CN114776584B - 一种滚柱轨迹可控的转子泵 - Google Patents

Abstract

本发明属于转子泵技术领域，公开了一种滚柱轨迹可控的转子泵，包括泵体、转子体、转轴、滚柱、左侧泵盖和右侧泵盖；滚柱由滚珠、滚珠球座、橡胶弹簧、油腔及油孔组成，滚柱两端均开设有油腔，滚珠球座位于油腔的外端，橡胶弹簧夹设在滚珠球座和油腔内壁之间，滚珠安装在滚珠球座外侧中间。本发明通过滚柱两端的滚珠和橡胶弹簧及泵盖上的滚珠槽实现了转子泵滚柱轨迹可控，实现滚珠磨损自动补偿，保证滚柱自动对中，防止滚柱轴向窜动，大大减少了滚柱的磨损，并延长了转子泵的使用寿命；同时避免了泵启停时滚柱与泵体内表面脱开造成滚柱撞击转子体凹槽或泵体内表面，减少了滚柱泵运行过程中的振动及噪音，极大提高了设备的性能和可靠性。

Description

一种滚柱轨迹可控的转子泵

技术领域

本发明属于转子泵技术领域，尤其涉及一种滚柱轨迹可控的转子泵。

背景技术

传统滚柱转子泵由于滚柱与泵体内表面滚动接触，且接触面积大，因而滚柱磨损大，寿命短，转子泵在运转过程中，滚柱会与转子泵泵盖产生偏磨；同时，在泵启停时，转子体转速较低，滚柱不能紧贴泵体内表面滚动，滚柱与泵体内表面会产生撞击振动问题，从而导致泵体内表面的损伤和噪音的产生，影响其使用寿命。这些问题严重影响转子泵的可靠性和性能。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

（1）传统滚柱转子泵的关键部件滚柱存在磨损大，易损坏、寿命短等问题；

（2）滚柱与泵体内表面易产生撞击振动问题，导致泵体内表面的损伤和噪音的产生，影响设备使用寿命。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种滚柱轨迹可控的转子泵。

本发明是这样实现的，一种滚柱轨迹可控的转子泵包括：

泵体、转子体、转轴、滚柱、左侧泵盖和右侧泵盖；

所述左侧泵盖和右侧泵盖分别通过螺栓固定在泵体两侧，所述转子体固定安装在转轴上并位于泵体内部的泵腔内，所述转子体在转轴的驱动下做旋转运动；

所述转子体上设置三个均布的转子体凹槽，每个转子体凹槽内均设有一个滚柱，所述滚柱与泵体的内圆表面接触，所述滚柱在转轴的驱动下在转子体凹槽内沿泵体的内轨迹面作滚动运动；

所述滚柱由滚珠、滚珠球座、橡胶弹簧、油腔及油孔组成，所述滚柱两端均开设有一个油腔，所述油腔内置润滑介质，所述滚珠球座位于油腔的外端，所述橡胶弹簧夹设在滚珠球座和油腔内壁之间，所述滚珠安装在滚珠球座外侧中间，所述油孔开设在滚珠球座中间。

进一步，所述泵体至少设置一个进口和一个出口，用于介质的输入和排出。

进一步，所述左侧泵盖、右侧泵盖和转子体中间均设置有轴孔，所述转轴穿过轴孔用于传动。

进一步，所述左侧泵盖和右侧泵盖的轴孔内均安装有滚动轴承，所述滚动轴承的安装位置设置有挡圈和密封圈。

进一步，所述转轴右端开设有键槽，用于与外部电机连接实现转轴旋转。

进一步，所述左侧泵盖和右侧泵盖的内端面开有滚珠槽，所述滚珠槽为半球形弧面，且半球形弧面半径与滚柱半径相等，所述滚珠槽轨迹面与转子体运动轨迹一致。

进一步，所述左侧泵盖和右侧泵盖分别与闷盖及透盖采用螺母连接固定，所述透盖内设有轴密封装置。

进一步，所述转子体与滚柱将泵腔分隔为至少两个空腔，在转子体带动滚柱沿泵腔内壁旋转的过程中，各个空腔依次与泵体上的进口或出口联通。

进一步，所述转子体的轴向中心线偏离泵体的轴向中心线。

进一步，相邻转子体凹槽夹角为120°，所述转子体凹槽为矩形、椭圆形、圆形或其他形状。

结合上述的技术方案和解决的技术问题，请从以下几方面分析本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：

