CN1059018C

CN1059018C - 摆转叶片泵

Info

Publication number: CN1059018C
Application number: CN97120933A
Authority: CN
Inventors: 王振忠; 董惠兰
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-11-07
Filing date: 1997-11-07
Publication date: 2000-11-29
Anticipated expiration: 2017-11-07
Also published as: CN1186916A

Abstract

一种容积式摆转叶片泵，由定子及其内套，转子及其端板和前后盖组成，其结构特点是在转子及其端板上，装有以叶片根部为转轴的摆转叶片，在定子内套与摆转叶片之间，装有可随摆转叶片旋转的随转卸荷环。本发明具有泵内转动部分与固定部分无高速滑动摩擦，效率高、流量大、自吸性能高、寿命长等优点，可用于各种油液的抽排装卸作业，特别适用于清扫油库、油槽油底的作业。

Description

摆转叶片泵

本发明涉及一种容积式叶片泵，特别是一种实现泵内转动部分与固定部分无高速滑动摩擦的叶片泵。它适用于汽油、煤油、柴油等油液的抽排装卸作业，特别适用于清扫油库、油槽油底的作业。

本发明是对申请人于95年9月1 4日提出“摆滚叶片泵”发明专利申请的进一步改进。该发明专利申请号为95115478.8，公开号CN1129288A、公开日期96年8月21日。通过试制和试验发现，摆滚叶片泵在具有流量大，自吸性能高，稳定可靠，燥声小等显著优点的情况下，尚存在不足之处：(1)泵在工作中各个叶片的头部，作用到定子内径上的离心力负荷，不能卸除而产生较大的阻转力矩，功率消耗大，对提高泵的机械效率不利。(2)泵在工作中摆滚叶片的头部与定子内径的滚动摩擦线速度较高，磨损快对提高叶片的使用寿命不利。此外，由于定子内径两端面与转子端板之间，叶片根部与转子之间，为防止产生滑动摩擦而存有一定的必要间隙，所以对提高泵的自吸性能和泵的容积效率不利。

本发明的目的在于克服上述缺陷提供一种泵内转动部分与固定部分无高速滑动摩擦，且能将各个叶片头部作用到定子内径上的离心力负荷自动卸除，具有运转阻力小，自吸性能高、流量大、效率高、寿命长的容积式摆转叶片泵。

本发明的目的是这样实现的：它包括定子、定子内套和装于其两端的前盖、后盖，在前盖、后盖的里侧分别装有配流盘和后盖衬板，在泵腔内，通过与电机轴伸相连的泵轴装有转子，在转子两端装有转子端板，定子与转子有一偏心距e，其特征在于：在转子和转子端板上，装有以叶片根部为转轴的摆转叶片，在定子内套与摆转叶片之间，装有可随摆转叶片旋转的随转卸荷环。

本发明的目的还可以下述方式实现：摆转叶片，由叶片主体、叶片摆轴和叶片头部的耐磨镶条组成。

转子外圆柱面上每个叶片的根部处开有条槽，槽内装有密封条。

配流盘上分成低压进液窗口区(C)，高压出液窗口区(D)，上封闭隔离区(A)，下封闭隔离区(B)四个区，上封闭隔离区(A)所包容的弧面长度略大于两个叶片之间所包容的弧面长度，下封密隔离区(B)所包容的弧面长度略大于三个叶片之间所包容的弧面长度。

在转子和泵轴上装有由调整螺套、锁紧螺母、紧固螺钉组成的转子轴向间隙调整控制装置。

本发明具有如下优点：(1)泵内转动部分与固定部分无高速滑动摩擦，定子内径上不存在各叶片头部离心力产生的阻转负荷，泵机械效率高。主要是通过设置了随转卸荷环27来实现。其原理是：各个叶片头部在离心力的作用下，时刻压靠在随转卸荷环27内径上，并带动着随转卸荷环27旋转，呈差速旋转状态，随转卸荷27在定子内套24中的旋转线速度很高，而叶片头部与随转卸荷环27内径上的滑动摩擦线速度很低，因而将叶片头部高速滑动摩擦，转化成很低的滑动摩擦(差速旋转的速比详见工作原理简述一节)，同时还将各叶片头部作用到随转卸荷27内径上相互成180度方向上的离心力负荷自动卸除，将叶片头部的阻转力矩，转化成带动随转卸荷环27旋转的旋转力矩。(2)泵自吸性能和容积效率进一步提高，一是通过将存有泄漏间隙的摆滚叶片改为叶片头部带耐磨镶条，叶片上无泄漏间隙的摆转叶片28，减小了泵的内漏，提高了容积效率。二是通过在叶片根部转子外圆柱面上开有条槽，槽内装有密封条29，在离心力的作用下，密封条时刻贴紧在叶片根部上而密封。三是因为配流盘14和后盖衬板23的内侧面与定子17、定子内套24的两端面之间为无间隙的压紧配合，构成一无间隙的封闭泵腔。四是因为摆转叶片泵，在泵压超过设定压力时，叶片能自动打开而泄压，不存在现有技术滑动叶片泵中的困油问题，所以加宽了配流盘14上的下封闭隔离区B所包容的弧面长度，因此能在泵工作中瞬时有三个叶片，最少有两个叶片处在下封闭隔离区B中，将泵的高压出油腔与低压进油腔封闭隔离开来(见图3)。而现在技术的滑动叶片泵只能是瞬时只有两个叶片，时刻有一个叶片处在封闭隔离区内将泵的高、低压腔封闭隔离开。所以加宽配流盘14下封闭隔离区B包容的弧面长度，能有效的提高泵的自吸性能。五是因为摆转叶片28的头部镶条，可由柔性耐磨材料(如聚四氟乙烯)制成，耐磨性、密封性好，方便更换，摆转叶片上无泄漏间隙，工作稳定可靠，振动和燥声小，有利于泵的自吸性能和容积效率的提高。

