CN217873264U - 一种气体采样叶片泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气体采样叶片泵，包括泵体和电机，泵体上设置转子腔室，转子腔室内安装有第一石墨垫板，转子腔室内转动安装有中心轴，转子固定于所述中心轴上，转子外周圆周均布有若干个叶片槽，叶片活动嵌入叶片槽内，第一石墨垫板的端面上设置有进气沉槽和出气沉槽，泵体上设有进气腔室和出气腔室，进气沉槽将转子腔室与进气腔室连通，出气沉槽将所述转子腔室与出气腔室连通，泵体上设置有与进气腔室连通的进气接头、与出气腔室连通的出气接头。该气体采样泵可以避免叶片与转子腔室之间异常磨损，从而确保叶片泵在长期使用过程中采样压力稳定，采样气体流量的波动性更小，定量采样的精度更高。

Description

一种气体采样叶片泵

技术领域

本实用新型涉及一种气体采样叶片泵，属于气体泵技术领域，用于气体颗粒物检测中的气体采样中。

背景技术

在气体颗粒物浓度检测的过程中，需要对大气中的气体进行定量采样，而气体采样的动力就是通过采样泵，而根据颗粒物浓度检测标准可知，采样泵采样一定量的气体，气体通过滤膜过滤后排出，粉尘被滤膜过滤之后，通过称重法称量滤膜前后的重量，就可以得出该体积气体下的粉尘质量，利用粉尘质量除以气体体积就得到了气体的粉尘质量浓度；该检测方法在专利号为CN201910386747.8的申请文件中也记载公开粉尘浓度检测的计算方法，而计算方法中，气体体积的正确与否直接影响检测浓度的准确性，而目前的采样方法中，采样气体的流量一般是控制在16.67L/min，这样能确保一个小时的采样量为1立方米气体方便计算，同时对于PM2.5或者PM10的切割器也都是在16.67L/min下进行设计的，而目前的气体采样泵主要是隔膜泵或者活塞泵，这种采样泵受到自身的结构和工作原理的限制，在采样的过程中气体流量的波动较大，因此在进行采样气体流量测量时是不准确的，从而计算粉尘质量浓度时会出现较大的偏差而造成检测结果不准确。而市面上还有其他结构的泵，例如叶片泵，如专利号为202121430564.0的申请文件中公开了一种改进型叶片泵，该叶片泵包括转子和安装于转子上的叶片，转子由电机驱动旋转，利用转子带动叶片旋转从而将气体从进水口吸入并将其从出水口压出，这种叶片泵虽然作用的介质是液体，但是理论上也可适应于气体介质，但是由于气体采样上对气体的采样精度要求非常高，气体采样的波动要非常小，而专利号为202121430564.0的专利文件中，进水口和出水口是设置在于泵壳的内腔的右侧和左侧，因此，若是将该结构应用于气体采样时，叶片旋转的过程中叶片会受到较大的离心力而外侧端会与泵壳内腔的腔壁频繁接触摩擦，而内腔腔壁和进水口以及出水口相连的位置为一个相贯线结构的通孔，叶片外侧端接触通孔时就会加剧磨损，从而叶片外侧端的端部局部会快速磨损，而磨损的叶片会导致相邻叶片之间的腔室气密性降低，这样采样泵的抽吸力降低，从而进气口的气压降低，采样气体的流量也会降低并产生拨动，采样气体的精度非常低，由此可见，该结构的叶片泵并不是和气体采样中，另外，由于叶片泵的组装过程中，叶片、转子与内腔的底板之前的间隙难以控制，组装过紧会影响叶片和转子的转动顺畅程度，而组装比较松时叶片与内腔底部的间隙较大也会降低叶片之间的的腔室气密性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种气体采样叶片泵，该气体采样泵可以避免叶片与转子腔室之间异常磨损，从而确保叶片泵在长期使用过程中采样压力稳定，采样气体流量的波动性更小，定量采样的精度更高。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种气体采样叶片泵，包括泵体、转子、叶片和第一端盖，所述泵体上设置有横截面为圆形的转子腔室，所述转子腔室内安装有第一石墨垫板，所述泵体上固定有电机，所述转子腔室内转动安装有中心轴，所述中心轴与所述电机的输出轴传动连接，所述转子固定于所述中心轴上，所述转子的中心与转子腔室的中心偏心设置，所述转子外周圆周均布有若干个叶片槽，所述叶片活动嵌入所述叶片槽内，所述叶片的外侧端与转子腔室的内壁配合，所述第一石墨垫板的端面上设置有进气沉槽和出气沉槽，所述泵体上位于转子腔室的外侧设置有进气腔室和出气腔室，所述进气沉槽将转子腔室与进气腔室连通，所述出气沉槽将所述转子腔室与出气腔室连通，所述第一端盖可拆卸固定于泵体上将所述转子腔室密封，所述泵体上设置有与进气腔室连通的进气接头、与出气腔室连通的出气接头。

