旋轉活塞式輸油泵的製作方法
2023-08-01 04:55:41 1
專利名稱：旋轉活塞式輸油泵的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種容積式轉子泵，特別是一種適用於輸送粘性流體的旋轉活塞式輸油泵。它適用於石油、化工、食品、化妝品、製藥、合成樹脂等行業，作為送料、復料、定量輸送及混合輸送。
背景技術：
目前，輸送各種介質的容積泵因其流量準確、自吸性能好，故得到普遍應用，如齒輪泵、滑片泵、螺杆泵等。但是這些泵受輸送介質粘度等因素的影響，通用性較差。
本發明人曾針對上述問題設計出了一種「外環流轉子稠油泵」(專利號為00252479.1)，它採用固接成一體的閥體、泵體、軸承箱體及組裝其內的轉子和傳動機構，其中分別固裝轉子的主動軸、從動軸上有相互嚙合的同步齒輪，兩轉子的輪葉外圓周交錯分布，並分別與各自泵體圓柱形腔壁表面吻合，一個轉子輪葉外圓周與另一轉子壁表面相吻合，泵體的進出口與壓力控制裝置的通道相接。該裝置較好地克服了已有技術存在的易損件壽命低、通用性差等缺點，拓寬了泵的應用範圍，其運行平穩、安全可靠、噪音小，流量大，明顯提高泵效率和泵的使用壽命。但在連續輸送粘稠物料介質的實際應用中，發現還存在一定的問題即該泵輪轂內有沉澱物存在；以軸端壓蓋固裝轉子的主動軸、從動軸的支撐體為懸臂式的結構，很容易使靠近轉子側的軸承損壞，其密封裝置和軸承以軸套、止推軸承、鎖緊螺母組裝在泵體與軸承箱體之間，密封裝置和軸承的裝卸較困難；主動軸、從動軸上相互嚙合的同步齒輪位於軸承箱體的靠近輸入軸端，拆卸、維修不方便。上述輸送粘稠物料介質的外環流轉子稠油泵，在連續運行一定時間後，其流量、壓力等參數有所下降，泵噪聲及脈衝有所增大、壓力波動和脈衝大引起泵的振動。這主要原因就在於泵的結構設計及轉子在軸上的分布等還不夠合理。
中國專利「可逆式抽液機」(專利號為92209406.3)中公開了一種與上述工作原理相近的結構，其是在泵體內安裝有一對徑向設置工作齒和齒槽的工作輪，工作齒和齒槽由兩工作輪上的嚙合齒配合對位，靠兩個工作輪轉動時產生的工作空腔容積變化實現液體連續抽出。其結構分布及使用性能與上述的稠油泵完全不同。
中國專利「流體輸送泵轉子」(專利號為94228516.6)中公開了適用於真空泵、鼓風機及液體輸送泵的一種轉子，其一對轉子分別固裝在軸上、並分別配置在各自的機殼中，一對轉子的嚙合結構是以峰形曲線為其共軛曲線的嚙合形式。
日本專利JP4094423中公開了一種「轉缸式發動機」，它不能作為泵應用，其轉子為二葉凸輪式結構，傳動齒輪為非圓形。工作時，兩轉子的運動沿徑向方向進行，而且兩轉子串聯在一根傳動軸上。
日本專利JP59208101中公開了一種「轉缸式壓縮機」，它也不能作為泵應用，其轉子為二葉凸輪式結構，與鑲嵌式葉片一起旋轉的輪齒為小於1/4圓柱體的活塞，單軸、無傳動齒輪。
歐洲專利WO116465中公開了一種液壓泵，它是一個帶有從動軸的齒輪泵。該泵帶有一組包括從動齒輪在內的齒輪組，從動齒輪與隨動齒輪軸上的隨動齒輪嚙合。另外，該泵還設有定向控制閥和回流閥。經國內外文獻檢索，未見與本發明技術方案相同的報導。
發明內容
