CN109538469B - 双作用多叶片泵 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双作用多叶片泵，包括壳体、转子、叶片、滑靴，壳体罩在转子外部，壳体内壁对中处向球心方向延伸有一圈圆环K1；所述转子侧壁对中处开有一环槽，环槽左侧面上至少开有三个沿圆周方向均匀分布的左滑槽，环槽右侧面上开有与左滑槽数量相同且一一对应的右滑槽，左滑槽和右滑槽上均滑动设置有叶片，圆环K1夹在左滑槽和右滑槽的叶片之间，叶片的外端头安装在滑靴上，滑靴与圆环K1侧面抵接；相邻两个叶片、环槽表面、壳体内壁以及圆环K1侧壁之间形成一个容腔；转子的轴线和壳体的轴线不重合；本发明叶片与壳体的相对线速度很小，可以极高速度运转，体积很小，排量很大，输出压力很高。

Description

双作用多叶片泵
技术领域
本发明涉及多叶片泵，尤其涉及一种双作用多叶片泵。
背景技术
现有的叶片泵结构均为一转子偏心置于油缸体内，叶片径向或与转子半径成一定角度置于转子内，工作时转子高速旋转，叶片在离心力的作用下甩出，与油缸体形成密封腔，旋转时容积变化产生压力。这种形式叶片泵由于叶片和油缸体之间是靠一条接触线密封，因此密封性能较差，输出压力较低，加上旋转时叶片与油缸体的相对线速度很大，产生很大摩擦，致使叶片泵整体磨损快，寿命短，效率低。这样，泵的转速不能太高。另外，旋转时为了保证叶片能在转子内安全进出，转子必须有相当的直径，这样势必排量较小，特别是变量泵，更是如此。
发明内容
本发明的目的是提供全部密封处均为面密封，不易磨损，叶片与壳体的相对线速度很小，可以极高速度运转，体积很小，排量很大，输出压力很高的一种双作用多叶片泵。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种双作用多叶片泵，包括壳体、转子、叶片、配油块和滑靴，转子位于中心，壳体罩在转子外部，壳体内壁对中处向球心方向延伸有一圈圆环K1；所述转子侧壁对中处开有一环槽，环槽左侧面上至少开有三个沿圆周方向均匀分布的左滑槽，环槽右侧面上开有与左滑槽数量相同且一一对应的右滑槽，左滑槽和右滑槽上均滑动设置有叶片，圆环K1夹在左滑槽和右滑槽的叶片之间，叶片的外端头安装在滑靴上，滑靴与圆环K1侧面抵接；相邻两个叶片、环槽表面、壳体内壁以及圆环K1侧壁之间形成一个容腔，转子上开有与容腔数量相同的油口，一个油口与一个容腔相连通，转子的两端均连接有配油块；转子的轴线和壳体的轴线不重合；当转子转动时，转子带动叶片一起转动，由于滑靴与圆环K1侧面抵接，滑靴绕着圆环K1的轴线转动，左滑槽和右滑槽上的叶片周期性的完成伸缩运动，使得容腔的体积发生周期性的变化，进而周期性的形成高压容腔和低压容腔，低压容腔通过配油块吸油，高压容腔通过配油块排油。
进一步的，所述转子当中是两端平行截掉两个球冠的腰鼓形球台A2，球台A2上至少有三条槽B2，均分球台A2，槽B2的宽度与叶片的厚度相同，球台A2的两端是圆锥侧面C2和圆锥侧面D2，球台A2、圆锥侧面C2和圆锥侧面D2构成环槽；圆锥侧面C2上具有与槽B2数量相同的槽E2，槽E2均分圆锥侧面C2，槽E2即为右滑槽；圆锥侧面D2上具有与槽B2数量相同的槽F2，均分圆锥侧面D2，槽F2即为左滑槽；槽E2、槽B2和槽F2依次相连通；槽E2和槽F2的宽度与叶片的厚度相同，圆锥侧面C2上相邻两个槽E2之间有一个孔K2，圆锥侧面D2上相邻两个槽F2之间均有一个孔K2’，与圆锥侧面C2相连的面是球面G2，与圆锥侧面D2相连的面是球面H2，球面G2和球面H2的半径和球心均与壳体内球面A1的半径和球心相同，转子的两端面是圆环面I2和圆环面J2，圆环面I2上均布有与孔K2相对应的孔L2，圆环面J2上均布有与孔K2’相对应的孔L2’，孔L2与与其对应的孔K2相连通，形成第二油口，供进油或排油之用；孔L2’与与其对应的孔K2’相连通，形成第一油口，供进油或排油之用。
