CN220248346U - 一种液用齿轮输送机构及包含其的齿轮泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液用齿轮输送机构及包含其的齿轮泵，包括泵壳以及位于泵壳内并相互啮合的主动齿轮和从动齿轮；所述主动齿轮和从动齿轮在啮合部位的两侧与泵壳内壁共同围成低压区和高压区，主动齿轮和从动齿轮背对啮合部位的一侧分别与泵壳内壁围成零压区，所述泵壳设有与低压区连通的进液口和与高压区连通的出液口，液体由进液口依次经低压区、零压区和高压区到达出液口，且在高压区中所述主动齿轮和从动齿轮对液体具有朝向出液口方向的作用力。本实用新型中液体不是仅依靠压力的推动向出液口运动，从而减小了高压区中远离出液口区域的压力，避免泵腔内压力过大造成液体泄露。

Description

一种液用齿轮输送机构及包含其的齿轮泵

技术领域

本实用新型涉及泵设计技术领域，尤其涉及一种液用齿轮输送机构及包含其的齿轮泵。

背景技术

现有齿轮泵主要依靠泵腔室内一组或多组直齿轮的啮合旋转，使齿轮组两侧产生不同压力，通过齿轮组两侧的压力差以实现吸入和输送液体的目的。

泵腔室内的齿轮分主动轮与从动轮，通过电机带动主动轮转动，电机与主动轮之间依靠传动轴连接传动，同时为避免泵腔室内的液体流入电机造成损坏，通常使用轴封与传动轴过盈配合形成密封，以防止泵腔室内的液体泄漏。然而随着齿轮泵使用寿命的加长，轴封与传动轴配合处不可避免的会出现一定的磨损，使得轴封与传动轴的过盈量减小，导致密封性能减弱，而现有齿轮泵的齿轮组仅在泵腔内部提供压力差，在压力较高一侧则依靠液压作用向出液口方向流动，导致泵腔内的液体压力过大，当轴封与传动轴之间配合的耐压性能降低时会造成泵腔室内液体泄漏，从而会造成齿轮泵功能的失效。

实用新型内容

为了解决现有技术中齿轮泵泵腔内部高压区域液体压力过大，当轴封与传动轴之间配合的耐压性能降低时会造成泵腔室内液体泄漏，从而会造成齿轮泵功能的失效的技术问题，本实用新型提供了一种液用齿轮输送机构及包含其的齿轮泵来解决上述问题。

本实用新型提出一种液用齿轮输送机构，包括内部具有空腔的泵壳以及位于泵壳内并相互啮合的主动齿轮和从动齿轮；

所述主动齿轮和从动齿轮在啮合部位的两侧与泵壳内壁共同围成低压区和高压区，主动齿轮和从动齿轮背对啮合部位的一侧分别与泵壳内壁围成零压区，所述泵壳设有与低压区连通的进液口和与高压区连通的出液口，液体由进液口依次经低压区、零压区和高压区到达出液口，且在高压区中所述主动齿轮和从动齿轮对液体具有朝向出液口方向的作用力。

进一步的，所述泵壳由泵盖和泵体上下盖合形成，所述进液口位于泵体上，出液口位于泵盖上。

进一步的，所述高压区朝向泵体一端的端面凸出泵体的内底面。

进一步的，所述主动齿轮和从动齿轮均为斜齿轮。

进一步的，所述主动齿轮和/或从动齿轮的轴向两端设有凹槽。

进一步的，所述凹槽的内径与其所在的齿轮内径相等，凹槽的外径小于其所在的齿轮外径。

进一步的，所述泵体的内底面高压区所在位置设有凸台，所述凸台的两侧外缘面为与主动齿轮和从动齿轮的齿顶圆沿轴向投影重合的弧形面。

进一步的，所述主动齿轮和从动齿轮的齿面与中心轴的夹角a的大小为20°～30°。

本实用新型还提出一种齿轮泵，包括电机组件、减速箱和以上所述的液用齿轮输送机构，所述电机组件伸出有输出轴；减速箱位于泵壳的下方，所述减速箱的输入端与输出轴连接，减速箱的输出端与主动齿轮连接。