第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本发明的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本发明技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：

本发明通过滚柱两端的滚珠和橡胶弹簧及泵盖上的滚珠槽实现了转子泵滚柱轨迹可控，实现滚珠磨损自动补偿，保证滚柱自动对中，防止滚柱轴向窜动，大大减少了滚柱的磨损，并延长了转子泵的使用寿命；同时避免了泵启停时滚柱与泵体内表面脱开造成滚柱撞击转子体凹槽或泵体内表面，减少了滚柱泵运行过程中的振动及噪音，极大提高了设备的性能和可靠性。本发明滚珠球座上的滚珠安装在泵盖内圆表面上的滚珠槽内，所述滚珠半径与滚珠槽半径相同，通过滚珠槽的限定，使滚柱始终在滚珠槽内运动，实现滚柱轨迹可控。通过滚珠球座上的滚珠与泵盖的内圆表面接触，且沿其外轨迹面作滚动运动，而滚柱体端面与泵盖内圆表面始终无直接接触，由此可以消除滚柱体与泵体间的磨损。若滚珠在滚珠槽内滚动过程中产生磨损，其磨损量可通过橡胶弹簧的伸缩量进行补偿，实现滚柱的轴向定位和内轨迹可控，防止滚柱的轴向窜动，实现减少滚柱磨损、提高滚柱使用寿命的目的。所述滚珠限定在滚珠槽内运动，有效防止了由于滚柱的自重造成滚柱与泵体内表面脱开或脱离转子体凹槽，导致滚柱撞击泵体或转子体凹槽。这大大减少了由于滚柱撞击转子体凹槽或者泵体内表面产生的振动和噪音，提高了设备的性能。所述滚柱内设有油腔及油孔，油腔内置润滑介质可大大减少滚珠的磨损，确保其可靠运行。

第二，把技术方案看做一个整体或者从产品的角度，本发明所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：

本发明保证了滚柱轨迹可控，避免了泵启停时滚柱与泵体内表面脱开，有效防止了滚柱撞击转子体凹槽或泵体内表面，减少了滚柱泵运行过程中的噪音及振动；同时能够使滚珠磨损自动补偿，保证滚柱自动对中，防止滚柱的轴向窜动，大大减少了滚柱和泵盖的磨损，并延长了其的使用寿命。本发明结构简单，可靠性高，设备性能及寿命明显提高，能够更好地满足转子泵的性能要求，对提高转子泵使用寿命和可靠性具有重大意义。

第三，作为本发明的权利要求的创造性辅助证据，还体现在本发明的技术方案解决了人们一直渴望解决、但始终未能获得成功的技术难题：本发明解决了现有转子泵噪音及振动较大、维护成本高、使用寿命短、可靠性差等问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的滚柱轨迹可控的转子泵的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的滚柱轨迹可控的转子泵进液过程示意图。

图3是本发明实施例提供的滚柱轨迹可控的转子泵增压过程示意图。

图4是本发明实施例提供的滚柱轨迹可控的转子泵排液过程示意图。

图5是本发明实施例提供的滚柱的结构示意图。

图6是本发明实施例提供的左右侧泵盖的结构示意图。

图中：1、闷盖；2、第一密封圈；3、左侧泵盖；4、泵体；5、滚柱；501、滚珠球座；502、橡胶弹簧；503、油腔；504、油孔；505、滚珠；6、转子体凹槽；7、右侧泵盖；8、第二密封圈；9、第一挡圈；10、第一滚动轴承；11、透盖；12、轴密封装置；13、转轴；14、转子体；15、泵腔；16、底座；17、滚珠槽；18、第二挡圈；19、第二滚动轴承；20、进口；21、出口；22、轴孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一、解释说明实施例。为了使本领域技术人员充分了解本发明如何具体实现，该部分是对权利要求技术方案进行展开说明的解释说明实施例。

