CN114033645A - 一种基于复合连杆的多级式往复泵 - Google Patents

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Abstract

一种基于复合连杆的多级式往复泵，其包括级式往复泵包括机架、活塞缸、活塞杆、一级旋转轴、二级旋转轴、偏心轮盘、从动杆、偏心轮端盖、平行四边形杆、连接轴、电机架、电机和联轴器。本发明优点：采用改良的平行四边形机构，将一个方向上的往复运动，扩展为了四个正交方向上的往复运动，大大提高了泵的工作效率，多缸流量叠加，可降低流量脉动率，减小震动和噪声。采用曲柄滑块机构，结构简单稳定，采用的平行四边形机构中的四根连杆也为统一结构，因此易于加工，可降低成本。采取了多级式叠层布局，能够根据工作情况，扩展为三级、四级等多级式布局，通过合理安排相位差来控制活塞缸的吸液、排液顺序，可提高泵的供液能力，降低流量脉动。

Description

一种基于复合连杆的多级式往复泵
技术领域
本发明属于民航地面特种设备技术领域，特别是涉及一种流量大，流量脉动率低的易加工复合连杆多级式往复泵。
背景技术
随着社会的发展，民航业也得到了迅猛的发展，在中国，民航领域的安全问题是重点，近几十年，中国航空重大事故率仅为世界航空重大事故率的1/12，这离不开飞机在起飞之前的维护和检查工作。
在冰雪天气，尤其是在北方，地面上的飞机经常会覆盖冰雪，表面结冰，这就影响了它的气动外形，导致飞机没有办法正常起飞，目前，机场所采用的方法都是喷射除冰液，为了防止除冰液的物理化学性质被破坏，需要采用不会对液体产生剪切作用的往复泵。而传统的往复泵都有流量脉动大，震动大，噪声大等问题，极大地影响了泵的使用寿命，影响了对飞机的维护工作，造成很大的损失。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于复合连杆的多级式往复泵。
为了达到上述目的，本发明提供的基于复合连杆的多级式往复泵包括机架、活塞缸、活塞杆、一级旋转轴、二级旋转轴、偏心轮盘、从动杆、偏心轮端盖、平行四边形杆、连接轴、电机架、电机和联轴器；其中，所述机架包括机架底板、机架支撑板和主轴端盖；机架底板为板状结构，水平设置；主轴端盖固定在机架底板的顶面中心处，并且中部形成有一个主轴连接孔；机架支撑板垂直设置，四块机架支撑板的下端以间隔的方式呈口字形固定在机架底板的顶面外侧部位；电机架为十字形结构，中部设有一个中心孔，四个外端分别固定在四块机架支撑板的上端中部；电机固定在电机架的顶面中部，输出轴向下穿过电机架的中心孔；一级旋转轴与二级旋转轴均为中间带有轴肩的圆柱形结构，其中一级旋转轴的上端通过联轴器连接在电机的输出轴上，下端利用联轴器与二级旋转轴的上端相连，而二级旋转轴的下端凸台则以转动的方式置于主轴端盖上的主轴连接孔内；一级旋转轴与二级旋转轴构成主轴；每块机架支撑板的外侧面中部上下部位分别安装一个活塞缸，每个活塞缸的外端面上均设有进液口和出液口，分别用于连接进液管和出液管；每根活塞杆的内端均带有一个活塞且位于一个活塞缸内，外端设有一个径向通孔且外端贯穿机架支撑板；两个偏心轮盘分别套装在一级旋转轴和二级旋转轴上，并通过螺栓固定在相应轴肩的顶面上；从动杆的内外端分别设有一个径向阶梯型圆孔和一个小圆端圆孔；每个偏心轮盘置于一个从动杆的径向阶梯型圆孔中，并通过偏心轮盘端盖压紧在从动杆上；平行四边形杆由四根连杆通过四根连接轴依次首尾转动连接而构成，每根连杆的两端分别形成有一个用于设置连接轴的末端孔；两个平行四边形杆分别套在一级旋转轴和二级旋转轴外侧，并且每个平行四边形杆上的四根连接轴分别转动连接在位于上或下部的四根活塞杆的外端的径向通孔内；每个从动杆上的小圆端圆孔转动连接在一个平行四边形杆上的一根连接轴上。