进一步的，所述减速箱包括套设减速齿轮的传动轴，所述主动齿轮安装于传动轴上，所述泵体和减速箱之间还具有与传动轴过盈配合的轴封。

进一步的，所述泵体的下端面具有容纳轴封的安装槽。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型所述的液用齿轮输送机构及包含其的齿轮泵，在泵壳内部由主动齿轮和从动齿轮的啮合旋转形成低压区、零压区和高压区，并且两个齿轮在与出液口连通的高压区内对液体施加朝向出液口方向的作用力，液体不是仅依靠压力的推动向出液口运动，从而减小了高压区中远离出液口区域的压力，避免泵腔内压力过大造成液体泄露。

(2)本实用新型中，所述主动齿轮和从动齿轮均为斜齿轮，两者啮合旋转时，可以同时对液体施加水平方向和竖直方向的作用力，推动液体向出液口方向运动。

(3)本实用新型中，主动齿轮和从动齿轮的轴向端部设有凹槽，可以减小齿轮与泵壳端面的摩擦，同时所述凹槽可以容纳油脂，既可以提高润滑作用，又可以起到密封作用。

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是本实用新型所述的齿轮泵的具体实施方式的分解示意图；

图2是本实用新型所述的齿轮泵的分步安装示意图；

图3是本实用新型中泵盖的立体图；

图4是本实用新型中从下方观察泵体的示意图；

图5是本实用新型中从上方观察泵体的示意图；

图6是本实用新型所述的液用齿轮输送机构的泵腔内部液流方向示意图；

图7是本实用新型所述的液用齿轮输送机构的轴向剖视图；

图8是本实用新型中从动齿轮的旋转方向示意图；

图9是图8所示主动齿轮的齿面对液流的作用力示意图；

图10是主动齿轮旋转过程中，液体受齿轮作用力分析示图；

图11是本实用新型所述液用齿轮输送机构与减速齿轮组连接示意图；

图12是本实用新型中从动齿轮与泵盖和泵体的配合示意图；

图13是本实用新型所述液用齿轮输送机构中低压区、高压区和零压区标识图；

图14是本实用新型中泵体内部凸台示意图；

图15是本实用新型所述液用齿轮输送机构内凸台与齿轮组的位置关系示意图。

图中，1、泵壳，101、泵盖，102、泵体，2、主动齿轮，3、从动齿轮，4、低压区，5、高压区，6、零压区，7、进液口，8、出液口，9、传动轴，10、光轴，11、齿面，12、中轴线，13、轴孔，14、进液管，15、底面，16、环状内壁，17、出液管，18、凸台，1801、弧形面，19、凹槽，20、电机组件，21、减速箱，2101、减速齿轮组，2102、安装座，22、输出轴，23、输出齿轮，24、轴封，25、锁紧螺钉，26、紧固螺钉，27、安装槽。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

实施例一

一种液用齿轮输送机构，包括泵壳1以及位于泵壳1内并相互啮合的主动齿轮2和从动齿轮3；泵壳1为由泵盖101和泵体102上下盖合形成的内部具有空腔的壳体结构，所述空腔即为泵腔，泵盖101位于上方，泵体102位于下方，泵腔的主体位于泵体102内，泵盖101盖合在泵腔上，主动齿轮2和从动齿轮3通过对应的传动轴9与泵盖101和泵体102转动连接，主动齿轮2由位于泵壳1下方的电机和减速箱21带动旋转，从动齿轮3由主动齿轮2带动旋转。为便于描述，下文将主动齿轮2和从动齿轮3共同命名为齿轮组。