本發明的目的是提供一種旋轉活塞式輸油泵，它有效克服現有技術中存在的運行噪聲大、壓力波動和脈衝大引起的泵振動、拆卸、維修不方便等缺陷，具有結構分布合理，輸送介質流量均勻、壓力穩定、脈衝小，顯著延長使用壽命，安裝、拆卸容易，維修方便等優點。
本發明的目的是這樣實現的該裝置包括泵體、軸承箱體及組裝其內的分別固裝轉子和相互嚙合的同步齒輪的主動軸、從動軸，其技術要點是內置密封圈的轉子輪轂利用支撐軸承、軸套和壓蓋組裝在主動軸和從動軸的輸入端，在軸承箱體內靠近轉子輪轂一側的主動軸、從動軸上分別組裝機械密封裝置，相互嚙合的同步齒輪分別固裝在齒輪箱左、右軸承支撐的主動軸、從動軸未端，各轉子的輪葉至少有三葉，分別固裝在主動軸、從動軸上的兩轉子的輪葉外圓周交錯分布，並分別與泵體圓柱形腔壁表面相吻合。
上述主動軸輸入端與電機軸端之間設置由錐形摩擦盤、錐形摩擦環、殼體、張緊彈簧及其彈簧座組成的圓盤摩擦變速機構，軸端組裝錐形摩擦盤的電機利用軸承支撐在殼體上，殼體通過調節螺栓組裝在泵體上，並沿調節螺栓的軸嚮往復移動。
上述泵體上部通道與單向安全閥的通道相接。
上述單向安全閥的閥體上設置與熱介質相通的保溫夾套。
上述泵體上部通道與雙向安全閥的通道相接。
上述雙向安全閥的閥體上設置與熱介質相通的保溫夾套。
由於本發明主要針對現有技術中存在的運行噪聲大、拆卸、維修不方便等問題進行設計的，所以它能有效地克服現有技術中存在的上述諸多問題，如運行噪聲大、壓力波動和脈衝大等引起的泵振動、拆卸、維修不方便等缺陷。其採取的主要措施體現在以下幾方面首先，該裝置採用與曲柄傳動相比，具有振動小、噪音低的同步齒輪帶動主動軸、從動軸旋轉，並且將轉子利用軸承組裝在主動軸、從動軸的輸入端，相互嚙合的同步齒輪分別固裝在齒輪箱左、右軸承支撐的主動軸、從動軸未端，使其結構分布更加合理，主動軸、從動軸的雙支點支撐軸承受力均勻，從根本上改變了主動軸、從動軸的懸臂式單支點支撐軸承受力不勻，易損壞的弊病。其不僅能進一步適應輸送高壓力介質的需要，而且運行更穩定，提高軸承的使用壽命，明顯減少其維護費用和維修工作量。
其次，固裝在主、從動軸上的轉子也與其它輸送泵的轉子不同，各轉子至少有三個輪葉，且兩轉子外圓周輪葉交錯分布，運行時不直接嚙合接觸，而是分別與其外圓周相吻合的各自泵體圓柱形腔壁表面相配合，並通過轉子輪葉外圓周與另一轉子壁上的隔斷曲面相配合，形成泵體腔內的工作腔的容積不斷發生周期性變化，確保被輸送介質流量均勻、壓力穩定地連續吸入和排出，完成輸送任務，從而有效地解決一葉或二葉轉子運行時產生的壓力波動及脈衝增大的難題。所用轉子的輪葉越多，使輸送介質壓力越穩定、脈衝越小，降低泵振動的效果越突出，可顯著延長泵的使用壽命。從經濟的角度考慮，一般情況下，轉子的輪葉以3～5葉為宜。
另外，在軸承箱體內靠近轉子輪轂一側的主動軸、從動軸上分別組裝機械密封裝置，相互嚙合的同步齒輪分別固裝在齒輪箱左、右軸承支撐的主動軸、從動軸未端，這既可以加強封堵輸送介質的密封效果，又能方便地對支撐軸承和機械密封裝置進行裝、卸，有利於安裝和維護作業，有效地克服現有技術中對支撐軸承和機械密封裝置進行拆卸、維修不方便的缺陷。
