CN201273277Y - 一种新型水泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型水泵，它包括泵体以及安装在泵体中的转子，在转子的转子轴的两端上设有带套筒的齿轮，套筒固定在转子轴上，并且套筒支撑在端盖上，端盖连接在泵体上，齿轮被端盖罩住；在泵体上设有进水口及出水口，出水口上连接有一根出水管，出水口与出水管内腔的横截面面积大于或等于转子压缩工作端面的面积。本实用新型对现有的水泵做出改进，通过增加转子长度来提到单位时间内的输送流量，并增大了出水口的横截面面积，减小了出水阻力，起到省力节能的效果，增加了输送效率；本实用新型的整体结构精简、体积小、能耗小，通过改变转子的结构来获得更高的变容率。本实用新型还具有使用效率高，生产成本低，使用寿命长，运用效果好等优点。

Description

一种新型水泵

技术领域

本实用新型涉及一种变容式流体输送机械，尤其是一种新型水泵。

背景技术

目前，无论是离心泵还是其它的变容式泵都存在一些难以克服的问题。离心泵随着扬程增高，需要加设多级叶轮，而且叶轮容易受到腐蚀而损坏，使用寿命短；并且离心泵流道属于非封闭性的开通式结构，叶轮在抽提液体的同时承受非封闭流道上的液体回流撞击力作用，机构运行复杂，其动力负荷大，效率不高；轴、混流式离心泵虽然流量大，但是同比流量条件下机形体积巨大，而且也具有离心泵的缺点；活塞泵的运行组件多、体积大，并且还有输出转速低的瓶颈限制，使其流量少；现在的偏心轮式转子的泵，都在同比定子腔容积下，变容率小，流量不大。

实用新型内容：

本实用新型的目的是：提供一种新型水泵，它体积小、流量大，省力节能，工作效率高，使用寿命长，以克服现有技术的不足。

本实用新型是这样实现的：一种新型水泵，它包括泵体以及安装在泵体中的转子，在转子的转子轴的两端上设有带套筒的齿轮，套筒固定在转子轴上，并且套筒支撑在端盖上，端盖连接在泵体上，齿轮被端盖罩住；并在泵体上设有进水口及出水口，出水口上连接有一根出水管，出水口与出水管内腔的横截面面积大于或等于转子压缩工作端面的面积。

转子的横截面的外轮廓曲线为8字型结构，它的两端为两个半径相同的圆，在两个圆之间通过与两个圆相切的圆弧连接，圆弧的半径与两个圆的半径相同，它们的圆心组成一个正方形。

还在泵体上的出水口与进水口两侧分别设有出水贮腔与进水贮腔。

泵体可以为卧式泵体或潜水式泵体。

泵体为潜水式泵体，在泵体的上方连接电机，在电机外设有外壳体，外壳体的下端与泵体的上端连接，在泵体上的出水口与外壳体的内腔连通。

并且在套筒的外壁与端盖的内壁之间设有一个表面带有浅螺纹沟槽的衬套，在衬套靠近齿轮的一端比端盖的内壁长1～1.5mm，齿轮的侧面与端盖的内壁之间形成一个3～3.5mm间隙的润滑油腔。

最好的是齿轮为左旋齿或右旋齿，其螺旋角为10～15°，并且每个齿轮的齿数为30～50个。

更好的是每个齿轮的齿数为2的奇数倍。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型对现有的水泵做出改进，通过增加转子长度来提到单位时间内的输送流量，并增大了出水口的横截面面积，减小了出水阻力，从而起到省力节能的效果，增加了输送效率；本实用新型的整体结构精简、体积小、能耗小，通过改变转子的结构来获得更高的变容率。本实用新型还具有使用效率高，生产成本低，使用寿命长，运用效果好等优点。

附图说明

附图1为本实用新型采用卧式泵体时的结构示意图；

附图2为附图1的A-A剖视图；

附图3为转子截面的结构示意图；

附图4为本实用新型采用潜水式泵体时的结构示意图；

附图5为转子的压水工作端面说明示意图。

具体实施方式

本实用新型的实施例1：制作一个卧式水泵，如图1所示，先制作泵体1及两个转子2，并将泵体1制作成卧式泵体结构，在泵体1上制作进水口9及出水口5，在出水口5上连接一根出水管6，出水口5及出水管6内腔的横截面面积大于或等于转子2压缩工作端面的面积，并且在出水口5与进水口9的两侧分别制作出水贮腔10与进水贮腔11；转子2的横截面的外轮廓曲线为8字型结构，它的两端为两个半径相同的圆，在两个圆之间通过与两个圆相切的圆弧连接，圆弧的半径与两个圆的半径相同，它们的圆心组成一个正方形；在每个转子2的转子轴7的两端上安装分别安装一个带套筒4的齿轮3，齿轮3与套筒4铸造加工为一体结构，将套筒4固定在转子轴7上，将转子2装入泵体1中；在转子轴7的两端装上端盖8，用套筒4支撑在端盖8上，将端盖8的内侧连接在泵体1上，齿轮3被端盖8罩住；在套筒4的外壁与端盖8的内壁之间安装衬套13，在衬套13靠近齿轮3的一端比端盖8的内壁长出1.5mm，在制作衬套13时，在其表面制作出浅螺纹沟槽，齿轮3的侧面与端盖8的内壁之间形成一个3mm间隙的润滑油腔12；齿轮3制成左旋齿，其螺旋角为10°，每个齿轮3的齿数都为38个。