下面结合附图详细说明：

图1本发明主视图(上部剖视)

图2为图1沿A--A剖视图

图3为图1沿B--B剖视图

图4为摆转叶片图

本发明结构由转子，定子，前盖和后盖，泵轴和电机，轴向间隙调整控制装置等部分组成。

一、转子部分：包括转子1、转子端板9、密封条29，耐磨套5等。由沉头螺钉8，定位销32，将转子端板9紧固在转子1的两端面上。摆转叶片28通过其摆轴轴承10，装配在转子端板9上的摆轴孔中，为增强转子1前后端头外径的耐磨性，装有耐磨套5，并在其外径上及配油盘14，后盖衬板23的内孔中装有O形密封圈7。在转子1外圆柱面上每个叶片的根部位置开有条槽，槽内装置有密封条29，在离心力的作用下密封条将叶片根部与转子之间的间隙密封。

摆转叶片28的结构参见图4，它由叶片主体28--1，叶片转轴28--2，叶片头部镶条28--3构成，镶条为耐磨材料制成(可选用聚四氟乙烯柔性耐磨材料)，根据镶条的磨损情况随时更换。

二、定子部分：包括定子17，定子内套24，随转卸荷环27等组成，定子内套24由耐磨材料制成，采取过盈配合方式固定于定子17中。随转卸荷环27与定子内套24的装配关系为灵活转动的间隙配合。为提高随转卸荷环27的耐磨性，在其两端用销钉26装配固定有耐磨端环25。为泵在启动前给随转卸荷环27灌注润滑油液，在定子17的上部开有加油孔并用油孔螺盖16、密封垫15封闭。

三、前盖和后盖部分：包括前盖13、后盖18、配流盘14、后盖衬板23、端盖O形密封圈19等组成。用沉头螺钉8将配流盘14，后盖衬板23分别装配在前盖13和后盖18上。在轴向配流盘14上有低压进液窗口C，高压出液窗口D，上封闭隔离区A和下封闭隔离区B。在前盖13的前端上部开有加油孔并用油孔螺盖16，密封垫15封闭。前盖13、后盖18与定子17用端盖螺柱20、端盖螺母21、端盖垫圈22连接装配固定，用端盖O形密封圈19封密以防止外漏油液。在后盖18的内孔中装配有泵轴密封圈31和折卸垫30，将泵轴34、后盖18内孔密封以防外漏油液，并在后盖18的下部开有检查是否漏油的验漏孔。用接头螺栓37，接头垫圈38、泵口接头O形密封圈42将泵口快装接头43分别装在前盖13的进油口和出油口上，进出油孔的通过轴向配流盘14分别与泵腔中的低压进油腔和高压出油腔相通。进口真空表40装配在前盖13进油口的上部螺孔中与进油泵腔相通，表接头处由表接头O形密封圈41密封。出口压力表39装配在前盖13出口的上部螺孔中与出油泵腔相通，接头处由表接头O表密封圈41密封。用电机固定螺栓35将后盖18与隔爆型三相异步电动机36凸缘连接固定。用螺钉12，盖板11将前盖13前端封盖住。

四、泵轴和电动机部分：包括泵轴34、泵轴轴承6、泵轴导向平键33组成。泵轴34即是隔爆型三相异步电动机36的加长的轴伸。泵轴34通过泵轴导向平键33与转子1装配连接，泵轴34前端轴颈装入前盖13中的泵轴轴承6中。

五、轴向间隙调整控制装置部分：包括调整螺套2、锁紧螺母3、紧固螺钉4、转子1前端的内螺纹和泵轴34前端的外螺纹组成。调整螺套2通过其外螺纹装入转子1前部的内螺纹中，锁紧螺母3通过其内螺纹装在泵轴34前端的外螺纹上，紧固螺钉4装在锁紧螺母3上。轴向间隙调整控制部分按图1装配好之后，其调整控制方法是：先将锁紧螺母3轻微松开、转动调整螺套2可使转子1沿轴向前后移动，使转子1的两端面与配流盘14，后盖衬板23内侧面各保持一不产生滑动摩擦的微小间隙。调整好后将锁紧螺母3拧紧后再将紧固螺钉4顶紧在泵轴34上即可。

