CN117052655B - 一种滚柱泵 - Google Patents

Abstract

本申请涉及滚柱泵的领域，尤其是涉及一种滚柱泵，其包括泵组件以及上盖，所述泵组件与所述上盖盖合后形成空腔，所述泵组件上开设有与所述空腔连通的第一液孔，所述上盖上开设有与所述空腔连通的第二液孔，所述空腔内设置有运转组件，所述运转组件用于对流体进行抽入排出，所述泵组件呈一体成型。本申请具有提高精度、方便装配的效果。

Description

一种滚柱泵

技术领域

本申请涉及滚柱泵的领域，尤其是涉及一种滚柱泵。

背景技术

滚柱泵作为容积泵的一种，其包括泵组件以及上盖，泵组件与上盖盖合后形成空腔，而泵组件以及上盖上均开设有用于供流体通过的通孔，空腔内设置有运转组件，运转组件用于将一个通孔内的流体抽入空腔，再将空腔内的流体从另一个通孔内抽出。运转㢟包括转动设置在空腔内的转子，转子上开设有容积槽，容积槽内滑动有若干滚柱，而转子的转动轴线与空腔的中心轴线不重合，使得转子相对空腔呈偏心设置，通过滚柱滑入滑出容积槽，使得滚柱侧壁与容积槽内壁之间形成的空间的体积变化，产生容积差，从而对流体进行抽入排出。

而目前泵组件常采用两种材料制成，泵组件靠近转子的部分为偏心套，偏心套由金属粉末冶金形成，泵组件位于转子底面的部分为陶瓷盖板，陶瓷盖板则由陶瓷制成，这就存在一个问题。由于滚柱泵对转子与泵组件之间的配合间隙要求极高，因此将两部分泵组件进行组装时，例如通过螺栓将偏心套与陶瓷盖板进行固定时，产生的组装误差就会导致精度不达标。因此需要在装配完成后进一步精加工来调整达到配合精度要求，而调整需要人工对多余的部分进行打磨，直至适配装配所用的固定件使精度达标，调整过程繁琐且费时费力。

发明内容

为了改善现有泵组件与转子保证配合精度需要装配后，后置加工的问题，本申请提供一种滚柱泵。

本申请提供的一种滚柱泵，采用如下的技术方案：

一种滚柱泵，包括泵组件以及上盖，所述泵组件与所述上盖盖合后形成空腔，所述泵组件上开设有与所述空腔连通的第一液孔，所述上盖上开设有与所述空腔连通的第二液孔，所述空腔内设置有运转组件，所述运转组件用于对流体进行抽入排出，所述泵组件呈一体成型。

通过采用上述技术方案，通过将泵组件一体成型，使得泵组件无需后期进行装配，使得泵组件一体成型后可直接安装运转组件，然后将上盖铆压固定在泵组件上即完成装配，降低了出现通过固定件将偏心套与陶瓷盖板进行装配时出现误差导致精度不达标的概率，也大大提高了精度，方便快捷，大大提高了装配效率。

可选的，所述泵组件包括泵体以及内环，所述内环内圈侧壁为所述空腔的内壁，所述内环内圈侧壁与运转组件之间形成用于提供容积差的空间，所述泵体一体成型在所述内环上。

通过采用上述技术方案，先将内环注塑成型后，再将内环放置于泵体所用的模具中，将泵体注塑成型在内环上，从而将内环嵌设在泵体内，实现一体成型的泵组件含有两种材料，大大提高了内环的耐磨性以及泵体的稳定性，使得泵组件更加牢靠；且通过将泵体一体成型在内环上，大大提高了泵体与内环之间的连接强度。

可选的，所述泵体采用聚四氟乙烯材料制成。

通过采用上述技术方案，泵体采用聚四氟乙烯材料制成，使得泵体具有优良的化学稳定性、耐腐蚀、抗老化、优良的密封性以及高润滑不粘性，使泵体可适用于的工作环境更多，扩大了泵体适用的配饭，使得泵体的使用寿命更长，结构强度更强，高润滑不粘性以及优良的密封性使得转子与泵体之间的密封性能更加优良，且摩擦力更小，降低了空腔内的流体从转子与泵体内壁之间的间隙流至第一液孔或第二液孔的概率，提高了转子与泵体之间的密封性，而摩擦力更小大大减小了转子与泵体内壁之间的磨损，大大延长了泵体与转子的使用寿命。

