CN107939677B - 一种液环泵 - Google Patents

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Abstract

本发明属于水力机械设备技术领域,具体涉及一种液环泵。为了解决目前在液环泵的使用过程中多工况需求及调节不便的问题,本发明公开了一种全新的液环泵。该液环泵,包括壳体和叶轮,其中所述叶轮位于所述壳体内部并且偏心设置,在所述壳体和所述叶轮之间设有调节套,所述调节套与所述壳体之间可以沿圆周方向相对转动;所述调节套为环形结构,并且其外表面与所述壳体的内表面接触,其壁厚沿圆周方向不等厚设计。采用本发明的液环泵时,可以实现多壳体型线的设计,获得多条特性曲线,从而获得更好的调节效果。

Description

一种液环泵
技术领域
本发明属于水力机械设备技术领域,具体涉及一种液环泵。
背景技术
液环泵的工作原理类似于容积式泵,其中叶轮偏心设置在壳体的内部。随着叶轮的旋转,工作介质由于惯性作用,在壳体的内表面形成一个运动的液体圆环即液环,此时沿圆周方向在液环、叶片和叶轮轮毂(或壳体)之间形成若干个容积不同的空腔,并且各个空腔随叶轮的旋转其容积将周期性的变化。当叶片间的空腔容积在逐渐增大的过程中,与吸气口相通,则可吸入气体;当空腔容积逐渐减小时,气体将被压缩,并且叶轮旋转到适当位置后,与排气口相同,则可排出压缩气体。如此循环即可连续完成抽送气体。
目前,在使用液环泵的系统中,如果需要对液环泵的工况进行调节,一般是通过改变泵出口调节阀的开度来改变系统的阻力特性,从而改变其压力及流量等工况参数。当泵处于非额定工况时,其效率会大大下降,而且调节的范围非常有限,通过泵出口阀调节过程中泵的特性曲线是不会发生变化的,其是由泵的叶轮及壳体内流道型线所决定的。
发明内容
为了解决目前在液环泵的使用过程中,存在多工况需求及调节不便的问题,本发明提出了一种全新的液环泵。该液环泵,包括壳体和叶轮,其中所述叶轮位于所述壳体的内部并且偏心设置,在所述壳体和所述叶轮之间设有调节套,所述调节套与所述壳体之间可以沿圆周方向进行相对转动;所述调节套为环形结构,并且其外表面与所述壳体的内表面接触,其壁厚沿圆周方向为非等厚设计。
优选的,所述调节套的外表面设有螺纹盲孔,所述壳体上设有沿圆周方向的调节槽;所述调节槽贯穿所述壳体,并且与所述螺纹盲孔位于同一平面内。
进一步优选的,所述壳体的内表面与所述调节套的外表面之间设有密封件,所述密封件固定在所述调节槽的四周。
进一步优选的,所述密封件采用O型圈,所述调节槽的四周设有密封槽,用于安装所述密封件。
优选的,所述壳体的内表面设有滑槽,所述滑槽沿圆周方向设置;所述调节套的外表面设有滑台,所述滑台沿圆周方向设置,并且可以在所述滑槽内旋转滑动。
进一步优选的,所述壳体的内表面设有两个所述滑槽,并且对称分布在所述调节槽的两侧;所述调节套的外表面设有两个所述滑台,并且对称分布在所述螺纹盲孔的两侧。
进一步优选的,所述调节套为分体式结构,由多个圆弧段沿圆周方向依次连接组成。
进一步优选的,所述滑台所在圆弧段的圆心角小于180度。
本发明的液环泵与现有常规的液环泵相比较,具有以下有益效果:
1、在本发明的液环泵中,通过在壳体和叶轮之间设置调节套,其中调节套的壁厚沿圆周方向逐渐变化,并且可以相对于壳体进行圆周方向的转动。此时,通过改变调节套在壳体内部的位置,就可以对壳体内不同容积空腔的分布位置进行改变,进而可以改变位于排气口和吸气口位置处空腔的容积大小,实现对液环泵输出气体压力和流量的调节,从而形成一个变量的液环泵,实现了多个液环泵所能实现的多特性曲线。这样,不仅可以增加同一款液环泵的使用工况,提高液环泵的使用效率,而且在系统中既可以通过对液环泵的调节实现对输入系统中气体的改变,也可以通过液环泵与控制阀的配合调节实现对输入系统中气体的改变,从而增加了对系统的调节方式以及对系统的调节范围,提高了液环泵系统的效率。
2、在本发明中,通过设置螺纹盲孔、调节槽、滑台和滑槽,不仅方便了对调节套的调节操作,而且保证了对调节套调节过程的稳定性和流畅性,从而提高了整个液环泵的工作性能和工作可靠性。
附图说明
图1为本发明液环泵在工作时,壳体内部的结构示意图;
图2为本发明中调节套展开后外表面的局部示意图;
图3为图2中沿H-H方向的截面示意图;
图4为本发明中壳体展开后内表面的局部示意图;
图5为图4中沿Q-Q方向的截面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细介绍。
