CN204082533U - 偏心活动叶片泵 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种偏心活动叶片泵，尤其是一种可变容积式偏心活动叶片泵，可用于真空泵、压缩机泵、水泵、汽车涡轮增压器、燃机内燃机、风力发动机、水力发动机、流量计、蒸汽透平泵及无级液力耦合器等领域。包括缸体，第一转子，第二转子和活动叶片，其特征在于，第一转子与第二转子偏心设置，缸体固定设置在机架上，活动叶片的一端可转动的与第一转子连接，活动叶片的另一端与第二转子可转动连接，所述第二转子的数量与所述的活动叶片相同；第一转子固定设置在主轴上；在缸体上对应于相邻的活动叶片之间空间的膨胀区域设置有缸体流体入口；在缸体上对应于相邻的活动叶片之间空间的压缩区域设置有缸体流体出口。
Description
技术领域
本发明涉及一种偏心活动叶片泵，尤其是一种可变容积式偏心活动叶片泵，可用于真空泵、压缩机泵、水泵、汽车涡轮增压器、燃机内燃机、风力发动机、水力发动机、流量计、蒸汽透平泵及无级液力耦合器等领域。
背景技术
现在可变容积泵主要为活塞泵及和滑片泵，都采用了摩擦密封的原理所以导致摩擦片容易磨损，密封效果不佳，工作寿命及效率都不高，加工精度要求高。摩擦片处于高速工作时由于弹簧弹性弹力，频率，工作流体压力，压差等工况影响会导致设备产生效率有很大波动，故工作范围窄，不能用于高速，高压，大流量等高要求工况下使用，同时该类型可变容积泵的有效容积率低。
发明内容
本发明解决的技术难题是提供一种结构简单，高效率，低成本，多工况，高稳定性，长寿命，可无需的弹性装置密封的容积式偏心活动叶片泵，高速工作时滑片无直接径向冲击的偏心活动叶片泵，同时应用广泛，不仅可用于常规的液体气体，也可用于高温高压环境如内燃机，汽轮机，涡轮增压等工况苛刻设备。
一种偏心活动叶片泵，包括缸体，第一转子，第二转子和活动叶片，其特征在于，第一转子与第二转子偏心设置，缸体固定设置在机架上，活动叶片的一端可转动的与第一转子连接，活动叶片的另一端与第二转子可转动连接，所述第二转子的数量与所述的活动叶片相同；第一转子固定设置在主轴上；在缸体上对应于相邻的活动叶片之间空间的膨胀区域设置有缸体流体入口；在缸体上对应于相邻的活动叶片之间空间的压缩区域设置有缸体流体出口。
活动叶片与第一转子和第二转子可转动连接方式为轴孔式连接方式或柔式连接方式。
当第二转子数量大于等于2个时，在第二转子上还设置有弧形群部，对应于相邻活动叶片转动连接的第二转子的弧形群部相互嵌套，所述的相邻活动叶片之间的容积空间通过相互嵌套的弧形群部与相邻的第二转子之间的间隙隔离。
在第一转子上对应于相邻活动叶片之间的环形壁面的上下部分分别设置转子流体入口和转子流体出口；缸体流体入口和缸体流体出口与转子流体入口和转子流体出口对应设置在缸体的上下部分；当转子流体入口和缸体流体入口贯通时或转子流体出口和缸体流体出口时流体进入或排出相邻活动叶片之间的容积空间。
所述的转子流体入口和所述的转子流体出口上设置有单向阀门，单向阀门由流体压力差、离心力、动力、磁力、弹性作用力中的一种力或两种以上的合力控制开关。低压流体通过缸体流体入口进入容积空间，低压流体在容积空间内增压后通过缸体流体出口排出构成增压泵；高压流体通过缸体流体入口进入容积空间，高压流体在容积空间内释放压力后通过缸体流体出口排出构成减压泵；或者低压流体通过转子流体入口进入容积空间，低压流体在容积空间内增压后通过转子流体出口排出组成了增压泵；高压流体通过转子流体入口进入容积空间，高压流体在容积空间内释放压力后通过转子流体出口排出组成了减压泵。
在缸体上还设置有控制机构，控制机构改变与缸体流体入口和缸体流体出口的位置关系进而调整缸体流体入口和缸体流体出口的形状与尺寸面积；或者控制机构可改变单向阀门开关条件如单向阀门的开关起始位置，由此改变偏心活动叶片泵每旋转一周流体进入容积空间或由容积空间排出的体积。
