CN106762609B - 一种高压屏蔽摆线泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种间隙泄流量小、稳定性高、泵与电机同轴、无动密封的高压屏蔽摆线泵。高压屏蔽摆线泵包括端盖、壳体、外摆线转子、内摆线转子、轴、轴承、电机定子、电机转子和位置传感器；轴承布置在电机转子两侧，内摆线转子通过键安装在轴悬臂端，内摆线转子与电机转子分别与同一个轴连接，壳体内侧设置有衬套，衬套与壳体过渡配合，偏心设置于壳体内；在内、外摆线转子两侧设置有补偿侧板，补偿侧板位于衬套内侧，补偿侧板与端盖、壳体之间设置有左侧密封与右侧密封，轴设置有轴向贯穿的中心孔。本发明解决了现有摆线泵间隙泄流量相对较大，性能容易出现偏差，稳定性较差，动密封可靠性较差等技术问题。

Description

一种高压屏蔽摆线泵

技术领域

本发明涉及流体机械领域，具体地涉及一种高压屏蔽摆线泵。

背景技术

为了满足航空航天飞行器发动机高性能、低结构重量的需求，需要增压泵在高系统压力下多次起动工作，小流量、高扬程增压泵的性能稳定性以及较高的入口压力是增压泵解决的主要技术问题。增压泵流量小、扬程高，属于低比转速泵，一般选用容积式泵来提高增压效率，由于泵流量微小，容积泵转子轴向间隙、径向间隙泄流量相对较大，多次起动、长时间工作磨损造成间隙发生变化，增压泵性能出现偏差，稳定性较差，影响发动机工作可靠性。另外，常规增压泵存在动密封结构，系统压力较高，动密封可靠性较差，不能满足发动机多次启动、长时间贮存的工作要求。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明解决的技术问题是提供一种间隙泄流量小、稳定性高、无动密封的高压屏蔽摆线泵。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种高压屏蔽摆线泵，包括端盖、壳体、外摆线转子、内摆线转子、轴、轴承、密封条、电机定子、电机转子和位置传感器；轴承布置在电机转子两侧，支撑轴系旋转，内摆线转子通过键安装在轴悬臂端，电机转子旋转带动内摆线转子转动，外摆线转子与内摆线转子啮合同方向旋转，形成体积交替变化的容腔，实现对液体介质的吸入和增压过程，内摆线转子与电机转子分别与同一个轴连接，所述壳体内侧设置有衬套，衬套与壳体过渡配合，衬套和绕衬套内孔中心旋转的外摆线转子均偏心设置于壳体内，所述衬套与外摆线转子间设置有密封条；在内、外摆线转子两侧设置有左补偿侧板和右补偿侧板，所述左补偿侧板和右补偿侧板设置于衬套内侧，所述左补偿侧板和右补偿侧板分别与端盖、壳体之间设置有左侧密封与右侧密封，泵工作时，利用高压介质产生的轴向力以及左侧密封与右侧密封的预紧力，使补偿侧板与摆线转子贴紧，实现端面密封。所述轴设置有轴向贯穿的中心孔，将电机内腔的冷却液循环到摆线泵低压区域。

上述技术方案中，补偿侧板与内、外摆线转子接触的端面可以开设有一组卸荷槽。

上述技术方案中，衬套内环面与外摆线转子接触的部位可以开设有多个导流槽。

上述技术方案中，外摆线转子与内摆线转子外表面镀覆固体润滑涂层。

上述技术方案中，电机定子内环面与电机转子外缘面上均设置了屏蔽套，允许其直接与泵增压介质接触，并可以承受较高的液体压力。

本发明摆线泵结构无动密封，摆线泵输送高压介质可以直接进入电机内腔，润滑轴承和冷却电机。高压介质从壳体上的引流孔进入电机内腔，润滑左轴承，通过电机定子与电机转子之间的缝隙，带走电机功率损耗产生的热量，再润滑右轴承，最后通过轴的中心孔回到摆线泵进口低压区域，利用摆线泵出口与进口的压差，使进入电机内腔的介质不断循环，充分润滑轴承和冷却电机。屏蔽摆线泵结构无旋转动密封，只存在静密封，可以承受高系统压力，具有较高的可靠性。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、结构紧凑，尺寸小。屏蔽式结构摆线泵转子与电机转子同轴设计，节省了联轴器、磁力驱动器等常用的连接驱动结构，结构简单紧凑，尺寸小，特别适用于空间飞行器等对结构重量、尺寸要求比较苛刻的场合。

2、本发明的高压屏蔽式结构，与传统电机驱动的容积泵结构相比，泵与电机之间无动密封，允许泵后高压介质直接进入电机内腔，润滑轴承和冷却电机。动密封是传统电机驱动的容积泵结构可靠性最薄弱的环节，且不能承受较高的密封压差，所以本发明的高压屏蔽式结构大幅提高了摆线泵工作的可靠性，且可以满足较高入口压力的工作要求。

3、本发明的高压屏蔽摆线泵性能稳定性好，效率高。带轴向间隙补偿装置的结构可以根据摆线泵转子装配和工作磨损情况，补偿轴向间隙，使摆线转子端面与左、右补偿侧板端面始终贴紧，泄漏量保持稳定，泵性能不会随着工作时间发生变化；补偿装置减小了转子端面的泄漏量，提高了摆线泵工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例高压屏蔽摆线泵结构示意图；

