CN104329250A - 一种低流量脉动双向齿轮泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低流量脉动双向齿轮泵，包括泵壳、设置在泵壳内的主动轴和从动轴，受主动轴驱动的内齿轮、与从动轴固定的外齿轮，位于外齿轮和内齿轮之间的月牙块，外齿轮为同轴布置的三个，内齿轮为同轴布置的三个且分别与对应的外齿轮内啮合，最外侧的内齿轮与主动轴相固定，相邻两个内齿轮之间传动配合。本发明采用了三组内啮合的齿轮，大幅降低了齿轮泵运行的流量脉动和压力脉动，降低了噪声和冲击；在内齿轮上设置通过口，实现了流体的径向直接进出，简化了内啮合齿轮泵的结构，使泵更加紧凑；三个内齿轮依次插接啮合，消除了三个内齿轮外圈与泵壳之间的滑动摩擦，保证了系统的刚度与稳定性，减小了泵的噪声，延长了使用寿命。

Description

一种低流量脉动双向齿轮泵

技术领域

本发明涉及齿轮泵领域，尤其涉及一种低流量脉动双向齿轮泵。

背景技术

齿轮泵广泛应用于机床、汽车、注塑机械和油田机械等液压设备技术领域。

齿轮泵是依靠泵缸与啮合齿轮间所形成的工作容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵。由两个齿轮、泵体与前后盖组成两个封闭空间，当齿轮转动时，齿轮脱开侧的空间的体积从小变大，形成真空，将液体吸入，齿轮啮合侧的空间的体积从大变小，而将液体挤入管路中去。吸入腔与排出腔是靠两个齿轮的啮合线来隔开的。齿轮泵的排出口的压力完全取决于泵出处阻力的大小。

在流体输送与液压传动中使用的普通齿轮泵，大多存在流量脉动和压力脉动较大，噪音大，寿命短等问题。

内啮合齿轮泵相比外啮合齿轮泵流量脉动较低。

内啮合齿轮泵是采用齿轮内啮合原理，内外齿轮节圆紧靠一边，另一边被泵盖上“月牙板”隔开。主轴上的主动内齿轮带动其中外齿轮同向转动，在进口处齿轮相互分离形成负压而吸入液体，齿轮在出口处不断嵌入啮合而将液体挤压输出。由于这种独特结构，所以特别适用于输送粘度大的介质，粘度范围为：0.2-1000000cp。

如授权公告号为CN201209552Y的专利文献公开了一种低流量脉动内啮合齿轮泵，该齿轮泵将一个内齿圈和一个外齿圈啮合工作改为两片内齿圈和两片外齿圈叠加并错位半个轮齿啮合使近似正弦曲线的流量脉动曲线错相180°叠加。该齿轮泵上端盖、内齿圈、轴承套、下端盖依次联接并用拉紧螺钉压紧，外齿轮和错位外齿轮分别于内齿圈和错位内齿圈啮合，轴在外齿轮和错位外齿轮孔中，用平键联接外齿轮与错位外齿轮。轴两端分别在轴承套的内孔中。月牙块内圆弧与外齿轮和错位外齿轮齿顶间隙配合，月牙块外圆弧与内齿圈和错位内齿圈齿顶间隙配合。该专利基本实现了齿轮泵的流量脉动接近零。但该齿轮泵的内齿圈无轴承支撑，运行时，内齿圈与内齿圈轴承套直接滑动摩擦，会导致较大的噪音，同时缩短了齿轮泵的寿命，且不适用于输送低自润滑性的的流体介质，且流体相对于齿轮是轴向进出，造成泵的体积较大。对于齿轮泵，继续减小其流量和压力脉动，简化结构，并且提高使用的灵活性，拓展齿轮泵的使用范围具有重要的意义。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了一种低流量脉动双向齿轮泵。具有较小的流量脉动，且结构简单，具有较高的灵活性。

本发明采取的技术方案如下：

一种低流量脉动双向齿轮泵，包括泵壳、设置在泵壳内的主动轴和从动轴，受主动轴驱动的内齿轮、与从动轴固定的外齿轮，位于外齿轮和内齿轮之间的月牙块，所述外齿轮为同轴布置的三个，所述内齿轮为同轴布置的三个且分别与对应的外齿轮内啮合，最外侧的内齿轮与主动轴相固定，相邻两个内齿轮之间传动配合。