当流体为液体时，设置有2个偏心活动叶片泵，其中一个为增压泵另一个为减压泵，流体先后流经增压泵和减压泵，在控制机构的作用下改变增压泵和减压泵每旋转一周流体进入增压泵和减压泵的体积，从而改变增压泵和减压泵的速度差可作为液力变矩器，无级变速器使用。 当流体为气体时，设置有1个增压泵和1个减压泵和热交换室，且增压泵和减压泵同轴心固定连接，流体先后流经增压泵，热交换室和减压泵，可作为涡轮增压机，内燃机，燃气轮机，外燃机使用。
设置有后置减压泵和尾气催化器，气体流经增压泵后进入热交换室和燃料点燃，然后进入减压泵膨胀做功，然后再通过尾气催化器净化尾气，然后再进入后置减压泵继续膨胀做功且排气。在燃烧室可设置排气歧管将高压富氧气体部分导入尾气催化器以调整尾气催化器的温度及含氧比率。
活动叶片和第一转子及第二转子通过轴孔方式转动连接时通过油槽浸泡润滑或油道强制润滑；单向阀门活动部件通过油槽浸泡润滑或油道强制润滑。当润滑方式为油道强制润滑时可为自动强制润滑，在偏心活动叶片泵的旋转过程中油道对润滑油的作用力使润滑油流动，如油道设置成“人”字形油道，油道随着偏心活动叶片泵旋转顺时针时，润滑油从“人”字形油道右侧进入而从“人”字形油道左侧排出。
附图说明
图1是本专利的整体结构示意图，
图2是本专利的第一转子结构示意图，
图3是本专利的第二转子结构示意图，
图4是本专利的4个带弧形群部的第二转子配合工作的平面示意图，
图5是本专利的第一转子上下壁面分别设置有转子流体出口和转子流体入口(61)的立体结构示意图，
图6是本专利的两偏心转子叶片泵的组合示意图，
图7是本专利的第一转子添加有单向阀门的结构示意图，
图8是本专利单向阀的第一种工作状态结构示意图，
图9是本专利单向阀的第二种工作状态结构示意图，
图10是本专利单向阀配合控制机构工作状态结构示意图。
附图标记：2、第一转子，4、第二转子，14、偏心轴，17、隔离圈，21、活动叶片，57、流体通道，58、转子流体入口，59、缸体流体出口，61、转子流体入口，62、转子流体出口，63、控制机构，65、单向阀，114、支撑轴。
具体实施方式
图例说明：
实施例1
请参见图1和图2，图1是一种偏心转子叶片泵示意图，图2为图1中第一转子(2)的具体结构图，在第一转子(2)的上下端部可设置有与第一转子(2)一同旋转和活动叶片(21)上下端面齐平第一转子盖(未画出)，或设置有和活动叶片(21)上下端面齐平的固定在缸体(1)上的缸体盖(未画出)。在第一转子(2)上平均分布设置有4个贯通外部的流体通道(57)和4个与活动叶片(21)转动连接的轴孔。在图1中，偏心轴14通过与第一转子(2)同轴心的支撑轴(114)固定在缸体(1)上，缸体(1)固定在机架上。偏心轴(14)和第二转子(4)同轴心和第一转子(2)偏心设置。第一转子(2)和动力输入输出轴连接，通过轴承安装在机架上，也可通过轴承安装在支撑轴(114)上，4个第二转子(4)依次同轴心通过4个轴承(未画出)串联安装在偏心轴(14)上，4个第二转子(4)的外圆壁面上分别设置有和活动叶片(21)轴接的轴/轴孔与4个活动叶片(21)的一端分别转动连接。4个活动叶片的另一端分别和平均分别设置在第一转子(2)内壁上的轴/轴孔转动连接。在缸体(1)上设置的缸体流体入口(61)和缸体流体出口(62)对应相邻活动叶片(21)之间的容积空间的 压缩区域及膨胀区域。在本实施例中第一转子(2)和第二转子(4)都朝顺时针旋转。由于第二转子(4)和第一转子(2)为偏心设置，所以在第一转子(2)旋转时使和第二转子(4)转动连接的活动叶片(21)的端部的旋转速度发生周期性变化，同时以第一转子(2)中心为轴心的径向位置发生周期性变化。在图1中，4个活动叶片(21)和4个第二转子(4)转动连接的端部当活动叶片(21)所处的位置不同时其旋转速度和径向位置都不同，随着第一转子(2)顺时针旋转相邻的活动叶片(21)之间的容积空间也发生周期性变化从而构成容积泵。