作为一种优选的方案，所述第一端盖和转子之间还设置有第二石墨垫板。

作为一种优选的方案，所述转子的外轮廓与所述转子腔室的室壁内切，所述进气沉槽和出气沉槽分别位于内切点的两侧。

作为一种优选的方案，所述进气沉槽和出气沉槽均包括第一条形槽段和第二条形槽段，所述第一条形槽段的宽度小于第二条形槽段的宽度，所述第一条形槽段和第二条形槽段均圆弧延伸，所述第二条形槽段相比第一条形槽段更靠近所述内切点。

作为一种优选的方案，所述泵体包括第二端盖、中间泵体和定子筒体，所述第二端盖上设置有安装沉槽内，所述中间泵体上设置有安装腔室，所述定子筒体安装于所述安装腔室内，所述定子筒体的内腔形成了所述转子腔室，所述进气腔室和出气腔室均设置于中间泵体上，所述第一石墨垫板安装于所述安装沉槽内，所述第一端盖和第二端盖之间通过锁紧螺栓可拆卸固定，所述锁紧螺栓贯穿所述第一石墨垫板、中间泵体、第二石墨垫板。

作为一种优选的方案，所述转子上设置有径向螺孔，所述中心轴上设置有与径向螺孔位置对应的顶紧平面，所述径向螺孔内安装有顶紧螺钉，该顶紧螺钉的端面与顶紧平面顶紧配合。

作为一种优选的方案，所述第二端盖作为所述电机的电机端盖。

作为一种优选的方案，所述叶片的外侧端设置有钝角接触部。

作为一种优选的方案，所述中间泵体上设置有两个进气口，所述两个进气口设置于中间泵体的不同侧，所述两个进气口通过进气通道与进气腔室连通，其中一个进气口安装所述进气接头，另一个进气口安装有封堵头。

采用了上述技术方案后，本实用新型的效果是：由于一种气体采样叶片泵，包括泵体、转子、叶片和第一端盖，所述泵体上设置有横截面为圆形的转子腔室，所述转子腔室内安装有第一石墨垫板，所述泵体上固定有电机，所述转子腔室内转动安装有中心轴，所述中心轴与所述电机的输出轴传动连接，所述转子固定于所述中心轴上，所述转子的中心与转子腔室的中心偏心设置，所述转子外周圆周均布有若干个叶片槽，所述叶片活动嵌入所述叶片槽内，所述叶片的外侧端与转子腔室的内壁配合，所述第一石墨垫板的端面上设置有进气沉槽和出气沉槽，所述泵体上位于转子腔室的外侧设置有进气腔室和出气腔室，所述进气沉槽将转子腔室与进气腔室连通，所述出气沉槽将所述转子腔室与出气腔室连通，所述第一端盖可拆卸固定于泵体上将所述转子腔室密封，所述泵体上设置有与进气腔室连通的进气接头、与出气腔室连通的出气接头，因此，由于设置了第一石墨垫板，第一石墨垫板上设置有进气沉槽和出气沉槽，所述泵体上位于转子腔室的外侧设置有进气腔室和出气腔室，这样叶片的外侧端就会与转子腔室的内壁可靠配合，叶片的外侧端也不会出现异常的磨损情况，这样相邻叶片之间的腔室的气密性更好且更稳定，这样叶片泵在工作时进气口的压力更稳定，采样气体的流量也更稳定，而同时由于叶片持续被电机驱动旋转，叶片之间的腔室会持续不断的将气体从进气接头抽入并从出气接头排出，流量的波动也更小，这样流量的调节也更准确，采样气体的量更精确，最终计算粉尘浓度时误差更小。

又由于所述第一端盖和转子之间还设置有第二石墨垫板，这样利用第一石墨垫板和第二石墨垫板可以更耐磨并且减少摩擦力。

又由于所述转子的外轮廓与所述转子腔室的室壁内切，所述进气沉槽和出气沉槽分别位于内切点的两侧，因此，转子与转职室壁内切，这样在叶片经过内切点时可以完全将进气沉槽的气体排入至出气沉槽内，这样相邻叶片的腔室内的气体都能彻底排出，这样通过控制电机的转速就能够非常精确的控制叶片的转速，进而精准的控制抽气量，满足气体定量采样的要求。