所述连杆的长度为L，从动杆的长度为
Figure BDA0003340273020000021
所述与两根从动杆的外端相连接的两根活塞杆的位置在水平面内的投影是相邻的。
所述两个偏心轮盘的圆心与主轴回转中心在水平面内的投影点连线间的夹角为90度。
当机架支撑板上沿上下方向设置三个及以上活塞缸时，设置相应级的旋转轴及相应数量的偏心轮盘，此时所有偏心轮盘的圆心与主轴回转中心在水平面内的投影点连线间的夹角为90/(n-1)度，其中n为活塞缸的数量。
本发明提供的基于复合连杆的多级式往复泵具有如下优点：
1、采用改良的平行四边形机构，将一个方向上的往复运动，扩展为了四个正交方向上的往复运动，大大提高了泵的工作效率，多缸流量叠加，可降低流量脉动率，减小震动和噪声。
2、采用曲柄滑块机构，结构简单稳定，采用的平行四边形机构中的四根连杆也为统一结构，因此易于加工，可降低成本。
3、采取了多级式叠层布局，能够根据工作情况，扩展为三级、四级等多级式布局，通过合理安排相位差来控制活塞缸的吸液、排液顺序，可提高泵的供液能力，降低流量脉动。
附图说明
图1为本发明提供的基于复合连杆的多级式往复泵结构示意图。
图2为本发明提供的基于复合连杆的多级式往复泵中机架结构示意图。
图3为本发明提供的基于复合连杆的多级式往复泵中主轴结构示意图。
图4为本发明提供的基于复合连杆的多级式往复泵中一组驱动装置及活塞结构示意图。
图5为本发明提供的基于复合连杆的多级式往复泵中从动杆结构示意图。
图6为本发明提供的基于复合连杆的多级式往复泵中平行四边形杆上连杆结构示意图。
图7为本发明提供的基于复合连杆的多级式往复泵中活塞杆结构示意图。
图8为本发明提供的基于复合连杆的多级式往复泵中两个偏心轮盘投影结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明：
如图1至图7所示，本发明提供的基于复合连杆的多级式往复泵包括机架1、活塞缸2、活塞杆3、一级旋转轴4、二级旋转轴5、偏心轮盘6、从动杆7、偏心轮端盖8、平行四边形杆9、连接轴11、电机架12、电机13和联轴器19；其中，所述机架1包括机架底板1-1、机架支撑板1-2和主轴端盖1-3；机架底板1-1为板状结构，水平设置；主轴端盖1-3固定在机架底板1-1的顶面中心处，并且中部形成有一个主轴连接孔1-3-1；机架支撑板1-2垂直设置，四块机架支撑板1-2的下端以间隔的方式呈口字形固定在机架底板1-1的顶面外侧部位；电机架12为十字形结构，中部设有一个中心孔，四个外端分别固定在四块机架支撑板1-2的上端中部；电机13固定在电机架12的顶面中部，输出轴向下穿过电机架12的中心孔；一级旋转轴4与二级旋转轴5均为中间带有轴肩20的圆柱形结构，其中一级旋转轴4的上端通过联轴器连接在电机13的输出轴上，下端利用联轴器19与二级旋转轴5的上端相连，而二级旋转轴5的下端凸台5-1则以转动的方式置于主轴端盖1-3上的主轴连接孔1-3-1内；一级旋转轴4与二级旋转轴5构成主轴；每块机架支撑板1-2的外侧面中部上