如图1至图6所示，本发明实施例提供的滚柱轨迹可控的转子泵，主要包括闷盖1、透盖11、左侧泵盖3、右侧泵盖7、泵体4、滚柱5、转轴13以及转子体14。

所述泵体4至少设置一个进口20和一个出口21，用于介质输入和排出。所述左侧泵盖3、右侧泵盖7与泵体4用螺母连接固定形成泵腔15，所述左侧泵盖3、右侧泵盖7及转子体14设置轴孔22。所述转轴13穿过左侧泵盖3、右侧泵盖7及转子体14的轴孔22用于传动。所述转轴13右侧开有键槽，用于与外部电机连接实现转轴13旋转。所述左侧泵盖3、右侧泵盖7轴孔内装有第一滚动轴承10、第二滚动轴承19，并设置第一挡圈9、第二挡圈18及第一密封圈2、第二密封圈8。所述左侧泵盖3、右侧泵盖7内端面开有滚珠槽17，所述滚珠槽17为半球形弧面，且半球形弧面半径与滚珠505半径相等。所述滚珠槽17的轨迹面与转子体14运动轨迹一致。所述左侧泵盖3、右侧泵盖7分别与闷盖1及透盖11采用螺母连接固定。所述透盖11内设有轴密封装置。所述转子体14分别固定安装在转轴13上并位于泵腔15内，所述转子体14在转轴13的驱动下做旋转运动。

所述转子体的轴向中心线O₁偏离泵体4的轴向中心线O₂。所述转子体14上设置三个均布的转子体凹槽6，相邻转子凹槽6夹角为120°，所述转子凹槽可为矩形、椭圆形、圆形或其他形状。所述每个转子体凹槽6内设有滚柱5。

所述滚柱5由滚珠球座501、橡胶弹簧502、油腔503、油孔504、滚珠505组成。所述滚柱5安装在转子体凹槽6内且能够在转子体凹槽6中自由运动，所述滚柱5与泵体4的内圆表面接触，所述滚柱5在转轴13的驱动下在转子体凹槽6内沿泵体4的内轨迹面作滚动运动。所述滚珠505一面安装在滚柱5内的滚珠球座501上，一面紧贴安装在左侧泵盖3上的滚珠槽17内，滚珠505在滚珠槽17内滚动过程中产生磨损，其磨损量可通过橡胶弹簧502的伸缩量进行补偿，实现滚柱5的轴向定位；同时，所述滚珠505半径与滚珠槽17半径相同，通将滚珠505限定在滚珠槽17中，使滚珠仅在滚珠槽17内运动，实现滚柱5的径向定位，有效防止了由于滚柱5的自重造成其与泵体4内表面脱开或脱离转子体凹槽6，导致滚柱撞击泵体4或转子体凹槽6。滚珠505始终限定并紧贴在滚珠槽17内，实现滚柱5轨迹可控，保证滚柱5的轴向及径向定位，防止其轴向或径向移动，实现减少滚柱5磨损、降低振动及噪声、提高转子泵使用寿命的目的。