图2为本发明实施例的摆线泵转子结构示意图；

图3为本发明实施例的补偿侧板结构侧面示意图；

图4为本发明实施例的补偿侧板结构示意图；

图5为本发明实施例的衬套剖面结构示意图；

图6为本发明实施例的衬套结构A-A剖面示意图；

图7为本发明实施例的衬套结构示意图；

附图标记：1-端盖，2-壳体，3-衬套，4-密封条，5-键，6-外摆线转子，7-内摆线转子，8-右补偿侧板，9-右侧密封，10-轴，11-左轴承，12-电机定子，13-电机转子，14-电机壳体，15-位置传感器，16-左补偿侧板，17-左侧密封，18-右轴承，19-卸荷槽，20-导流槽

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步的详细描述：

如图1所示高压屏蔽摆线泵，包括端盖1、壳体2、外摆线转子6、内摆线转子7、轴10、左轴承11、右轴承18、电机壳体14、电机定子12、电机转子13和位置传感器15；左轴承11与右轴承18布置在电机转子13两侧，支撑轴系旋转，内摆线转子7通过键5安装在轴10悬臂端，电机转子13旋转带动内摆线转子7转动，外摆线转子6与内摆线转子7啮合同方向旋转，形成体积交替变化的容腔，实现对液体介质的吸入和增压过程，内摆线转子7与电机转子13分别与同一个轴10连接，实现同轴设计，所述壳体2内侧设置有衬套3，衬套3与壳体2过渡配合，衬套3偏心安装于壳体2内，外摆线转子6绕衬套3内孔中心旋转；所述衬套3与外摆线转子6间设置有密封条4，在内、外摆线转子6两侧设置有左补偿侧板16和右补偿侧板8，左补偿侧板16和右补偿侧板8设置于衬套3内侧，所述左补偿侧板16和右补偿侧板8分别与端盖、壳体2之间设置有左侧密封17与右侧密封9，所述轴10设置有轴向贯穿的中心孔，将电机内腔的冷却液循环到泵低压区域，泵工作时，利用高压介质产生的轴向力以及左侧密封17与右侧密封9的预紧力，使补偿侧板与摆线转子贴紧，实现端面密封。壳体2与电机壳体14通过螺纹连接。

电机定子12内环面与电机转子13外缘面上均设置了屏蔽套，允许其直接与泵增压介质接触，并可以承受较高的液体压力。

本发明摆线泵结构无动密封，摆线泵输送高压介质可以直接进入电机内腔，润滑左轴承11、右轴承18和冷却电机。高压介质从壳体2上的引流孔进入电机内腔，润滑左轴承11，通过电机定子12与电机转子13之间的缝隙，带走电机功率损耗产生的热量，再润滑右轴承18，最后通过轴10的中心孔回到摆线泵进口低压区域，利用摆线泵出口与进口的压差，使进入电机内腔的介质不断循环，充分润滑左轴承11、右轴承18和冷却电机。屏蔽摆线泵结构无旋转动密封，只存在静密封，可以承受高系统压力，具有较高的可靠性。

如图2所示，内摆线转子7和外摆线转子6啮合同方向旋转，随着转动摆线转子齿间形成周期性变化的容腔，容腔体积不断增加的一侧与泵进口连通，吸入介质，随着转子转动被带到容腔体积不断减小与出口连通的一侧，将介质排出，实现增压的功能。

如图3、图4所示，在左补偿侧板16、右补偿侧板8上与内、外摆线转子接触的端面开设有一组卸荷槽19，分别对应在不同的旋转位置摆线转子啮合形成的封闭容腔，通过卸荷槽19将封闭容腔与高压区域(或者低压区域)连通，避免封闭容腔体积剧烈变化出现汽蚀或者局部压力过高的问题，降低了屏蔽摆线泵工作出现的振动和噪声。

如图5、图6、图7所示，在衬套3内环面与外摆线转子6接触的部位开设了多个导流槽20，其作用是减小两者相对摩擦的接触面积，以及部分抵消外摆线转子6上产生的径向力，提高工作寿命。

在内摆线转子7和外摆线转子6外表面均镀覆固体润滑材料，减小摆线转子与补偿侧板以及摆线齿之间的摩擦功耗，提高屏蔽摆线泵的寿命和增压效率。

Claims (5)

1.一种高压屏蔽摆线泵，包括端盖、壳体、外摆线转子、内摆线转子、轴、轴承、电机定子、电机转子和位置传感器；所述轴承布置在电机转子两侧，所述内摆线转子通过键安装在轴悬臂端，外摆线转子与内摆线转子同方向旋转啮合，其特征在于：内摆线转子与电机转子分别与同一个轴连接，所述壳体内侧设置有衬套，衬套与壳体过渡配合，衬套和绕衬套内孔中心旋转的外摆线转子均偏心设置于壳体内；在内、外摆线转子两侧设置有补偿侧板，所述补偿侧板设置于衬套内侧，所述补偿侧板与端盖、壳体之间设置有左侧密封与右侧密封，所述轴设置有轴向贯穿的中心孔。

2.根据权利要求1所述的高压屏蔽摆线泵，其特征在于：补偿侧板与内、外摆线转子接触的端面开设有卸荷槽。

3.根据权利要求1或2所述的高压屏蔽摆线泵，其特征在于：衬套内环面与外摆线转子接触的部位设置有多个导流槽。

4.根据权利要求3所述的高压屏蔽摆线泵，其特征在于：外摆线转子与内摆线转子外表面镀覆固体润滑涂层。

5.根据权利要求4所述的高压屏蔽摆线泵，其特征在于：电机定子内环面与电机转子外缘面上均设置有屏蔽套。