CN104047846B - 耐磨损高压单螺杆泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单螺杆泵。现有的单螺杆泵在使用过程中容易发生定子橡胶衬套磨损，造成定转子过盈减小，泵承压能力下降，漏失量增加。本发明公开了一种改进方案，将单螺杆泵的螺杆和衬套空腔改为进料端粗排料端细的类锥体形，在螺杆和衬套之间的连接部件上设置位置调节装置。当螺旋和衬套产生磨损以后，让螺杆向排料端移动，增加定转子间的过盈量，即可补偿磨损。这种螺杆泵螺杆和衬套啮合形成密封腔在横向移动过程中体积或逐渐减小，造成压力增加，将螺杆衬套的长度加长到数倍螺杆螺距，其作用相当于数个螺杆泵串联，最大泵送压力可以大大提高。

Description

耐磨损高压单螺杆泵

技术领域

本发明涉及一种螺杆泵。

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啮合在吸入腔和排出腔产生容积变化来输送液体的。它是一种内啮合的密闭式螺杆泵，主要工作部件由具有双头螺旋空腔的衬套和在定子腔内与其啮合的单头螺旋螺杆组成。通常所述的具有双头螺旋空腔的衬套及其外面的支撑圆筒被称为定子，所述的单头螺旋螺杆被称为转子。当通过万向节连接轴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。

这种泵的优点是对介质的适应性强、流量平稳、压力脉动小、自吸能力高。缺点是由于单螺杆泵的定子橡胶磨损，造成定转子过盈减小，泵承压能力下降，漏失量增加。

为了克服单螺杆泵的这种缺点，人们对这种泵进行了改进，如CN2493756Y和CN202811350U分别公开的两种技术方案都在单螺杆泵的橡胶衬套增加了调整装置，用来补偿定子的磨损。但这种改进带来了另一个缺点，橡胶衬套的形状在调整前后都可能与转子不十分吻合，从而会进一步增加衬套的磨损和劣化泵整体运行的工况。CN102619747A公开了一种双锥对置锥螺杆高压海水液压泵，其目的主要是为了对冲输出压力对螺杆产生的轴向作用力，提供了解决上述问题具的技术线索。

发明内容

本发明公开了另一种改进方式，可以既实现上述改进的有益效果，又避免上述改进的缺点。具体技术方案是将单螺杆泵的单头螺旋螺杆和双头螺旋空腔改为类锥体形单头螺旋和与之匹配的类锥体形双头螺旋空腔，并让螺杆或衬套的长度有所冗余，在螺杆和衬套之间的约束性连接部件上设置位置调节装置，用于调整螺杆与螺旋空腔的相对位置。具体可以描述为，单头螺旋和双头螺旋空腔的每个横截面与现有单螺杆泵的截面形状保相同，但从排料端向进料端，截面尺寸逐渐成比例放大。当螺旋和空腔之间产生磨损以后，调整位置调节装置，让螺杆向排料端移动，增加定转子间的过盈量，即可补偿磨损。

螺杆和衬套之间的位置调节装置可以有多种方式，如调整连接轴长度、移动衬套和移动轴承座等。

下面对本发明进一步说明：

一种单螺杆泵，包括一个单头螺旋螺杆转子、一个带双头螺旋空腔衬套的定子、一个带有万向节的连接轴和一个进料腔，以上部件的连接方式与现有单螺杆泵无异，所述的转子与连接轴相连的一端为进料端，另一端为排料端，所述的定子也分为相应的进料端和排料端，所述的单头螺旋螺杆和双头螺旋空腔设置为进料端粗排料端细的类锥体形，在所述的在螺杆和衬套之间的约束性连接部件上设置位置调节装置。

所述的类锥体形，重点是指截面尺寸逐渐成比例放大，可以是但不限于严格几何意义上的规则螺旋锥体。

所述的位置调节装置，可以是将连接轴设置成类似可伸缩的汽车传动轴上的花键套管结构加上一个长度锁紧装置。所述的锁紧装置可以用膨胀式锁紧装置、紧固螺栓或顶丝锁紧。

所述的位置调节装置，还可以是在进料腔与定子的连接处设置一个伸缩节，利用伸缩节的伸缩调节螺杆和衬套之间的位置关系。

为了使得衬套和螺杆磨损调整后仍能互相匹配，设置成螺杆的进料端或螺旋空腔的排料端的长度有所冗余，或两者兼而有之，优选设置为螺杆长度冗余。

根据多家单螺杆泵在正常使用中螺杆和衬套磨损分布报告，进料端的磨损进度较排料端严重。为了平衡补偿螺杆和衬套两端不同程度的磨损，将螺杆和衬套空腔的形状设置成喇叭状，即进料端的截面尺寸变化较排料端更显著一些。这种形状仍属于类锥体形状。