工作原理简述：

一般单作用叶片泵每转理论排量q的计算式为：

q＝2eB(πD--δZ)米³/转

式中：e--定子与转子偏心距米

D--定子内径米

δ--叶片平均厚度米

Z--叶片数

B--叶片宽度米

摆转叶片泵中随转卸荷环27的中心与转子1的中心呈一偏心距e的安装状态。

电动机加长的轴伸即是泵轴34，泵轴34在工作中的旋转向方规定为在电动机轴伸一端沿轴向看去泵轴34为顺时针旋转，而从电动机后端沿轴向看去泵轴34为反时针旋转，如图3所示泵轴34为反时针旋转。

摆转叶片28在泵腔内置放的方位，按泵轴34的旋转方向是叶片根部在前、头部在后呈顺势放置。

现以图3为例简述本发明的工作原理：

当泵启动之后泵轴34、转子1、叶片28按图3所示的反时针方向旋转，叶片头部在离心力的作用下，时刻压靠在随转卸环27内径上，并带动随转卸荷环27旋转，呈差速旋转状态。

轴向配流盘14将泵腔分成A、B、C、D四个工作区室，C为低压进油窗口室，D为高压出油窗口室，A为上部封闭隔离区，B为下部封闭隔离区。泵在工作过程中瞬时有两个叶片，最少有一个叶片处于上封闭隔离区A中，同时瞬时有三个叶片，最少有两个叶片处于下封闭隔离区B中，这样叶片就会时刻将泵的低压腔C和高压腔D封闭隔离开来。当叶片头部转进低压窗口室C时，叶片绕叶片根部摆轴反时针摆出而张开，泵腔容积增大形成真空负压将油液吸入泵口，当叶片头部转进高压窗口室D时，叶片绕摆轴顺时针摆回而闭合，泵腔容积缩小产生压力将油液压出泵口。

泵在工作中叶片头部在离心力的作用下，时刻压靠在随转卸荷27的内径上，并带动着随转卸荷环27旋转且呈现差速旋转状态，从而可将叶片头部与定子内径的高速摩擦线速度V₁，降为叶片头部与随转卸荷环27内径上的低速摩擦线速度V₂。

V₁的最小线速度V_1最小＝π(D-2e)n/60，米/秒。

V₂的最大线速度V_2最大＝π2en/60，米/秒。

差速比K＝V_1最小/V_2最大＝(D-2e)/2e

式中：D--随动卸荷环的内径米

e--偏心距米

n--泵轴转速转/分如已知：D＝0.140米 e＝0.0065米

n＝1400转/分按上式计算后则V_1最小＝9.31米/秒 V_2最大＝0.953米/秒

K＝9.77(即V₁最小是V₂的9.77倍)

由此可知当在泵腔定子中设置了随转卸环之后可将叶片头部的高速滑动摩擦线速度转化成很低滑动摩擦线速度，因此提高了泵效率和叶片的使用寿命。

由于在泵腔定子中设置了随转卸荷环，不但可将叶片头部的高速滑动摩擦，转化成很低速度的滑动摩擦，同时可将各个叶片头部，作用到随转卸荷环内径上相互成180度方向上的离心力互相抵消而卸除。为此可有效提高泵的机械效率。

Claims

1、一种容积式摆转叶片泵，包括定子(17)、定子内套(24)和装于其两端的前盖(13)、后盖(18)，在前盖(13)、后盖(18)的里侧分别装有配流盘(14)和后盖衬板(23)，在泵腔内，通过与电机轴伸相连的泵轴(34)装有转子(1)，在转子(1)两端装有转子端板(9)，定子(17)与转子(1)有一偏心距e，其特征在于：在转子(1)和转子端板(9)上，装有以叶片根部为转轴的摆转叶片(28)，在定子内套(24)与摆转叶片(28)之间，装有可随摆转叶片(28)旋转的随转卸荷环(27)。

2、根据权利要求1所述的摆转叶片泵，其特征在于：摆转叶片(28)，由叶片主体、叶片摆轴和叶片头部的耐磨镶条组成。

3、根据权利要求1、2所述的摆转叶片泵，其特征在于：转子(1)外圆柱面上每个叶片的根部处开有条槽，槽内装有密封条(29)。

4、根据权利要求1所述的摆转叶片泵，其特征在于：配流盘(14)上分成低压进液窗口区(C)，高压出液窗口区(D)，上封闭隔离区(A)，下封闭隔离区(B)四个区，上封闭隔离区(A)所包容的弧面长度略大于两个叶片之间所包容的弧面长度，下封密隔离区(B)所包容的弧面长度略大于三个叶片之间所包容的弧面长度。

5、根据权利要求1、2、3、4所述的摆转叶片泵，其特征在于：在转子(1)和泵轴(34)上装有由调整螺套(2)、锁紧螺母(3)、紧固螺钉(4)组成的转子(1)轴向间隙调整控制装置。