CN1782393A - 转动导杆—齿轮机构驱动的叶片差速泵 - Google Patents

Abstract

一种转动导杆—齿轮机构驱动的叶片差速泵。它是由两个转动导杆机构和齿轮机构组成的驱动系统及同轴安装于泵壳内的两个叶轮组成。转动导杆机构把输入运动转化成两个叶轮的周期性非匀速转动，使两个叶轮的相邻叶片周期性地张开和闭合，从而使相邻叶片与泵壳构成的封闭腔的容积周期性地变化，实现泵的排液和吸液。

Description

转动导杆—齿轮机构驱动的叶片差速泵

所属技术领域

本发明涉及一种靠两叶轮周期性的张开和闭合来实现封闭腔运动和容积变化进而完成吸液及排液过程的容积泵。

背景技术

目前，常用的容积泵有：容积式叶片泵，柱塞泵，齿轮泵，螺杆泵等。这些容积泵的共同缺点是排量体积比(排量/体积)小，使得容积泵难于应用于大排量的场合。

发明内容

本发明的目的是提供一种排量体积比大的新型容积泵。

本发明采用的技术方案是：电动机带动与其输出轴相连的一个齿轮匀速转动，此齿轮带动与其啮合的两个齿轮匀速转动。这两个齿轮分别与结构尺寸完全相同的两个转动导杆机构的曲柄按相同的相位固联，并分别驱动两个导杆非匀速转动。非匀速转动的两个导杆分别经减速比为2∶1的两组齿轮减速，驱动同轴安装于泵壳内的两个叶轮非匀速转动。每个叶轮上带有两个对称分布的叶片，两个叶轮上相邻的叶片和泵壳构成了四个封闭腔。由于两个叶轮非匀速转动，从而使四个封闭腔中间隔分布的两个封闭腔的容积变大另外两个容积变小，实现泵的排液和吸液。这些封闭腔的容积和容积变化率都比较大。

积极效果

本发明的积极效果是，体积小，排量大，排量体积比大，输出压力高。

附图说明

图1是驱动系统运动输入的传动原理图；

图2是驱动系统中转动导杆机构的传动原理图；

图3是驱动系统运动输出的传动原理图；

图4是两叶轮的相对位置关系；

图5是转动导杆机构曲柄在初始位置；

图6是转动导杆机构曲柄在初始位置时两叶轮的位置；

图7是转动导杆机构曲柄转过90°角；

图8是转动导杆机构曲柄转过90°角时两叶轮的位置；

图9是转动导杆机构曲柄转过180°角；

图10是转动导杆机构曲柄转过180°角时两叶轮的位置；

图11是转动导杆机构曲柄转过270°角；

图12是转动导杆机构曲柄转过270°角时两叶轮的位置；

图13是转动导杆机构曲柄转过360°角；

图12是转动导杆机构曲柄转过360°角时两叶轮的位置；

图中1、电动机，2、齿轮，3、齿轮，4、齿轮，5、曲柄，6、滑块，7、导杆，8、齿轮，9、滑块，10、曲柄，11、导杆，12、齿轮，13、齿轮，14、齿轮，15、吸液口，16、排液口，17、叶轮，18、叶轮，19、泵壳，20、吸液口，21、排液口。

具体实施方式

在图1中，电动机(1)带动齿轮(2)，齿轮(2)同时与齿数相同的齿轮(3)和齿轮(4)啮合，并驱动齿轮(3)和齿轮(4)相同方向转动。在图2中，转动导杆机构的曲柄(10)与齿轮(3)固联，转动导杆机构的曲柄(5)与齿轮(4)固联，分别在齿轮(3)和齿轮(4)的带动下相同方向转动，并分别通过滑块(9)和滑块(6)驱动导杆(11)和导杆(7)非匀速转动。两个转动导杆机构的曲柄(10)和曲柄(5)的安装相位必须相同。导杆(11)和导杆(7)分别与齿轮(12)和齿轮(8)固联，并带动齿轮(12)和齿轮(8)相同方向非匀速转动。在图3中，齿轮(12)和齿轮(8)分别与同轴安装的齿轮(14)和齿轮(13)啮合，并驱动齿轮(14)和齿轮(13)相同方向非匀速转动。在图4中，同轴安装于泵壳(19)内的叶轮(17)和叶轮(18)分别与齿轮(14)和齿轮(13)固联，并在齿轮(14)和齿轮(13)的带动下相同方向非匀速转动。叶轮(17)和叶轮(18)分别带有两个对称分布的叶片，叶轮上的相邻叶片与泵壳分别构成了四个封闭腔I，II，III，IV。

