專利名稱：小流量高揚(yáng)程徑向活塞泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種容積泵，特別是一種小流量高揚(yáng)程徑向活塞泵.
背景技術(shù)：
流量小于10M3/h，揚(yáng)程大于100M的小流量高揚(yáng)程泵，在航天、化工、制藥、冶金及輕 工業(yè)受到廣泛應(yīng)用，泵的類型有多級(jí)離心泵、高速離心泵、旋渦泵、往復(fù)泵等，它們各有優(yōu)缺
占 ^ \\\ ·對(duì)于離心泵來(lái)說(shuō)，這種小流量高揚(yáng)程泵的比轉(zhuǎn)速都在20以下，屬超低比轉(zhuǎn)速泵， 效率很低，一般都在30%以下，如QDLA型立式不銹鋼多級(jí)離心泵，當(dāng)流量為0. 6M3/h揚(yáng)程為 100M時(shí)，需要12級(jí)葉輪串聯(lián)，當(dāng)揚(yáng)程為198M時(shí)，需24級(jí)葉輪串聯(lián)，效率只有30%，而且裝 配工藝性差，剛性不足.高速離心泵可以做到泵和電機(jī)直聯(lián)，體積小，但其轉(zhuǎn)速極高，在5000-16000rpm，有 的達(dá)到20000rpm，需通過(guò)齒輪加速，并要采用復(fù)合葉輪和前置誘導(dǎo)輪，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工精度 高，特別是高速齒輪，高速軸承高速機(jī)械密封要求都很高，加工和維護(hù)費(fèi)用相對(duì)較高，而效 率并不高.小流量高揚(yáng)程水泵目前采用較多的是旋渦泵，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、體積小、 重量輕、價(jià)格低，開(kāi)式旋渦泵還具有自吸性能，可以進(jìn)行汽、液混輸，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的許多部門 受到廣泛使用，但無(wú)論是閉式旋渦泵、開(kāi)式旋渦泵、離心旋渦泵、單吸旋渦泵或多級(jí)旋渦泵 其最大缺點(diǎn)是效率都極低，最高不超過(guò)50%，大多數(shù)旋渦泵效率在20% -40%，有的只有百 分之十幾，如專利ZL96203684.6"軸向入口旋渦泵〃，效率只有12-24%，是耗能產(chǎn)品，不 符合節(jié)能要求，此外旋渦泵不能用來(lái)抽送粘性較大的介質(zhì)，也只能輸送純凈的液體，當(dāng)液體 中含有顆粒類雜質(zhì)時(shí)，就會(huì)因磨損引起軸向和徑向的間隙的增大而降低泵的性能，或?qū)е?泵不能工作.小型活塞泵或柱塞泵如計(jì)量泵，也可以達(dá)到小流量高揚(yáng)程，具備高效、自吸、汽液 混輸、能輸送粘性液體等優(yōu)點(diǎn)，由于有閥結(jié)構(gòu)，往復(fù)次數(shù)很低，一般都在100次/分以內(nèi)，液 流脈沖嚴(yán)重，對(duì)后續(xù)加工帶來(lái)不良影響，外加振動(dòng)、噪音等缺陷.新出現(xiàn)的無(wú)閥結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子泵，引起了人們的關(guān)注，它自吸性能好，消除了閥的滯后 現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、往復(fù)次數(shù)高并能輸送粘性液體，如專利ZL021127763. 8的“轉(zhuǎn)子式 活塞泵”，ZL96228726. 1〃雙缸雙作用轉(zhuǎn)子活塞泵〃，ZL00211851. 3”同步吸排轉(zhuǎn)子泵”便 是，但這些轉(zhuǎn)子泵都存在同一個(gè)共性缺陷是只能小流量，不能高揚(yáng)程，原因是泵體上的隔舌 密封寬度與轉(zhuǎn)子上裝活塞的徑向孔直徑相等，如圖1所示，圖中有泵體1、轉(zhuǎn)子2、活塞3、隔 舌4，這種泵高壓腔和低壓腔的隔離是依靠泵體上將內(nèi)腔分隔為吸入腔和排出腔的隔舌4， 它起到了閥的密封作用，其密封寬度的長(zhǎng)短決定了密封的性能的好壞和排出壓力的高低， 在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，當(dāng)活塞孔直徑對(duì)上隔舌4寬度時(shí)，由于兩者寬度相等，其密封長(zhǎng)度瞬時(shí)為 零，產(chǎn)生液體回流和容積效率損失，因此使提高排出壓力達(dá)到高揚(yáng)程受到很大制約，限制了 它在小流量高揚(yáng)程中使用.