CN115875257A - 一种流量可变多级内齿轮泵 - Google Patents

Abstract

本发明适用于内齿轮泵领域，公开了一种流量可变多级内齿轮泵，提供了一种安装在外泵壳内按轴向串联布置多个双吸轴向力平衡的由小齿轮驱动大齿轮的内齿轮泵并联工作组，串联的多个泵壳中每个都有承载泵轴和大齿轮径向力的轴承。并可安装填充轮取代工作的大小齿轮来减少装有填充轮的内齿轮泵的流量，实现了内齿轮泵大流量、低汽蚀、高转速和高承载的能力，也实现在大流量领域用制造简单，价格便宜的内齿轮泵替代价格昂贵的进口螺杆泵的市场需求。

Description

一种流量可变多级内齿轮泵

技术领域

本发明涉及容积式内齿轮泵技术领域，具体是一种制造简单、价格便宜、高转速、高承载、低汽蚀、流量可变的大流量的多级齿轮泵。

背景技术

内齿轮泵具有体积小，重量轻，结构简单，制造方便，价格低，工作可靠，自吸性能较好，对油液污染不敏感，维护方便等优点。但在应对大流量领域，齿轮泵都是通过增大径向尺寸来提高流量，但这种大外径的内齿轮泵由于汽蚀的原因，需要使用减速机来低速运行，从而导致流量大幅度减少，因此在大流量领域看不到内齿轮的应用，而是使用价格昂贵、轴承跨距长、承载能力低、螺杆易变形的螺杆泵，并且螺杆泵在转速一定下流量不可以改变。

发明内容

本发明的目的在于提供一种增加轴向长度来实现制造简单、价格便宜、高转速、高承载、低汽蚀、流量可变的大流量的多级齿轮泵，从而解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种流量可变多级内齿轮泵，包括外泵壳，所述外泵壳中心设有贯穿的内孔，所述外泵壳内部和所述内孔两侧设有可通过流体的两个腔，每个腔侧都设有一个法兰、一个阀口和多个内流道口，两侧的内流道口和内孔相连通；

所述外泵壳内包括内泵体组件，所述内泵体组件将两个所述腔分离，所述内泵体组件由多个串联在轴上的单级内齿轮泵组成，所述单级内齿轮泵包括小齿轮，大齿轮及内泵壳，所述小齿轮设置于所述大齿轮内部并啮合传动，所述内泵壳套设于所述大齿轮外部，每个所述内泵壳对称设有两个主流道，所述主流道与相应所述内流道口连通，所述外泵壳包含内流道口的个数比2倍的内泵壳数量多2个。

作为本发明进一步的方案：所述外泵壳设有两个与两个所述腔相连的法兰，所述外泵壳底部设有泵脚，所述外泵壳前部设有前法兰面，所述外泵壳后部设有后法兰面。

作为本发明进一步的方案：每个所述主流道靠近中心按轴向方向包括前流道及后流道。

作为本发明进一步的方案：所述内泵壳内部设有外轴承滑动圈及月牙板内圈，还包括具有定位作用的销孔，轴孔及外圆面，所述销孔设置于所述内泵壳两端，所述轴孔设置于内泵壳中心，所述外圆面设置于内泵壳外圆周面，所述外圆面，月牙板内圈和轴孔的中心轴同心。

作为本发明进一步的方案：所述前流道及后流道具有相同月牙形状和大小。

作为本发明进一步的方案：所述内泵壳内的外轴承滑动圈上设有外轴承，所述外轴承内设有所述大齿轮，所述轴孔内套设有内轴承，所述轴上通过小齿轮键固定设有小齿轮，轴通过小齿轮键传递轴扭矩到小齿轮，所述小齿轮与大齿轮啮合传动连接。

作为本发明进一步的方案：其中一组内泵壳内所述外轴承，大齿轮，小齿轮及小齿轮键可由不固定在轴上并不参与工作具有密封作用的填充轮替代实现减少流量。

作为本发明进一步的方案：相邻两个所述单级内齿轮泵通过销固定连接，所述销固定安装于所述销孔内部。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

此流量可变多级内齿轮泵，外泵壳内部装有内泵体组件，内泵体组件由多个单级内齿轮泵串联在轴上并联工作，其流量的多少依赖单级内齿轮泵的级数，即大齿轮和小齿轮的数量。从而实现大流量内齿轮泵的流量增加和螺杆泵一样可依靠轴向长度来提高，而非传统的依靠径向尺寸增大来实现。

在外泵壳的两侧进出口分别连通对应侧的单级内齿轮泵的进出口，从而把外泵壳进出口的大流量液体分流到多个内泵壳的每个进出口，从而大大减少每个单级内齿轮泵的流量；同时每个单级内齿轮泵的进出口有两个，即采用双吸结构；并且轴通过驱动小齿轮带动大齿轮转动，实现了内部减速来降低大齿轮的转数。因此实现了大流量内齿轮泵不需要配减速机就可高速运行，并且汽蚀大大降低，排除了内齿轮泵高速运行下高汽蚀的障碍。