本发明实施例中的滚柱轨迹可控的转子泵的具体工作过程：

转子泵工作时，由电动机带动转子体14和位于转子体凹槽6内的滚柱5高速运动，在离心力的作用下，滚柱5向外移动并紧靠在与转子体14偏心设计的泵体4内壁上，同时在滚柱5自身惯性力的作用下，滚柱5总是与转子体凹槽6的一个侧面紧贴，从而在滚柱5与泵体4内壁之间将形成若干工作腔，当工作腔转到与进口20相通时，位于进口21处的工作腔容积增大成为低压吸液腔，此时介质从进口20被吸入工作腔，当充满介质的工作腔转动离开进口后，工作腔的容积不断减小，进而使介质压力提高，受压过后的介质从出口21流出。转子泵在工作过程中，滚珠505始终限定并紧贴在滚珠槽17内运动，实现滚柱5轨迹可控。滚珠505的半径与滚珠槽17半径相同，由此保证滚柱5的径向定位，有效防止滚柱5撞击泵体4或转子体凹槽6。滚珠槽17内的滚珠505在滚动过程中会造成磨损，此时由于橡胶弹簧502的弹力，会使滚珠505向滚珠槽17内移动，实现自动补偿滚珠505磨损量的目的，保证滚柱5的轴向定位，防止其轴向窜动。

二、应用实施例。为了证明本发明的技术方案的创造性和技术价值，该部分是对权利要求技术方案进行具体产品上或相关技术上的应用实施例。

本发明实施例中的滚柱轨迹可控的转子泵具有结构简单、使用寿命长、可靠性高等特点，是各种强腐蚀性介质、高黏度介质、最理想的抽吸、输送设备，可应用于食品、制药、精细化工、石油化工等行业的加工设备中。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种滚柱轨迹可控的转子泵，其特征在于，所述滚柱轨迹可控的转子泵包括：

泵体、转子体、转轴、滚柱、左侧泵盖和右侧泵盖；

所述左侧泵盖和右侧泵盖分别通过螺栓固定在泵体两侧，所述转子体固定安装在转轴上并位于泵体内部的泵腔内，所述转子体在转轴的驱动下做旋转运动；

所述转子体上设置三个均布的转子体凹槽，每个转子体凹槽内均设有一个滚柱，所述滚柱与泵体的内圆表面接触，所述滚柱在转轴的驱动下在转子体凹槽内沿泵体的内轨迹面作滚动运动；

所述滚柱由滚珠、滚珠球座、橡胶弹簧、油腔及油孔组成，所述滚柱两端均开设有一个油腔，所述油腔内置润滑介质，所述滚珠球座位于油腔的外端，所述橡胶弹簧夹设在滚珠球座和油腔内壁之间，所述滚珠安装在滚珠球座外侧中间，所述油孔开设在滚珠球座中间；

所述左侧泵盖和右侧泵盖的内端面开有滚珠槽，所述滚珠槽为半球形弧面，且半球形弧面半径与滚柱半径相等，所述滚珠槽轨迹面与转子体运动轨迹一致。

2.如权利要求1所述的滚柱轨迹可控的转子泵，其特征在于，所述泵体至少设置一个进口和一个出口，用于介质的输入和排出。

3.如权利要求1所述的滚柱轨迹可控的转子泵，其特征在于，所述左侧泵盖、右侧泵盖和转子体中间均设置有轴孔，所述转轴穿过轴孔用于传动。

4.如权利要求3所述的滚柱轨迹可控的转子泵，其特征在于，所述左侧泵盖和右侧泵盖的轴孔内均安装有滚动轴承，所述滚动轴承的安装位置设置有挡圈和密封圈。

5.如权利要求1所述的滚柱轨迹可控的转子泵，其特征在于，所述转轴右端开设有键槽，用于与外部电机连接实现转轴旋转。

6.如权利要求1所述的滚柱轨迹可控的转子泵，其特征在于，所述左侧泵盖和右侧泵盖分别与闷盖及透盖采用螺母连接固定，所述透盖内设有轴密封装置。

7.如权利要求1所述的滚柱轨迹可控的转子泵，其特征在于，所述转子体与滚柱将泵腔分隔为至少两个空腔，在转子体带动滚柱沿泵腔内壁旋转的过程中，各个空腔依次与泵体上的进口或出口联通。

8.如权利要求1所述的滚柱轨迹可控的转子泵，其特征在于，所述转子体的轴向中心线偏离泵体的轴向中心线。

9.如权利要求1所述的滚柱轨迹可控的转子泵，其特征在于，相邻转子体凹槽夹角为120°，所述转子体凹槽为矩形、椭圆形、圆形。