这种螺杆泵螺杆和衬套啮合形成的密封腔在横向移动过程中体积逐渐减小，减小的程度与螺杆和衬套锥度呈正比。由于密封腔的体积缩小，造成压力增加。这是一个自然的渐变的增压过程，如果将螺杆衬套的长度适当加长，相当于数倍螺杆螺距，其作用相当于数个螺杆泵串联，因此这种泵的最大泵送压力可以大大提高。

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：

附图说明

图1.带连接轴长度调节装置的螺杆泵，连接轴长度调节装置安装初始状态，局部剖开示意图。

图2.带连接轴长度调节装置的螺杆泵，磨损调整后状态，局部剖开示意图。

图3.连接轴长度调节装置剖面图，连接了长度调整工具。

图4.连接轴长度调节装置剖面图局部放大，示锁紧装置。

图5.螺杆及衬套空间关系立体示意图，通过衬套中线剖开衬套。

图6.衬套立体示意图，通过衬套中线剖开衬套。

图7.带伸缩节的螺杆泵，安装初始状态，局部剖开示意图。

图8.带伸缩节的螺杆泵，磨损调整后状态，局部剖开示意图。

具体实施方式

实施例1

参见附图1-6。一种单螺杆泵，包括单头螺旋螺杆形状的转子1、带双头螺旋空腔衬套的定子2、带有万向节的连接轴3和进料腔5。所述的转子与连接轴相连接的一端为进料端11，另一端为排料端12。所述的定子也分为相应的进料端21和排料端22。所述的单头螺旋螺杆和双头螺旋空腔设置为进料端粗排料端细的喇叭状，螺杆的进料端长度有所冗余。螺杆衬套位置调节装置为设置在连接轴上的长度调节装置31。长度调节装置31包括的花键311、套管312和长度锁紧装置313。

锁紧装置313参见附图3-4，由两组顶丝3131、嵌在套管内壁上的弹簧齿片3132和嵌在花键表面上的齿板3133组成。锁紧装置313锁紧时顶丝3131旋入，压迫弹簧齿片3132，与齿板3133上的齿啮合。锁紧装置313松脱时顶丝3131旋出，弹簧齿片3132回弹，与齿板3133上的齿分离。锁紧装置既可以保证固定的紧固，又能在调整连接轴长度时容易松脱。调整连接轴长度可以借用由一正反丝对螺母插杆41和一根双头六棱正反丝螺杆42组成的调节工具。出于避免使用时产生空间干扰，调节工具应该与紧固螺丝位于通过连接轴中心线的不同平面上，为了便于表示，图中画在了同一平面内。

当新泵刚完成装配时，连接轴处于最短的状态，螺杆排料端与衬套排料端平齐，在使用一段时间后，衬套和螺杆产生磨损——主要是衬套的磨损后，调节连接轴长度，让螺杆向排料端移动，即可补偿磨损造成螺杆衬套间的过盈量减少。

实施例2

参见附图7-8，一种单螺杆泵，包括单头螺旋螺杆形状的转子1、带双头螺旋空腔衬套的定子2、带有万向节的连接轴3和进料腔5。所述的转子与连接轴相连接的一端为进料端11，另一端为排料端12。所述的定子也分为相应的进料端21和排料端22。所述的单头螺旋螺杆和双头螺旋空腔设置为进料端粗排料端细的喇叭状，螺杆的排料端长度有所冗余。螺杆衬套位置调节装置为设置在进料腔5上的伸缩节51。

当新泵刚完成装配时，伸缩节处于最长的状态，螺杆排料端与衬套排料端平齐，在使用一段时间后，衬套和螺杆产生磨损——主要是衬套的磨损后，缩短伸缩节长度，让衬套向进料端移动，即可补偿磨损造成螺杆衬套间的过盈量减少。

Claims (3)

1.一种单螺杆泵，包括一个单头螺旋螺杆转子、一个带双头螺旋空腔衬套的双头螺旋空腔定子、一个带有万向节的连接轴和一个进料腔，所述的转子与连接轴相连的一端为进料端，另一端为排料端，所述的定子也分为相应的进料端和排料端，所述的单头螺旋螺杆转子和双头螺旋空腔定子设置为进料端粗排料端细的类锥体形，在单头螺旋螺杆转子和双头螺旋空腔定子之间的约束性连接部件上设置螺杆衬套位置调节装置，所述的类锥体形呈进料端的截面尺寸变化较排料端更显著一些的喇叭状，其特征是所述的螺杆衬套位置调节装置为设置在连接轴上的花键套管结构加上一个长度锁紧装置，所述的长度锁紧装置为顶丝锁紧装置，并在顶丝和花键之间设置了弹簧齿片和齿板，弹簧齿片和齿板分别嵌在套管内壁和花键表面上浅槽内。

2.如权利要求1所述的单螺杆泵，其特征是所述的单头螺旋螺杆转子的进料端长度有所冗余。

3.如权利要求1所述的单螺杆泵，其特征是所述的双头螺旋空腔定子为含有数圈螺旋的长螺旋结构。