作为优选，三个外齿轮依次错位1/3个齿距布置，三个内齿轮依次错位1/3个齿距布置。

齿轮泵采用内啮合的工作方式使结构尽可能紧凑简单，为了降低齿轮泵的流量和压力脉动，采用三组齿轮并联工作且三个外齿轮依次错位1/3个齿距、三个内齿轮依次错位1/3个齿距，这能大幅降低了齿轮泵的流量脉动。

所述主动轴通过一对背靠背布置的轴承安装在泵壳上。

背靠背安装承受的荷载和承载力矩最大，轴向定位最好，能够很好的适应齿轮泵的双向调节。

为了保证刚度和稳定性，减少齿轮泵的噪音并延长使用寿命，作为优选，三个外齿轮均设有一键槽，并通过与各键槽配合的第一平键，安装在所述从动轴上，通过控制键槽相对于外轮齿的角度来保证三个外齿轮安装后互相错位布置。

作为优选，还包括电动机，所述主动轴的一端穿出泵壳，与电动机连接，所述最外侧的内齿轮即为最靠近主动轴穿出泵壳端的内齿轮，三个内齿轮分别为第一内齿轮、第二内齿轮以及第三内齿轮，其中，

所述第一内齿轮包括：

第一环形套；

第一齿，沿第一环形套轴线方向布置在第一环形套的内表面，且第一齿的一端穿出第一环形套的端面，伸入所述第二内齿轮；

环形盘，设置第一环形套的侧面，环形盘通过第二平键固定在主动轴的端部；

所述第二内齿轮包括：

第二环形套；

第二齿，沿第二环形套轴线方向布置在第二环形套的内表面，且第二齿的一端与伸入第二环形套的第一齿啮合，另一端穿出第二环形套的端面，伸入所述第三内齿轮；

所述第三内齿轮包括：

第三环形套；

第三齿，沿第三环形套轴线方向布置在第三环形套的内表面，且第三齿的一端与伸入第三环形套的第二齿啮合；

三个环形套上均设有若干供液体通过的通过口，各通过口设置在相邻的两个齿之间。

三个内齿轮的外圈与所述泵壳的内壁间隙配合，这能够消除三个内齿轮外圈与泵壳之间的滑动摩擦，且三个内齿轮依次插接啮合，实现传动。

为保证内齿轮插接的刚度，作为优选，所述第一齿伸入第二环形套的长度是第一齿长度的1/5～1/4，所述第二齿伸入第三环形套的长度是第二齿长度的1/5～1/4。

为了保证刚度和稳定性，作为优选，三个环形套的厚度均为：3～10mm。

为了有较好的工作效率，作为优选，所述泵壳上设有两个分别正对第二内齿轮的进出口，且进出口的直径为第二外齿轮齿顶圆直径的1.5～2.5倍。

为保证外齿轮的连接刚度，作为优选，所述三个外齿轮尺寸均相同，所述从动轴伸入泵壳的深度为任一外齿轮厚度的1～3倍。

作为优选，三个外齿轮均包括：

环形件，套设在从动轴上，所述键槽设置在环形件的内表面上；

外齿，设置在环形件的外表面上，与对应内齿轮啮合。

本发明的有益效果是：

1、本发明采用了三组内啮合的齿轮，且三个外齿轮错位啮合，三个内齿轮错位啮合，大幅降低了齿轮泵运行的流量脉动和压力脉动，降低了噪声和冲击。

2、本发明在内齿轮上设置通过口，实现了流体的径向直接进出，简化了内啮合齿轮泵的结构，使泵更加紧凑。

3、将齿轮泵设计成左右结构完全对称的结构，高低压侧依靠控制内齿轮外圈与泵壳的间隙实现密封。使得齿轮泵的进出口方向没有限制，齿轮泵双向旋转均能正常运行，使用更加灵活。