轴径向载荷作用在每个内泵壳内分段布置多个轴承和轴两端的轴承上，大大减少了每个轴承的承载和轴的弯曲和扰度，从而提高了泵的承载能力和抗变形能力。

每级内齿轮泵可装入不参与工作的密封作用的填充轮代替外轴承、大齿轮、小齿轮和键来减少本级流量，从而实现除了减小齿轮高度来减少内齿轮泵的流量，还可以通过装入填充轮来减少流量，从而实现流量可变的功能。

本发明的内齿轮泵加工简单、要求的加工精度低、承载能力强、流量可变和可抛弃减速机高速运行，并具有比传统内齿轮泵和螺杆泵更低的汽蚀，可完全代替价格昂贵、轴承跨距长、承载能力低、螺杆易变形的螺杆泵。同时还具有通过改变泵轴转向或内泵壳方向来改变内齿轮泵进出口的功能。

附图说明

图1为外泵壳三视图。

图2为内泵壳结构视图。

图3为内泵体组件三视图。

图4为多级内齿轮泵三视剖面图。

图5为流量可变内齿轮泵剖面图。

附图标记注释：

外泵壳1、A腔法兰11A、B腔法兰11B、A腔12A、B腔12B、A腔阀口13A、B腔阀口13B、A腔内流道口14A、B腔内流道口14B、内孔15、泵脚16、后法兰面17、前法兰面18；

内泵壳2、外轴承滑动圈21、月牙板内圈22、销孔23、轴孔24、外圆面25、A腔后流道26A、B腔后流道26B、A腔前流道27A、B腔前流道27B、A腔主流道28A、B腔主流道28B；

内泵体组件包括：大齿轮4、小齿轮5、轴6、外轴承7、内轴承8、小齿轮键9、销10；

前盖51、后盖52、机封盖53、球轴承54、机封55、阀板56、卡簧57、机封盖螺栓58、密封圈59、后盖螺栓60、后盖密封圈61、前盖密封圈62、前盖螺栓63、阀板螺栓64、填充轮65；c、d、e、f、g、h、j为泵壳内液体流向示意箭头。

具体实施方式

以下实施例会结合附图对本发明进行详述，在附图或说明中，相似或相同的部分使用相同的标号，并且在实际应用中，各部件的形状、个数、厚度或高度可扩大或缩小，零件和功能可拆解或组合。本发明所列举的各实施例仅用以说明本发明，并非用以限制本发明的范围。对本发明所作的任何显而易知的修饰或变更都不脱离本发明的精神与范围。

如图1-5所示：

请参阅图1，在外泵壳1中心有内孔15，在外泵壳1中内孔15两侧有A腔12A和B腔12B两个分离腔，在A腔12A侧有A腔法兰11A、A腔阀口13A和多个A腔内流道口14A；在B腔12B侧有B腔法兰11B、B腔阀口13B和多个B腔内流道口14B；A腔内流道口14A和B腔内流道口14B在两侧分别和内孔15连通。泵底端有泵脚16，后部有后法兰面17，前部有前法兰面18。外泵壳1内流道口的个数＝2×(内泵壳数量+1)。

请参阅图2，在内泵壳2内有外轴承滑动圈21、月牙板内圈22、定位作用的销孔23、轴孔24、外圆面25、A腔主流道28A、B腔主流道28B。A腔主流道28A和B腔主流道28B对称布置。A腔主流道28A靠近中心按轴向分成A腔后流道26A和A腔前流道27A，同样B腔主流道28B靠近中心按轴向分成B腔后流道26B和B腔前流道27B，A腔前流道27A和A腔后流道26A有相同月牙形状和大小，同样B腔前流道27B和B腔后流道26B有相同月牙形状和大小。外圆面25、月牙板内圈22和轴孔24的中心轴是同心的，因此泵的进出口除了可以通过改变泵的转向来改变，还可以通过把内泵体组件的所有内泵壳2旋转180°来实现。

请参阅图3，在如图所示的内部的每级内齿轮泵是由一个内泵壳2，一个装在内泵壳2内外轴承滑动圈21的外轴承7，一个在外轴承7内可转动的大齿轮4，一个装在轴孔24内的内轴承8和装在轴6上的小齿轮5和传递轴扭矩到小齿轮的小齿轮键9。

内泵体组件是由多级(图示为4级)的内泵壳2轴向串联在轴6上，并且每级间用销10定位相对位置。这样就实现了齿轮泵可以向螺杆泵一样增加轴向长度即级数来提高流量，由于流量的增加是通过增加级数而非增大外径，同时内齿轮泵是通过小齿轮5驱动大齿轮4，实现了内部减速，因此多级内齿轮泵可不用减速机如螺杆泵一样高速运转。由于每级齿轮泵都有单独的外轴承7和内轴承8，因此泵的承载能力比长跨距两头支撑的螺杆泵承载能力强。