又由于所述进气沉槽和出气沉槽均包括第一条形槽段和第二条形槽段，所述第一条形槽段的宽度小于第二条形槽段的宽度，所述第一条形槽段和第二条形槽段均圆弧延伸，所述第二条形槽段相比第一条形槽段更靠近所述内切点，由于所述第一条形槽段的宽度小于第二条形槽段的宽度，因此，第二条形槽段可以更大程度的与进气腔室和出气腔室连通衔接，而第一条形槽段的宽度较小，这样可以尽可能的减少叶片与其接触摩擦，减少叶片的磨损，保证叶片泵的流量稳定。

又由于所述泵体包括第二端盖、中间泵体和定子筒体，所述第二端盖上设置有安装沉槽内，所述中间泵体上设置有安装腔室，所述定子筒体安装于所述安装腔室内，所述定子筒体的内腔形成了所述转子腔室，所述进气腔室和出气腔室均设置于中间泵体上，所述第一石墨垫板安装于所述安装沉槽内，所述第一端盖和第二端盖之间通过锁紧螺栓可拆卸固定，所述锁紧螺栓贯穿所述第一石墨垫板、中间泵体、第二石墨垫板，采用上述的结构，首先可以降低加工成本，中间泵体和定子筒体可以分开加工，尤其是定子筒体由于需要与转子和叶片配合，因此定子筒体的内壁的光滑度要求更高，将定子筒体与中间泵体分开，加工难度和加工成本更低，加工精度更容易保证，其次，该泵体可以更好的方便组装和调整第一石墨垫板的角度位置。

又由于所述转子上设置有径向螺孔，所述中心轴上设置有与径向螺孔位置对应的顶紧平面，所述径向螺孔内安装有顶紧螺钉，该顶紧螺钉的端面与顶紧平面顶紧配合，因此，采用上述的结构后，可以更好更快速的调节转子和第一石墨垫板之间的间隙，在装配时，先将第一石墨垫板安装在第二端盖上设置有安装沉槽内，调整第一石墨垫板的角度，从而使进气沉槽和出气沉槽与中间泵体上的进气腔室和出气腔室位置对应，然后在第一石墨垫板上放置一块薄片，该薄片的厚度为转子和第一石墨垫板之间的装配间隙，然后再将转子套装在中心轴时转子的底部就会被薄片支撑，这样确保转子的底部与第一石墨垫板之间的间隙满足装配要求，然后再拧紧顶紧螺钉就可以完成转子的固定，最后通过贯穿所述第一石墨垫板、中间泵体、第二石墨垫板的锁紧螺栓将第一端盖和第二端盖一起固定，整个装配过程非常简单，并且装配精度可以更好的控制。

又由于所述叶片的外侧端设置有钝角接触部，因此通过该钝角接触部可以更好的与转子腔室的内壁稳定接触，保证气密性。

又由于所述中间泵体上设置有两个进气口，所述两个进气口设置于中间泵体的不同侧，所述两个进气口通过进气通道与进气腔室连通，其中一个进气口安装所述进气接头，另一个进气口安装有封堵头，这样方便出气接头的设置位置，方便与现场的管路连接。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型实施例1的立体结构示意图；

图2是本实用新型实施例1的端面示意图；

图3是图2在A-A处的剖视图；

图4是隐藏了第一端盖和第二石墨垫板后的端面示意图；

图5是实施例1的转子、第一石墨垫板和叶片的安装位置立体图；

图6是中间本体的结构立体图；

图7是实施例2的立体图；

图8是实施例2的端面示意图；

图9是图8在B-B处的剖视图；

附图中：1、泵体；2、电机；3、中间泵体；31、安装腔室；32、进气腔室；33、出气腔室；34、进气口；4、第一端盖；5、进气接头； 6、出气接头；7、第二端盖；8、第一石墨垫板；9、第二石墨垫板； 10、中心轴；11、顶紧螺钉；12、转子；121、叶片槽；13、定子筒体； 14、叶片；141、钝角接触部；15、锁紧螺栓；16、出气沉槽；161、第一条形槽段；162、第二条形槽段；17、进气沉槽；18、封堵头；19、顶紧平面；20、转子腔室。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

实施例1

如图1至图6所示，一种气体采样叶片泵，包括泵体1、转子12、叶片14和第一端盖4，所述泵体1上设置有横截面为圆形的转子腔室 20，所述转子腔室20内安装有第一石墨垫板8，所述泵体1上固定有电机2，所述转子腔室20内转动安装有中心轴10，所述中心轴10与所述电机2的输出轴传动连接。

