CN2615382Y - 椭圆齿轮泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于齿轮泵领域，它提出了一种椭圆齿轮泵，它包括泵盖、螺钉、轴承、泵体、键、主动轴、被动轴，隔离腔，其特征在于还包括主动椭圆齿轮，它通过键固定在主动轴上、被动椭圆齿轮，它通过键固定在被动轴上。本实用新型与普通齿轮泵相比，由于用了一对椭圆齿轮取代圆齿轮，大大增加了齿轮与泵体、泵盖之间的隔离腔容积，同时因为较小的啮合轮齿降低了困液容积，因此能够明显地提高40％～60％的齿轮泵效率。

Description

椭圆齿轮泵

技术领域

本实用新型属于齿轮泵领域，它涉及一种椭圆齿轮泵。

背景技术

普通齿轮泵采用一对圆齿轮作为流体的泵送元件，如图1、图2所示，马达(图中未画)转动支撑在轴承3上的主动轴7，主动轴7通过键6带动主动圆齿轮9并由主动圆齿轮9传动与其啮合并支撑在轴承3’上的被动圆齿轮9’，齿轮轮齿与由螺钉2固连的泵体4、泵盖1间形成隔离腔8，随着齿轮的转动，隔离腔8中的流体从泵的输入端向输出端移动，完成流体的泵送过程。普通齿轮泵隔离腔8有限的容积限制了它的效率，齿轮啮合时啮合轮齿间“困液”容积变化造成的困扰进一步降低了普通齿轮泵的效率。

发明内容

为提高齿轮泵效率提出本实用新型椭圆齿轮泵新构思的技术方案。

本实用新型解决技术问题的技术方案如下：

一种椭圆齿轮泵，它包括泵盖1、螺钉2、轴承3、泵体4、键6、6’、主动轴7、被动轴7’、隔离腔8、其特征在于还包括主动椭圆齿轮5，它通过键6固定在主动轴7上、被动椭圆齿轮5’，它通过键6’固定在被动轴7’上；

所述的主动椭圆齿轮和被动椭圆齿轮的齿数z为4n+2，n为整数，n为4至100，主动椭圆齿轮5和被动椭圆齿轮5’的长轴和短轴都是对称轴，它们的回转中心定于椭圆的中心；

所述的主动椭圆齿轮5和被动椭圆齿轮5’，它们的初始安装位置必须是当主动椭圆齿轮5的椭圆长轴与主动轴7和被动轴7’的轴心连线垂直时，被动椭圆齿轮5’的椭圆长轴与主动轴7和被动轴7’的轴心连线平行。

与现有的技术相比，本实用新型的优点是：

本实用新型与普通齿轮泵相比，由于用一对椭圆齿轮取代了圆齿轮，大大增加了齿轮与泵体之间的隔离腔容积，同时因为较小的啮合轮齿降低了“困液”容积，因此能够明显地提高齿轮泵的效率。

附图说明

图1为普通齿轮泵剖面示意图

图1中，1—泵盖，2—螺钉，3、3’—轴承，4—泵体；

图2为普通齿轮泵结构示意图

图2中，6、6’—键，7—主动轴，7’—被动轴，8—隔离腔，9、9’—圆齿轮；

图3为本实用新型椭圆齿轮泵剖面示意图

图3中，1—泵盖，2—螺钉，3、3’—轴承，4—泵体；

图4为本实用新型椭圆齿轮泵示意图

图4中，5—主动椭圆齿轮，5’—被动椭圆齿轮，6、6’—键，7—主动轴，7’—被动轴，8—隔离腔；

图5为普通齿轮泵隔离腔示意图

图5中，6、6’—键，7—主动轴，7’—被动轴，8—隔离腔，9—主动圆齿轮，9’—被动圆齿轮；

图6为本实用新型椭圆齿轮泵隔离腔示意图

图6中，5—主动椭圆齿轮，5’—被动椭圆齿轮，6、6’—键，7—主动轴，7’—被动轴，8—隔离腔。

具体实施方式

如图3、图4所示，本实用新型的椭圆齿轮泵，它包括泵盖1、螺钉2、轴承3，3’、泵体4、键6、6’、主动轴7、被动轴7’，隔离腔8，其特征在于还包括主动椭圆齿轮5，它通过键6固定在主动轴7上，被动椭圆齿轮5’，它通过键6’固定在被动轴7’上。