本实用新型的实施例2：制作一个潜水泵如图4所示，先制作泵体1及两个转子2，并将泵体1制作成潜水式泵体结构，在泵体1上制作进水口9及出水口5，出水口5的开口沿转子2的轴向向上，出水口5内腔的总出水横截面面积大于或等于转子2压缩工作端面的面积，并且在进水口9的外侧制作出进水贮腔11；转子2的横截面的外轮廓曲线为8字型结构，它的两端为两个半径相同的圆，在两个圆之间通过与两个圆相切的圆弧连接，圆弧的半径与两个圆的半径相同，它们的圆心组成一个正方形；在每个转子2的转子轴7的两端上安装分别安装一个带套筒4的齿轮3，齿轮3与套筒4铸造加工为一体结构，将套筒4固定在转子轴7上，将转子2装入泵体1中；在转子轴7的上下两端装上端盖8，转子轴7的上端通过连轴器16与电机14连接，并在电机14外安装一个外壳体15，将外壳体15的下端与泵体1的上端进行焊接，使泵体1上的出水口5与外壳体15的内腔连通；在套筒4的外壁与端盖8的内壁之间安装衬套13，在衬套13靠近齿轮3的一端比端盖8的内壁长出1mm，在制作衬套13时，在其表面制作出浅螺纹沟槽，齿轮3的侧面与端盖8的内壁之间形成一个3.5mm间隙的润滑油腔12；齿轮3制成左旋齿，其螺旋角为12°，每个齿轮3的齿数都为42个。

这种潜水式结构的水泵，将电机14设置在泵体1上方，在水流进入到外壳体15的内腔后，会流过电机14的表面，使电机表面的热量被带走，起到良好的散热效果，还可以采用超导热材料来制作电机14的外壳，这样能有效提高整体的散热效果，提高水泵的使用寿命。

将水泵的转子2制作为截面呈8字形的转子；转子2的轴向长度与转子最大的径向长度之比为2，以提高单位时间内的流量；并使水泵的出水口5及出水管6上任意位置的横截面面积都大于或等于转子2压缩工作端面的面积，以减小转子2在压水过程中受到的阻力；使水泵的输送流量提高。所述的转子2压缩工作端面的面积为转子2的最大径向长度与最小径向长度之差的二分之一与转子2轴向长度的乘积。

转子2的压水工作端面的有效面积是一个投影面积，它的计算方法是用转子2的最大径向长度与最小径向长度之差的二分之一与转子轴2向长度的乘积。可以将转子2的投影看作是一个齿轮，在转子2的中间，有一个以转子2的最小径向长度的1/2为半径的圆，它可以看作齿轮的齿根部分，并不是有效的压水部分，因此要得到有效的压水面积就要通过上述的计算方法去掉不参与压水部分的投影面积。

如图5所示，转子的最大径向长度(用D表示)，转子2的最小径向长度(用d表示)，转子的轴向长度(用H表示)；

转子2压缩工作端面的面积计算公式为(D-d)H/2。

不仅水泵的输送流量提高，还可以让整机长时间连续高速运转也不损伤零部件。并且经过实际测试，转子2的轴向长度至少要增加到其径向长度的1.5倍，才能明显提高单位时间内的流量；水泵的出水口5及出水管6内腔上的任意位置的横截面面积至少要大于转子2压缩工作端面的面积的0.8倍，阻力才会明显减小，最好是完全大于转子2压缩工作端面的面积，这样得到的效果才是最理想的。

本实用新型将转子轴7的两端安装上齿轮3，使转子2的两端同时进行转动，这样即使转子2的轴向长度增加，也依然能保证转动时的稳定性，使转子2的甩动及抖动减小，使转子2的轴向长度与最大径向长度的比至少能大于1.5；8字形的转子2与常规的三叉头转子相比，它的截面体积变小，不仅节省了材料，减轻了重量，而且增加了泵体1空间利用率，使转子的变容率提高，在相同工作时间内能产生的流量增大；并且，由于水出部分的横截面积增大，使得转子2在压出水时受到的阻力明显减小，因而省力节能，提高了转子2工作效率，也有效的增加了出水流量，经过测试，输出的转速可以提高到7500转/分以上，而且整机长时连续运转仍不损伤零件使用寿命，流量按比例增加，从而增加了水泵的整体时效性能，节省了劳动时间。齿轮3制作成为2的奇数倍的斜齿，这样的结构主要是在制作加工中能减少使用的模具数量，节约了生产成本，经过测试得到38齿时经济指标最高。

