CN110307133A - 一种多作用内曲线径向活塞式流体泵 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可利用废弃流体中能量的多作用内曲线径向活塞式流体泵，包括泵体、缸体、传动轴组、活塞组、配流盘等，本发明活塞组有杆腔连通吸排废弃流体通道，无杆腔连通吸排有用流体流道，有杆腔通含有一定能量的废弃流体，无杆腔连通有用流体，活塞及活塞杆内缩，有杆腔吸入含有一定能量的废弃流体，无杆腔排出有用流体；活塞及活塞杆外伸，有杆腔排出已回收了能量的废弃流体，无杆腔吸入低压有用流体。当需对无杆腔内的有用流体加压时，利用有杆腔内废弃流体中的压力能和外力一同工作，可以减少外力的输入，实现有用流体的加压同时实现能量回收，节约成本。

Description

一种多作用内曲线径向活塞式流体泵
技术领域
本发明属于流体传动与控制领域，具体涉及一种多作用内曲线径向活塞式流体泵。
背景技术
能源作为社会生产发展的基石和根本，其消耗率是衡量经济效益的重要指标。随着社会的快速发展，对能源的消耗量和需求量日益增加。解决能源危机成为重中之重，解决方法主要有两个途径：一是开发新能源替代传统能源；二是节约能源和增强对能源的利用率。
我国水资源丰富，但是人均较少，由于人口比较多所以对淡水的需求量非常的大。在我国海水淡化的工程中，会产生大量的带有一定压力能的废弃浓海水，如果工厂未能将废弃浓海水进行充分的利用，就会造成对废弃流体中能量的浪费。不仅增加了淡水的制造成本，降低生产效率，还会影响海水淡化设备的使用寿命及利用率。
因此，发明一种能够在海水淡化工程中，将废弃浓海水进行充分利用的装置成了亟需解决的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种多作用内曲线径向活塞式流体泵，可以减少外力的输入，实现有用流体的加压同时实现能量回收，节约成本。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种多作用内曲线径向活塞式流体泵，包括，
泵体；所述泵体上开设有有用流体吸入通道、有用流体排出通道、废弃流体吸入通道、废弃流体排出通道；
缸体；所述缸体同轴设置于所述泵体的泵腔内；所述缸体径向开设有若干活塞孔；
传动轴组；所述传动轴组与所述缸体固定连接，且带动所述缸体于所述泵腔内转动；
活塞组；所述活塞组设置于所述活塞孔内，且所述活塞组的活塞杆与所述泵腔内壁相接触；
所述泵腔内壁与所述活塞杆相接处呈凹凸曲面状，所述缸体旋转带动所述活塞杆于所述泵腔内壁滑动，所述活塞杆于所述活塞孔内径向往复运动；所述活塞组无杆腔连通所述有用流体吸入通道或所述有用流体排出通道；所述活塞组有杆腔连通所述废弃流体吸入通道或所述废弃流体排出通道；所述泵腔连通所述废弃流体排出通道。
上述的一种多作用内曲线径向活塞式流体泵，其中，所述泵体包括固定连接的前泵体、壳体和后泵体；所述壳体内壁呈凹凸曲面状，且与所述活塞杆相接触；所述后泵体上开设有有用流体吸入通道、有用流体排出通道、废弃流体吸入通道、废弃流体排出通道。
上述的一种多作用内曲线径向活塞式流体泵，其中，所述传动轴组包括转动轴、前端盖和后端盖；所述转动轴通过所述前端盖和所述后端盖固定于所述泵体上。
上述的一种多作用内曲线径向活塞式流体泵，其中，所述活塞组包括返程弹簧、导向套、活塞杆、活塞；所述导向套密封所述活塞孔；所述活塞将所述活塞孔分割成有杆腔和无杆腔；所述弹簧和所述活塞杆推动所述活塞往复运动。