在图1中如设置有2个控制机构(63)旋转时可分别调整缸体流体入口(58)和缸体流体出口(59)的宽度及位置以调整偏心活动叶片泵每一转时的流体工作量
在本发明中活动叶片(21)和第一转子(2)及第二转子(4)转动连接方式可以是轴孔式刚性连接方式也可以是在连接部分采用软材料或弹性材料的柔性连接方式。
实施例2
请参见图3和图4，图3时第二转子(4)还设置有弧形群部，弧形群部可提高第二转子(4)和活动叶片(21)的连接强度及密封效果。图4为图3中4个带弧形群部的第二转子(4)配合工作的平面示意图。弧形群部的上下端面和缸体盖或第一转子盖齐平使工作流体不能流入多个第二转子(4)串联时产生的端面接触间隙，也可保护第二转子(4)内部的轴承及冷却液或润滑油。如图4所述，相邻的弧形群部相互嵌套使全部外侧的空间和内侧空间隔离，当采用弹性密封体时能获得很好密封效果。
实施例3
请参见图5，图5是在第一转子(2)的上下壁面分别设置有转子流体出口(62)和转子流体入口(61)的立体结构示意图。在转子流体出口(62)和转子流体入口(61)之间还设置有隔离圈(17)，隔离圈(17)固定在缸体(1)上。2个控制机构(63)旋转时可分别调整缸体流体入口(58)和缸体流体出口(59)的宽度及位置以调整偏心活动叶片泵每一转时的流体工作量。本实施例结构方式增加了高压区和低压区的行程同时也可获得更好的密封效果。
实施例4
请参见图6，图6为2个偏心转子叶片泵的组合，其中一个偏心转子叶片泵为增压泵使低压流体进入偏心转子叶片泵后压力增加后排出，另一个偏心转子叶片泵为减压泵使高压流体进入偏心转子叶片泵后压力降低后排出。当流体为气体时增压泵和减压泵的第一转子和偏心轴都分别固定连接，可作为涡轮增压器，燃气轮机，内燃机等用途。当流体为液体使通过控制机构调整流体的进入增压泵和减压泵的体积可作为无级液力耦合器等用途。
实施例5
请参见图7，图7是图6的第一转子(2)的立体结构示意图，但是在增压泵和减压泵的第一转子(2)上的转子流体入口(58)和转子流体出口(59)上设置有单向阀门(65)。如图7所示，作为增压泵时，转子流体入口(58)上的单向阀门在第一转子(2)内侧处于负压时朝内侧转动而转子流体出口(59)上的单向阀门在第一转子(2)内侧处于正压时朝外侧转动。作为减压泵时，在该单向阀对应的容积空间由最小体积逐渐增加时，转子流体入口(58)上的单向阀门被控制机构(63)作用下朝外侧转动；而第一转子(2)内侧压力接近减压泵低压端压力时转子流体出口(59)上的单向阀门被控制机构(63)作用下朝内侧转动。
实施例6
请参见图8，图9，图10，图8是图实施例5中单向阀门由控制机构作用的情况下的一种结构示意图，该结构情况下单向阀门(65)可被位置控制机构单向转动；图9是图实施例5中单向阀门由控制机构作用的情况下的另一种结构示意图，该结构情况下单向阀门(65)可被位置控制机构双向转动；图10是与单向阀门(65)配合工作的位置控制机构的一种示意图。当控制机构(63)滑道曲线变化时即可改变单向阀门(65)的开关位置从而调整实际工 作流体的体积。
单向阀门(65)也可是径向滑动开关方式。在单向阀门(65)上还可设置有弹性补偿装置使的滑动摩擦部分出现损耗时也不影响实际工作。控制机构对单向阀门(65)作用时还可采用电磁力方式。在本实施例中尤其是减压泵在采用了单向阀门(65)的应用中可极大的降低高低压端的泄漏损失和密封摩擦损失，极大的降低了零部件的加工精度。在流体为气体情况下还可避免啸气和喘振的发生。当增压泵和减压泵组成内燃机作用时，配合燃烧室油气控制技术，值班火焰在内的燃烧技术，尾气催化净化技术，歧管富氧催化技术等可获得更低尾气排放，更高的燃油效率。
本发明的偏心活动叶片泵转动部件的润滑可以是底部油槽润湿方式也可以设置油道，并使油道中的液体在旋转的过程中由油道施加的压力产生定向旋转运动以达到强制润滑。如油道设计为“人”字形时，液体由右侧进入油道而从左侧排出。