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)轉(zhuǎn)子泵及上述各式泵及存在的缺點(diǎn)，提出一種結(jié)構(gòu)緊湊、液流平穩(wěn)、密封性能好、排出壓力高的小流量高揚(yáng)程徑向活塞泵.為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明小流量高揚(yáng)程徑向活塞泵，包括帶有吸入口和排出口 的泵體1，該泵體1內(nèi)腔裝有沿軸向至少有一排徑向通孔的轉(zhuǎn)子2，該轉(zhuǎn)子2的徑向通孔內(nèi) 裝有借助偏心機(jī)構(gòu)或凸輪軸機(jī)構(gòu)能產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞3，其特殊之處在于所述轉(zhuǎn)子2的 外園固裝有一轉(zhuǎn)子套6，該轉(zhuǎn)子套6對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子2徑向通孔部位開(kāi)有同軸并直徑較小的徑向 孔，該徑向孔兩側(cè)開(kāi)有與徑向孔連通的窄槽，形成徑向通道；所述泵體1園柱形內(nèi)腔固裝有 一個(gè)隔舌套5，該隔舌套5的內(nèi)腔設(shè)置一對(duì)等寬并對(duì)稱于中心線的隔舌4，該隔舌4內(nèi)裝有 密封補(bǔ)償塊8，該密封補(bǔ)償塊8內(nèi)設(shè)有排出單向閥10 ；所述隔舌套5的隔舌4的寬度大于轉(zhuǎn) 子套6上徑向通道的寬度.本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述密封補(bǔ)償塊8上裝有將密封補(bǔ)償塊8壓向轉(zhuǎn)子套6 表面的彈性壓套9.本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述隔舌套5的隔舌4兩側(cè)可制成各種不同形狀和大小 的通道.本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述密封補(bǔ)償塊8上的排出單向閥10可為鋼球單向閥.本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述排出單向閥10的出口可與隔舌套5上的小孔11相 通·本發(fā)明重點(diǎn)放在解決目前轉(zhuǎn)子泵的薄弱環(huán)節(jié)即高壓腔和低壓腔的密封隔離上， 轉(zhuǎn)子泵取消傳統(tǒng)往復(fù)泵的閥結(jié)構(gòu)后，轉(zhuǎn)子泵的高壓區(qū)與低壓區(qū)靠隔舌密封隔離，目前已有 的轉(zhuǎn)子泵都采用隔舌4的密封寬度和轉(zhuǎn)子的徑向通孔的直徑相等，如圖1所示，其中有泵體 1、轉(zhuǎn)子2、活塞3、隔舌4，圖2中的格網(wǎng)表示圖1密封面的投影，從圖中可知，當(dāng)轉(zhuǎn)子上的徑 向通孔轉(zhuǎn)到對(duì)準(zhǔn)隔舌時(shí)，由于倆者寬度相等，這時(shí)最大直徑處的密封面瞬時(shí)為零，高壓腔和 低壓腔瞬時(shí)串通，液體回流，降低了容積效率，也降低了排出壓力.本發(fā)明的解決方案是 在加大加長(zhǎng)隔舌密封面的同時(shí)，減少?gòu)较蛎芊忾g隙使之為零，其措施是在泵體1內(nèi)加一隔 舌套5，轉(zhuǎn)子2外園加一轉(zhuǎn)子套6，如圖3所示，圖中有泵體1、轉(zhuǎn)子2、活塞3、隔舌4，隔舌套 5、轉(zhuǎn)子套6、偏心軸7、密封補(bǔ)償塊8、偏心軸7、彈性壓套9、排出單向閥10、小通道11等零 件，本結(jié)構(gòu)將隔舌套5上隔舌4的兩側(cè)制成由小變大，又由大變小的通道；并將轉(zhuǎn)子套6對(duì) 應(yīng)轉(zhuǎn)子2上徑向通孔部位的同軸徑向孔的直徑縮小，并在該徑向孔的兩側(cè)制有與徑向孔連 通的窄槽，隔舌的寬度設(shè)置成大于轉(zhuǎn)子套6徑向通道的寬度，改進(jìn)后的密封面的投影如圖 4，其密封的面積和長(zhǎng)度都大為增加，同時(shí)，在隔舌4內(nèi)裝有密封補(bǔ)償塊8，利用彈性壓套9將 密封補(bǔ)償塊8壓向轉(zhuǎn)子套6表面，使在這部分密封面的間隙為零，其結(jié)果是減少了回流，提 高了排出壓力.