專利名稱：平衡式凸輪轉(zhuǎn)子泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種輸送流體的轉(zhuǎn)子泵。它可在石油、化工、機(jī)械、交通、管網(wǎng)、消防、環(huán)保、流體食品等廣闊領(lǐng)域，用作油、水、氣或蒸汽、化工液料等流體介質(zhì)的輸送裝置。
當(dāng)前我國在上述領(lǐng)域中以使用離心泵、螺桿泵、葉片泵、偏心轉(zhuǎn)子泵者為多。但這些泵在使用中存在某些不足，扼要簡述如下離心泵存在效率較低，進(jìn)出口壓差小，進(jìn)口抽吸能力低，啟動時需先行引液，在液氣斷續(xù)流工況下將失去泵送功能。多用于低壓大流量工況。
螺桿泵體積大、噪聲大、制造難、轉(zhuǎn)軸和軸承要承受由流體壓力產(chǎn)生的巨大軸向和徑向載荷，軸承壽命短，工作效率低。
葉片泵由于葉片數(shù)目多，易泄漏，且葉片容易咬死。故僅適合中高壓、小流量、純凈流體的場合下使用。
偏心轉(zhuǎn)子泵由于偏心引起泵出口壓力波動大，主軸要承受巨大的不平衡力，軸的彎曲變形大，工作時產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動和噪音。僅適合在小流量低壓工況下使用。
總結(jié)起來，上述現(xiàn)有技術(shù)存在的主要問題是由于動態(tài)流體壓力不平衡，轉(zhuǎn)子、主軸、軸承要承受較大的徑向和軸向力，并導(dǎo)致泵的效率降低，以及振動和噪聲較大。
本實用新型目的，就是要提供一種能克服上述現(xiàn)有技術(shù)不足的平衡式凸輪轉(zhuǎn)子泵。
本實用新型的技術(shù)方案如下平衡式凸輪轉(zhuǎn)子泵含有外殼1、定子2、轉(zhuǎn)子3、端蓋、主軸5及其軸承、流體進(jìn)入、排出接口，轉(zhuǎn)子3以鍵聯(lián)接裝配于主軸5上，主軸通過軸承安裝到前后端蓋8、6上，外殼、端蓋、定子與主軸同心和相對定位，并保證相應(yīng)結(jié)合面及腔道密封地固定聯(lián)接成一體，其特征是定子2整體為環(huán)狀對稱結(jié)構(gòu)，對稱設(shè)計的分別由兩相對圓柱面和兩相對圓弧面形成高弧區(qū)段和低弧區(qū)段構(gòu)成的凸輪轉(zhuǎn)子3，以其圓柱面配合置于環(huán)形定子2的內(nèi)孔中，兩動隔板4徑向?qū)ΨQ設(shè)置于環(huán)形定子2上兩相應(yīng)的槽口內(nèi)，借助相應(yīng)作用力(如圖示彈簧力)，動隔板4的內(nèi)端頭時刻保持與凸輪轉(zhuǎn)子的凸輪表面緊密貼合，并將由環(huán)形定子內(nèi)孔與凸輪轉(zhuǎn)子所圍成的相應(yīng)腔室分隔成流體吸入室d和流體排出室e，環(huán)形定子上于兩動隔板4槽口兩側(cè)的相應(yīng)部位對稱設(shè)置有兩軸向的弧形通孔b，弧形通孔b的一端口與軸向設(shè)置的轉(zhuǎn)子泵流體進(jìn)入接口10連通，環(huán)形定子2上靠近動隔板部位處，還對稱設(shè)置有連通吸入室d和弧形通孔b的孔道c，和連通排出室e與由外殼和環(huán)形定子形成的環(huán)腔g的孔道f，環(huán)腔g與泵的流體排出接口連通。環(huán)腔g用于匯集從泵室排出的流體，有平穩(wěn)輸出流量和壓力脈動的作用。