所述转子12固定于所述中心轴10上，所述转子12的中心与转子腔室20的中心偏心设置。所述第一端盖4和转子12之间还设置有第二石墨垫板9。第一石墨垫板8和第二石墨垫板9为石墨材质，耐磨且摩擦力非常小，方便叶片14和转子12的旋转。本实施例中，所述泵体1 包括第二端盖7、中间泵体3和定子筒体13，所述第二端盖7上设置有安装沉槽内，所述中间泵体3上设置有安装腔室31，所述定子筒体13 安装于所述安装腔室31内，所述定子筒体13的内腔形成了所述转子腔室20，所述进气腔室32和出气腔室33均设置于中间泵体3上，所述第一石墨垫板8安装于所述安装沉槽内，所述第一端盖4和第二端盖7之间通过锁紧螺栓15可拆卸固定，所述锁紧螺栓15贯穿所述第一石墨垫板8、中间泵体3、第二石墨垫板9。其中，所述第二端盖7作为所述电机2的电机2端盖。而所述中心轴10则直接使用电机2的输出轴。所述转子12上设置有径向螺孔，所述中心轴10上设置有与径向螺孔位置对应的顶紧平面19，所述径向螺孔内安装有顶紧螺钉11，该顶紧螺钉 11的端面与顶紧平面19顶紧配合。

如图6所示，所述中间泵体3上设置有两个进气口34，所述两个进气口34设置于中间泵体3的不同侧，所述两个进气口34通过进气通道与进气腔室32连通，其中一个进气口34安装所述进气接头5，另一个进气口34安装有封堵头18。由于进气口34有两个且位于不同侧，因此可以灵活的选择进气接头5的安装位置，方便与采样管对接，另外，中间泵体3上还可以流量计，可以用来监控采样气体的流量，因此，另一个进气口34可以与流量计连通。

如图3至图5所示，所述转子12外周圆周均布有若干个叶片14槽 121，本实施例中的叶片14槽121的数量为5个，所述叶片14活动嵌入所述叶片14槽121内，所述叶片14的外侧端与转子腔室20的内壁配合，叶片14可以在叶片14槽121内滑动，本实施例中的叶片14的延伸方向并不是径向方向；由于转子腔室20为的横截面为圆形，因此，叶片14的外侧端与转子腔室20内壁的接触点就会有一条过该接触点的切线，叶片14从外侧端向内侧端方向延伸的延伸线与该切线的交角为锐角。

所述第一石墨垫板8的端面上设置有进气沉槽17和出气沉槽16，所述泵体1上位于转子腔室20的外侧设置有进气腔室32和出气腔室33，所述进气沉槽17将转子腔室20与进气腔室32连通，所述出气沉槽16 将所述转子腔室20与出气腔室33连通，所述第一端盖4可拆卸固定于泵体1上将所述转子腔室20密封，所述泵体1上设置有与进气腔室32 连通的进气接头5、与出气腔室33连通的出气接头6。

本实施例的叶片泵的电机2为伺服电机2，可以精确的控制转速，如图4所示，图4中转子12的工作状态为顺时针旋转。电机2带动转子12顺时针旋转，所述转子12的外轮廓与所述转子腔室20的室壁内切，所述进气沉槽17和出气沉槽16分别位于内切点的两侧。所述进气沉槽17和出气沉槽16均包括第一条形槽段161和第二条形槽段162，所述第一条形槽段161的宽度小于第二条形槽段162的宽度，所述第一条形槽段161和第二条形槽段162均圆弧延伸，所述第二条形槽段162 相比第一条形槽段161更靠近所述内切点。所述叶片14的外侧端设置有钝角接触部141，该钝角接触部141可以更好的与转子腔室20的内壁可靠接触。图4中分别将内切点附近的三个叶片14分别标记为叶片I1、叶片I2和叶片I3，其中叶片14在旋转时，叶片I1和叶片I2之间的腔室就会逐渐增加，由于体积增加压力降低就将气体从进气口34吸入，通过进气腔室32和进气沉槽17后进入到叶片I1和叶片I2之间的腔室，而同时，叶片I3会持续靠近内切点，因此叶片I3和叶片I2之间的腔室会逐渐变小，这样就将叶片I3和叶片I2之间的腔室内的气体压出，由于转子12持续旋转，因此整个过程吸气和出气都连续并且气体流量的拨动非常小，这样采样气体的流量监测就非常准确，从而粉尘浓度的检测结果也准确，该采样泵完全满足气体采样的需求。