可选的，所述内环采用聚醚醚酮材料制成。

通过采用上述技术方案，内环采用聚醚醚酮材料制成，使得内环具有优异的机械性能、耐高温以及优良的自润滑性，优异的机械性能使得内环的结构强度更强，具有更加稳定的工作状态；耐高温的性能，使得内环与滚柱之间摩擦产生的热量可以更多，从而使得转子的转速上限可以更高，提高了运输流体流速的最高上限，也可使内环可以承受更长时间的内转与滚柱之间摩擦，大大提高了连续间工作的时间，提高了经济效益；优良的自润滑性，降低了滚柱与内环之间的摩擦力，减小了滚柱与内环之间的磨损，大大延长了使用寿命，提高了经济效率。

可选的，所述内环上设置有第一定位柱，所述泵体内壁上开设有用于供所述第一定位柱插入卡接的第一定位槽。

通过采用上述技术方案，通过泵体一体注塑成型在内环上时，泵体会在第一定位柱上一体成型第一定位槽内壁，使得第一定位柱与第一定位槽完美适配，且通过第一定位柱与第一定位槽之间的抵触卡接，降低了内环与泵体内壁发生相对转动的概率，降低了当内环内圈侧壁受到的摩擦力大于内环外圈侧壁与泵体内壁之间的粘黏力时，导致内环与泵体撕裂脱离后发生转动的概率，提高了内环与泵体之间固定的稳定性，提高了内环与泵体连接的结构强度。

可选的，所述泵体内壁上开设有用于供内环插入嵌设的让位环槽，所述内环内圈侧壁上设置有第二定位柱，所述让位环槽内壁上开设有用于供所述第二定位柱插入卡接的第二定位槽。

通过采用上述技术方案，通过将内环处于让位环槽内，再使泵体一体成型在内环上时，第二定位槽内壁包裹第二定位柱注塑成型，使得第一定位柱与第一定位槽完美适配，且通过第一定位柱与第一定位槽之间的抵触卡接，降低了内环与泵体内壁发生相对转动的概率，进一步提高了内环与泵体之间固定的稳定性，提高了内环与泵体连接的结构强度；还对内环内圈侧壁的状态进行了固定，当内环内圈侧壁受到滚柱的摩擦时，内环内圈侧壁与内环外圈侧壁之间存在摩擦力产生的扭曲力，即内环外圈侧壁受到泵体固定不动，而内环内圈侧壁受到摩擦力产生位移的趋势，从而产生扭曲力，而通过第二定位柱与第二定位槽的抵触卡接，有效对内环内圈侧壁产生位移的趋势进行阻止，从而减小了扭曲力，大大提高了内环的结构强度。

可选的，所述运转组件包括转动设置在空腔内的转子，所述转子转动轴线与所述空腔中心轴线呈偏心设置，所述转子上开设有容积槽，所述容积槽内滑动设置有滚柱，所述滚柱在离心力的作用下滑动并同时抵触密封在所述内环内壁以及所述容积槽内壁上，从而将不同所述容积槽分隔开，所述泵体内设置有第一磁铁，所述滚柱内设置有用于供所述第一磁铁吸引的铁芯。

通过采用上述技术方案，当转子的转速过慢时，即数秒一圈时，滚柱受到的离心力不足以将滚柱甩出抵触在内环内圈侧壁上，即使勉强甩出，但滚柱侧壁与内环内圈侧壁之间的挤压力较小，使得滚柱侧壁抵触密封形成的用于进行容积变化的空间不稳定，极有可能出现滚柱在外界出现振动而发生抖动或位移，使得通过滚柱分隔开的相邻的容积槽连通，降低了容积差而吸入或排出流体的效率；通过第一磁铁的辅助将滚柱吸在内环上，从而实现了转子在更低的转速情况下的正常工作，使得转子在更低的转速下时，滚柱与内环之间仍能具有足够的挤压力，保证密封，使得转子能够适用的更低的转速，扩大了转子所能适用的工作范围。

可选的，所述转子内设置有第二磁铁，所述第二磁铁用于吸引所述铁芯，以使所述滚柱贴合密封在所述容积槽内壁上。

通过采用上述技术方案，通过第二磁铁的辅助将滚柱吸在容积槽上，进一步增加了滚柱与容积槽内壁之间的挤压力，保证了相邻容积槽之间的分隔密封效果，对转子能够适用的更低的转速起到了进一步的保证，扩大了转子所能适用的工作范围。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.降低了出现通过固定件将偏心套与陶瓷盖板进行装配时出现误差导致精度不达标的概率，也大大提高了精度，方便快捷，大大提高了装配效率。