结合图1所示,本发明的液环泵,包括壳体1、叶轮2和调节套3。其中,叶轮2位于壳体1的内部,并且与壳体1为偏心设置。调节套3为环形结构,位于壳体1和调节套3之间,并且调节套3可以相对于壳体1进行沿圆周方向的转动。同时,调节套3的外表面与壳体1的内表面接触,调节套3的壁厚沿圆周方向为非等厚设计,即调节套3的内表面与其中心轴线之间的距离,沿壳体1内表面的圆周方向逐渐变大(或变小)再逐渐变小(变大),形成一个闭合的、连续的内曲面。
此时,随着叶轮2的旋转,在调节套3的内表面形成一个运动的液体圆环即液环4,进而沿圆周方向形成若干个容积不同的空腔5,各个空腔5随叶轮2的旋转其容积发生周期性的变化,并且与排气口和吸气口进行交替的相通,从而实现对气体的输送。由于调节套3可以相对于壳体1进行圆周方向的转动,因此通过改变调节套3的位置,可以改变容积不同的空腔5沿圆周方向的分布位置,使位于排气口和吸气口位置的空腔5的容积发生变化,从而改变气体的输出压力和流量,实现对液环泵输出气体的调节。
优选的,结合图1至图5所示,在本发明中,在调节套3的外表面设有螺纹盲孔31,在壳体1上设有沿圆周方向的调节槽11。其中,调节槽11贯穿壳体1,并且与螺纹盲孔31位于同一平面内。这样,可以将调节螺钉6贯穿调节槽11与螺纹盲孔31进行螺纹连接,从而通过沿调节槽11滑动调节螺钉6,既可带动调节套3在壳体1的内部进行相对于壳体1的转动。
进一步优选的,结合图1、图4和图5所示,在调节套3的外表面和壳体1的内表面之间设有密封件7。其中,密封件7位于调节槽11的四周,用于防止位于壳体1和调节套3之间的介质通过调节槽11进行外泄露,从而保证液环泵的容积效率。在本实施例中,密封件7选用O型圈,并且在调节槽11的四周设有密封槽12,用于安装O型圈,从而防止在调节套3的移动过程中,密封件7与调节槽11的相对位置关系发生变化。
此外,结合图1所示,在调节螺钉6上设有固定螺母8。通过旋转固定螺母8可以对调节螺钉6在调节槽11内的位置进行锁紧固定,从而固定调节套3在壳体1内部的位置。另外,还可以根据调节套3在壳体1内部位置的变化,在壳体1的外表面沿调节槽11的长度方向进行对应刻度的标记,从而可以快速准确进行调节套3位置的调整和固定,提高对液环泵输出气体的调节效率。
优选的,结合图2至图5所示,在壳体1的内表面设有滑槽13并且沿圆周方向设置,同时在调节套3的外表面设有滑台32。滑台32位于滑槽13内,并且可以在滑槽13内进行往复滑动。这样,在通过调节螺钉6对调节套3进行圆周方向的转动时,可以借助滑台32与滑槽13之间的导向作用,避免调节套3发生沿轴向的偏移,从而保证对调节套3转动的准确度,提高对液环泵调节的精准度。
此外,结合图2至图5所示,在本发明中,在壳体1的内表面设有两个滑槽13,并且两个滑槽13对称分布在调节槽11的两侧,同时在调节套3的外表面设有两个滑台32,并且两个滑台32对称分布在螺纹盲孔31的两侧。通过设置两套滑台32和滑槽13,并且对称分布在调节槽11的两侧,这样可以避免调节螺钉6与调节槽11之间发生卡死现象,保证调节套3转动过程的稳定性和流畅性。
优选的,在本发明中,调节套3采用分体式结构,并且由多个圆弧段沿圆周方向依次连接组成。这样,不仅便于调节套3的拆装操作,而且如果调节套3的某一部分发生损坏,则只需要对该部分所在的圆弧段进行单独替换即可,从而可以降低维修成本,节省资源。
此外,由于对滑台32和滑槽13进行安装连接时,需要对滑台32进行沿直径方向的插装操作。因此,在本实施例中,将调节套3分为两段,即滑台32所在圆弧段和剩余圆弧段,其中将滑台32所在圆弧段的圆心角设计为小于180度,即将滑台32所在圆弧段的开口尺寸设计为小于壳体1内径尺寸,从而保证滑台32可以快速准确的完成与滑槽13的拆装连接。
结合图1所示,将调节套3分为两段时,其中剩余圆弧段即图1中左边的一段为等厚度部分,滑台32所在的圆弧段即图1中与调节螺钉6连接的一段为不等厚部分。当液环泵在真空泵工况时,调节套3中的非等厚部分布置在图1所示的右侧吸气处,实现对吸气区泵壳体型线的调整;当液环泵在压缩机工况时,调节套3中的非等厚部分布置在图1所示的壳体左侧的压气区,实现对压气区壳体型线的调整。
另外,将滑台32所在圆弧段的圆弧长度设计为大于滑槽13的圆弧长度。这样,在调节套3转动过程中,可以避免相邻圆弧段的连接位置进入调节槽11内部,从而降低介质通过连接位置发生外泄漏的风险。