如图3、图4所示，马达(图中未画)传动主动轴7，主动轴7通过键6传动主动椭圆齿轮5，主动椭圆齿轮5传动与其啮合的被动椭圆齿轮5’，被动椭圆齿轮5’通过键6’和被动轴7’相连，主动轴7和被动轴7’分别由轴承3、3’支承，轴承3、3’安装在泵体4和泵盖1上。在主动椭圆齿轮5的不断旋转中，流体被主动椭圆齿轮5、被动椭圆齿轮5’、泵体4和泵盖1组成的隔离腔8从齿轮泵的输入端输送到输出端，完成流体的泵送过程。

所述的主动椭圆齿轮5和被动椭圆齿轮5’的节线数学表达式为：

$r=\frac{a(1-e^2)}{1-e\cos 2\mathrm{\φ}}$

式中r为极径，φ为极角，e为椭圆偏心率(其值小于1)，其中椭圆偏心率e对泵的效率影响很大，e的取值越大，椭圆就越扁，泵的效率就越高，对于既定的椭圆节线，椭圆齿轮的齿数和轮齿的大小是相关的，较小的轮齿有助于减轻齿轮泵的“困液”问题，但随之产生的问题是齿轮的承载力降低。

本实用新型所设计的椭圆齿轮泵应同时满足下列两个条件才能实施：(1)椭圆齿轮齿数的齿数z＝4n+2，n为整数，n合理的取值范围为4至100，主动椭圆齿轮5和被动椭圆齿轮5’的长轴和短轴都是对称轴，它们的回转中心定于椭圆的中心位置；(2)主动椭圆齿轮5和被动椭圆齿轮5’，它们的初始安装位置必须是当主动椭圆齿轮5的椭圆长轴与主动轴7和被动轴7’的轴心连线垂直时，被动椭圆齿轮5’的椭圆长轴与主动轴7和被动轴7’的轴心连线平行。

图5中阴影部分表示现有的普通齿轮泵中的一个隔离腔，图6中阴影部分表示本实用新型的椭圆齿轮泵中的一个隔离腔，从图5、图6对比可知，本实用新型所设计的椭圆齿轮隔离腔的容积明显大于现有的普通齿轮泵隔离腔的容积，并因齿轮齿形减小而有效地减少了困液容积，能够提高齿轮泵的效率，通过采用椭圆偏心率e＝0.235，n＝8，即z＝34齿的椭圆齿轮取代10齿圆齿轮进行计算，齿轮旋转一周期间隔离腔泵送的流体容积量增大了50％，为此本实用新型的椭圆齿轮泵可明显地提高40％～60％的齿轮泵效率。

Claims (3)

1.一种椭圆齿轮泵，它包括泵盖(1)、螺钉(2)、轴承(3，3’)、泵体(4)、键(6，6’)、主动轴(7)、被动轴(7’)，隔离腔(8)，其特征在于还包括主动椭圆齿轮(5)，它通过键(6)固定在主动轴(7)上、被动椭圆齿轮(5’)，它通过键(6’)固定在被动轴(7’)上。

2.根据权利要求1所述的椭圆齿轮泵，其特征在于所述的主动椭圆齿轮(5)和被动椭圆齿轮(5’)的齿数z＝4n+2，n为整数，n为4至100，主动椭圆齿轮(5)和被动椭圆齿轮(5’)的椭圆长轴和短轴都是对称轴，它们的回转中心定于椭圆的中心。

3.根据权利要求1或2所述的椭圆齿轮泵，其特征在于所述的主动椭圆齿轮(5)和被动椭圆齿轮(5’)，它们的初始安装位置必须是当主动椭圆齿轮(5)的椭圆长轴与主动轴(7)和被动轴(7’)的轴心连线垂直时，被动椭圆齿轮(5’)的椭圆长轴与主动轴(7)和被动轴(7’)的轴心连线平行。

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