本發(fā)明小流量高揚(yáng)程徑向活塞泵的特點(diǎn)是活塞的“短行程、高頻率”，它的往復(fù)次 數(shù)很高，但每一次輸送的流量不大，因此轉(zhuǎn)子套6的徑向孔直徑可以縮小，此外，活塞在每 一吸排周期中其單位時(shí)間排放量也并不相等，活塞在90度位置時(shí)排放量最大，活塞在兩個(gè) 極限位置時(shí)，排出量最小，所以在活塞極限位置時(shí)的轉(zhuǎn)子套6的徑向通道可縮小到成窄槽.本發(fā)明中在密封補(bǔ)償塊8內(nèi)設(shè)有排出單向閥10，是為了避免活塞3在隔舌4的封閉區(qū)中運(yùn)行時(shí)而產(chǎn)生悶車現(xiàn)象，當(dāng)活塞3進(jìn)入隔舌寬度的封閉區(qū)后，活塞繼續(xù)前進(jìn)排液時(shí)， 液體經(jīng)排出單向閥和小通道11向排出腔排液，消除泵的悶車現(xiàn)象.這種利用曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)原理，實(shí)現(xiàn)泵的吸排功能的轉(zhuǎn)子泵，水力損失和容 積損失都小，效率很高，活塞3是雙作用工作，每一轉(zhuǎn)送液兩次，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下，液流輸出平 穩(wěn)無(wú)脈沖，由于取消了閥結(jié)構(gòu)，因此振動(dòng)小、噪音低，采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)后，其積極效果是 由于密封面積和長(zhǎng)度加大，密封補(bǔ)償塊8和轉(zhuǎn)子套6之間的徑向間隙為零，可明顯提高排出 壓力，達(dá)到小流量高揚(yáng)程；再加上轉(zhuǎn)子泵原有的高效節(jié)能、自吸性能優(yōu)越、流道通暢、可輸送 粘性和有纖維狀或顆粒狀雜質(zhì)的液體等優(yōu)點(diǎn)，將會(huì)獲得廣泛的使用前景.


圖1是現(xiàn)有轉(zhuǎn)子式活塞泵隔舌密封的結(jié)構(gòu)圖.圖2是圖1中密封面的投影圖.圖3是本發(fā)明提高密封性能的結(jié)構(gòu)圖.圖4是圖3的密封面的投影圖.圖5是本發(fā)明的實(shí)施例.圖6為圖5的B-B剖視圖.
具體實(shí)施例方式圖5是本發(fā)明的實(shí)施例_具有雙支承偏心軸7和雙活塞3的徑向活塞泵，圖6為 圖5的B-B剖視圖.圖中顯示有泵體1、轉(zhuǎn)子2、活塞3、隔舌4、隔舌套5、轉(zhuǎn)子套6、偏心軸7、密封補(bǔ)償 塊8、彈性壓套9、排出單向閥10、小通道11、泵蓋12、軸承13、軸封裝置14、電機(jī)15、滾圈 16、偏心輪17.本例中采用一根可旋轉(zhuǎn)雙支承的偏心軸7，該偏心軸7的一端支承在泵蓋12上偏 心孔內(nèi)，另一端穿過(guò)活塞3腰部長(zhǎng)槽支承在偏心輪17的偏心孔中，該偏心輪17活裝在轉(zhuǎn)子 2的內(nèi)腔并與之同軸，偏心軸7與活塞3腰部長(zhǎng)槽鉸接處裝有滾圈16.當(dāng)電機(jī)15帶動(dòng)轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)時(shí)，活塞3繞偏心軸7 —邊旋轉(zhuǎn)一邊沿轉(zhuǎn)子2上的徑向 通孔作相對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞3的往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生容積變化，從吸入腔吸入液體再?gòu)呐懦銮慌?出液體，其中偏心軸7、滾圈16、活塞3、密封補(bǔ)償塊8等磨擦副的表面需作硬化處理.本實(shí)例通過(guò)隔舌套5和轉(zhuǎn)子套6的巧妙結(jié)合，增大了密封面積和長(zhǎng)度，并利用密 封補(bǔ)償塊8減小了密封面的徑向間隙，并使之為零，可明顯提高排出壓力，達(dá)到小流量高揚(yáng) 程；再加上雙活塞結(jié)構(gòu)，活塞互成90度，每個(gè)活塞雙作用工作，每轉(zhuǎn)輸液四次，在電機(jī)高速 運(yùn)轉(zhuǎn)下，液流輸出平穩(wěn)無(wú)脈沖，振動(dòng)小、噪音低，這種容積變化的容積泵原理，水力損失和容 積損失都小，效率很高。
