CN1126870C

CN1126870C - 一种旋转活塞泵

Info

Publication number: CN1126870C
Application number: CN98115359A
Authority: CN
Inventors: 张金生
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-06-29
Filing date: 1998-06-29
Publication date: 2003-11-05
Anticipated expiration: 2018-06-29
Also published as: CN1240884A

Abstract

本发明公开一种泵，其中包括一个由连续曲面构成的内腔，设置于内腔中的转子，设置于转子的滑道内的并受到弹簧作用的叶片，分别开设于内腔壁上的吸进孔和排出孔。本发明的转子上至少开有两条不共线的用于设置滑动叶片的滑道，在所述的各滑道底部均设有与转子外部连通的导孔，其内腔由部分圆柱面和一段与转子相切的径向凸轮构成。

Description

一种旋转活塞泵

技术领域

本发明涉及一种抽吸或排出气体或液体的，由置于轴上的可旋转的叶片构成的变容式旋转活塞泵，且叶片可相对外部件进行往复运动，其中包括一个由连续曲面构成的内腔，设置于内腔中的转子，设置于转子的滑道内的并受到弹簧作用的叶片，用于使叶片沿内腔径向运动的凸轮，设于内腔内并与所述的转子相切并将内腔分隔开的分隔装置，以及分别开设于内腔壁上的处于分隔位置两侧的吸进孔和排出孔。

背景技术

中国发明专利申请90101741.8公开一种阀门式液压泵，该专利申请的泵是在圆柱形的壳体中设置一个转子，在转子上设置有滑道，其中装入“几组”叶片组(注：根据该专利申请文件所公开的情况来看只能是设置一组滑道，装入一组，也就是两片叶片)和弹簧，在与壳体相配合的端盖上开有与叶片上所设的“滑块”相配合并可使“滑块”沿壳体的径向运动的“滑块滑道”，该专利申请所述的滑道实际上是一个可使滑块沿壳体的径向运动的凸轮，在该专利申请的壳体上还设置有与转子相切形成将壳内腔体分隔开的分腔块。该专利申请是采用转子与分腔块以及运动的叶片实现将壳体分为数个可变容积的工作区，并通过转子的转动带动叶片运动，使各工作区的容积发生变化，实现抽吸和排出液体的功能。从已公开的文件中可见该专利申请至少有以下几方面的不足：

1、在转子上设置叶片的“滑道”，如果其与叶片的间隙较大，则不可避免地通过两叶片与滑道间的间隙将不同的工作区域导通，这就会减小该泵的工作效率；如果其与叶片间隙较小时则会因存于“滑道”内的液体无法流出而受到压缩，致使泵在工作时其叶片沿转子轴向运动时产生附加的阻力，

2、当该泵工作在压力较高的状态时，例如需泵向较高的位置排水时，叶片所受到的剪应力过大，易造成叶片被剪断的现象，

3、在端盖上设置驱动叶片运动的滑道，一方面其加工变的较为困难，并使叶片的结构复杂，制造困难，同时也难于确定分腔块、端盖、叶片等各配合件间的配合参数，使其设计加工过程更为复杂、困难，

4、由于难于保障泵内各配合件的配合参数，使其转子与分腔块间的密封变的不可靠，会产生由排出液体区向吸入液体区间的反向泄漏，进一步降低效率同时随泵工作造成的叶片磨损又会加剧这种反向泄漏，

5、由于分腔块为设置于圆周上的凸起结构，当叶片端部离开分腔块再于圆周壁接触时难免产生冲击，因此，估计该专利申请在使用时会有较大的噪音。与该专利申请结构相似的其它种现有旋转活塞的叶片泵均为气泵，因叶片转动工作时发生容积改变，会产生压缩区域，因而不适用于液体。

发明内容

本发明的目的是提供一种可克服现有技术的不足，在泵工作时其叶片的运动无附加阻力和影响，并减少叶片所受的剪应力，能简化设计和加工，具有最简单结构的叶片，在其工作状态可有效地避免工作介质在不同工作区域间的泄漏，使用中噪音较小的，特别是可适用于低转速下实现液体的输送泵。

本发明的目的通过下述措施实现：

本发明的转子上至少开有两条不共线的用于设置滑动叶片的滑道，在所述的各滑道底部均设有与转子外部连通的导孔，在滑道内置有恢复弹簧和叶片，本发明的内腔曲面由部分圆柱面和至少一个用于使滑动叶片沿径向运动的凸轮构成，所述的径向凸轮沿其轴向上至少有一条线段上的各点均可与转子相切，并利用所述的径向凸轮与转子的相切实现将内腔在该处分隔，在所述的凸轮与转子的切点两侧的内腔壁上各设有与吸进管路连通的吸进孔和与排出管路连通的排出孔。