為了使泵的動力輸入軸的轉速可以調整，改變泵的流量，在該裝置的主動軸輸入端與電機軸端之間設置由錐形摩擦盤、錐形摩擦環、殼體、張緊彈簧及其彈簧座組成的圓盤摩擦變速機構，通過調整其殼體組裝在泵體上的調節螺栓，將殼體沿調節螺栓的軸嚮往復移動，使錐形摩擦盤在不同半徑處緊貼錐形摩擦環，來降低或提高泵的轉速，改變泵的流量。
為確保泵在平穩運行，還可以使泵體上部通道與單向或雙向安全閥的通道相接，根據實際使用要求對泵的工作壓力進行調整，以確保泵安全可靠的工作。
以下結合附圖對本發明作進一步描述。
圖1是本發明的一種I型結構示意圖。
圖2是圖1的側視圖。
圖3是本發明的一種II型結構示意圖。
圖4是圖3的側視圖。
圖5是三葉轉子的一種具體結構示意圖。
圖6是四葉轉子的一種具體結構示意圖。
圖7是五葉轉子的一種具體結構示意圖。
具體實施例方式
根據圖1～7詳細說明本發明的具體結構和工作過程。本發明可根據使用要求製成不變速的I型結構(如圖1所示，其中轉子為四葉)和可變速的II型結構(如圖2所示，其中轉子為三葉)。該裝置包括泵體1、軸承箱體6、齒輪箱體7及組裝其內的分別固裝轉子2和相互嚙合的同步齒輪8的主動軸10、從動軸12等件。其中泵體1和過流部件等與被輸送介質相接觸的部件，應根據介質的溫度、壓力、粘度、腐蝕性等工況確定採用的材料(如鑄鐵、碳鋼、不鏽鋼等)、密封形式(普通密封、機械密封、波紋管密封等)。內置密封圈4的轉子2輪轂利用支撐軸承3、軸套和壓蓋組裝在主動軸10的輸入端。在軸承箱體6內靠近轉子2輪轂一側的主動軸10、從動軸12上分別組裝機械密封裝置5。相互嚙合的同步齒輪8分別固裝在齒輪箱7左、右軸承9支撐的主動軸10、從動軸12未端。上述獨特結構可以保證輸送介質的連續性、工作壓力的穩定性以及降低泵的噪聲等。
該裝置分別固裝在主動軸10、從動軸12上的各轉子2的輪葉至少有三葉。根據需要可選用四葉、五葉或多葉轉子2。輪葉工作面的外廓形狀為共軛圓弧，兩轉子2的輪葉外圓周交錯分布，即相互之間不嚙合接觸。各輪葉外圓周分別與泵體1圓柱形腔壁表面相吻合。其中一個轉子2輪葉外圓周與另一轉子2壁上的隔斷曲面相吻合。利用相吻合的配合表面，在泵體1內起著隔離泵低壓吸入腔和高壓排出腔的作用。轉子不斷轉動，使工作腔的容積不斷發生周期性變化，從而將流體不斷吸入和排出，完成整個吸排過程。在齒輪箱7的一對相互嚙合的同步齒輪8上方，設置油杯，用來對該獨立潤滑的同步齒輪6進行潤滑。
由於輸送介質的粘度高，因此，運行的轉速比較低。為了使泵的動力輸入軸的轉速可以調整，改變泵的流量，該裝置可在主動軸10輸入端與電機27軸端之間，設置由錐形摩擦盤24、錐形摩擦環23、殼體18、張緊彈簧22及其彈簧座21組成的圓盤摩擦變速機構(如圖3所示)。軸端組裝錐形摩擦盤24的電機26利用軸承25支撐在殼體18上，殼體18通過調節螺栓20、螺母19組裝在泵體1上，並可沿調節螺栓20的軸嚮往復移動。需調節轉子2轉速時，轉動螺母19帶動調節螺栓20，使可上下移動的殼體18相對於固定不動的泵體1移動，從而使圓錐角很大的錐形摩擦盤24在不同半徑處緊貼摩擦環23。這樣，當動力輸入軸以恆速旋轉時，變速機構的動力輸出軸就可以根據輸送介質的需要，以不同的轉速轉動了。該圓盤摩擦變速機構可以直接裝配在泵上，也可以與泵分解裝配。