Claims (6)

1.一种液环泵,包括壳体和叶轮,其中所述叶轮位于所述壳体的内部并且偏心设置,其特征在于,在所述壳体和所述叶轮之间设有调节套,所述调节套与所述壳体之间可以沿圆周方向进行相对转动;所述调节套为环形结构,并且其外表面与所述壳体的内表面接触,其壁厚沿圆周方向为非等厚设计;所述调节套的外表面设有螺纹盲孔,所述壳体上设有沿圆周方向的调节槽;所述调节槽贯穿所述壳体,并且与所述螺纹盲孔位于同一平面内;所述壳体的内表面设有滑槽,所述滑槽沿圆周方向设置;所述调节套的外表面设有滑台,所述滑台沿圆周方向设置,并且可以在所述滑槽内旋转滑动;其中,所述调节套的壁厚沿圆周方向分为两段,分别为等厚段和非等厚段,并且等厚段对应压气区时非等厚段对应吸气区,等厚段对应吸气区时非等厚段对应压气区。
2.根据权利要求1所述的液环泵,其特征在于,所述壳体的内表面与所述调节套的外表面之间设有密封件,所述密封件固定在所述调节槽的四周。
3.根据权利要求2所述的液环泵,其特征在于,所述密封件采用O型圈,所述调节槽的四周设有密封槽,用于安装所述密封件。
4.根据权利要求1所述的液环泵,其特征在于,所述壳体的内表面设有两个所述滑槽,并且对称分布在所述调节槽的两侧;所述调节套的外表面设有两个所述滑台,并且对称分布在所述螺纹盲孔的两侧。
5.根据权利要求1所述的液环泵,其特征在于,所述调节套为分体式结构,由多个圆弧段沿圆周方向依次连接组成。
6.根据权利要求5所述的液环泵,其特征在于,所述滑台所在圆弧段的圆心角小于180度。
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