本发胆的吸进孔和排出孔可以设置在内腔壳体的端面，也可设置在壳体的径向(即吸进孔和排出孔开口平面与叶片运动方向相垂直)，当本发明的吸进孔和排出孔设置在内腔壳体的径向时，所述的凸轮上沿内腔的径向应开有分别与吸进孔和排出孔相导通的导流槽，以避免泵内的流体在此处发生压缩。在本发明的凸轮上位于与转子相切的位置还设有可沿内腔径向进行调整，以保证转子与凸轮相切的部件。

本发明的内腔最好为轴对称形状。本发明的凸轮可以是由其上至少有一线段上的各点均可与转子相切的平面以及位于该平面两边的分别与部分圆柱面和所述的平面相切的过渡曲面构成。本发明的吸进管和排出管内均可设有单向阀门。

作为本发明的一个气泵的实施例，还可在系统上附设现有技术中的叶片式真空气泵中的油气分离装置，这样的泵可用作低噪音的气体真空泵或气体压缩泵，特别是可以用作代替现有的制冷机上的活塞压缩泵。

本发明的优点是：

1、由于本发明的各叶片滑道均不共线，这种结构使设置多个叶片成为可能；

2、按本发明的结构，可减少工作时叶片所受的剪应力；

3、由于叶片滑道的底部设有导孔，可使滑道内位于叶片后部的液体与系统导通，这就避免了现有技术对叶片的运动产生附加阻力的不足，同时可使叶片与滑道间保持一个较小的间隙，不会再产生现有技术中各工作区域导通的弊病；

4、本发明中的内腔曲面由部分圆柱面和径向凸轮构成，特别是径向凸轮采用过渡曲面以及一个平面(或近似平面)的结构，可以保障在其上运动的叶片能平滑地运动，并明显减小运动所产生的噪音，如果在用作抽气泵在较好的没润滑条件下其噪音可减至最小；

5、本发明的内腔形状及叶片形状相对现有技术而言有更好的加工性能；

6、本发明内腔及叶片结构还可避免现有技术中经叶片与内腔间所产生的泄漏；

7、当本发明的凸轮上采用了与转子相切位置上设置可沿内腔径向进行调整的部件，可以克服由于叶片和内腔磨擦而引起的转子与内腔平面间的密封失效；

8、经实际的试验表明，本发明即可用于抽水，也可以扬水，其抽水深度大于6米(注：在680mmHg大气压地区实测结果)，扬水高度大于20米；

9、试验还表明，本发明可在低转速下(如转速为70r.p.m)也可实现泵水的功能；

10、本发明还具有反向自动逆止的功能；

11、本发明的输入功率除去克服磨擦力外全部转化为抽水的有用功，而且本发明的磨擦力很小，因此具有很高的效率。

附图说明

图1是本发明的一个具体的实施例的剖面图，

图2是图1中左视位置的剖视图，

图3是图1中B-B位置的剖视图。

具体实施方式

本发明以下结合附图说明：

图1中在外壳3围成的内腔4内设有其上带叶片7的转子2。本发明的内腔4是由：部分圆柱面(EFG)，一个由一段与转子2相切的曲面(HI)和两部分过渡曲面(GH)和(IE)所构成的径向凸轮组成。由图可见，在本发明的实施例中曲面(HI)是一段平面。在转子2上设有两条呈平行设置的滑道9-1和9-2，滑道内各置有叶片7-1和7-2以及弹簧8-1和8-2，在滑道9-1和9-2顶端各开有导孔1-1和1-2。本发明的吸进孔19和排出孔20分别对称开设于内腔壁与转子相切处两旁。本发明的转子2与内腔的平面(HI)相切，吸进孔和排出孔分别设于转子与平面(HI)的切点J的两侧，由图1可见，通过转子与曲面(HI)切点J以及叶片的作用将内腔分隔为不同的工作区域，即液体抽吸工作区5，等容工作区13和液体排出工作区14。从图2和图3还可见，在平面(HI)和过渡曲面(GH)、(IE)上沿内腔的径向开设有分别与吸进孔和排出孔相导通的导流槽15和16。在本发明的实施例中内腔中的平面(HI)上与转子相切位置上有一个部件17，它是通过螺栓18的作用实现部件17沿内腔径向调整，以保障转子2与其相切接触，并产生密封。图中：6为转子轴，19为排出孔，11为与19连通的进水管，20为排出孔，12为与20连通的出水管，在本发明的进水管处和出水管孔处均设有单向阀门(注：在图中未表示单向阀门)。

