CN115681134A - 一种容积泵泵体腔室动态分隔密封的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种容积泵腔室动态分隔密封的方法，使用多个滚轮(或辊筒)，至少有两个滚轮径向与腔室内壁保持接触，该两个滚轮径向接触或同时与其他滚轮径向接触，滚轮、腔室内壁、泵前后端盖将腔室分隔封闭。容积泵工作运转时，径向与腔室内壁保持接触的滚轮在腔室内壁上滚动，相接的滚轮间相互滚动运转，腔室的容积或位置随着容积泵的运转发生周期性的变化，滚轮直接推动流体或者腔室带动流体发生位置变化，完成容积泵对流体的输送或赋能。滚动径向接触实现了动态分隔密封腔室，变滑动摩擦为滚动摩擦。容积泵对转速要求低，输出压力与转速无关。

Description

一种容积泵泵体腔室动态分隔密封的方法

技术领域

本发明涉及容积泵领域，是一种容积泵泵体腔室动态分隔密封的方法。

背景技术

作为容积泵，要求内部腔室自身、腔室和腔室之间动态密封良好，技术上要求运动部件(转子/活塞)和固定部件(腔室内壁/缸筒)之间良好的密封性，运动部件(转子等)和固定部件(腔室内壁/缸筒)之间、运动部件(转子等)之间较低的摩擦阻力(尤其是转动部件径向外缘与其他部件之间的摩擦)。目前，容积泵的运动部件(转子等)和固定部件(腔室内壁/缸筒)之间均存在密封与摩擦的矛盾，密封越好摩擦阻力越大，反之，摩擦阻力小，往往是密封差，导致泄漏大、磨损大和效率低等缺点，因为密封需要而存在滑动摩擦导致部件磨损、阻力巨大需要解决润滑问题，因为间隙产生泄漏需要解决密封问题，而而润滑剂的存在又会引起润滑剂与输送介质之间的污染和相容问题，密封与滑动摩擦的矛盾在容积泵的设计中严重困扰技术人员，限制了材料的选择范围，也限制了设备的应用领域，降低了设备的通用性。例如：活塞泵一般的都需要在活塞和泵腔内壁之间使用润滑剂进行润滑无法抽水，清水活塞泵的活塞必须使用皮碗，清水泵不能抽油，抽油泵不能抽水，转子泵在低转速下自吸力严重下降甚至是无法做功，导致转子泵无法在手动的情况下使用，自吸力好一点的泵流量小，等等。

发明内容

容积泵作为应用广泛的设备，运动部件(转子/活塞)和固定部件(腔室内壁/缸筒)之间的密封与摩擦阻力的矛盾，严重影响了容积泵设计制造和使用。本发明在于提供一种容积泵泵体腔室动态分隔密封的方法，解决运动部件(转子/活塞)和固定部件(腔室内壁/缸筒)之间密封与摩擦的难题(尤其是转动部件径向外缘与其他部件之间的密封与摩擦)。为容积泵设计提供了新思路，为容积泵制造扩大了材料选择范围，也为容积泵的通用性提供了更多的可能性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：使用多个滚轮(或辊筒)在支架或偏心轴及其他辅助部件的控制下，在任意时刻，其中至少有两个滚轮(或辊筒)径向与容积泵泵体腔室内壁(缸筒)保持接触，径向与容积泵泵体腔室内壁保持接触的滚轮(或辊筒)之间直接径向接触或同时与其他滚轮(或辊筒)或(滚轮(或辊筒)组合)径向接触，滚轮(或辊筒)(或(滚轮(或辊筒)组合)、容积泵泵体腔室内壁(缸筒)、容积泵泵前后端盖将容积泵泵体腔室分隔封闭成一个或多个工作腔室。容积泵工作运转时，径向与容积泵泵体腔室内壁(缸筒)保持接触的滚轮(或辊筒)自转的同时在容积泵泵体腔室内壁上滚动，径向相接的滚轮(或辊筒)间相互滚动运转，工作腔室的容积或位置随着容积泵的运转发生周期性的变化，滚轮(或辊筒)直接推动流体或者工作腔室带动流体发生位置变化，完成容积泵对流体的输送或赋能。当高能(高速、高压)流体进入容积泵时，流体直接推动滚轮(或辊筒)，带动滚轮(或辊筒)轴转动，输出动力。滚动径向接触实现了密封的功能，同时变滑动摩擦为滚动摩擦，降低了摩擦阻力和部件磨损，做到了容积泵泵体腔室动态分隔密封的目的。