下部位分别安装一个活塞缸2，每个活塞缸2的外端面上均设有进液口2-1和出液口2-2，分别用于连接进液管和出液管；每根活塞杆3的内端均带有一个活塞3-1且位于一个活塞缸2内，外端设有一个径向通孔3-2且外端贯穿机架支撑板1-2；两个偏心轮盘6分别套装在一级旋转轴4和二级旋转轴5上，并通过螺栓固定在相应轴肩20的顶面上；从动杆7的内外端分别设有一个径向阶梯型圆孔7-2和一个小圆端圆孔7-1；每个偏心轮盘6置于一个从动杆7的径向阶梯型圆孔7-2中，并通过偏心轮盘端盖8压紧在从动杆7上；平行四边形杆9由四根连杆9-2通过四根连接轴11依次首尾转动连接而构成，每根连杆9-2的两端分别形成有一个用于设置连接轴11的末端孔9-1；两个平行四边形杆9分别套在一级旋转轴4和二级旋转轴5外侧，并且每个平行四边形杆9上的四根连接轴11分别转动连接在位于上或下部的四根活塞杆3的外端的径向通孔3-2内；每个从动杆7上的小圆端圆孔7-1转动连接在一个平行四边形杆9上的一根连接轴11上。
所述连杆9-2的长度为L，从动杆7的长度为
Figure BDA0003340273020000051
这样能够保证位于上或下部同一高度的四个活塞杆3的往复运动行程一致。
所述与两根从动杆7的外端相连接的两根活塞杆3的位置在水平面内的投影是相邻的。
所述两个偏心轮盘6的圆心与主轴回转中心在水平面内的投影点连线间的夹角为90度；这样可使上下部八个活塞杆3的运动相互耦合，流量相互叠加，进一步减小脉动。
当机架支撑板1-2上沿上下方向设置三个及以上活塞缸2时，需要设置相应级的旋转轴及相应数量的偏心轮盘6，此时所有偏心轮盘6的圆心与主轴回转中心在水平面内的投影点连线间的夹角为90/(n-1)度，其中n为活塞缸2的数量。
现将本发明提供的基于复合连杆的多级式往复泵的工作原理阐述如下：
当需要利用该泵进行除冰液供液时，首先启动电机13，利用电机13驱动一级旋转轴4和二级旋转轴5进行同向同速度的转动，一级旋转轴4和二级旋转轴5的转动将传递给两个偏心轮盘6，此时两个偏心轮盘6的圆心分别相对于一级旋转轴4和二级旋转轴5的轴线进行圆周运动，同时，偏心轮盘6将带动从动杆7进行有规律的运动，从动杆7再通过平行四边形杆9带动相应的四个活塞杆3进行往复运动，由此将电机13的转动转换为活塞杆3的平动。可利用活塞杆3及活塞将通过进液管及进液口2-1进入活塞缸2内部的除冰液进行压缩，最后经过压缩的除冰液将通过出液口2-2及出液管向外排出。两个偏心轮盘6的圆心相对于主轴回转中心在水平面上的投影呈90度相位差，这样可在两台电机13的驱动下，使机架1上位于同一支撑板1-2的两根活塞杆3，一根处于推程的时候，另一根处于回程，因此能够合理分配吸液、排液顺序，使得泵送过程稳定，降低了流量的脉动。另外，在平行四边形杆9的约束作用下，同一高度的四根活塞杆3中，两个相对的活塞杆3为推程时另外两个相对的活塞杆3为回程，四根活塞杆3的运动可使流量叠加，减小脉动。当机架支撑板1-2上沿上下方向设置三个及以上活塞缸2时，只需增加相应级的旋转轴及相应数量的偏心轮盘6，同时调整偏心轮盘6的圆心相对于主轴回转中心的夹角，即可进一步增加流量，减小流量脉动率。

Claims (5)