上述的一种多作用内曲线径向活塞式流体泵，其中，还包括配流盘组，所述配流盘组固定缸体，且连通所述无杆腔和所述有用流体吸入通道、所述有用流体排出通道；以及连通所述有杆腔和所述废弃流体吸入通道、所述废弃流体排出通道。
上述的一种多作用内曲线径向活塞式流体泵，其中，所述配流盘组包括压紧弹簧、压板和配流盘；所述压板设置于所述前泵体内壁；所述配流盘设置于所述后泵体内壁；所述压紧弹簧推动所述压板，将所述缸体压紧于所述配流盘上；所述配流盘上开设有通孔连通所述无杆腔、所述有用流体吸入通道、所述有用流体排出通道、所述有杆腔、所述废弃流体吸入通道和所述废弃流体排出通道。
上述的一种多作用内曲线径向活塞式流体泵，其中，所述活塞杆上与所述壳体内壁连接处铰接有滚柱。
上述的一种多作用内曲线径向活塞式流体泵，其中，所述活塞组数量为2N个，N为自然数。
采用以上技术方案，能够达到如下有益效果：
本发明在对有用流体加压时，利用外力和废弃流体中的压力能共同作用，实现废弃流体的能量回收，降低能耗提升工厂的经济效益；当需对无杆腔内的有用流体加压时，利用有杆腔内废弃流体中的压力能和外力一同工作，可以减少外力的输入，实现有用流体的加压同时实现能量回收，节约成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1为本发明一种多作用内曲线径向活塞式流体泵轴向剖面图；
图2为本发明一种多作用内曲线径向活塞式流体泵径向剖面图；
图3为本发明配流盘的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1、图2所示，一种多作用内曲线径向活塞式流体泵，包括泵体2、缸体3、传动轴组1、活塞组4；泵体2上开设有有用流体吸入通道a1、有用流体排出通道a2、废弃流体吸入通道b1、废弃流体排出通道b2；缸体3同轴设置于泵体2的泵腔内；缸体3径向开设有若干活塞孔；传动轴组1与缸体3固定连接，且带动缸体3于泵腔内转动；活塞组4设置于活塞孔内，且活塞组4的活塞杆4.3与泵腔内壁相接触；泵腔内壁与活塞杆4.3相接处呈凹凸曲面状，缸体3旋转带动活塞杆4.3于泵腔内壁滑动，活塞杆4.3于活塞孔内径向往复运动；活塞组4无杆腔连通有用流体吸入通道a1或有用流体排出通道a2；活塞组4有杆腔连通废弃流体吸入通道b1或废弃流体排出通道b2；泵腔连通废弃流体排出通道b2，保证泵体2的内部容腔内的压力为零。
本发明活塞组4有杆腔连通吸/排废弃流体通道，无杆腔连通吸/排有用流体流道，有杆腔连通含有一定能量的废弃流体，无杆腔连通有用流体，活塞杆4.3向活塞孔内推动，有杆腔吸入含有一定能量的废弃流体，无杆腔排出有用流体；活塞杆4.3向活塞孔外运动，有杆腔排出已回收了能量的废弃流体，无杆腔吸入低压有用流体。当需对无杆腔内的有用流体加压时，利用有杆腔内废弃流体中的压力能和外力一同工作，可以减少外力的输入，实现有用流体的加压同时实现能量回收，节约成本。
本发明较佳的实施方式中，泵体2包括固定连接的前泵体2.1、壳体2.2和后泵体2.3，前泵体2.1、壳体2.2和后泵体2.3通过定位销和螺纹连接联为一体；壳体2.2内壁呈凹凸曲面状，且与活塞杆4.3相接触；壳体2.2上的内表面由偶数相同的曲线组成，曲线上离缸体3外表面的最远点为外死点，曲线上离缸体3外表面的最近点为内死点；后泵体2.3上开设有有用流体吸入通道a1、有用流体排出通道a2、废弃流体吸入通道b1、废弃流体排出通道b2；具体运行时，缸体3旋转带动活塞杆4.3于壳体2.2凹凸曲面状内壁滑动，致使活塞杆4.3做活塞运动。