本发明的积极效果：使用滚轮(或辊筒)在容积泵泵体腔室内壁上滚动的方式对容积泵泵体腔室进行分隔封闭、同时运动部件之间径向滚动接触的方法解决了运动部件(转子/活塞)和固定部件(腔室内壁/缸筒)之间、运动部件之间径向密封与摩擦的技术问题，做到密封和降低摩擦阻力同时兼顾，降低了磨损，容积泵对动力的周期频率适应范围更大(尤其是低转速)，容积泵输出压力与转速不再相关，自吸力更大，扬程更高，流量更大，输送效率更高。为容积泵设计开拓了思路，为容积泵制造扩大了材料选择范围，也为提高容积泵的通用性提供了更多可能性，容积泵在低转速下使用尤其是手摇使用时更方便。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构图

图2是本发明实施例2的结构图

图3是本发明实施例3的结构图

图4是本发明实施例4的结构图

图5是本发明中连心板的示意图

图6是本发明实施例5的结构图

图7是本发明实施例6的结构图

优选实施例

图1是本发明实施例1的结构图。该实施例中，一种容积泵，使用两个太阳行星滚轮(或辊筒)转子代替外啮合齿轮泵的两个齿轮转子，用行星滚轮(或辊筒)代替齿轮转子的齿牙实现啮合动作，完成对流体的挤压输送工作。

两个太阳行星滚轮(或辊筒)转子外半径与转子泵腔室两个半圆部分的半径大小一致。行星滚轮(或辊筒)、太阳滚轮(或辊筒)、泵体腔室内壁、前后端盖围城多个工作腔室，相互啮合并与腔室内壁接触的两个太阳行星滚轮(或辊筒)转子将泵体腔室出入口之间密封分隔，工作腔室将流体从入口移动至出口，通过行星滚轮(或辊筒)转子的啮合挤出，完成输送流体的任务。

图2是本发明实施例2的结构图，该实施例中，一种容积泵，其主要特征是：使用了权利要求1、2、4所述的方法，泵体腔室由多个相对独立并连通的小腔室组成，使用多个滚轮(或辊筒)，有的滚轮(或辊筒)使用普通轴，有的滚轮(或辊筒)使用偏心轴，四个偏心轴滚轮(或辊筒)作为转子分别安装在泵体工作腔室内并与腔室内壁径向接触，转子偏心轴的长轴轴心线与所在腔室轴心线重合，辅助滚轮(或辊筒)安装在中间的辅助腔室内；两个转子通过一个辅助偏心轴滚轮(或辊筒)径向接触组成一个工作组，两个工作组之间通过一对普通轴滚轮(或辊筒)径向连接，两个普通轴滚轮(或辊筒)分别与工作组内位于中间的辅助偏心轴滚轮(或辊筒)径向接触，转子与辅助滚轮(或辊筒)之间、辅助滚轮(或辊筒)之间通过权利要求4所述连心板或图2种所述连心板保持径向接触。

图3是本发明实施例3的结构图，是实施例2简化的容积泵，该实施例中，一种容积泵，泵体腔室由多个相对独立并连通的小腔室组成，使用多个滚轮(或辊筒)作为密封部件和运动部件，两个偏心轴滚轮(或辊筒)转子分别安装在泵体两端的腔室内并与腔室内壁径向接触，转子偏心轴的长轴轴心线与所在腔室轴心线重合，两个辅助滚轮(或辊筒)安装在中间的辅助腔室内，两个转子通过两个辅助滚轮(或辊筒)径向接触，转子与辅助辅助滚轮(或辊筒)之间、辅助辅助滚轮(或辊筒)之间通过连心板保持径向接触。

图4是实施例4，一种转子泵，是对实施例3容积泵的简化，去掉了中间的辅助腔室和辅助辅助滚轮(或辊筒)，使用连心板直接连接转子使其保持径向接触，并于进出口安装单向阀。

图5是本发明中连心板的示意图，连心板是近似8字形物体，两端圆形有圆孔，圆孔套在滚轮(或辊筒)轴上，圆孔的圆心线与滚轮(或辊筒)的轴心线位置重合，两孔圆心距等于径向接触的两个滚轮(或辊筒)半径之和。