进一步的，所述壳体有内球面A1和外球面B1，内球面A1和外球面B1都是两头平行截掉相同大小的球冠的腰鼓形球面，内球面A1的对中处向球心方向延伸有一圈圆环K1，该圆环K1两边是两个平行的圆环平面C1和D1，圆环K1中间是内圆球面E1，其直径与球台A2的直径相等。
进一步的，所述外球面B1的中部向外凸出一圈圆环J1，凸圆环J1安放在导向块的导向槽内。
进一步的，所述叶片由前后两个平行平面A3、B3，上下两个柱面C3、D3，一个侧面及另一侧长圆柱面F3围合而成；其中，柱面C3的半径和圆心分别与壳体内球面A1的半径和圆心相同，柱面D3的半径和圆心分别与转子球面上槽B2槽底面的半径和圆心相同；长圆柱面F3铰接在滑靴上。
进一步的，所述配油块为一圆柱体，圆柱体的外圆柱面A4的直径与转子两端圆面I2和J2的直径相等，圆柱体上开有两个腰形通孔B4和C4，一个腰形通孔与高压腔相通，另一个腰形通孔与低压腔相通。
进一步的，所述滑靴为长条形，由左右两个平行平面A5、B5，上球面C5、下球面D5，底面E5及另一边凹圆柱面F5围合而成；其中，外球面C5的半径和圆心与壳体内球面A1的半径和圆心相同，下球面D5的半径和圆心与转子球台面A2的半径和圆心相同，凹圆柱面F5与叶片长圆柱面F3的半径和圆心相同；底面E5与圆环K1的圆环平面C1或圆环平面D1抵接。
进一步的，所述转子球台面A2上没有槽B2。
本发明具有的优点是：
1)所有密封处均为面密封；
2)排量大，压力高，效率高；
3)相比于传统的柱塞泵和叶片泵，本发明提供的叶片泵比功率大；
4)通过调节导向块的倾斜角度，也就是调节壳体内圆环K1的轴线与转子的轴线的夹角，便可调节泵的流量；
5)转子与泵体相对线速度很低，可以极高速运行；
6)结构紧凑，加工相对容易；
7)成本较低，寿命长。
8)采用双作用的形式，相比于单作用的形式，比功率更大。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的整体结构示意图；
图2a是本发明的壳体结构示意图；
图2b是图2a的kk剖面示意图；
图3a是转子结构示意图；
图3b是图3a的左视图；
图4a是本发明叶片结构示意图；
图4b是图4a的K向视图；
图5是本发明的配油块结构示意图；
图6a是本发明的滑靴示意图；
图6b是图6a的MM剖面示意图；
图7是本发明的叶片和滑靴结构示意图；
图中：1.壳体，2.转子，3.叶片，4.配油块，5.滑靴，6导向块。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有的实施方式。相反，它们仅是与如所附中权利要求书中所详述的，本发明的一些方面相一致的装置的例子。本说明书的各个实施例均采用递进的方式描述。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
