CN103711690B - 高压三螺杆泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高性能高压三螺杆泵。包括泵体、衬套、主动螺杆和两根从动螺杆；所述衬套由三段分体衬套依次连接组成，每段分体衬套的轴向两端分别开设有主动螺杆和从动螺杆配合的配合三孔，所述三段分体衬套分别为前衬套、中衬套和后衬套；每根从动螺杆由前段螺杆、中段螺杆和后段螺杆组成，两根从动螺杆的前段螺杆的外端分别设于泵体上呈悬臂状，两根从动螺杆的后段螺杆的外端分别通过轴套设于后衬套外端的配合三孔内呈悬臂状，每根从动螺杆中的中段螺杆的两端分别与对应的前段螺杆、后段螺杆接触，使中段螺杆呈浮杆状。本发明的最高工作压力为20.0MPa，降低了加工难度，提高了零件之间配合的精度，从而提高了泵的可靠性、容积效率。

Description

高压三螺杆泵

技术领域

本发明属于容积式螺杆泵技术领域，具体涉及一种高压三螺杆泵。

背景技术

属于工业泵范畴的三螺杆泵与传统的离心泵、齿轮泵、往复泵等相比具有流量平稳、压力脉动小、效率高、使用寿命长等突出优点，已广泛在冶金、机械、电力、船舶等行业中得到应用。而传统高压三螺杆泵一般压力较低，导致在一些领域如电厂中液体燃料从低压到高压端的输送等高压条件下无法达到使用要求。此外在高压力条件下，三螺杆泵的有效螺旋段必须加长，从而导致一体式衬套与从动螺杆的加工十分困难。传统高压三螺杆泵总体结构见图5，其中衬套18与从动螺杆19均为一体式结构。上述结构存在以下问题：①一般情况下，螺杆泵输送压力越高，要求螺杆的有效长度越长，由于衬套18与从动螺杆19均为一体式结构，随着衬套18和从动螺杆19长度的加长，加工难度越大，加工精度越难保证，特别是衬套两端的螺杆孔的加工难度极大；②由于从动螺杆19为一体式结构，从动螺杆19犹如细长轴，在加工和运行时不可避免会产生挠度变形，影响其与主动螺杆1螺旋型面之间的啮合间隙，同时也影响从动螺杆19螺旋面外圆与衬套18内孔之间的间隙。间隙过小，易使产品在运行时发生“抱轴”乃至卡死的不良后果；间隙过大又会使泵的容积效率下降。正是由于以上两个问题的存在，传统高压三螺杆泵只能适用于8.0MPa（个别泵最高可达10.0MPa）以下的工况条件。

发明内容

为了满足从低压到高压的输送使用要求，本发明通过结构改进，提供一种便于加工、配合精度高的高压三螺杆泵。

高性能高压三螺杆泵，包括泵体、主动螺杆和两根从动螺杆，所述泵体内轴向设有衬套，所述主动螺杆和两根从动螺杆配合位于衬套内；泵体的轴向两端分别设有前端盖和后端盖，主动螺杆的驱动端伸至前端盖的外部，前端盖内的主动螺杆的驱动端上设有圆环状的平衡凸台；与前端盖和后端盖相邻的泵体的径向上分别设有吸入口和排出口，所述前端盖和出料腔之间设有回油管；

所述衬套由三段分体衬套依次连接组成，每段分体衬套的轴向两端分别开设有主动螺杆和从动螺杆配合的配合三孔，所述三段分体衬套分别为前衬套、中衬套和后衬套；每根从动螺杆由前段螺杆、中段螺杆和后段螺杆组成，每根前段螺杆的外端面和主动螺杆上平衡凸台的内端面接触，且端部伸至前端盖外，使前段螺杆呈悬臂状，每根后段螺杆的外端通过轴套设于后衬套外端的配合三孔内,且端部伸至后衬套外部，使后段螺杆呈悬臂状，所述中段螺杆位于前段螺杆和后段螺杆之间，且两端分别与前段螺杆的内端和后段螺杆的内端接触，使中段螺杆呈浮杆状。

所述主动螺杆的螺旋段长径比为8以上。

相邻分体衬套的轴向之间通过一个圆柱销和三个以上的固定销固定连接，所述三段分体衬套的一侧壁上开设有贯通轴向的衬套油道。

所述后段螺杆的外伸端固定连接着内端盖，内端盖的径向上开设有径向油道，所述径向油道分别连通着衬套油道和前衬套上的配合三孔。

本发明的有益技术效果体现在以下方面：

1.本发明的工作压力最高可达20.0MPa，扩大了传统三螺杆泵的使用范围，为用户在高压工况条件选择合适工业泵提供了条件；

2.本发明的衬套采用了分体式结构，不仅降低了铸造成型的难度，还减少了铸造缺陷的发生；分体式衬套加工时，由于轴向长度极大地缩短，每段衬套轴向两端的螺杆孔的加工精度得以保证。由于从动螺杆分成三段加工，有效避免了细长轴加工变形，提高了从动螺杆加工精度；

3.本发明的衬套和从动螺杆分别采用了分体式结构，装配后从动螺杆和衬套的内孔间隙可以减小，降低两零件的对中性要求，两者的摩擦损失在相同加工精度情况下也会比整体式结构要小，不易在运行中产生“咬死”现象，泵的可靠性得到极大改善。同时由于三段式从动螺杆的挠度比整体式要小，从动螺杆和衬套之间的间隙值比整体式小，泵运行时内泄减小，泵的容积效率也得到提高。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为图1中I区的局部放大图。