主动齿轮2和从动齿轮3在啮合部位的两侧与泵壳1内壁共同围成低压区4和高压区5，主动齿轮2和从动齿轮3背对啮合部位的一侧分别与泵壳1内壁围成零压区6，泵壳1设有与低压区4连通的进液口7和与高压区5连通的出液口8，液体由进液口7依次经低压区4、零压区6和高压区5到达出液口8，且在高压区5中主动齿轮2和从动齿轮3对液体具有朝向出液口8方向的作用力。

如图1-图6所示，泵盖101与泵体102形成泵腔，将主动齿轮2和从动齿轮3收纳其中，形成一组工作齿轮，分别以传动轴9和光轴10为中心旋转。所述泵腔为跑道形，泵体102的内壁与主动齿轮2和从动齿轮3的间隙较小，主动齿轮2和从动齿轮3在啮合部位的上侧和下侧分别与泵腔围成类似三角形的区域，当上侧连通进液口7，下侧连通出液口8时，则主动齿轮2为顺时针旋转，从动齿轮3为逆时针旋转，液体被不断推送至下侧的三角区域，随着该区域的液体不断增大，从而形成高压区5，受泵腔内壁和端面的阻挡，液体只能经无阻挡的出液口8向外流出。啮合部位的上侧三角区域则为低压区4，液体由低压区4进入高压区5，压力由负转正，中途存在一个相对平衡的区域，即图13中左右两侧黑色区域所示的零压区6，该处的液体处于齿轮的齿片间隙中，可视为无压力。

本实用新型在泵腔中，液体不仅仅依靠液压作用在高压区5内向出液口8流动，还会受到主动齿轮2和从动齿轮3沿轴向的推动力，液体被齿轮推向出液口8，从而避免高压区5内液压过大，尤其可以避免液体通过泵壳1上安装传动轴9的部位流入电机内。

如图6和图7所示，进液口7和出液口8分别位于所述齿轮组的中轴线12两侧，即低压区4进液，高压区5出液，避免了进出液的相互干扰。

作为优选的，进液口7位于泵体102上，出液口8位于泵盖101上，更优选的方案中，进液口7位于齿轮组的下方，出液口8位于齿轮组的上方，进液口7低于低压区4，便于液体的吸入，出液口8高于高压区5，便于液体的排出。如图3和图5所示，泵体102具有底面15、环状内壁16和进液口7，进液口7位于环状内壁16一侧的中间位置，进液管14连接进液口7。泵盖101上设有出液管17，出液口8位于泵盖101的端面上。

齿轮组在高压区5对液体的推动力可以通过如下结构实现：主动齿轮2和从动齿轮3均为斜齿轮。如图8-图10所示为主动齿轮2旋转过程中，液体受齿轮作用力分析示图，齿面11非竖直且与中心轴(中心轴竖直)之间存在一定的夹角a，通常取20°～30°为宜，角度较大使得加工难度增大，较小会减弱齿轮的输液性能，齿轮组旋转过程中液体受垂直于齿面11的总作用力定义为F，由此可知，总作用力F存在两个方向的分力，即向上的分力F1，分力F1将液体向上推送，以及向前的分力F2，分力F2则将液体向前推送。

图6为泵腔内主动齿轮2与从动齿轮3的运转以及液体流向示图，由图中可以看出，主动齿轮2与从动齿轮3啮合传动的同时，两者各自相邻的两齿片与泵腔的内壁形成一个较小容腔的送液区域(低压区4)，液体经此区域不断被齿轮组推送。另外主动齿轮2与从动齿轮3两者反向转动，两者高速转动时，会在泵腔与外界形成气压差，利用大气压强差将液体由进液口7吸入到泵腔内，泵腔内的液体再由齿轮上两齿片之间的间隙，不断的将液体推送至图中下方的三角汇集区域。

液体不断地被齿轮组推送至汇集区域后，随着汇集的液体不断增多，液体在此形成高压区5，受泵腔内壁、底部端面与泵盖101内端面的阻挡，液体只能经无阻挡的出液口8向外流出，至此齿轮泵形成完成的抽液排液流程。