实施例2

如图7至图9所示，该实施例的结构与实施例1的结构基本相同，只是本实施例中，第二端盖7并不作为电机2的端盖，中心轴10也是单独的中心轴10，中心轴10的一端贯穿第二端盖7并且露出，中心轴 10通过轴承转动安装于第二端盖7和第一端盖4之间，而电机2则是固定在第二端盖7上并且通过联轴器与中心轴10传动连接，同样也可实现转子12的旋转，这种结构的叶片泵的转子12和叶片14的尺寸就不受电机2端盖的限制，因此尺寸大但是功率也更大，方便应用在不同的场合。

本实施例中的叶片14并不局限于5片，还可以为7片，而本实施例中的叶片泵在使用时中心轴10是处于水平状态，这样转子12和叶片 14组装好以后，转子12、叶片14与第一石墨垫片之间的间距确定好以后，叶片14被转子12带动旋转时只会受到离心力，这样叶片14就尽可能的不与第一石墨垫片摩擦，减少了磨损，保证了气密性。本实施例中的

本实施例中提到的气路系统、伺服电机、螺栓均为目前的常规技术，以上所述实施例仅是对本实用新型的优选实施方式的描述，不作为对本实用新型范围的限定，在不脱离本实用新型设计精神的基础上，对本实用新型技术方案作出的各种变形和改造，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种气体采样叶片泵，包括泵体、转子、叶片和第一端盖，其特征在于：所述泵体上设置有横截面为圆形的转子腔室，所述转子腔室内安装有第一石墨垫板，所述泵体上固定有电机，所述转子腔室内转动安装有中心轴，所述中心轴与所述电机的输出轴传动连接，所述转子固定于所述中心轴上，所述转子的中心与转子腔室的中心偏心设置，所述转子外周圆周均布有若干个叶片槽，所述叶片活动嵌入所述叶片槽内，所述叶片的外侧端与转子腔室的内壁配合，所述第一石墨垫板的端面上设置有进气沉槽和出气沉槽，所述泵体上位于转子腔室的外侧设置有进气腔室和出气腔室，所述进气沉槽将转子腔室与进气腔室连通，所述出气沉槽将所述转子腔室与出气腔室连通，所述第一端盖可拆卸固定于泵体上将所述转子腔室密封，所述泵体上设置有与进气腔室连通的进气接头、与出气腔室连通的出气接头。

2.如权利要求1所述的一种气体采样叶片泵，其特征在于：所述第一端盖和转子之间还设置有第二石墨垫板。

3.如权利要求2所述的一种气体采样叶片泵，其特征在于：所述转子的外轮廓与所述转子腔室的室壁内切，所述进气沉槽和出气沉槽分别位于内切点的两侧。

4.如权利要求3所述的一种气体采样叶片泵，其特征在于：所述进气沉槽和出气沉槽均包括第一条形槽段和第二条形槽段，所述第一条形槽段的宽度小于第二条形槽段的宽度，所述第一条形槽段和第二条形槽段均圆弧延伸，所述第二条形槽段相比第一条形槽段更靠近所述内切点。

5.如权利要求4所述的一种气体采样叶片泵，其特征在于：所述泵体包括第二端盖、中间泵体和定子筒体，所述第二端盖上设置有安装沉槽内，所述中间泵体上设置有安装腔室，所述定子筒体安装于所述安装腔室内，所述定子筒体的内腔形成了所述转子腔室，所述进气腔室和出气腔室均设置于中间泵体上，所述第一石墨垫板安装于所述安装沉槽内，所述第一端盖和第二端盖之间通过锁紧螺栓可拆卸固定，所述锁紧螺栓贯穿所述第一石墨垫板、中间泵体、第二石墨垫板。

6.如权利要求5所述的一种气体采样叶片泵，其特征在于：所述转子上设置有径向螺孔，所述中心轴上设置有与径向螺孔位置对应的顶紧平面，所述径向螺孔内安装有顶紧螺钉，该顶紧螺钉的端面与顶紧平面顶紧配合。

7.如权利要求6所述的一种气体采样叶片泵，其特征在于：所述第二端盖作为所述电机的电机端盖。

8.如权利要求1至7任一项所述的一种气体采样叶片泵，其特征在于：所述叶片的外侧端设置有钝角接触部。

9.如权利要求5所述的一种气体采样叶片泵，其特征在于：所述中间泵体上设置有两个进气口，所述两个进气口设置于中间泵体的不同侧，所述两个进气口通过进气通道与进气腔室连通，其中一个进气口安装所述进气接头，另一个进气口安装有封堵头。

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