具体来说，所述流体输送装置包括缸体1、位于所述缸体1内与所述缸体1转动配合的联动轴20；从前到后依次设置在所述联动轴20上的第一滑动往复活塞8、与所述第一滑动往复活塞8相适配的旋转元件3及与所述旋转元件3相适配的第二滑动往复活塞9，所述旋转元件3与所述联动轴20滑动配合，且所述旋转元件3上设置有单向通道，所述第一滑动往复活塞8通过所述联动轴20与所述第二滑动往复活塞9同步联动，所述旋转元件3的外圆周面上设置有至少一对的永磁铁30，所述缸体1外部与所述永磁铁30对应处设置有感应线圈31，所述旋转元件3通过轴承与所述缸体1转动配合，通过对所述感应线圈31通电后可使所述永磁铁30的极性交替变化，从而使得所述旋转元件3正转和反转，实现所述第一滑动往复活塞8与所述第二滑动往复活塞9同步往复运动。

实施例四：

如图7、图8所示，本实施例在同一个腔体内用两个主动元件的旋转使得一个往复元件的位置轴向移动后形成容积，以从输送方向的上游侧吸取流体或将流体输送到下游侧排出，所述主动元件和所述往复元件的端面均为具有至少一个突起部和至少一个凹陷部的曲面，当所述主动元件的突起部位于所述往复元件的凹陷部时即贴合，当所述主动元件的突起部与所述往复元件的突起部相接触时可形成容积，作为优选方案，所述主动元件和所述往复元件的端面为凸形曲面或凹形曲面，当所述凸形曲面的顶部弧线与所述凹形曲面的顶部弧线相接触时即形成所述容积。具体来说，所述流体输送装置包括缸体1、位于所述缸体1内的动力轴2；从前到后依次设置在所述动力轴2上的第一旋转元件32、与所述第一旋转元件32相适配的滑动往复活塞4及与所述滑动往复活塞4相适配的第二旋转元件33，所述第一旋转元件32和第二旋转元件33均与所述动力轴2相连接而同步转动，所述滑动往复活塞4与所述动力轴2滑动配合，所述滑动往复活塞4上设置有单向通道，所述缸体1上设置有带有单向阀体的吸入口10和排出口11，所述吸入口10设置在所述第一旋转元件32与所述滑动往复活塞4的配合处，所述排出口11设置在所述滑动往复活塞4与所述第二旋转元件33的配合处，开始工作后，前一个周期，所述第一旋转元件32与所述滑动往复活塞4形成容积从所述吸入口10吸取流体，此时所述滑动往复活塞4与所述第二旋转元件33贴合，后一个周期，压力打开所述单向通道，将流体向输送方向下游侧输送，所述滑动往复活塞4与所述第二旋转元件33形成容积将流体从所述排出口11排出，此时所述滑动往复活塞4与所述第一旋转元件32贴合，所述滑动往复活塞4以键槽方式与所述缸体1内壁滑动配合，即所述缸体1上设置键12，所述滑动往复活塞4上设置有容纳所述键12的槽，所述滑动往复活塞4的两端均为凸形曲面102，所述第一旋转元件32和所述第二旋转元件33上分别设置有互成90°且与所述凸形曲面102相适配的凹形曲面101，反之亦然，当所述凸形曲面102的顶部弧线与所述凹形曲面的101顶部弧线相接触时即形成所述容积5，如此往复循环工作实现容积的变化，另外，为了防止泄露，所述旋转元件3和所述第一旋转元件32和所述第二旋转元件33的圆周面与所述缸体1内壁之间设置有密封圈7。

另外，上述的实施例中，所述主动元件和所述往复元件的端面不仅可以采用凸形曲面或凹形曲面，还可采用其他的面，例如斜面或异型曲面等，而且，上述实施例中均采用侧部工作的方式，实际上还可采用直线方式，例如将吸入口和排出口设置在两端的主动原件或往复元件上，并对应设置单向阀体，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不是用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内，例如可以将不同或相同的实施例组合等。

Claims (7)