2.降低了内环与泵体内壁发生相对转动的概率，降低了当内环内圈侧壁受到的摩擦力大于内环外圈侧壁与泵体内壁之间的粘黏力时，导致内环与泵体撕裂脱离后发生转动的概率，提高了内环与泵体之间固定的稳定性，提高了内环与泵体连接的结构强度。

附图说明

图1是本申请实施例1中一种滚柱泵的整体结构示意图。

图2是凸显滚柱泵内部结构的爆炸结构示意图。

图3是凸显第一液孔的泵组件的结构示意图。

图4是凸显第二液孔的爆炸结构示意图。

图5是凸显转子的结构示意图。

图6是泵体的结构示意图。

图7是内环的结构示意图。

图8是本申请实施例2中一种滚柱泵的整体结构示意图。

图9是沿图8中A-A线的剖面示意图。

图10是凸显转子顺时针转动时第一磁铁的磁极的结构示意图。

图11是凸显转子逆时针转动时第一磁铁的磁极的结构示意图。

附图标记说明：1、泵组件；11、上盖；12、空腔；13、第一液孔；14、第二液孔；15、运转组件；2、泵体；21、第一定位槽；22、让位环槽；23、第二定位槽；24、第一磁铁；3、内环；31、第一定位柱；32、第二定位柱；4、转子；41、容积槽；42、滚柱；43、铁芯；44、第二磁铁。

具体实施方式

以下结合附图1-11对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例1公开一种滚柱泵。参照图1，滚柱泵包括泵组件1以及上盖11。

参照图2与图3与图4，泵组件1与上盖11盖合后形成空腔12，泵组件1上开设有与空腔12连通的第一液孔13，上盖11上开设有与空腔12连通的第二液孔14，且第一液孔13与第二液孔14开设在空腔12内壁上的开口面呈错位设置，空腔12内安装有运转组件15，运转组件15用于对流体进行抽入排出，即将第一液孔13内的流体抽入空腔12，再将空腔12内的流体从第二液孔14排出，或将第二液孔14内的流体抽入空腔12，再将空腔12内的流体从第一液孔13排出，而泵组件1呈一体成型。

参照图2与图3，泵组件1包括泵体2以及内环3，泵体2与上盖11通过铆接实现固定配合，而内环3位于泵体2内壁上，即内环3外圈侧壁贴合抵触在泵体2内圈侧壁上，内环3内圈侧壁为空腔12的内壁，泵体2内壁、内环3内圈侧壁以及上盖11内壁密封围合形成空腔12，内环3内圈侧壁与运转组件15之间形成用于提供容积差的空间，泵体2一体成型在内环3上。

参照图4与图5，运转组件15包括转动在空腔12内的转子4，转子4呈圆柱状自转，转子4的转动轴线与转子4的长度方向平行，且转子4的转动轴线与转子4的中心轴线重合，转子4长度方向的两端分别贴合密封在空腔12的两侧内壁上，即转子4长度方向的两端端部侧壁分别贴合在泵体2内壁以及上盖11内壁上。

参照图3与图5，空腔12呈圆柱体状的空间，且空腔12的延伸方向为圆柱体的长度方向，空腔12延伸方向的两端内壁分别为泵体2内壁以及上盖11内壁，而内环3内圈侧壁则作为空腔12的周圈内壁。空腔12的截面直径大于转子4的截面直径，转子4的转动轴线与空腔12的中心轴线平行，但转子4转动轴线与空腔12中心轴先不重合并呈偏心设置，且转子4中心轴线至内环3内圈侧壁的最短距离（垂直距离）等于转子4的截面半径，即转子4外圈侧壁与空腔12的周圈内壁之间存在贴合密封处。

参照图5，转子4外圈侧壁上开设有五个容积槽41，五个容积槽 41呈周向均匀分布，容积槽41内滑动有滚柱42，滚柱42的长度方向与转子4的长度方向平行，滚柱42的外侧壁贴合密封在容积槽41内壁上，容积槽41的截面直径与滚柱42的截面直径相等，转子4外圈侧壁与空腔12周圈内壁之间的最大距离小于滚柱42的截面半径，容积槽41内壁上开设有阶梯槽，阶梯槽与容积槽41与空腔12相连通。