4、三个内齿轮依次插接啮合，消除了三个内齿轮外圈与泵壳之间的滑动摩擦，保证了系统的刚度与稳定性，减小了泵的噪声，延长了使用寿命。

附图说明：

图1是本发明低流量脉动双向齿轮泵的结构示意图；

图2是图1中A-A剖视图；

图3是第一外齿轮的结构示意图；

图4是第二外齿轮的结构示意图；

图5是第三外齿轮的结构示意图；

图6是第一内齿轮的结构示意图；

图7是第二外齿轮的结构示意图；

图8是第三外齿轮的结构示意图。

图中各附图标记为：

1、第一密封圈，2、泵壳，3、从动轴，4、第一外齿轮，5、第一平键，6、第二外齿轮，7、第三外齿轮，8、轴承，9、主动轴，10、联轴器，11、电动机，12、唇形密封，13、第二平键，14、第二密封圈，15、第一内齿轮，16、第二内齿轮，17、第三内齿轮，18、进出口，19、月牙块，20、第二齿，21、外齿，22、环形件，23、通过口，24、环形盘，25、第一齿，26、第一环形套，27、第二环形套，28、第三环形套，29、第三齿，30、键槽。

具体实施方式：

下面结合各附图，对本发明低流量脉动双向齿轮泵做详细描述。

如图1、2所示，一种低流量脉动双向齿轮泵，包括泵壳2、设置在泵壳内的主动轴9和从动轴3，以及电动机11，主动轴9的一端穿出泵壳2，通过联轴器10与电动机11连接，主动轴伸入泵壳内的部分通过一对背靠背布置的轴承8安装在泵壳上，且主动轴通过唇形密封12实现端面密封。

泵壳包括壳体以及设置在壳体相对侧的前盖和后盖，前盖与壳体通过第一密封圈1实现端面密封，第一内齿轮的端部通过第二密封圈14与壳体的内壁实现端面密封。

如图1、2所示，壳体内设有受主动轴9驱动的三个内齿轮、与从动轴固定的三个外齿轮，以及位于三个外齿轮和三个内齿轮之间的月牙块19，其中，三个外齿轮同轴布置，且依次错位1/3个齿距布置，如图3、4、5所示，三个外齿轮分别为第一外齿轮4、第二外齿轮6以及第三外齿轮7，每个外齿轮均设有：

环形件22，套设在从动轴上；

键槽30，设置在环形件的内表面上；

外齿21，设置在环形件的外表面上，与对应内齿轮啮合。

三个外齿轮均通过与各键槽配合的第一平键5，安装在从动轴3上，通过控制键槽相对于外轮齿的角度来保证三个外齿轮安装后互相错位布置。

三个内齿轮同轴布置，且依次错位1/3个齿距布置，三个内齿轮分别与对应的外齿轮内啮合，最外侧的内齿轮与主动轴相固定，相邻两个内齿轮之间传动配合。最外侧的内齿轮即为最靠近主动轴穿出泵壳端的内齿轮，如图6、7、8所示，三个内齿轮分别为第一内齿轮15、第二内齿轮16以及第三内齿轮17，其中，

第一内齿轮15包括：

第一环形套26；

第一齿25，沿第一环形套轴线方向布置在第一环形套的内表面，且第一齿的一端穿出第一环形套的端面，伸入第二内齿轮16；

环形盘24，设置第一环形套的侧面，环形盘通过第二平键13固定在主动轴的端部；

第二内齿轮16包括：

第二环形套27；

第二齿20，沿第二环形套轴线方向布置在第二环形套的内表面，且第二齿的一端与伸入第二环形套的第一齿啮合，另一端穿出第二环形套的端面，伸入第三内齿轮17；

第三内齿轮17包括：

第三环形套28；

第三齿29，沿第三环形套轴线方向布置在第三环形套的内表面，且第三齿的一端与伸入第三环形套的第二齿啮合；

三个环形套上均设有若干供液体通过的通过口23，各通过口设置在相邻的两个齿之间。

本实施例中，所有内、外齿轮的齿形均为圆弧齿，三个内齿轮齿数均为11，三个外齿轮齿数均为8；第一齿伸入第二环形套的长度是第一齿长度的1/4，第二齿伸入第三环形套的长度是第二齿长度的1/4；三个环形套的厚度均为：5mm；泵壳上设有两个分别正对第二内齿轮的进出口18，且进出口的直径为第二外齿轮齿顶圆直径的2倍；三个外齿轮尺寸均相同，从动轴伸入泵壳的深度为任一外齿轮厚度的1.5倍。