設置有進、出口的泵體1上部通道與安全閥的通道相接。安全閥包括閥體13、閥座27、閥芯14、組合彈簧15、壓力調整螺杆16、防護帽17等件。其中安全閥的閥芯14利用組合彈簧15和調整螺杆16組裝在閥座27上。閥體13內腔被閥芯14分隔成兩腔，並利用通道將兩腔分別與泵體1的進、出口相連接，以隨時對泵壓力進行調整，保證泵安全可靠地工作。該安全閥可設置成單向安全閥(如圖2所示)和雙向安全閥(如圖4所示)兩種結構形式。雙向安全閥即採用兩個閥芯及其配套部件。工作原理與單向安全閥基本相同。在單、雙向安全閥的閥體上還可以設置與熱介質相通的保溫夾套(圖中未示出)，並通過連接嘴向保溫夾套內通入熱介質(如熱油、熱蒸汽等)。當泵體工作時，導入熱介質可降低粘稠物料介質等在泵體內的凝固和粘結。如果需要維護、拆卸機械密封裝置5，可以將齒輪箱7及同步齒輪8、軸承9拆掉，這樣就可以方便地進行維修了。單向安全閥只能單向工作，而雙向安全閥則可以雙向調整壓力。採用雙向安全閥的目的是，保證旋轉活塞式輸油泵可以正、反轉運轉。
權利要求
1.一種旋轉活塞式輸油泵，包括泵體、軸承箱體及組裝其內的分別固裝轉子和相互嚙合的同步齒輪的主動軸、從動軸，其特徵在於內置密封圈的轉子輪轂利用支撐軸承、軸套和壓蓋組裝在主動軸和從動軸的輸入端，在軸承箱體內靠近轉子輪轂一側的主動軸、從動軸上分別組裝機械密封裝置，相互嚙合的同步齒輪分別固裝在齒輪箱左、右軸承支撐的主動軸、從動軸未端，各轉子的輪葉至少有三葉，分別固裝在主動軸、從動軸上的兩轉子的輪葉外圓周交錯分布，並分別與泵體圓柱形腔壁表面相吻合。
2.根據權利要求1所述的旋轉活塞式輸油泵，其特徵在於主動軸輸入端與電機軸端之間設置由錐形摩擦盤、錐形摩擦環、殼體、張緊彈簧及其彈簧座組成的圓盤摩擦變速機構，軸端組裝錐形摩擦盤的電機利用軸承支撐在殼體上，殼體通過調節螺栓組裝在泵體上，並沿調節螺栓的軸嚮往復移動。
3.根據權利要求1或2所述的旋轉活塞式輸油泵，其特徵在於泵體上部通道與單向安全閥的通道相接。
4.根據權利要求3所述的旋轉活塞式輸油泵，其特徵在於單向安全閥的閥體上設置與熱介質相通的保溫夾套。
5.根據權利要求1或2所述的旋轉活塞式輸油泵，其特徵在於泵體上部通道與雙向安全閥的通道相接。
6.根據權利要求5所述的旋轉活塞式輸油泵，其特徵在於雙向安全閥的閥體上設置與熱介質相通的保溫夾套。
全文摘要
一種旋轉活塞式輸油泵，包括泵體、軸承箱體及組裝其內的分別固裝轉子和同步齒輪的主、從動軸，其中內置密封圈的轉子輪轂利用支撐軸承、軸套和壓蓋組裝在主、從動軸的輸入端，在軸承箱體內靠近轉子輪轂一側的主、從動軸上分別組裝機械密封裝置，相互嚙合的同步齒輪分別固裝在齒輪箱左、右軸承支撐的主、從動軸末端，各轉子的輪葉至少有三葉，分別固裝在主、從動軸上的兩轉子的輪葉外圓周交錯分布，並分別與泵體圓柱形腔壁表面相吻合。它有效克服現有技術中存在的運行噪聲大、壓力波動和脈衝大引起的泵振動、拆卸、維修不方便等缺陷，具有結構分布合理，輸送介質流量均勻、壓力穩定、脈衝小，顯著延長使用壽命，安裝、拆卸容易，維修方便等優點。
文檔編號F04C2/08GK1529057SQ20031010481
公開日2004年9月15日 申請日期2003年10月10日 優先權日2003年10月10日
發明者張維學, 徐秀生 申請人:瀋陽市工業泵廠(有限公司)