如图1所示，本发明实施例提供一种双作用多叶片泵，包括壳体1、转子2、叶片3、配油块4和滑靴5，转子2位于中心，壳体1罩在转子2外部，壳体1内壁对中处向球心方向延伸有一圈圆环K1；所述转子2侧壁对中处开有一环槽，环槽左侧面上至少开有三个沿圆周方向均匀分布的左滑槽，环槽右侧面上开有与左滑槽数量相同且一一对应的右滑槽，左滑槽和右滑槽上均滑动设置有叶片3，圆环K1夹在左滑槽和右滑槽的叶片3之间，叶片3的外端头安装在滑靴5上，滑靴5与圆环K1侧面抵接；相邻两个叶片3、环槽表面、壳体1内壁以及圆环K1侧壁之间形成一个容腔，转子2上开有与容腔数量相同的油口，一个油口与一个容腔相连通，转子2的两端均连接有配油块4；转子2的轴线和壳体1的轴线不重合；
当转子2转动时，转子2带动叶片3一起转动，由于滑靴5与圆环K1侧面抵接，滑靴5绕着圆环K1的轴线转动，左滑槽和右滑槽上的叶片3周期性的完成伸缩运动，使得容腔的体积发生周期性的变化，进而周期性的形成高压容腔和低压容腔，低压容腔通过配油块4吸油，高压容腔通过配油块4排油。
需要说明的是，所述叶片3的数量至少是6个，滑槽(左滑槽和右滑槽)以及滑靴的数量均与叶片3的数量相同，以下以叶片3的数量为18个为例，来进一步阐述本发明的具体方案，本领域技术人员根据以下的描述，也能毫无疑义的获得叶片3的数量为其他的实施例。
图2a和图2b为本发明的壳体1的形状结构示意图。所述壳体1有内球面A1和外球面B1，内球面A1和外球面B1都是两头平行截掉相同大小的球冠的腰鼓形球面，内球面A1的对中处向球心方向延伸有一圈圆环K1，该圆环K1两边是两个平行的圆环平面C1和D1，圆环K1中间是内圆球面E1，其直径与球台A2的直径相等；优选的所述外球面B1的中部向外凸出一圈圆环J1，在实际运转过程中，壳体1可以静止不动，为了减少壳体1和转子2的相对转速，凸圆环J1安放在导向块6的导向槽内，凸圆环J1可以通过外力驱动转动也可不给外力驱动。圆环J1好似圆环K1向外的延伸部分，圆环K1以及圆环J1构成大圆环，大圆环也可与壳体1分开，单独成为一斜盘，原壳体1左右两半紧贴固定在该斜盘上。
图3a和图3b所示为本发明的转子2的形状结构示意图。所述转子2当中是两端平行截掉两个球冠的腰鼓形球台A2，球台A2上有九条槽B2，均分球台A2，如同地球仪上的经线，槽B2的宽度与叶片3的厚度相同，球台A2的两端是圆锥侧面C2和圆锥侧面D2，球台A2、圆锥侧面C2和圆锥侧面D2构成环槽；圆锥侧面C2上具有与槽B2数量相同的槽E2，槽E2均分圆锥侧面C2，槽E2即为右滑槽；圆锥侧面D2上具有与槽B2数量相同的槽F2，均分圆锥侧面D2，槽F2即为左滑槽；槽E2、槽B2和槽F2依次相连通；槽E2和槽F2的宽度与叶片3的厚度相同，圆锥侧面C2上相邻两个槽E2之间有一个孔K2，圆锥侧面D2上相邻两个槽F2之间均有一个孔K2’，与圆锥侧面C2相连的面是球面G2，与圆锥侧面D2相连的面是球面H2，球面G2和球面H2的半径和球心均与壳体1内球面A1的半径和球心相同，转子2的两端面是圆环面I2和圆环面J2，圆环面I2上均布有与孔K2相对应的孔L2，圆环面J2上均布有与孔K2’相对应的孔L2’，孔L2与与其对应的孔K2相连通，形成第二油口，供进油或排油之用；孔L2’与与其对应的孔K2’相连通，形成第一油口，供进油或排油之用。当然孔L2、孔K2、孔L2’、孔K2’的形状均可以是圆形、矩形或梯形等
图4a和图4b为本发明的叶片3的形状结构示意图。所述叶片3共有相同的18片，所述叶片3由前后两个平行平面A3、B3，上下两个柱面C3、D3，一个侧面及另一侧长圆柱面F3围合而成；其中，柱面C3的半径和圆心分别与壳体1内球面A1的半径和圆心相同，柱面D3的半径和圆心分别与转子2球面上槽B2槽底面的半径和圆心相同；长圆柱面F3铰接在滑靴5上，如图7所示。需要说明的是，所述转子2球台面A2上也可以没有槽B2，槽E2和槽F2相互独立；柱面D3与球台A2表面抵接，柱面D3的半径和圆心分别与转子2球台A2的半径和圆心相同。