本发明采用了三组内啮合的齿轮，大幅降低了齿轮泵运行的流量脉动和压力脉动，降低了噪声和冲击；在内齿轮上设置通过口，实现了流体的径向直接进出，简化了内啮合齿轮泵的结构，使泵更加紧凑；三个内齿轮依次插接啮合，消除了三个内齿轮外圈与泵壳之间的滑动摩擦，保证了系统的刚度与稳定性，减小了泵的噪声，延长了使用寿命。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种低流量脉动双向齿轮泵，包括泵壳、设置在泵壳内的主动轴和从动轴，受主动轴驱动的内齿轮、与从动轴固定的外齿轮，位于外齿轮和内齿轮之间的月牙块，其特征在于，所述外齿轮为同轴布置的三个，所述内齿轮为同轴布置的三个且分别与对应的外齿轮内啮合，最外侧的内齿轮与主动轴相固定，相邻两个内齿轮之间传动配合。

2.如权利要求1所述的低流量脉动双向齿轮泵，其特征在于，三个外齿轮依次错位1/3个齿距布置，三个内齿轮依次错位1/3个齿距布置。

3.如权利要求2所述的低流量脉动双向齿轮泵，其特征在于，三个外齿轮均设有一键槽，并通过与各键槽配合的第一平键，安装在所述从动轴上，通过控制键槽相对于外轮齿的角度来保证三个外齿轮安装后互相错位布置。

4.如权利要求1所述的低流量脉动双向齿轮泵，其特征在于，还包括电动机，所述主动轴的一端穿出泵壳，与电动机连接，所述最外侧的内齿轮即为最靠近主动轴穿出泵壳端的内齿轮，三个内齿轮分别为第一内齿轮、第二内齿轮以及第三内齿轮，其中，

所述第一内齿轮包括：

第一环形套；

第一齿，沿第一环形套轴线方向布置在第一环形套的内表面，且第一齿的一端穿出第一环形套的端面，伸入所述第二内齿轮；

环形盘，设置第一环形套的侧面，环形盘通过第二平键固定在主动轴的端部；

所述第二内齿轮包括：

第二环形套；

第二齿，沿第二环形套轴线方向布置在第二环形套的内表面，且第二齿的一端与伸入第二环形套的第一齿啮合，另一端穿出第二环形套的端面，伸入所述第三内齿轮；

所述第三内齿轮包括：

第三环形套；

第三齿，沿第三环形套轴线方向布置在第三环形套的内表面，且第三齿的一端与伸入第三环形套的第二齿啮合；

三个环形套上均设有若干供液体通过的通过口，各通过口设置在相邻的两个齿之间。

5.如权利要求4所述的低流量脉动双向齿轮泵，其特征在于，所述第一齿伸入第二环形套的长度是第一齿长度的1/5～1/4，所述第二齿伸入第三环形套的长度是第二齿长度的1/5～1/4。

6.如权利要求4所述的低流量脉动双向齿轮泵，其特征在于，三个环形套的厚度均为：3～10mm。

7.如权利要求1所述的低流量脉动双向齿轮泵，其特征在于，所述泵壳上设有两个分别正对第二内齿轮的进出口，且进出口的直径为第二外齿轮齿顶圆直径的1.5～2.5倍。

8.如权利要求1所述的低流量脉动双向齿轮泵，其特征在于，所述三个外齿轮尺寸均相同，所述从动轴伸入泵壳的深度为任一外齿轮厚度的1～3倍。

9.如权利要求3所述的低流量脉动双向齿轮泵，其特征在于，三个外齿轮均包括：

环形件，套设在从动轴上，所述键槽设置在环形件的内表面上；

外齿，设置在环形件的外表面上，与对应内齿轮啮合。