1.一种基于复合连杆的多级式往复泵，其特征在于：所述基于复合连杆的多级式往复泵包括机架(1)、活塞缸(2)、活塞杆(3)、一级旋转轴(4)、二级旋转轴(5)、偏心轮盘(6)、从动杆(7)、偏心轮端盖(8)、平行四边形杆(9)、连接轴(11)、电机架(12)、电机(13)和联轴器(19)；其中，所述机架(1)包括机架底板(1-1)、机架支撑板(1-2)和主轴端盖(1-3)；机架底板(1-1)为板状结构，水平设置；主轴端盖(1-3)固定在机架底板(1-1)的顶面中心处，并且中部形成有一个主轴连接孔(1-3-1)；机架支撑板(1-2)垂直设置，四块机架支撑板(1-2)的下端以间隔的方式呈口字形固定在机架底板(1-1)的顶面外侧部位；电机架(12)为十字形结构，中部设有一个中心孔，四个外端分别固定在四块机架支撑板(1-2)的上端中部；电机(13)固定在电机架(12)的顶面中部，输出轴向下穿过电机架(12)的中心孔；一级旋转轴(4)与二级旋转轴(5)均为中间带有轴肩(20)的圆柱形结构，其中一级旋转轴(4)的上端通过联轴器连接在电机(13)的输出轴上，下端利用联轴器(19)与二级旋转轴(5)的上端相连，而二级旋转轴(5)的下端凸台(5-1)则以转动的方式置于主轴端盖(1-3)上的主轴连接孔(1-3-1)内；一级旋转轴(4)与二级旋转轴(5)构成主轴；每块机架支撑板(1-2)的外侧面中部上下部位分别安装一个活塞缸(2)，每个活塞缸(2)的外端面上均设有进液口(2-1)和出液口(2-2)，分别用于连接进液管和出液管；每根活塞杆(3)的内端均带有一个活塞(3-1)且位于一个活塞缸(2)内，外端设有一个径向通孔(3-2)且外端贯穿机架支撑板(1-2)；两个偏心轮盘(6)分别套装在一级旋转轴(4)和二级旋转轴(5)上，并通过螺栓固定在相应轴肩(20)的顶面上；从动杆(7)的内外端分别设有一个径向阶梯型圆孔(7-2)和一个小圆端圆孔(7-1)；每个偏心轮盘(6)置于一个从动杆(7)的径向阶梯型圆孔(7-2)中，并通过偏心轮盘端盖(8)压紧在从动杆(7)上；平行四边形杆(9)由四根连杆(9-2)通过四根连接轴(11)依次首尾转动连接而构成，每根连杆(9-2)的两端分别形成有一个用于设置连接轴(11)的末端孔(9-1)；两个平行四边形杆(9)分别套在一级旋转轴(4)和二级旋转轴(5)外侧，并且每个平行四边形杆(9)上的四根连接轴(11)分别转动连接在位于上或下部的四根活塞杆(3)外端的径向通孔(3-2)内；每个从动杆(7)上的小圆端圆孔(7-1)转动连接在一个平行四边形杆(9)上的一根连接轴(11)上。
2.根据权利要求1所述的基于复合连杆的多级式往复泵，其特征在于：所述连杆(9-2)的长度为L，从动杆(7)的长度为
Figure FDA0003340273010000021
3.根据权利要求1所述的基于复合连杆的多级式往复泵，其特征在于：所述与两根从动杆(7)的外端相连接的两根活塞杆(3)的位置在水平面内的投影是相邻的。
4.根据权利要求1所述的基于复合连杆的多级式往复泵，其特征在于：所述两个偏心轮盘(6)的圆心与主轴回转中心在水平面内的投影点连线间的夹角为90度。
5.根据权利要求1所述的基于复合连杆的多级式往复泵，其特征在于：当机架支撑板(1-2)上沿上下方向设置三个及以上活塞缸(2)时，设置相应级的旋转轴及相应数量的偏心轮盘(6)，此时所有偏心轮盘(6)的圆心与主轴回转中心在水平面内的投影点连线间的夹角为90/(n-1)度，其中n为活塞缸(2)的数量。
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