图5为本发明的配油块4的形状结构示意图。所述配油块4为一圆柱体，圆柱体的外圆柱面A4的直径与转子2两端圆面I2和J2的直径相等，圆柱体上开有两个腰形通孔B4和C4，一个腰形通孔与高压腔相通，另一个腰形通孔与低压腔相通。
图6a和图6b为本发明的滑靴5的形状结构示意图。所述滑靴5为长条形，共有相同的18片，由左右两个平行平面A5、B5，上球面C5、下球面D5，底面E5及另一边凹圆柱面F5围合而成；其中，外球面C5的半径和圆心与壳体1内球面A1的半径和圆心相同，下球面D5的半径和圆心与转子2球台面A2的半径和圆心相同，凹圆柱面F5与叶片3长圆柱面F3的半径和圆心相同；底面E5与圆环K1的圆环平面C1或圆环平面D1抵接。
其余未做说明的技术，均为本领域技术人员悉知的技术方案，这里不再赘述。
本发明的运行工作原理如下：
如图1所示，相邻两个叶片3、环槽表面、壳体1内壁以及圆环K1侧壁之间形成一个封闭容腔，一共有18个容腔，即圆环K1的左侧有9个，右侧有9个；
现以泵的右端为例，如图1所示，在最上端，壳体1圆环K1位于最左边，这时该容腔容积最大。而在最下端，壳体1圆环K1位于最右边，这时该容腔容积最小。当转子2旋转时，转子2带动叶片3一起转动，由于滑靴5与圆环K1侧面抵接，滑靴5绕着圆环K1的轴线转动，左滑槽和右滑槽上的叶片3周期性的完成伸缩运动，使得容腔的体积发生周期性的变化，位于泵的最下端的容腔容积由最小逐渐增大，这时该容腔与高压腔断开，并通过右侧的配油块4与低压腔相通，该容腔开始通过右侧的配油块4吸油。当转子2由最下端旋到最上端时，该容腔容积达到最大。当转子2继续旋转时，就是由最上端旋向最下端旋转时，该容腔容积开始缩小，该容腔与低压腔断开，并通过右侧的配油块4与高压腔相通，该容腔开始通过右侧的配油块4排油。这就完成了一个循环。继续旋转，如此周而复始，就会不断吸油排油。其他容腔也相同。
同理，在泵的左侧端，情况与右端相反，从而实现双作用。
如果调节导向块6的倾斜角度，也就是调节壳体1内圆环K1的轴线与转子2的轴线的夹角，便可调节泵的流量。
上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本方面进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本方面作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种双作用多叶片泵，其特征在于，包括壳体（1）、转子（2）、叶片（3）、配油块（4）和滑靴（5），转子（2）位于中心，壳体（1）罩在转子（2）外部，壳体（1）内壁对中处向球心方向延伸有一圈圆环K1；所述转子（2）侧壁对中处开有一环槽，环槽左侧面上至少开有三个沿圆周方向均匀分布的左滑槽，环槽右侧面上开有与左滑槽数量相同且一一对应的右滑槽，左滑槽和右滑槽上均滑动设置有叶片（3），圆环K1夹在左滑槽和右滑槽的叶片（3）之间，叶片（3）的外端头安装在滑靴（5）上，滑靴（5）与圆环K1侧面抵接；相邻两个叶片（3）、环槽表面、壳体（1）内壁以及圆环K1侧壁之间形成一个容腔，转子（2）上开有与容腔数量相同的油口，一个油口与一个容腔相连通，转子（2）的两端均连接有配油块（4）；转子（2）的轴线和壳体（1）的轴线不重合；