图6是实施例6，一种手摇泵，是实施例4转子泵的简化，其特征是对权利要求8所述转子泵的简化，去掉中间的辅助腔室和辅助滚轮(或辊筒)，两个转子之一个变成板状滑阀，通过长柄圆环与转子保持近距离接触(距离0.05毫米)，圆环套在转子偏心轴的短轴上，长柄固定在滑阀的两侧，将一个工作腔室变成槽型用于容纳滑阀，并于进出口安装单向阀。转子运转时自转，转子与滑阀接触面上，转子径向边缘线速度运动方向由吸入腔室指向排出腔室，转子边缘的会带动流体沿着转子和滑阀之间的空隙由吸入腔室向排出腔室运动，抵消吸入腔、排出腔压力差产生的转子和滑阀之间的空隙间的泄漏，提高工作效力。

图7是本发明实施例7的结构图，一种转子活塞泵，泵体腔室为长方形，其尺寸为长、宽、高，活塞由四个滚轮(或辊筒)和支架组成，滚轮(或辊筒)的外直径是泵体腔室宽度的一半，滚轮(或辊筒)通过轴安装在支架上，滚轮(或辊筒)轴心在支架上呈长方形排列，活塞的长宽尺寸与泵体腔室长宽尺寸相同，活塞支架上端方形支杆中间位置有孔，用于连接连杆，连杆上端连接曲轴，曲轴两端安装在泵体上端两侧铁耳圆孔内，曲轴一侧装有摇柄，泵体下端中间设泵体支架孔，支架孔可以用来安装支架，两侧设有进出口，进出口安装单向阀，摇动手柄带动曲轴旋转，曲轴带动连杆，连杆带动活塞往复运动，完成液体吸入排出。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，但未详尽部分为常规技术，本发明的保护范围不局限于此，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，对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换、变化、改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (17)

1.一种容积泵泵体腔室动态分隔密封的方法，主要特征是：使用多个滚轮(或辊筒)作为容积泵泵体腔室分隔封闭的主要部件，同时作为容积泵的运动部件，在任意时刻，其中至少有两个滚轮(或辊筒)径向与容积泵泵体腔室内壁保持接触，径向与容积泵泵体腔室内壁保持接触的滚轮(或辊筒)之间直接径向接触或同时与其他滚轮(或辊筒)或(滚轮(或辊筒)组合)径向接触，滚轮(或辊筒)(或(滚轮(或辊筒)组合)、容积泵泵体腔室内壁、容积泵泵前后端盖将容积泵泵体腔室分隔封闭成一个或多个工作腔室。容积泵工作运转时，径向与容积泵泵体腔室内壁保持接触的滚轮(或辊筒)自转的同时在容积泵泵体腔室内壁上滚动，径向相接的滚轮(或辊筒)间相互滚动运转，工作腔室的容积或位置随着容积泵的运转发生周期性的变化，滚轮(或辊筒)直接推动流体或者工作腔室带动流体发生位置变化，完成容积泵对流体的输送或赋能。当高能(高速、高压)流体进入容积泵时，流体直接推动滚轮(或辊筒)，带动滚轮(或辊筒)轴转动，输出动力。

2.权利要求1所述的滚轮(或辊筒)可以通过偏心轴安装在容积泵的前后端盖上，滚轮(或辊筒)通过偏心轴的控制保持与容积泵泵体腔室内壁径向接触。

3.权利要求1所述的滚轮(或辊筒)可以通过滚轮(或辊筒)轴安装在支架上，滚轮(或辊筒)通过支架的控制与容积泵泵体腔室内壁保持径向接触。

4.权利要求1所述的滚轮(或辊筒)可以通过连心板保持相互径向接触，连心板是近似8字形物体，两端圆形有圆孔，圆孔套在滚轮(或辊筒)轴上，圆孔的圆心线与滚轮(或辊筒)的轴心线位置重合，两孔圆心距等于径向接触的两个滚轮(或辊筒)半径之和。

5.一种太阳行星轮滚轮(或辊筒)转子泵，类似齿轮泵，其主要特征是：使用了权利要求1、3所述的方法，用两个太阳行星滚轮(或辊筒)转子代替外啮合齿轮泵的两个齿轮，用行星滚轮(或辊筒)代替齿轮的齿牙实现啮合动作，完成对流体的挤压输送工作。

