CN105649976A - 微小型异齿数高速磁力驱动电动齿轮泵 - Google Patents

微小型异齿数高速磁力驱动电动齿轮泵 Download PDF

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杜玉洁
许开富
李永鹏
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任众
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Abstract

本发明公开了一种微小型异齿数高速磁力驱动电动齿轮泵，包括齿轮泵、上泵盖、磁力驱动器和直流电动机；齿轮泵包括主动齿轮、从动齿轮和泵体，泵体型腔中安装有相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮与从动齿轮采用不同齿数的渐开线直齿轮；磁力驱动器配置于直流电机外壳的伸出段内，直流电动机能够通过磁力驱动器驱动齿轮泵工作，上泵盖、泵体和直流电机外壳依次彼此之间采用静密封的方式利用螺栓连接为一个整体。本发明的齿轮泵采用磁力驱动器进行扭矩传递，取消了动密封结构，实现了工作介质的“零泄漏”输送；主动齿轮和从动齿轮采用不同齿数的渐开线直齿轮，在不改变齿轮泵流量的前提下，减小齿轮泵流量脉动和结构尺寸。

Description

微小型异齿数高速磁力驱动电动齿轮泵
技术领域
本技术发明涉及一种齿轮泵，更确切讲是一种用磁力驱动的微小型齿轮泵，可适用于一些小流量、高扬程的特殊场合，如输送有毒化工液体或对漏率要求苛刻的使用条件等。
背景技术
由于外啮合齿轮泵的自身结构特性，采用齿轮泵输送工作介质存在流量脉动大及结构尺寸不够紧凑等不足；同时，如若采用动密封结构，在使用齿轮泵输送危险液体时，存在较大的安全隐患。基于减小齿轮泵输送介质出口脉动量、实现工作介质“零泄漏”输送和降低齿轮泵结构尺寸的目的，本发明提出了一种微小型异齿数高速磁力驱动电动齿轮泵。
磁力驱动齿轮泵采用磁场耦合作用实现驱动转矩的传递，将驱动电机与齿轮泵之间的动密封改变为静密封，实现了输送介质的“零泄漏”。中国专利曾公开过多种磁力驱动齿轮泵。实用新型专利201730824U公开了一种不锈钢磁力传动齿轮泵，通过在泵前座内设通道及安全卸压阀，主要解决了齿轮泵的密封性差和泵本身不能卸压而容易导致泵体及管路等相关组件损坏的问题。实用新型专利203835713U公开了一种磁力齿轮泵，使齿轮泵完全密封无泄漏，也能缩小齿轮泵的体积，使得齿轮泵适合一些小流量、高扬程的工况。现有专利中对齿轮泵的结构型式并没有具体涉及，专利阐述的重点为采用磁力驱动结构实现介质的无泄漏输送，对小流量、高扬程工况下电动齿轮泵的结构尺寸、出口脉动等并没有给予关注。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种微小型异齿数的高速磁力驱动齿轮泵，通过提高电机工作转速、改变齿轮泵主从动齿轮结构和使用磁力驱动器，改善电动齿轮泵的性能。
实现上述目的所采用的技术方案是：
本发明的微小型异齿数高速磁力驱动电动齿轮泵，包括齿轮泵、上泵盖、磁力驱动器和直流电动机；所述齿轮泵包括主动齿轮、从动齿轮和泵体，所述泵体型腔中安装有相互啮合的所述主动齿轮和所述从动齿轮，所述主动齿轮与所述从动齿轮齿采用不同齿数的渐开线直齿轮；所述磁力驱动器配置于所述直流电机外壳的伸出段内，所述直流电动机能够通过磁力驱动器驱动所述齿轮泵工作，所述上泵盖、所述泵体和所述直流电机外壳依次彼此之间采用静密封的方式利用螺栓连接为一个整体。
优选所述主动齿轮的齿数多于所述从动齿轮的齿数。
优选所述从动齿轮与从动轴采用一体化加工；所述主动齿轮与主动轴分体加工，采用传动销进行连接，过盈配合装配。