叶轮的叶片角为：

$\mathrm{\γ}=\frac{1}{2}{\∫}_{\frac{\mathrm{\π}}{2}}^{\frac{3\mathrm{\π}}{2}}\frac{c^2-c\cos \mathrm{\α}}{c^2-2c\cos \mathrm{\α}+1}\mathrm{d\α}$

式中：γ——叶片角；

      c——转动导杆机构曲柄的长度与曲柄和导杆回转中心距的比值；

      α——转动导杆机构曲柄的转角；

在图5中，两个转动导杆机构的曲柄(5)和(10)都在初始位置，此时，导杆(7)的角速度大于导杆(11)的角速度；在图6中，叶轮(18)的角速度与导杆(7)的角速度成正比，叶轮(17)的角速度与导杆(11)的角速度成正比，因此，叶轮(18)的角速度大于叶轮(17)的角速度，于是，封闭腔I、III的容积变小，流体从排液口(16)、(21)排出，封闭腔II、IV的容积变大，流体从吸液口(15)、(20)吸入；在图7中，两个转动导杆机构的曲柄(5)和(10)都转过90°角，此时，导杆(7)的角速度等于导杆(11)的角速度；在图8中，叶轮(18)的角速度等于叶轮(17)的角速度，此时，叶轮(18)的叶片封闭了排液口(16)、(21)，叶轮(17)的叶片封闭了吸液口(15)、(20)，封闭腔I、III的容积达到最小，封闭腔II、IV的容积达到最大；在图9中，两个转动导杆机构的曲柄(5)和(10)都转过180°角，此时，导杆(7)的角速度小于导杆(11)的角速度；在图10中，叶轮(18)的角速度小于叶轮(17)的角速度，此时，封闭腔I、III的容积变大，流体从吸液口(15)、(20)吸入，封闭腔II、IV的容积变小，流体从排液口(16)、(21)排出；在图11中，两个转动导杆机构的曲柄(5)和(10)都转过270°角，此时，导杆(7)的角速度等于导杆(11)的角速度；在图12中，叶轮(18)的角速度等于叶轮(17)的角速度，此时，叶轮(18)的叶片封闭了吸液口(15)、(20)，叶轮(17)的叶片封闭了排液口(16)、(21)，封闭腔I、III的容积达到最大，封闭腔II、IV的容积达到最小，此时叶片差速泵完成了一次排液、吸液过程；在图13中，两个转动导杆机构的曲柄(5)和(10)都转过360°角，此时，导杆(7)的角速度大于导杆(11)的角速度；在图14中，叶轮(18)的角速度大于叶轮(17)的角速度，此时，封闭腔I、III的容积变小，流体从排液口(16)、(21)排出，封闭腔II、IV的容积变大，流体从吸液口(15)、(20)吸入，叶片差速泵开始了第二次排液、吸液过程。曲柄转过360°角时，叶轮转过180°角。

Claims (2)

1.一种转动导杆—齿轮机构驱动的叶片差速泵，其特征是：电动机带动与其输出轴相连的一个齿轮匀速转动，此齿轮带动与其啮合的两个齿轮匀速转动。这两个齿轮分别与结构尺寸完全相同的两个转动导杆机构的曲柄按相同的相位固联，并分别驱动两个导杆非匀速转动。非匀速转动的两个导杆分别经减速比为2∶1的两组齿轮减速，驱动同轴安装于泵壳内的两个叶轮非匀速转动。每个叶轮上带有两个对称分布的叶片，两个叶轮上相邻的叶片和泵壳构成了四个封闭腔。由于两个叶轮非匀速转动，从而使四个封闭腔中间隔分布的两个封闭腔的容积变大另外两个容积变小，实现泵的排液和吸液。

2.根据权利要求1所述的转动导杆—齿轮机构驱动的叶片差速泵，其叶片角γ的大小为：

$\mathrm{\γ}=\frac{1}{2}{\∫}_{\frac{\mathrm{\π}}{2}}^{\frac{3\mathrm{\π}}{2}}\frac{c^2-c\cos \mathrm{\α}}{c^2-2c\cos \mathrm{\α}+1}\mathrm{d\α}$

式中：γ——叶片角；

      c——转动导杆机构曲柄的长度与曲柄和导杆回转中心距的比值；

      α——转动导杆机构曲柄的转角；

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