参照图5，滚柱42在转子4转动的离心力的作用下朝容积槽41外部滑动，直至滚柱42外侧壁同时抵触密封在内环3内壁以及容积槽41内壁上，从而通过滚柱42外侧壁、容积槽41内壁、阶梯槽内壁、转子4外侧壁、内环3内圈侧壁以及相邻滚柱42的外侧壁围合形成一个腔室，从而将不同容积槽41分隔开，此腔室随着转子4的转动、转子4外圈侧壁与内环3内圈侧壁之间的距离扩大或缩小以及滚柱42朝滑入或滑出容积槽41的方向滑动，此腔室的容积发生改变，产生容积差。

参照图3与图4与图5，将转子4外圈侧壁与内环3内圈侧壁贴合的点，以及转子4外圈侧壁与内环3内圈侧壁距离最远的点，两点相连并将转子4转动轴线相距内环3内圈侧壁较远的部分作为分界线，第一液孔13与第二液孔14分别分布在此分界线的两侧，而随着转子4的转动，分界线一侧的腔室的容积越来越大，用于对流体抽入，而分界线另一侧的腔室则容积越来越小，用于将流体排出。而越靠近此分界面的位置，第一液孔13与第二液孔14的开口面截面直径越大。

参照图4，转子4的转动轴贯穿泵体2内壁至外部，而电机安装在泵体2外侧壁上，电机的转动轴与转子4穿出至泵体2外的端部固定连接。

参照图6与图7，本实施例中，泵体2采用聚四氟乙烯材料（PTFE）制成，使泵体2具有优良的化学稳定性、耐腐蚀、抗老化、优良的密封性以及高润滑不粘性。内环3采用聚醚醚酮材料（PEEK）制成，使内环3具有优异的机械性能、耐高温、优异的自润滑性。

参照图6与图7，内环3外圈侧壁上固定连接有若干第一定位柱31，若干第一定位柱31呈周向均匀分布，且第一定位柱31的长度方向与转子4的长度方向相平行。泵体2内壁上开设有若干用于供第一定位柱31插入卡接的第一定位槽21，若干第一定位槽21呈周向均匀分布，第一定位槽21与第一定位柱31相适配，第一定位柱31外侧壁与第一定位槽21内壁贴合，第一定位柱31与第一定位槽21一一对应。

参照图6与图7，作为空腔12延伸方向端部内壁的泵体2内壁上开设有用于供内环3插入嵌设的让位环槽22，让位环槽22呈周向环绕延伸开设，且让位环槽22的开设深度小于内环3的长度，转子4的长度加让位环槽22的深度等于内环3的长度，让位环槽22内壁与内环3的侧壁贴合，且让位环槽22的外圈内壁与第一定位柱31所在的泵体2内壁平行相连。

参照图5与图6与图7，内环3内圈侧壁上固定连接有第二定位柱32，第二定位柱32的长度方向与第一定位柱31的长度方向平行，让位环槽22内圈内壁上开设有用于供第二定位柱32插入卡接的第二定位槽23，第二定位槽23沿转子4的长度方向延伸开设，第二定位槽23与第二定位柱32相适配。

本申请实施例1一种滚柱泵的实施原理为：在制造时，先通过内环3所用的模具以及聚醚醚酮材料（PEEK）来将内环3、第一定位柱31、第二定位柱32进行注塑成型，冷却定型后取出后放入至泵体2所用的模具内，并使用聚四氟乙烯材料（PTFE）来将泵体2注塑在内环3上，实现泵组件1的一体成型；然后将转子4安装在泵体2内壁上，将滚柱42放置在容积槽41内，最后将上盖11铆压在泵体2上完成安装。

实施例2：

与实施例1不同的是，参照图8与图9，泵体2内嵌设有若干第一磁铁24，若干第一磁铁24呈均匀分布。

参照图4与图6与图9，若干第一磁铁24分布在靠近第一液孔13以及第二液孔14的泵体2内壁内，若干第一磁铁24位于内环3外圈的外部，且第一磁铁24的磁极均指向转子4转动轴线。滚柱42内嵌设有用于供第一磁铁24吸引的铁芯43。

参照图9，转子4内嵌设有五个第二磁铁44，每个第二磁铁44对应一个容积槽41，即第二磁铁44嵌设在容积槽41附近，且第二磁铁44与阶梯槽位于容积槽41深度开设方向的两侧，第二磁铁44同样用于吸引铁芯43，以使滚柱42贴合密封在容积槽41内壁上。