优选所述磁力驱动器包括内磁转子、外磁转子、隔离套，所述隔离套配置于所述内磁转子和所述外磁转子之间，所述直流电动机伸出轴直接与所述外磁转子相连，所述主动齿轮的主动轴直接与内磁转子相连。
优选所述磁力驱动器隔离套材料采用非磁性材料钛合金。
优选所述磁力驱动器的结构类型为圆盘式结构，磁化方向为径向磁化。
优选所述直流电动机采用高速稀土永磁直流无刷电动机。
优选直流电动机外壳伸出段作为磁力驱动器防护罩，泵体与下泵盖一体化加工。
优选所述齿轮泵进液口与排液口位于泵体两侧，所述进液口与所述排液口采用螺纹连接，螺纹规格均为密封管螺纹，螺纹类型为内螺纹。
优选所述主动齿轮、所述从动齿轮、所述泵体和所述上泵盖的内端面及配合轴孔，均喷涂耐磨固体润滑涂层。
本发明的有益效果是：在满足齿轮泵性能指标要求的前提下，因为主动齿轮和从动齿轮采用不同齿数的渐开线直齿轮，在不改变齿轮泵流量的前提下，减小齿轮泵流量脉动和结构尺寸，使得电动齿轮泵结构更加紧凑、流量脉动愈加平稳，能够明显降低齿轮泵的结构重量和对介质输送管路系统的影响；本发明的齿轮泵采用磁力驱动器进行扭矩传递，取消了动密封结构，实现了工作介质的“零泄漏”输送，尤其在提高了输送危险液体的安全性。电机控制器通过调节电压占空比控制电机输出转速，实现齿轮泵输出流量的无级稳定调节。
附图说明
图1是本发明的齿轮泵结构装配剖视图。
图2是本发明的齿轮泵安装后的外形结构示意图。
图3是本发明的齿轮泵主从动齿轮及泵体安装示意图。
图4(1)(2)是本发明的齿轮泵泵体的主视图和侧视图。
图5(1)(2)(3)是从动齿轮的侧视图、主视图和立体图。
图6(1)(2)(3)是主动齿轮的侧视图、主视图和立体图。
符号说明
1-外磁转子；2-内磁转子；3-连接螺母；4-O形橡胶圈；5-泵体；6-紧固螺钉；7-上泵盖；8-主动齿轮；9-橡胶密封圈；10-从动齿轮；11-防松垫片；12-连接螺栓；13-隔离套；14-直流电动机；15-主动轴；16-进液口；17-排液口；18-从动轴；19-主动轴孔；20-从动轴孔。
具体实施方式
下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明。
本发明提供一种微小型异齿数高速磁力驱动电动齿轮泵，如图1所示，包括包括主动齿轮8、从动齿轮10、泵体5、上泵盖7、内磁转子2、外磁转子1、隔离套13、直流电动机14和主动轴15；泵体5型腔中安装一对啮合的主动齿轮8和从动齿轮10，外磁转子1、内磁转子2和隔离套13构成磁力驱动器。齿轮泵由直流电动机14通过磁力驱动器驱动工作，主动轴15连接内磁转子2，直流电动机14连接外磁转子1，内磁转子2与外磁转子1通过隔离套13耦合传动。
如图1所示，上泵盖7通过紧固螺钉6与泵体5固定连接，采用橡胶密封圈9对上泵盖7和泵体5进行静密封，为了提高密封效果，同时在上泵盖5内端面和泵体5配合面喷涂密封胶；泵体5与直流电动机14通过连接螺栓12和连接螺母3连接，为了提高连接的可靠性，加装防松垫片11。
上泵盖7及泵体5采用铝合金材料，主动齿轮8和从动齿轮10采用不锈钢材料，在不影响电动齿轮泵结构强度和可靠性的前提下，以尽可能降低电动齿轮泵整体重量。
如图2所示，直流电动机14外壳伸出段作为磁力驱动器防护罩保护外磁转子1免受外界环境的影响；电动齿轮泵进液口16与排液口17位于泵体5两侧，进液口16与排液口17均采用1/8密封管螺纹连接，可以通过改变直流电动机14的转向来改变进排液的方向。
直流电动机14类型为有较好可控性、宽调速范围的稀土永磁直流无刷电动机；直流电动机14的转速选择，需要考虑齿轮泵的入口压力、输送工质的物理特性、产品加工装配及成本控制等因素，在综合权衡的前提下，尽可能提高直流电动机14的工作转速，以降低电动齿轮泵整体重量。