当转子（2）转动时，转子（2）带动叶片（3）一起转动，由于滑靴（5）与圆环K1侧面抵接，滑靴（5）绕着圆环K1的轴线转动，左滑槽和右滑槽上的叶片（3）周期性的完成伸缩运动，使得容腔的体积发生周期性的变化，进而周期性的形成高压容腔和低压容腔，低压容腔通过配油块（4）吸油，高压容腔通过配油块（4）排油。
2.根据权利要求1所述的一种双作用多叶片泵，其特征在于，所述转子（2）当中是两端平行截掉两个球冠的腰鼓形球台A2，球台A2上至少有三条槽B2，均分球台A2，槽B2的宽度与叶片（3）的厚度相同，球台A2的两端是圆锥侧面C2和圆锥侧面D2，球台A2、圆锥侧面C2和圆锥侧面D2构成环槽；圆锥侧面C2上具有与槽B2数量相同的槽E2，槽E2均分圆锥侧面C2，槽E2即为右滑槽；圆锥侧面D2上具有与槽B2数量相同的槽F2，均分圆锥侧面D2，槽F2即为左滑槽；槽E2、槽B2和槽F2依次相连通；槽E2和槽F2的宽度与叶片（3）的厚度相同，圆锥侧面C2上相邻两个槽E2之间有一个孔K2，圆锥侧面D2上相邻两个槽F2之间均有一个孔K2’，与圆锥侧面C2相连的面是球面G2，与圆锥侧面D2相连的面是球面H2，球面G2和球面H2的半径和球心均与壳体（1）内球面A1的半径和球心相同，转子（2）的两端面是圆环面I2和圆环面J2，圆环面I2上均布有与孔K2相对应的孔L2，圆环面J2上均布有与孔K2’相对应的孔L2’，孔L2与与其对应的孔K2相连通，形成第二油口，供进油或排油之用；孔L2’与与其对应的孔K2’相连通，形成第一油口，供进油或排油之用。
3.根据权利要求2所述的一种双作用多叶片泵，其特征在于，所述壳体（1）有内球面A1和外球面B1，内球面A1和外球面B1都是两头平行截掉相同大小的球冠的腰鼓形球面，内球面A1的对中处向球心方向延伸有一圈圆环K1，该圆环K1两边是两个平行的圆环平面C1和D1，圆环K1中间是内圆球面E1，其直径与球台A2的直径相等。
4.根据权利要求3所述的一种双作用多叶片泵，其特征在于，所述外球面B1的中部向外凸出一圈圆环J1，凸圆环J1安放在导向块（6）的导向槽内。
5.根据权利要求3或4所述的一种双作用多叶片泵，其特征在于，所述叶片（3）由前后两个平行平面A3、B3，上下两个柱面C3、D3，一个侧面及另一侧长圆柱面F3围合而成；其中，柱面C3的半径和圆心分别与壳体（1）内球面A1的半径和圆心相同，柱面D3的半径和圆心分别与转子（2）球面上槽B2槽底面的半径和圆心相同；长圆柱面F3铰接在滑靴（5）上。
6.根据权利要求5所述的一种双作用多叶片泵，其特征在于，所述配油块（4）为一圆柱体，圆柱体的外圆柱面A4的直径与转子（2）两端圆面I2和J2的直径相等，圆柱体上开有两个腰形通孔B4和C4，一个腰形通孔与高压腔相通，另一个腰形通孔与低压腔相通。
7.根据权利要求6所述的一种双作用多叶片泵，其特征在于，所述滑靴（5）为长条形，由左右两个平行平面A5、B5，上球面C5、下球面D5，底面E5及另一边凹圆柱面F5围合而成；其中，外球面C5的半径和圆心与壳体（1）内球面A1的半径和圆心相同，下球面D5的半径和圆心与转子（2）球台面A2的半径和圆心相同，凹圆柱面F5与叶片（3）长圆柱面F3的半径和圆心相同；底面E5与圆环K1的圆环平面C1或圆环平面D1抵接。
8.根据权利要求2所述的一种双作用多叶片泵，其特征在于，所述转子（2）球台面A2上没有槽B2。
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