转子2的横截面的外轮廓曲线为8字型结构，并且它的两端为两个半径相同的圆，在两个圆之间通过与两个圆相切的圆弧连接，圆弧的半径与两个圆的半径相同，这样的结构在转动过程中，使两个转子2形成在任何角度下间隙宽度都相等的密封线，提高了机械的密封效果，并且在同比压缩腔体积条件下，能获得更高的变容率，从而获得更多的流量。而且转子2压水工作端面集中受力点到转子2转动中心的距离小，所以这种结构具有省力效果，即使是小尺寸的泵体1，例如一台单机外形尺寸20 X 20 X 30cm的机型，它每小时能抽水达到300吨。由于转子2的横截面为8字形结构，因此它可以形成一个二齿的齿轮，使两个转子2之间形成一个类似齿轮泵的结构，并且还可以使形成的齿轮具有一个3～5°螺旋角，这样可以使被压缩的水以旋流式集中流向出水口5截面中部，既有冲刷清洗腔壁的作用，又能增加压水力量，使该结构同时兼具齿轮油泵和螺旋泵的优点。在泵体1上的出水贮腔10可以起到类似空气压缩机贮气筒的加力效果，进水贮腔11可以增加泵体1的自吸力，降低转子2的空转率，提高进水效果。

本实用新型还可以独立脱开，装在非电源动力机架上用于其它场合，适用性好。安装转子轴7上套筒4的外壁与端盖8的内壁之间安装衬套13，套筒4的外壁、衬套13与端盖8的内壁作为一个轴承使用；并且在衬套13靠近齿轮3的一端比端盖8的内壁长出1.5mm，衬套13上设有油孔，润滑油通过衬套13上的浅螺纹沟槽进入到齿轮3的侧面与端盖8的内壁的润滑油腔12中，形成一个具有密封作用的的油腔，不需要另外设置密封结构，使整体结构得到简化，减小了泵体1的体积。

Claims (8)

1. 【权利要求1】一种新型水泵，它包括泵体(1)以及安装在泵体(1)中的转子(2)，其特征在于：在转子(2)的转子轴(7)的两端上设有带套筒(4)的齿轮(3)，套筒(4)固定在转子轴(7)上，并且套筒(4)支撑在端盖(8)上，端盖(8)连接在泵体(1)上，齿轮(3)被端盖(8)罩住；在泵体(1)上设有进水口(9)及出水口(5)，出水口(5)上连接有一根出水管(6)，出水口(5)与出水管(6)内腔的横截面面积大于或等于转子(2)压缩工作端面的面积。
2. 【权利要求2】根据权利要求1所述的一种新型水泵，其特征在于：转子(2)的横截面的形状为8字形，该8字形形状由上下为两个半径相同的圆，并在两个圆之间通过与两个圆相切的圆弧连接组成，并且该圆弧的半径与两个圆的半径相同，两个圆与两个圆弧的圆心连线组成一个正方形。
3. 【权利要求3】根据权利要求1所述的一种新型水泵，其特征在于：在泵体(1)上的出水口(5)与进水口(9)两侧分别设有出水贮腔(10)与进水贮腔(11)。
4. 【权利要求4】根据权利要求1所述的一种新型水泵，其特征在于：泵体(1)为卧式泵体或潜水式泵体。
5. 【权利要求5】根据权利要求4所述的一种新型水泵，其特征在于：泵体(1)为潜水式泵体，在泵体(1)的上方连接电机(14)，在电机(14)外设有外壳体(15)，外壳体(15)的下端与泵体(1)的上端连接，泵体(1)上的出水口(5)与外壳体(15)的内腔连通。
6. 【权利要求6】根据权利要求1所述的一种新型水泵，其特征在于：在套筒(4)的外壁与端盖(8)的内壁之间设有一个表面带有浅螺纹沟槽的衬套(13)，在衬套(13)靠近齿轮(3)的一端比端盖(8)的内壁长1～1.5mm，齿轮(3)的侧面与端盖(8)的内壁之间形成一个3～3.5mm间隙的润滑油腔(12)。
7. 【权利要求7】根据权利要求1所述的一种新型水泵，其特征在于：齿轮(3)为左旋齿或右旋齿，其螺旋角为10～15°，每个齿轮(3)的齿数为30～50齿。
8. 【权利要求8】根据权利要求9所述的一种新型水泵，其特征在于：每个齿轮(3)的齿数为2的奇数倍。

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