在本发明转子滑道9，由于设置有导孔1，可使滑道内部与其外部的腔体4导通，克服了现有技术中滑道内的液体对叶片产生的附加作用力，而叶片7与滑道9间可以保持一个比较小的间隙，不会再产生现有技术中不同工作区域内的液体相互泄漏的不足。在本发明所采用的内腔形状和叶片均比较简单，而且封闭性较好，避免了现有技术中多种因素引起的各工作区域泄漏，同时内腔形状保证了叶片平滑地运动，并可减低现有技术的噪声。本发明的导流槽15、16可以避免当叶片运行至过渡曲面区时产生的液体压缩现象。采用本发明的滑道结构，还可减小叶片所受的剪应力。

本发明的工作原理如下：在转子轴6带动转子2转动，转子滑道内的叶片7在弹簧8的作用下其前端与内腔接触，在图示的位置由切点J与叶片7-1间形成抽吸工作区5；由叶片7-1与叶片7-2间形成等容区13，由叶片7-2与切点J间的液体排出工作区14，随转子的转动叶片7-1与切点间的区域5增大形成负压，并将液体从吸进孔19中抽入工作区5中，在叶片7-2未进入过渡区时，区域13上是等容区，而区域14内的液体被叶片7-2作用并从排液口20中排出，但当叶片7-2进入过渡区后由于导流槽16的原因使叶片7-2的封闭状态破坏，此时区域13与14导通，13和14内的液体均在叶片7-1的作用下从排出孔20排出。此外，进液体区与出液区均通过转子和与其相切的平面(HI)上的切点隔开，阻止了液体自区域14向区域5的反向泄漏。如上所述，随转子的转动即可实现将液体似连续泵出的功能。

从本发明的结构及其运动状态可见，在泵工作时泵内的流体不会产生压缩作用，同时可以基本上连续供水。本发明的泵进行实际试用时，即可进行抽吸，也可向高外进行扬水。本实施例在实际的试验运行中采用人单臂转动转子轴，可正常工作，出水管直径为20毫米，转速为55～75转/每分钟时，每小时的泵水量约为10吨·米，在兰州地区气压为684mmHg条件下处吸程大于6米，其最高扬程大于20米。

另需特别说明的是本发明的实际结构并不受本文中实施例的限制。例如其径向凸轮采用非平面的其它曲面；或者可以设数个径向凸轮，及对应的数组吸进孔和排出孔，以形成数个抽吸工作区和排出工作区；或者，在转子上设置数个叶片；以及在本发明的凸轮上位于与转子相切的位置还可再设置可沿内腔径向进行调整，以保证转子与凸轮相切的部件，等等。另外，本发明的吸进孔和排出孔设置位置也可与上述实施例不同，如设置在内腔的两个端面上。

Claims

1、一种旋转活塞泵，包括一个由连续曲面构成的内腔，设置于内腔中的转子，设置于转子的滑道内的并受到弹簧作用的叶片，分别设于内腔壁上的吸进孔和排出孔，其特征在于本发明的转子上至少开有两条不共线的用于设置滑动叶片的滑道，在所述的各滑道底部均设有与转子外部连通的导孔，在滑道内置有恢复弹簧和叶片，本发明的内腔曲面由部分圆柱面和至少一个用于使滑动叶片沿径向运动的凸轮构成，所述的径向凸轮沿其轴向上至少有一条线段上的各点均可与转子相切，并利用所述的径向凸轮与转子相切实现将内腔在该处分隔，在所述的凸轮与转子的切点两侧的内腔壁上各设有与进水管路连通的吸进孔和与出水管路连通的排出孔。

2、根据权利要求1所述的旋转活塞泵，其特征在于本发明的内壁壳体的径向位置设置有吸进孔和排出孔，所述的凸轮上沿内腔的径向开有分别与吸进孔和排出孔相导通的导流槽。

3、根据权利要求1或2所述的旋转活塞泵，其特征在于所述的内腔为轴对称形状。

4、根据权利要求3所述的旋转活塞泵，其特征在于本发明的凸轮可以由其上至少有一线段上的各点均可与转子相切的平面以及位于该平面两边且分别与部分圆柱面和所述的平面相切的过渡曲面构成。

5、根据权利要求4所述的旋转活塞泵，其特征在于在本发明的凸轮上位于与转子相切的位置还设有可沿内腔径向进行调整，以保证转子与凸轮相切的部件。

6、根据权利要求5所述的旋转活塞泵，其特征在于所述的进水管和出水管内均设有单向阀门。