權(quán)利要求
一種小流量高揚(yáng)程徑向活塞泵，包括帶有吸入口和排出口的泵體(1)，該泵體(1)內(nèi)腔裝有沿軸向至少有一排徑向通孔的轉(zhuǎn)子(2)，該轉(zhuǎn)子(2)的徑向通孔內(nèi)裝有借助偏心機(jī)構(gòu)或凸輪軸機(jī)構(gòu)能產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞(3)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子(2)的外園固裝有一轉(zhuǎn)子套(6)，該轉(zhuǎn)子套(6)對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子(2)徑向通孔部位開(kāi)有同軸并直徑較小的徑向孔，該徑向孔兩側(cè)開(kāi)有與徑向孔連通的窄槽，形成徑向通道；所述泵體(1)園柱形內(nèi)腔固裝有一個(gè)隔舌套(5)，該隔舌套(5)的內(nèi)腔設(shè)置一對(duì)等寬并對(duì)稱于中心線的隔舌(4)，該隔舌(4)內(nèi)裝有密封補(bǔ)償塊(8)，該密封補(bǔ)償塊(8)內(nèi)設(shè)有排出單向閥(10)；所述隔舌套(5)的隔舌(4)的寬度大于轉(zhuǎn)子套(6)上徑向通道的寬度.
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小流量高揚(yáng)程徑向活塞泵，其特征在于所述密封補(bǔ)償塊(8) 上裝有將密封補(bǔ)償塊(8)壓向轉(zhuǎn)子套(6)表面的彈性壓套(9).
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小流量高揚(yáng)程徑向活塞泵，其特征在于所述隔舌套(5)的 隔舌(4)兩側(cè)可制成各種不同形狀和大小的通道.
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小流量高揚(yáng)程徑向活塞泵，其特征在于所述密封補(bǔ)償塊(8) 上的排出單向閥(10)為鋼球單向閥.
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小流量高揚(yáng)程徑向活塞泵，其特征在于所述排出單向閥 (10)的出口與隔舌套(5)上的小孔(11)相通。
全文摘要
一種小流量高揚(yáng)程徑向活塞泵，主要由泵體、泵蓋、活塞、轉(zhuǎn)子、偏心軸和電機(jī)組成，轉(zhuǎn)子的外園裝有一轉(zhuǎn)子套，轉(zhuǎn)子套開(kāi)有與轉(zhuǎn)子徑向通孔同軸并直徑較小的徑向孔，徑向孔兩側(cè)開(kāi)有與徑向通孔連通的窄槽，泵體內(nèi)裝有隔舌套，隔舌套的隔舌內(nèi)裝有密封補(bǔ)償塊，密封補(bǔ)償塊內(nèi)設(shè)有排出單向閥；隔舌的寬度大于轉(zhuǎn)子套上徑向通道的寬度。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)加大了隔舌間隙密封面的面積和長(zhǎng)度，并使密封補(bǔ)償塊和轉(zhuǎn)子套之間的徑向密封間隙為零，可明顯提高排出壓力，達(dá)到小流量高揚(yáng)程的目的。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)再加上原有轉(zhuǎn)子泵的高效節(jié)能、自吸性能優(yōu)越、流道通暢、可輸送粘性和有纖維狀或顆粒狀雜質(zhì)的液體等優(yōu)點(diǎn)，將會(huì)獲得廣泛的使用前景。
文檔編號(hào)F04C15/00GK101871450SQ201010202659
公開(kāi)日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2010年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月8日
發(fā)明者余文凌 申請(qǐng)人:余文凌