本发明的偏心活动叶片泵的活动叶片及第二转子的数量可以是大于等于1的整数。当缸体上下部分设置的单向阀门在转动过程中都只超缸体内侧转动而开启时且排气单向阀在控制机构的作用下单个偏心活动叶片泵的可作为二冲程内燃机及四冲程内燃机。
Claims (8)
1.一种偏心活动叶片泵，包括缸体(1)，第一转子(2)，第二转子(4)和活动叶片(21)，其特征在于，第一转子(2)与第二转子(4)偏心设置，活动叶片(21)的一端可转动的与第一转子(2)连接，活动叶片(21)的另一端与第二转子(4)可转动连接，所述第二转子(4)的数量与所述的活动叶片(21)相同；第一转子(2)固定设置在主轴上；在缸体(1)上对应于相邻的活动叶片(21)之间空间的膨胀区域设置有缸体流体入口(61)；在缸体(1)上对应于相邻的活动叶片(21)之间空间的压缩区域设置有缸体流体出口(62)。
2.根据权利要求1所述的偏心活动叶片泵，其特征在于，活动叶片(21)与第一转子(2)和第二转子(4)可转动连接方式为轴孔式连接方式或柔式连接方式。
3.根据权利要求1所述的偏心活动叶片泵，其特征在于，当第二转子(4)的数量大于等于2个时，在第二转子(4)上还设置有弧形群部，对应于相邻活动叶片(21)转动连接的第二转子(4)上的弧形群部相互嵌套，所述的相邻活动叶片(21)之间的容积空间(56)通过相互嵌套的弧形群部与相邻的第二转子之间的间隙隔离。
4.根据权利要求1所述的偏心活动叶片泵，其特征在于，在第一转子(2)上对应于相邻活动叶片(21)之间的环形壁面的上下部分分别设置转子流体入口(58)和转子流体出口(59)；缸体流体入口(61)和缸体流体出口(62)与转子流体入口(58)和转子流体出口(59)对应设置在缸体(1)的上下部分；当转子流体入口(58)和缸体流体入口(61)贯通时或转子流体出口(59)和缸体流体出口(62)时流体进入或排出相邻活动叶片(21)之间的容积空间(56)。
5.根据权利要求4所述的偏心活动叶片泵，其特征在于，所述的转子流体入口(58)和所述的转子流体出口(59)上设置有单向阀门，单向阀门由流体压力差、离心力、动力、磁力、弹性作用力中的一种力或两种以上的合力控制开关。
6.根据权利要求4所述的偏心活动叶片泵，其特征在于，低压流体通过缸体流体入口(61)进入容积空间(56)，低压流体在容积空间(56)内增压后通过缸体流体出口(62)排出构成增压泵；高压流体通过缸体流体入口(61)进入容积空间(56)，高压流体在容积空间(56)内释放压力后通过缸体流体出口(62)排出构成减压泵；或者低压流体通过转子流体入口(58)进入容积空间(56)，低压流体在容积空间(56)内增压后通过转子流体出口(59)排出组成了增压泵；高压流体通过转子流体入口(58)进入容积空间(56)，高压流体在容积空间(56)内释放压力后通过转子流体出口(59)排出组成了减压泵。
7.根据权利要求1所述的偏心活动叶片泵，其特征在于，在缸体(1)上还设置有控制机构(63)，控制机构(63)改变与缸体流体入口(61)和缸体流体出口(62)的位置关系进而调整缸体流体入口(61)和缸体流体出口(62)的形状与尺寸面积；或者控制机构(63)可改变单向阀门开关条件如单向阀门的开关起始位置，由此改变偏心活动叶片泵每旋转一周流体进入容积空间(56)或由容积空间(56)排出的体积。
8.根据权利要求6或7所述的偏心活动叶片泵，其特征在于，当流体为液体时，设置有2个偏心活动叶片泵，其中一个为增压泵另一个为减压泵，流体先后流经增压泵和减压泵，在控制机构(63)的作用下改变增压泵和减压泵每旋转一周流体进入增压泵和减压泵的体积，从而改变增压泵和减压泵的速度差可作为液力变矩器，无级变速器使用，当流体为气体时，设置有1个增压泵和1个减压泵和热交换室，且增压泵和减压泵同轴心固定连接，流体先后流经增压泵，热交换室和减压泵，可作为涡轮增压机，内燃机，燃气轮机，外燃机使用。
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