1.一种流体输送方法，其特征在于：在同一个腔体内用至少一个主动元件的旋转使得至少一个往复元件的位置轴向移动后形成容积，以从输送方向的上游侧吸取流体或将流体输送到下游侧排出，所述主动元件和所述往复元件的端面均为具有至少一个突起部和至少一个凹陷部的曲面，当所述主动元件的突起部位于所述往复元件的凹陷部时即贴合，当所述主动元件的突起部与所述往复元件的突起部相接触时则使所述往复元件轴向移动后形成容积，所述主动元件和所述往复元件的端面分别设置有凸形曲面和凹形曲面，当所述凸形曲面的顶部弧线与所述凹形曲面的顶部弧线相接触时即形成所述容积；所述主动元件为旋转元件，所述往复元件由第一滑动往复活塞和第二滑动往复活塞组成，所述第一滑动往复活塞、旋转元件及第二滑动往复活塞从前往后依次设置在动力轴上，缸体上设置吸入口和排出口，所述旋转元件上设置有单向通道，所述旋转元件与所述第一滑动往复活塞形成容积时则以从所述吸入口吸取流体，此时所述旋转元件与所述第二滑动往复活塞贴合，所述旋转元件与所述第二滑动往复活塞形成容积时则将流体从所述单向通道压入后从所述排出口排出，此时所述旋转元件与所述第一滑动往复活塞贴合。

2.一种实施如权利要求1所述流体输送方法的流体输送装置，其特征在于：所述流体输送装置包括缸体、位于所述缸体内的动力轴、设置在所述动力轴上的旋转元件及与所述旋转元件相适配的第一滑动往复活塞和第二滑动往复活塞，所述缸体上设置有吸入口和排出口，所述旋转元件转动时使所述第一滑动往复活塞和第二滑动往复活塞在所述动力轴上轴向移动，形成容积后使得所述吸入口和所述排出口之间连通。

3.根据权利要求2所述的流体输送装置，其特征在于：所述第一滑动往复活塞和第二滑动往复活塞均以键槽方式与所述缸体内壁及所述动力轴滑动配合，所述第一滑动往复活塞和第二滑动往复活塞后端与所述缸体之间均设置有复位弹簧，所述旋转元件与所述第一滑动往复活塞和第二滑动往复活塞上分别设置有凸形曲面和凹形曲面，当所述凸形曲面的顶部弧线与所述凹形曲面的顶部弧线相接触时即形成所述容积。

4.根据权利要求2所述的流体输送装置，其特征在于：所述第一滑动往复活塞和所述第二滑动往复活塞均以键槽方式与所述缸体内壁滑动配合，所述第一滑动往复活塞和所述第二滑动往复活塞的后端与所述缸体之间均设置有复位弹簧，所述旋转元件与所述第一滑动往复活塞和所述第二滑动往复活塞上分别设置有凸形曲面和凹形曲面，当所述凸形曲面的顶部弧线与所述凹形曲面的顶部弧线相接触时即形成所述容积。

5.一种实施如权利要求1所述流体输送方法的流体输送装置，其特征在于：所述动力轴为联动轴，所述流体输送装置包括缸体、位于所述缸体内的联动轴；从前到后依次设置在所述联动轴上的第一滑动往复活塞、与所述第一滑动往复活塞相适配的旋转元件及与所述旋转元件相适配的第二滑动往复活塞，所述旋转元件的外圆周面上设置有永磁铁，所述缸体外部与所述永磁铁对应处设置有感应线圈，所述旋转元件通过轴承与所述缸体转动配合及与所述联动轴滑动配合，所述第一滑动往复活塞和所述第二滑动往复活塞通过所述联动轴可同步移动，所述缸体上设置吸入口和排出口，所述旋转元件上设置有单向通道，所述旋转元件与所述第一滑动往复活塞形成容积时则以从所述吸入口吸取流体，此时所述旋转元件与所述第二滑动往复活塞贴合，所述旋转元件与所述第二滑动往复活塞形成容积时则将流体从所述单向通道压入后经所述排出口排出，此时所述旋转元件与所述第一滑动往复活塞贴合 。

6.一种实施如权利要求1所述流体输送方法的流体输送装置，其特征在于：所述主动元件替换为由第一旋转元件和第二旋转元件组成，所述往复元件替换为滑动往复活塞，所述流体输送装置包括缸体、位于所述缸体内的动力轴；从前到后依次设置在所述动力轴上的第一旋转元件、与所述第一旋转元件相适配的滑动往复活塞及与所述滑动往复活塞相适配的第二旋转元件，所述缸体上设置吸入口和排出口，所述滑动往复活塞上设置有单向通道，所述第一旋转元件与所述滑动往复活塞形成容积时则从所述吸入口吸取流体，此时所述滑动往复活塞与所述第二旋转元件贴合，所述滑动往复活塞与所述第二旋转元件形成容积时则将流体压入所述单向通道后从所述排出口排出，此时所述滑动往复活塞与所述第一旋转元件贴合。

7.根据权利要求6所述的流体输送装置，其特征在于：所述滑动往复活塞以键槽方式与所述缸体内壁滑动配合，所述滑动往复活塞与所述第一旋转元件和所述第二旋转元件上分别设置有凸形曲面和凹形曲面，当所述凸形曲面的顶部弧线与所述凹形曲面的顶部弧线相接触时即形成所述容积。