本實用新型由環(huán)形定子和凸輪轉(zhuǎn)子構(gòu)成的泵芯體，兩者都具有全對稱結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點(diǎn)，因此，環(huán)形定子、凸輪轉(zhuǎn)子與動隔板及其形成的吸入室d與排出室e，在任何瞬間都處于兩兩徑向動態(tài)對稱的形態(tài)，所產(chǎn)生的流體壓力是以軸心為基準(zhǔn)相互平衡的，即主軸上不受徑向和軸向載荷，主軸及其軸承以純扭狀態(tài)，即近似于空載狀態(tài)下運(yùn)行。這樣，主軸就不致產(chǎn)生徑向撓曲變形、振動、噪聲和附加的磨擦，而用于液態(tài)介質(zhì)時，凸輪轉(zhuǎn)子在液膜下運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子泵工作在最理想狀態(tài)，泵的性能和品質(zhì)更會得以提升。
在具體的實施例中，采取相應(yīng)措施本實用新型不僅有上述優(yōu)良效果，還可兼有容積泵密封性能好、容積效率高，進(jìn)口抽吸能力強(qiáng)。出口壓力范圍廣，和葉輪泵轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，出口流量和壓力脈動小、噪聲低、機(jī)械效率高兩者的優(yōu)點(diǎn)。且能適應(yīng)含液相、氣相、固體微粒多相流工作狀態(tài)，用作多相流的輸送裝置。


圖1平衡式凸輪轉(zhuǎn)子泵結(jié)構(gòu)簡圖(N-N剖視圖)。
圖2平衡式凸輪轉(zhuǎn)子泵雙泵串接結(jié)構(gòu)簡圖(M-O-M縱向剖視圖。)圖3、圖4凸輪轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)及排污溝布設(shè)圖。
以下結(jié)合附圖對所示實施例作進(jìn)一步說明附圖2所示雙泵串接結(jié)構(gòu)實施例不僅具有前述本實用新型諸優(yōu)點(diǎn)，又可消除單泵結(jié)構(gòu)的零輸出瞬態(tài)，使本實用新型的優(yōu)越效果發(fā)揮到極致。雙泵串接結(jié)構(gòu)采用兩套本實用新型的芯體部件，于其間增設(shè)中隔環(huán)7，兩凸輪轉(zhuǎn)子則以相位差90度角，前后串裝于同一主軸5上，并與外殼、前后端蓋等其它相應(yīng)零組件，通過螺桿串接組裝成一整體，流體進(jìn)口處還設(shè)有整流罩9。
為使泵能在多相流狀態(tài)下工作，本實施例設(shè)計有防止固體顆粒損壞泵機(jī)件表面的諸多措施。
1)在進(jìn)口接管10擴(kuò)張的喇叭形內(nèi)腔入口部位設(shè)有鰓齒s，流體經(jīng)過鰓齒s段時流速降低，一部分較重較大的固體顆粒將落入鰓齒槽底，而后沿鰓齒下部制作的斜槽溝u收集于進(jìn)口接管10內(nèi)腔中與喇叭大端口鄰接的環(huán)形槽y的下部。并可適時從相應(yīng)的下部排出孔k中排除。
2)在前蓋8、后蓋6、中隔環(huán)7與凸輪轉(zhuǎn)子接觸的端面上鄰近轉(zhuǎn)子外徑尺寸部位處設(shè)有多個存污井j。當(dāng)流體流過吸入室d和排出室e時，大部分固體顆粒往往隨流體流出，少數(shù)微粒將沿著凸輪轉(zhuǎn)子3與前蓋8、后蓋6、中隔環(huán)7的交匯處流動。
由于凸輪轉(zhuǎn)子3旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力將使顆粒沿凸輪轉(zhuǎn)子3的凸輪表面向外徑處流動，顆粒將落入存污井j。從而減少損傷機(jī)件工作面。
3)在凸輪轉(zhuǎn)子3的兩段相對圓柱表面的前半部圓柱面上及其轉(zhuǎn)接過渡部位處開有多個排污溝槽p，用來存留或排出固體顆粒。
由于上述措施，本實用新型的防固體微粒損傷的能力得到加強(qiáng)，使其具有輸送含固體微粒的多相流的能力。