如图3所示，电动齿轮泵主动齿轮8和从动齿轮10相互啮合安装在泵体5内腔中，主动齿轮8和从动齿轮10选用不相同的齿数，主动齿轮8的齿数大于从动齿轮10齿数，主动齿轮8的齿数选取范围为13～17，从动齿轮10的齿数选取范围为11～15，通过对主动齿轮8和从动齿轮10的齿数优化组合，达到既能减小电动齿轮泵出口脉动幅值，又能缩小齿轮泵结构尺寸、降低产品重量的目的。
如图4所示，泵体5与下泵盖一体化加工。泵体5上设有主动轴孔19和从动轴孔20，分别与主动轴15和从动轴18相配合，主动轴15从主动轴孔19伸出与内磁转子2相连。
如图5、6所示，主动齿轮8和从动齿轮10采用不同齿数的渐开线直齿轮，从动齿轮10与从动轴18一体化加工；主动齿轮8与主动轴15分体加工，采用传动销过盈配合连接。
齿轮泵由直流电动机14通过磁力驱动器驱动工作，直流电动机伸出轴直接与外磁转子1相连，齿轮泵主动轴15直接与内磁转子2相连。磁力驱动器的结构类型为圆盘式结构，磁化方向为径向磁化，磁力驱动器隔离套材料采用非磁性材料钛合金，如图1所示。
上泵盖7加工有轴孔，作为主动轴15及从动轴18配合轴孔安置主动齿轮8和从动齿轮10。
主动齿轮8、从动齿轮10、泵体5和上泵盖7的内端面及配合轴孔，均喷涂耐磨自润滑涂层。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种微小型异齿数高速磁力驱动电动齿轮泵，包括齿轮泵、上泵盖、磁力驱动器和直流电动机；其特征在于：所述齿轮泵包括主动齿轮、从动齿轮和泵体，所述泵体型腔中安装有相互啮合的所述主动齿轮和所述从动齿轮，所述主动齿轮与所述从动齿轮采用不同齿数的渐开线直齿轮；所述磁力驱动器配置于所述直流电机外壳的伸出段内，所述直流电动机能够通过磁力驱动器驱动所述齿轮泵工作，所述上泵盖、所述泵体和所述直流电机外壳依次彼此之间采用静密封的方式利用螺栓连接为一个整体。
2.如权利要求1所述的微小型异齿数高速磁力驱动电动齿轮泵，其特征在于：所述主动齿轮的齿数多于所述从动齿轮的齿数。
3.如权利要求1所述的微小型异齿数高速磁力驱动电动齿轮泵，其特征在于：所述从动齿轮与从动轴采用一体化加工；所述主动齿轮与主动轴分体加工，采用传动销进行连接，过盈配合装配。
4.如权利要求1所述的微小型异齿数高速磁力驱动电动齿轮泵，其特征在于：所述磁力驱动器包括内磁转子、外磁转子、隔离套，所述隔离套配置于所述内磁转子和所述外磁转子之间，所述直流电动机伸出轴直接与所述外磁转子相连，所述主动齿轮的主动轴直接与内磁转子相连。
5.如权利要求4所述的微小型异齿数高速磁力驱动电动齿轮泵，其特征在于：所述磁力驱动器隔离套材料采用非磁性材料钛合金。
6.如权利要求4所述的微小型异齿数高速磁力驱动电动齿轮泵，其特征在于：所述磁力驱动器的结构类型为圆盘式结构，磁化方向为径向磁化。
7.如权利要求1所述的一种微小型异齿数高速磁力驱动电动齿轮泵，其特征在于：所述直流电动机采用高速稀土永磁直流无刷电动机。
8.如权利要求1所述的微小型异齿数高速磁力驱动电动齿轮泵，其特征在于：直流电动机外壳伸出段作为磁力驱动器防护罩，泵体与下泵盖一体化加工。
9.如权利要求1所述的微小型异齿数高速磁力驱动电动齿轮泵，其特征在于：所述齿轮泵进液口与排液口位于泵体两侧，所述进液口与所述排液口采用螺纹连接，螺纹规格均为密封管螺纹，螺纹类型为内螺纹。
10.如权利要求1～9中任一项所述的微小型异齿数高速磁力驱动电动齿轮泵，其特征在于：所述主动齿轮、所述从动齿轮、所述泵体和所述上泵盖的内端面及配合轴孔，均喷涂耐磨固体润滑涂层。
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