本发明较佳的实施方式中，传动轴组1包括转动轴1.1、前端盖1.2和后端盖1.3；转动轴1.1通过前端盖1.2和后端盖1.3用螺栓和轴承固定于泵体2上；缸体3通过传动轴1.1上的内花键连接，两者可同时同向转动。
本发明较佳的实施方式中，活塞组4包括返程弹簧4.1、导向套4.2、活塞杆4.3、活塞4.4；导向套4.2密封活塞孔，使活塞孔成一密闭空间；活塞4.4将活塞孔分割成有杆腔和无杆腔；返程弹簧4.1和活塞杆4.3推动活塞4.4往复运动，控制有杆腔和无杆腔内的液体进出。
如图1和图3所示，发明较佳的实施方式中，还包括配流盘组5，配流盘组5固定缸体3，且连通无杆腔和有用流体吸入通道a1、有用流体排出通道a2；以及连通有杆腔和废弃流体吸入通道b1、废弃流体排出通道b2；具体的，配流盘组5包括压紧弹簧5.1、压板5.2和配流盘5.3；压板5.2设置于前泵体2.1内壁；配流盘5.3设置于后泵体2.3内壁；压紧弹簧5.1推动压板5.2，将缸体3压紧于配流盘5.3上；压板5.2相对前泵体2.1无转动，但压板5.2相对前泵体2.1可轴向微动(作用间隙补偿)；配流盘5.3相对后泵体2.3无转动，但配流盘5.3相对后泵体2.3可轴向微动(作用间隙补偿)；配流盘5.3上开设有连通无杆腔的窗口、连通有用流体吸入通道a1的窗口A1、连通有用流体排出通道a2的窗口A2、连通有杆腔的窗口、连通废弃流体吸入通道b1的窗口B1和连通废弃流体排出通道b2的窗口B2。
流体泵在长时间工作过程中压板5.2、配流盘5.3与缸体3之间会磨损严重间隙加大，压紧弹簧5.1的作用为间隙补偿。
发明较佳的实施方式中，活塞杆4.3上与壳体2.2内壁连接处铰接有滚柱4.5；活塞杆4.3上的滚柱4.5在返程弹簧4.1的作用下与壳体2.2的内表面紧密接触，活塞杆4.3和滚柱4.5为铰接。
发明较佳的实施方式中，活塞组数量为2N个，N为自然数，使得传动轴1.1只承受扭矩。
本发明的工作原理是：当传动轴1.1在原动机作用下顺时针转动时，活塞4.4在返程弹簧4.1的作用下相对缸体3沿其内表面由内死点向外死点运动时，活塞组4的无杠腔容积扩大，其内压力降低，有用流体在大气压力作用下，通过后泵体2.3上的有用流体吸入通道a1，经配流盘5.3以及缸体3上的相应流道进入到活塞组4的无杠腔内；同时，活塞组4的有杆腔容积减小，其内压力增高将回收了能量的废弃流体通过缸体3上相应的流道经配流盘5.3和后泵体2.3上的废弃流体吸入通道b1排出泵外。此过程同时完成有用流体的吸入和回收了能量的废弃流体的排出。
传动轴1.1在原动机作用下继续转动，在壳体2.2的作用下，活塞4.4相对缸体3沿壳体2.2的内表面由外死点向内死点运动时，活塞组4的无杆腔容积减小，其内压力升高，已吸入的有用流体被加压。高压有用流体通过缸体3上的相应流道经配流盘5.3和后泵体2.3的有用流体排出通道a2排出泵外。同时，活塞组4有杆腔容积增大，含有一定压力能量的废弃流体经后泵体2.3上的废弃流体吸入通道b1和配流盘5.3以及缸体3上的相应流道进入活塞组4的有杆腔。由于含有一定压力能量的废弃流体中具有一定的压力，则该压力作用在活塞4.4上产生的作用力与原动机输入的动力共同为有用流体加压。此过程，同时完成有用流体加压后排出和回收含有一定压力的废弃流体中的压力能。