请参阅图4，在本发明的实施例中，把内泵体组件沿着外泵壳1中心内孔15插入到外泵壳1中，前端用前盖螺栓63把前盖51压住前盖密封圈62到外泵壳1的前法兰面18上密封泵的前端，上端用阀板螺栓64压住阀板56在外泵壳1上密封住A腔阀口13A和B腔阀口13B，后端用后盖螺栓60把后盖52压住后盖密封圈61到外泵壳1的后法兰面17上密封泵的后端外静置面，用机封盖螺栓58把机封盖53固定在后盖52上并压住球轴承54外圈实现轴向定位，用卡簧57卡在轴6上轴向限位球轴承54内圈在轴上，密封圈59密封后盖52和机封盖53，机封55装在机封盖53和轴6上实现动密封。内部内泵体组件把外泵壳1的A腔12A和B腔12B两个腔分开不相互连通。外泵壳1内的多个A腔内流道口14A和相应的内泵体组件的内泵壳2的A腔主流道28A相连通，同样的，外泵壳1内的多个B腔内流道口14B和相应的内泵体组件的内泵壳2的B腔主流道28B相连通。

当A腔法兰11A是进口法兰时，流体由c箭头流入，如d箭头流入多个A腔内流道口14A和相连通的每级主流道28A，再如e箭头和f箭头通过A腔前流道27A和A腔后流道26A分开流入本级齿轮泵内和下级齿轮泵。在齿轮泵工作时，双向流入(双吸)每级齿轮内的液体被压缩出齿轮，如g箭头和h箭头通过B腔前流道27B和B腔后流道26B合并流入每级主流道28B和相连通的A腔内流道口14A，再如箭头j流出B腔法兰11B。同理B腔法兰11B也可是进口法兰，整个流向过程正好相反。因此，本专利多级泵有泵级数加1个主流道28A入口和泵级数加1个主流道28B出口，泵内每级泵都是双吸入口，因此这就大大降低了泵的进口速度和汽蚀，其汽蚀余量比螺杆泵还要低，排除了阻碍内齿轮高速运转的汽蚀障碍。

请参阅图5，在本发明的实施例中，把内泵壳2内的一组外轴承7、大齿轮4、小齿轮5和小齿轮键取掉，装入不固定在轴6上并不参与工作的起密封作用的填充轮65，就能减少本级多级内齿轮泵的流量，因此，本发明的实施例中不仅可以通过改变大齿轮4和小齿轮5的齿宽来改变流量或排量而且可以通过装入填充轮65来改变流量或排量。

此种齿轮结构也可适用摆线内齿轮泵。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节和组合，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种流量可变多级内齿轮泵，其特征在于：包括外泵壳，所述外泵壳中心设有贯穿的内孔，所述外泵壳内部和所述内孔两侧设有可通过流体的两个腔，每个腔侧都设有一个法兰、一个阀口和多个内流道口，两侧的内流道口和内孔相连通；

所述外泵壳内包括内泵体组件，所述内泵体组件将两个所述腔分离，所述内泵体组件由多个串联在轴上的单级内齿轮泵组成，所述单级内齿轮泵包括小齿轮，大齿轮及内泵壳，所述小齿轮设置于所述大齿轮内部并啮合传动，所述内泵壳套设于所述大齿轮外部，每个所述内泵壳对称设有两个主流道，所述主流道与相应所述内流道口连通，所述外泵壳包含内流道口的个数比2倍的内泵壳数量多2个。

2.根据权利要求1所述的一种流量可变多级内齿轮泵，其特征在于：所述外泵壳设有两个与两个所述腔相连的法兰，所述外泵壳底部设有泵脚，所述外泵壳前部设有前法兰面，所述外泵壳后部设有后法兰面。

3.根据权利要求2所述的一种流量可变多级内齿轮泵，其特征在于：每个所述主流道靠近中心按轴向方向包括前流道及后流道。

4.根据权利要求3所述的一种流量可变多级内齿轮泵，其特征在于：所述内泵壳内部设有外轴承滑动圈及月牙板内圈，还包括具有定位作用的销孔，轴孔及外圆面，所述销孔设置于所述内泵壳两端，所述轴孔设置于内泵壳中心，所述外圆面设置于内泵壳外圆周面，所述外圆面，月牙板内圈和轴孔的中心轴同心。

5.根据权利要求4所述的一种流量可变多级内齿轮泵，其特征在于：所述前流道及后流道具有相同月牙形状和大小。

6.根据权利要求5所述的一种流量可变多级内齿轮泵，其特征在于：所述内泵壳内的外轴承滑动圈上设有外轴承，所述外轴承内设有所述大齿轮，所述轴孔内套设有内轴承，所述轴上通过小齿轮键固定设有小齿轮，轴通过小齿轮键传递轴扭矩到小齿轮，所述小齿轮与大齿轮啮合传动连接。

7.根据权利要求6所述的一种流量可变多级内齿轮泵，其特征在于：其中一组内泵壳内所述外轴承，大齿轮，小齿轮及小齿轮键可由不固定在轴上并不参与工作具有密封作用的填充轮替代实现减少流量。

8.根据权利要求7所述的一种流量可变多级内齿轮泵，其特征在于：相邻两个所述单级内齿轮泵通过销固定连接，所述销固定安装于所述销孔内部。

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