图3为衬套结构爆炸图。

图4为三段式的从动螺杆结构示意图。

图5为传统高压三螺杆泵结构示意图。

上图中序号：主动螺杆1、前段螺杆2、中段螺杆3、后段螺杆4、后端盖5、泵体6、前衬套7、中衬套8、后衬套9、轴套10、固定销11、内端盖12、机械密封件13、轴承14、圆柱销15、回油管16、前端盖17、衬套18、从动螺杆19、衬套油道20。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地说明。

参见图1，高性能高压三螺杆泵包括泵体6、主动螺杆1和两根从动螺杆19，泵体6内轴向安装有衬套18，主动螺杆1和两根从动螺杆19配合位于衬套18内；泵体6的轴向两端分别安装有前端盖17和后端盖5；主动螺杆1的螺旋段长径比为8以上，驱动端一侧的主动螺杆1通过轴承14安装在前端盖17上，前端盖17内主动螺杆1上安装有机械密封件13，主动螺杆1的驱动端伸至前端盖17的外部，前端盖17内的主动螺杆1的驱动端上设有圆环状的平衡凸台；与前端盖17和后端盖5相邻的泵体6的径向上分别设有吸入口和排出口，前端盖17和出料腔之间由回油管16连通。

参见图2和图3，衬套18由三段分体衬套依次连接组成，每段分体衬套的轴向两端分别开设有主动螺杆1和从动螺杆19配合的配合三孔，三段分体衬套分别为前衬套7、中衬套8和后衬套9。相邻分体衬套的轴向之间通过一个圆柱销15和三个固定销11固定连接，三段分体衬套的一侧壁上开设有贯通轴向的衬套油道20。参见图4，每根从动螺杆19由前段螺杆2、中段螺杆3和后段螺杆4组成，每根前段螺杆2的外端面和主动螺杆1上平衡凸台的内端面接触，且端部伸至前端盖外，使前段螺杆2呈悬臂状，每根后段螺杆4的外端通过轴套10安装于后衬套9外端的配合三孔内,且端部伸至后衬套9外部，使后段螺杆4呈悬臂状，所述中段螺杆3位于前段螺杆2和后段螺杆4之间，且两端分别与前段螺杆2的内端和后段螺杆4的内端接触，使中段螺杆3呈浮杆状。后段螺杆4的外伸端固定连接着内端盖12，内端盖12的径向上开设有径向油道，所述径向油道分别连通着衬套油道20和前衬套上的配合三孔。

本发明的工作原理如下：

装在衬套18内的主动螺杆1与其两侧的从动螺杆19螺旋线之间相互啮合，形成一个个彼此隔离的密封腔，将泵的吸入口与排出口隔开。当主动螺杆1在动力驱动下旋转时，随着主动螺杆1和两根从动螺杆19的啮合传动，使被输送介质从吸入口沿螺杆轴向不断地移至排出口，从而实现泵送液体的连续输送。

输送的介质分别作用在螺杆端面与螺旋型面上的轴向压力之和称为轴向力，排出口的高压介质通过衬套18轴向两端的配合三孔引向螺杆尾部，平衡主动螺杆轴向力，剩余轴向力由轴承14承受，两根从动螺杆19受到的剩余轴向力由与其接触的内端盖12承受。

Claims (4)

1.高压三螺杆泵，包括泵体、主动螺杆和两根从动螺杆，所述泵体内轴向设有衬套，所述主动螺杆和两根从动螺杆配合位于衬套内；泵体的轴向两端分别设有前端盖和后端盖，主动螺杆的驱动端伸至前端盖的外部，前端盖内的主动螺杆的驱动端上设有圆环状的平衡凸台；与前端盖和后端盖相邻的泵体的径向上分别设有吸入口和排出口，所述前端盖和出料腔之间设有回油管；其特征在于：所述衬套由三段分体衬套依次连接组成，每段分体衬套的轴向两端分别开设有主动螺杆和从动螺杆配合的配合三孔，所述三段分体衬套分别为前衬套、中衬套和后衬套；每根从动螺杆由前段螺杆、中段螺杆和后段螺杆组成，每根前段螺杆的外端面和主动螺杆上平衡凸台的内端面接触，且伸至前端盖外，使前段螺杆呈悬臂状，每根后段螺杆的外端通过轴套设于后衬套外端的配合三孔内,且端部伸至后衬套外部，使后段螺杆呈悬臂状，所述中段螺杆位于前段螺杆和后段螺杆之间，且两端分别与前段螺杆的内端和后段螺杆的内端接触，使中段螺杆呈浮杆状。

2.根据权利要求1所述的高压三螺杆泵，其特征在于：所述主动螺杆的螺旋段长径比为8以上。

3.根据权利要求1或2所述的高压三螺杆泵，其特征在于：相邻分体衬套的轴向之间通过一个圆柱销和三个以上的固定销固定连接，所述三段分体衬套的一侧壁上开设有贯通轴向的衬套油道。

4.根据权利要求1或2所述的高压三螺杆泵，其特征在于：后段螺杆的外伸端固定连接着内端盖，内端盖的径向上开设有径向油道，所述径向油道分别连通着衬套油道和前衬套上的配合三孔。