權(quán)利要求1.一種平衡式凸輪轉(zhuǎn)子泵，含有外殼(1)、定子(2)轉(zhuǎn)子(3)、端蓋、主軸(5)及其軸承、流體進(jìn)入、排出接口，轉(zhuǎn)子(3)以鍵聯(lián)接裝配于主軸(5)上，主軸通過軸承安裝到前后端蓋(8、6)上，外殼、端蓋、定子與主軸同心和相對定位、并保證相應(yīng)結(jié)合面及腔道密封地固定聯(lián)接成一體，其特征是定子(2)整體為環(huán)狀對稱結(jié)構(gòu)，對稱設(shè)計的分別由兩相對圓柱面和兩相對圓弧面形成高弧區(qū)段和低弧區(qū)段構(gòu)成的凸輪轉(zhuǎn)子(3)，以其圓柱面配合置于環(huán)形定子(2)的內(nèi)孔中，兩動隔板(4)徑向?qū)ΨQ設(shè)置于環(huán)形定子(2)上兩相應(yīng)的槽口內(nèi)，在相應(yīng)力作用下，動隔板(4)的內(nèi)端頭時刻保持與凸輪轉(zhuǎn)子的凸輪表面緊密貼合，并將由環(huán)形定子內(nèi)孔與凸輪轉(zhuǎn)子所圍成的相應(yīng)腔室分隔成流體吸入室(d)和流體排出室(e)，環(huán)形定子上于兩動隔板(4)槽口兩側(cè)的相應(yīng)部位對稱設(shè)置有兩軸向的弧形通孔(b)，弧形通孔(b)的一端口與軸向設(shè)置的轉(zhuǎn)子泵流體進(jìn)入接口(10)連通，環(huán)形定子(2)上靠近動隔板部位處，還對稱設(shè)置有連通吸入室(d)和弧形通孔(b)的孔道(c)，和連通排出室(e)與由外殼和環(huán)形定子形成的環(huán)腔(g)的孔道(f)，環(huán)腔(g)與泵的流體排出接口連通。
2.按權(quán)利要求1所說的平衡式凸輪轉(zhuǎn)子泵，其特征是由定子和凸輪轉(zhuǎn)子構(gòu)成的泵芯體，于其間增設(shè)中隔環(huán)(7)，其中兩凸輪轉(zhuǎn)子(3)則以相位差90度角，前后串裝于同一主軸(5)上，并與外殼、前后端蓋等通過螺桿串接組裝成一整體，流體進(jìn)口處還設(shè)有整流罩(9)。
3.按權(quán)利要求1、2所說的平衡式凸輪轉(zhuǎn)子泵，其特征是1)在進(jìn)口接管(10)擴(kuò)張的喇叭形內(nèi)腔入口部位設(shè)有鰓齒(s)，沿鰓齒下部制作有斜槽溝(u)，進(jìn)口接管(10)內(nèi)腔中與喇叭大端口鄰接處制有環(huán)形槽(y)，環(huán)形槽(y)下部有相應(yīng)微粒排出孔(k)；2)在前蓋(8)、后蓋(6)、中隔環(huán)(7)與凸輪轉(zhuǎn)子接觸的端面上鄰近轉(zhuǎn)子外徑尺寸部位處設(shè)有多個存污井(j)；3)在凸輪轉(zhuǎn)子(3)的兩段相對圓柱表面的前半部圓柱面上及其轉(zhuǎn)接過渡部位處開有多個排污溝槽(p)。
專利摘要平衡式凸輪轉(zhuǎn)子泵含有外殼、定子、轉(zhuǎn)子和主軸等，特征是定子為環(huán)狀，徑向?qū)ΨQ設(shè)計的凸輪轉(zhuǎn)子以其外徑配合置于定子內(nèi)孔中，兩動隔板對稱設(shè)置于定子上徑向槽內(nèi)，并將定子內(nèi)孔與凸輪轉(zhuǎn)子圍成的相應(yīng)腔室分隔成吸入與排出室，定子上還對稱設(shè)置有溝通流體出入口和吸入排出室的相應(yīng)通道，該泵具有徑軸向動態(tài)壓力平衡特性，效率高、輸出穩(wěn)定，振動、摩擦、噪聲小，兼有容積泵和葉輪泵的優(yōu)點(diǎn)。并能適應(yīng)液、氣、固體微粒多相流的工作狀態(tài)。
文檔編號F04C2/00GK2608724SQ0322674
公開日2004年3月31日 申請日期2003年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月10日
發(fā)明者郭松林 申請人:郭松林