由图6中齿轮的旋转方向和齿轮的螺旋角方向可知，主动齿轮2顺时针旋转，从动齿轮3则逆时针旋转，同时主动齿轮2的齿形为右旋，从动齿轮3为左旋，这样在齿轮组旋转过程中更有助于将液体进入后即被齿轮组向其旋转方向推送，因此进液口7处的液体无法在此形成压力；出液口8设置于齿轮组的顶部中间位置，齿轮组将液体持续向下方三角区域聚集，液体在此处形成高压，高压区5的液体通过出液口8排出，无法对泵腔内部形成压力。

如图5所示，泵体102上具有安装主动齿轮2和从动齿轮3的轴孔13，轴孔13处需要进行密封，避免液体泄露至泵体102下方的电机内，本实用新型通过减小泵腔内高压区5的液体压力，使轴孔13处的密封件受到的液压降低，从而避免液体泄露，对密封件的密封要求降低。

实施例二

在实施例一的基础上，高压区5朝向泵体102一端的端面凸出泵体102的内底面15。驱动件(即电机)的传动轴9通过泵体102与齿轮组连接，当液体被齿轮组推送到高压区5时，由于所述凸起部位的阻挡，使得液体无法向下流动，只能被齿轮组推着不断向上，从而避免液体泄露至驱动件。

具体的，如图14和图15所示，泵体102的内底面15高压区5所在位置设有凸台18，凸台18的两侧外缘面为与主动齿轮2和从动齿轮3的齿顶圆沿轴向投影重合的弧形面1801，即凸台18正好填充高压区5处于齿轮组下方的区域，使液体只能向齿轮组的上方运动。

实施例三

在实施例一或者实施例二的基础上，主动齿轮2和/或从动齿轮3的轴向两端设有凹槽19。凹槽19可以增加泵腔的吸液能力，同时减小齿轮组上下端面与泵盖101端面、泵体102的底面15之间的摩擦，如图12以从动齿轮3与泵体102、泵盖101配合为例，一是减少齿轮与上下端面的面积，可以减小与上下内壁的摩擦面，二是凹槽19内可以存储一定的油脂，为齿轮组旋转时提供润滑，由于油脂不溶于水，油脂在接触区域同样会形成一定的密封效果，使得液体不易通过其上下端面，更有助于提高齿轮组的吸液能力，也有助于隔绝液体进入密封件处。

凹槽19的形状和尺寸不唯一，本实施例中，凹槽19的内径与其所在的齿轮内径相等，凹槽19的外径小于其所在的齿轮外径。如图12所示，凹槽19的内径延伸至从动齿轮3的中心孔，油脂同样可以进入到中心孔，增加从动齿轮3与光轴10的润滑效果。

实施例四

一种齿轮泵，包括电机组件20、减速箱21和以上所述的液用齿轮输送机构，电机组件20伸出有输出轴22；减速箱21位于泵壳1的下方，减速箱21的输入端与输出轴22连接，减速箱21的输出端与主动齿轮2连接。

减速箱21内设有减速齿轮组2101，减速齿轮组2101与电机组件20的输出齿轮23啮合传动，减速齿轮组2101和主动齿轮2共同套设在传动轴9上，在传动轴9上设置密封件将泵体102与减速箱21隔离，该密封件通常为轴封24。

具体结构如下所示：

如图2所示，减速齿轮组2101设置在安装座2102内，泵体102与安装座2102两者形成容纳腔，将输出齿轮23与减速齿轮组2101、轴封24收纳其中；轴封24安装于泵体102底部的安装槽27中，并与减速齿轮组2101的传动轴9过盈配合，形成密封。电机组件20通过锁紧螺钉25安装于安装座2102底部，输出齿轮23与减速齿轮组2101的齿形部啮合传动；减速齿轮组2101的传动轴9穿过轴封24与主动齿轮2的中心孔配合，使得主动齿轮2与减速齿轮组2101同步转动；主动齿轮2与从动齿轮3啮合，两者同步转动。再通过紧固螺钉26，将泵盖101、泵体102与安装座2102紧固连接，形成齿轮泵。