参照图9，第二磁铁44的磁极沿转子4的转动方向分布，本实施例中，第二磁铁44可采用永磁铁，而第一磁铁24可采用电磁铁。

参照图10，若第二磁铁44朝向相应滚柱42的端部为N极，远离相应滚柱42的端部则为S极，此时转子4的工作状态正转为顺时针转动，那么第一磁铁24通电后，靠近转子4转动轴线的端部产生的磁极为S极，远离转子4的端部为N极，此时在转子4转动过程中，第一磁铁24与第二磁铁44不仅能将滚柱42吸引在内环3内圈侧壁以及容积槽41内壁上，还能起到加速作用；在第二磁铁44随转子4的转动而靠近第一磁铁24时，第二磁铁44的N极与第一磁铁24的S极相互吸引加速转动，而当转子4继续转动使第二磁铁44经过第一磁铁24时，第二磁铁44的S极与第一磁铁24的S极相互排斥加速转动。

参照图11，若此时转子4处于反转状态，即逆时针转动时，则第一磁铁24通电产生的磁极相反，即第一磁铁24通电后，靠近转子4转动轴线的端部产生的磁极为N极，远离转子4的端部为S极，此时在转子4转动过程中，第一磁铁24与第二磁铁44不仍能起到加速作用。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种滚柱泵，包括泵组件（1）以及上盖（11），所述泵组件（1）与所述上盖（11）盖合后形成空腔（12），所述泵组件（1）上开设有与所述空腔（12）连通的第一液孔（13），所述上盖（11）上开设有与所述空腔（12）连通的第二液孔（14），所述空腔（12）内设置有运转组件（15），所述运转组件（15）用于对流体进行抽入排出，其特征在于：所述泵组件（1）呈一体成型；

所述泵组件（1）包括泵体（2）以及内环（3），所述内环（3）内圈侧壁为所述空腔（12）的内壁，所述内环（3）内圈侧壁与运转组件（15）之间形成用于提供容积差的空间，所述泵体（2）一体成型在所述内环（3）上；

所述运转组件（15）包括转动设置在空腔（12）内的转子（4），所述转子（4）转动轴线与所述空腔（12）中心轴线呈偏心设置，所述转子（4）上开设有容积槽（41），所述容积槽（41）内滑动设置有滚柱（42），所述滚柱（42）在离心力的作用下滑动并同时抵触密封在所述内环（3）内壁以及所述容积槽（41）内壁上，从而将不同所述容积槽（41）分隔开，所述泵体（2）内设置有第一磁铁（24），所述滚柱（42）内设置有用于供所述第一磁铁（24）吸引的铁芯（43）；

所述转子（4）内设置有第二磁铁（44），所述第二磁铁（44）用于吸引所述铁芯（43），以使所述滚柱（42）贴合密封在所述容积槽（41）内壁上；

若所述第二磁铁（44）朝向相应所述滚柱（42）的端部为N极，远离相应所述滚柱（42）的端部则为S极，此时所述转子（4）的工作状态正转，所述第一磁铁（24）通电后，靠近所述转子（4）转动轴线的端部产生的磁极为S极，远离所述转子（4）的端部为N极；若所述转子（4）处于反转状态，则所述第一磁铁（24）通电产生的磁极相反，即所述第一磁铁（24）通电后，靠近所述转子（4）转动轴线的端部产生的磁极为N极，远离所述转子（4）的端部为S极。

2.根据权利要求1所述的一种滚柱泵，其特征在于：所述泵体（2）采用聚四氟乙烯材料制成。

3.根据权利要求1所述的一种滚柱泵，其特征在于：所述内环（3）采用聚醚醚酮材料制成。

4.根据权利要求1所述的一种滚柱泵，其特征在于：所述内环（3）上设置有第一定位柱（31），所述泵体（2）内壁上开设有用于供所述第一定位柱（31）插入卡接的第一定位槽（21）。

5.根据权利要求1所述的一种滚柱泵，其特征在于：所述泵体（2）内壁上开设有用于供内环（3）插入嵌设的让位环槽（22），所述内环（3）内圈侧壁上设置有第二定位柱（32），所述让位环槽（22）内壁上开设有用于供所述第二定位柱（32）插入卡接的第二定位槽（23）。