6.权利要求5所述的转子泵中两个太阳行星滚轮(或辊筒)转子外半径与转子泵两个半圆腔室的半径大小一致。

7.一种容积泵，其主要特征是：使用了权利要求1、2、4所述的方法，泵体腔室由多个相对独立并连通的小腔室组成，使用多个滚轮(或辊筒)，有的滚轮(或辊筒)使用普通轴，有的滚轮(或辊筒)使用偏心轴，四个偏心轴滚轮(或辊筒)作为转子分别安装在泵体工作腔室内并与腔室内壁径向接触，转子偏心轴的长轴轴心线与所在腔室轴心线重合，辅助滚轮(或辊筒)安装在中间的辅助腔室内；两个转子通过一个辅助偏心轴滚轮(或辊筒)径向接触组成一个工作组，一个工作组的三个偏心轴滚轮(或辊筒)通过三孔连心板保持径向相连接，两个工作组之间通过一对普通轴滚轮(或辊筒)径向连接，两个普通轴滚轮(或辊筒)分别与工作组内位于中间的辅助偏心轴滚轮(或辊筒)径向接触，转子与辅助滚轮(或辊筒)之间、辅助滚轮(或辊筒)之间通过权利要求4所述连心板保持径向接触，在端盖外侧齿轮箱里两个辅助偏心轴滚轮(或辊筒)长轴一端安装同步齿轮。

8.一种容积泵，其主要特征是：使用了权利要求1、2、4所述的方法，是权利要求7所述容积泵的简化，泵体腔室由多个相对独立并连通的小腔室组成，使用多个滚轮(或辊筒)，有的滚轮(或辊筒)使用普通轴，有的滚轮(或辊筒)使用偏心轴，两个偏心轴滚轮(或辊筒)作为转子分别安装在泵体两端的腔室内并与腔室内壁径向接触，转子偏心轴的长轴轴心线与所在腔室轴心线重合，辅助滚轮(或辊筒)安装在中间的辅助腔室内，两个转子通过多个辅助滚轮(或辊筒)径向接触，转子与辅助滚轮(或辊筒)之间、辅助滚轮(或辊筒)之间通过权利要求4所述连心板保持径向接触，在端盖外侧齿轮箱里两个偏心轴滚轮(或辊筒)转子的长轴一端安装同步齿轮。

9.一种转子泵，其特征是对权利要求8所述容积泵的简化，去掉中间的辅助腔室和辅助滚轮(或辊筒)，使用权利要求4所述连心板直接连接转子使其保持径向接触，并于进出口安装单向阀。

10.一种手摇泵，其特征是对权利要求8所述转子泵的简化，去掉中间的辅助腔室和辅助滚轮(或辊筒)，一个转子变成板状滑阀，通过长柄圆环与转子保持近距离接触，圆环套在转子偏心轴的短轴上，长柄固定在滑阀的两侧，将一个工作腔室变成槽型用于容纳滑阀，并于进出口安装单向阀。

11.一种转子活塞泵，其特征是：使用了权利要求1、3、所述的方法，泵体腔室为长方形，其尺寸为长、宽、高，活塞由四个滚轮(或辊筒)和支架组成，滚轮(或辊筒)的外直径是泵体腔室宽度的一半，滚轮(或辊筒)通过轴安装在支架上，滚轮(或辊筒)轴心在支架上呈长方形排列，活塞的长宽尺寸与泵体腔室长宽尺寸相同，活塞支架上端方形支杆中间位置有孔，用于连接连杆，连杆上端连接曲轴，曲轴两端安装在泵体上端两侧铁耳圆孔内，曲轴一侧装有摇柄，泵体下端中间设泵体支架孔，支架孔可以用来安装泵支架，两侧设有进出口，进出口安装单向阀，摇动手柄带动曲轴旋转，曲轴带动连杆，连杆带动活塞往复运动，完成液体吸入排出。

12.权利要求1所述的容积泵泵体腔室动态分隔密封的方法可用于：水泵、气泵、压缩机、真空泵、高能介质发动机、燃油发动机、计量泵、空压机、手摇水泵、手摇油泵、自吸泵、气液混合泵、溶剂泵、液压泵、液压马达等设备设计制造。

13.权利要求5所述太阳行星轮滚轮(或辊筒)转子泵、权利要求7所述容积泵、权利要求8所述容积泵、权利要求9所述转子泵、权利要求10所述手摇泵、权利要求11所述转子活塞泵的用途：用作水泵、气泵、压缩机、真空泵、高能介质发动机、燃油发动机、计量泵、空压机、手摇水泵、手摇油泵、自吸泵、气液混合泵、溶剂泵、液压泵、液压马达等。

14.一种压缩机，使用了权利要求1所述的容积泵泵体腔室动态分隔密封的方法。

15.一种空调，使用了权力要求14所述的压缩机。

16.一种冰箱，使用了权力要求14所述的压缩机。

17.一种发动机，使用了权利要求1所述的容积泵泵体腔室动态分隔密封的方法。

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