如图11所示，轴封24设置于泵体102底部，与主动齿轮2同心，并与减速齿轮组2101的传动轴9配合形成密封效果，由该图可知，轴封24处于齿轮组的底部区域，因此轴封24处于泵腔室内的低压区4域。这样的好处是随着使用寿命的加长，即使轴封24与传动轴9两者之间的密封效果降低，由于齿轮组是将液体持续向上推送的，且出液口8位于顶部高压区5域，液体压力会通过出液口8释放，使得轴封24与传动轴9之间过盈配合的耐压能力仍大于此处液体对其的压力，无法对泵腔内部形成压力，因此轴封24与传动轴9之间仍不会出现液体泄漏。

再加上主动齿轮2和从动齿轮3端部凹槽19的设计，进一步提高齿轮泵的密封效果。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“轴向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例中以合适的方式结合。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (11)

1.一种液用齿轮输送机构，其特征在于：包括内部具有空腔的泵壳(1)以及位于泵壳(1)内并相互啮合的主动齿轮(2)和从动齿轮(3)；

所述主动齿轮(2)和从动齿轮(3)在啮合部位的两侧与泵壳(1)内壁共同围成低压区(4)和高压区(5)，主动齿轮(2)和从动齿轮(3)背对啮合部位的一侧分别与泵壳(1)内壁围成零压区(6)，所述泵壳(1)设有与低压区(4)连通的进液口(7)和与高压区(5)连通的出液口(8)，液体由进液口(7)依次经低压区(4)、零压区(6)和高压区(5)到达出液口(8)，且在高压区(5)中所述主动齿轮(2)和从动齿轮(3)对液体具有朝向出液口(8)方向的作用力。

2.根据权利要求1所述的液用齿轮输送机构，其特征在于：所述泵壳(1)由泵盖(101)和泵体(102)上下盖合形成，所述进液口(7)位于泵体(102)上，出液口(8)位于泵盖(101)上。

3.根据权利要求2所述的液用齿轮输送机构，其特征在于：所述高压区(5)朝向泵体(102)一端的端面凸出泵体(102)的内底面。

4.根据权利要求3所述的液用齿轮输送机构，其特征在于：所述主动齿轮(2)和从动齿轮(3)均为斜齿轮。

5.根据权利要求1所述的液用齿轮输送机构，其特征在于：所述主动齿轮(2)和/或从动齿轮(3)的轴向两端设有凹槽(19)。

6.根据权利要求5所述的液用齿轮输送机构，其特征在于：所述凹槽(19)的内径与其所在的齿轮内径相等，凹槽(19)的外径小于其所在的齿轮外径。

7.根据权利要求4所述的液用齿轮输送机构，其特征在于：所述泵体(102)的内底面高压区(5)所在位置设有凸台(18)，所述凸台(18)的两侧外缘面为与主动齿轮(2)和从动齿轮(3)的齿顶圆沿轴向投影重合的弧形面(1801)。

8.根据权利要求4所述的液用齿轮输送机构，其特征在于：所述主动齿轮(2)和从动齿轮(3)的齿面与中心轴的夹角a的大小为20°～30°。

9.一种齿轮泵，其特征在于，包括：

权利要求1-8任一项所述的液用齿轮输送机构，

电机组件(20)，所述电机组件(20)伸出有输出轴(22)；

减速箱(21)，位于泵壳(1)的下方，所述减速箱(21)的输入端与输出轴(22)连接，减速箱(21)的输出端与主动齿轮(2)连接。

10.根据权利要求9所述的齿轮泵，其特征在于：所述减速箱(21)包括套设减速齿轮的传动轴(9)，所述主动齿轮(2)安装于传动轴(9)上，所述泵体(102)和减速箱(21)之间还具有与传动轴(9)过盈配合的轴封(24)。

11.根据权利要求10所述的齿轮泵，其特征在于：所述泵体(102)的下端面具有容纳轴封(24)的安装槽(27)。