本发明多作用内曲线径向活塞式流体泵，可利用废弃流体能量，是以双作用单活塞杆液压缸差动原理为基础，为了得到高压有用流体，以原动机和废弃流体同时输入，来驱动多作用内曲线径向活塞式流体泵，通过活塞组4中的无杆腔和有杆腔的容积发生的变化，来得到所需的高压有用流体，大大减少了原动机能量的输入，极大的降低了能量的消耗，实现对废弃流体能量的回收利用。
本发明通过改变活塞4.4和活塞杆4.3的直径比，控制释放压能的大小，进而控制原动机输入外力的大小，即可实现控制能量回收效率；本发明中流体是以石油为基的油类、水类在内的各种液体、空气类在内的各类气体。

Claims (8)

1.一种多作用内曲线径向活塞式流体泵，其特征在于：包括，
泵体；所述泵体上开设有有用流体吸入通道、有用流体排出通道、废弃流体吸入通道、废弃流体排出通道；
缸体；所述缸体同轴设置于所述泵体的泵腔内；所述缸体径向开设有若干活塞孔；
传动轴组；所述传动轴组与所述缸体固定连接，且带动所述缸体于所述泵腔内转动；
活塞组；所述活塞组设置于所述活塞孔内，且所述活塞组的活塞杆与所述泵腔内壁相接触；
所述泵腔内壁与所述活塞杆相接处呈凹凸曲面状，所述缸体旋转带动所述活塞杆于所述泵腔内壁滑动，所述活塞杆于所述活塞孔内径向往复运动；所述活塞组无杆腔连通所述有用流体吸入通道或所述有用流体排出通道；所述活塞组有杆腔连通所述废弃流体吸入通道或所述废弃流体排出通道；所述泵腔连通所述废弃流体排出通道。
2.根据权利要求1所述的一种多作用内曲线径向活塞式流体泵，其特征在于：所述泵体包括固定连接的前泵体、壳体和后泵体；所述壳体内壁呈凹凸曲面状，且与所述活塞杆相接触；所述后泵体上开设有有用流体吸入通道、有用流体排出通道、废弃流体吸入通道、废弃流体排出通道。
3.根据权利要求1所述的一种多作用内曲线径向活塞式流体泵，其特征在于：所述传动轴组包括转动轴、前端盖和后端盖；所述转动轴通过所述前端盖和所述后端盖固定于所述泵体上。
4.根据权利要求2所述的一种多作用内曲线径向活塞式流体泵，其特征在于：所述活塞组包括返程弹簧、导向套、活塞杆、活塞；所述导向套密封所述活塞孔；所述活塞将所述活塞孔分割成有杆腔和无杆腔；所述返程弹簧和所述活塞杆推动所述活塞往复运动。
5.根据权利要求1所述的一种多作用内曲线径向活塞式流体泵，其特征在于：还包括配流盘组，所述配流盘组固定缸体，且连通所述无杆腔和所述有用流体吸入通道、所述有用流体排出通道；以及连通所述有杆腔和所述废弃流体吸入通道、所述废弃流体排出通道。
6.根据权利要求5所述的一种多作用内曲线径向活塞式流体泵，其特征在于：所述配流盘组包括压紧弹簧、压板和配流盘；所述压板设置于所述前泵体内壁；所述配流盘设置于所述后泵体内壁；所述压紧弹簧推动所述压板，将所述缸体压紧于所述配流盘上；所述配流盘上开设有通孔连通所述无杆腔、所述有用流体吸入通道、所述有用流体排出通道、所述有杆腔、所述废弃流体吸入通道和所述废弃流体排出通道。
7.根据权利要求4所述的一种多作用内曲线径向活塞式流体泵，其特征在于：所述活塞杆上与所述壳体内壁连接处铰接有滚柱。
8.根据权利要求1所述的一种多作用内曲线径向活塞式流体泵，其特征在于：所述活塞组数量为2N个，N为自然数。
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