CN106121947B - 一种往复柱塞泵的动力端组件及采用该组件的多缸往复柱塞泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种往复柱塞泵的动力端组件及采用该组件的多缸往复柱塞泵，所述动力端组件包含能在外接动力机构作用下旋转的曲轴，曲轴的偏心轴外套有滚动轴承，滚动轴承外设有环套，环套上方固定有上拉盘，环套下方固定下拉盘，上拉盘和下拉盘的内侧均装配在滚动轴承外，环套外设有滑块，往复柱塞泵的柱塞杆内部顶端与滑块相抵；上拉盘和下拉盘分别设有上凹槽和下凹槽，柱塞杆对应的部位分别设有上定位槽和下定位槽，下凹槽和下定位槽内之间设置有下定位件。上拉盘、下拉盘、环套的旋转靠滚动轴承的摩擦力及柱塞杆往复运动时的公力进行自转，速度很慢，这就使运动的噪声振动减低、运行效率提高。采用该组件的多缸往复柱塞泵结构紧凑，对安装场地要求低。

Description

一种往复柱塞泵的动力端组件及采用该组件的多缸往复柱 塞泵

技术领域

本发明涉及一种往复泵结构，特别是涉及一种往复柱塞泵的动力端组件及采用该组件的多缸往复柱塞泵。

背景技术

一般卧式往复泵液力端在动力端的前方，立式往复泵动力端在液力端的下方，曲轴做功也均只为一个液力端服务，并且这种结构的往复式柱塞泵安装受场地的限制。往复式柱塞泵效率比离心泵效率高，在供水领域逐渐取代了离心泵的位置，但由于往复式柱塞泵位置尺寸及结构不适应现场要求，无法适用于高层楼宇供水***中。楼宇供水是一个民用、工业用多领域高层建筑供水节能项目，同时也是一个推广量庞大的工程。往复式柱塞泵的运行效率＞88％，而旋转离心式多级供水水泵的效率一般最高在75％实际应用中最多为65％，二者节能差异较大，尤其是楼宇层数超过60层，一般在中间(30层)设置一个泵中转站，此时，离心泵的效率会更低。往复式柱塞泵在地面设置一个泵站就够了，因往复式柱塞泵为容积泵，所以压力与流量相互不干涉，而且两者均可通过变频控制来实现，通过无极调速装置需要多少水供多少水。当前在十三五这个创新驱动、节能降耗的大环境中，创新优化往复式柱塞泵的结构，使它的位置尺寸及结构更加适应现场要求，从而推广运用到高层楼宇，实现创新节能的目的。

现有的往复柱塞泵的动力端柱塞往复结构多为靠弹簧复位或由回转盘拉回。采用弹簧复位的往复柱塞结构经过多次往复运动后，弹簧容易疲劳，寿命短，弹力有限，因此就需要经常进行更换维修。回转盘拉回这种往复柱塞结构通过在柱塞杆上安装滚动轴承，回转盘***圈住所有滚动轴承，回转盘转动从而拉回柱塞，在运动时多个滚动轴承同时转动，噪音大，同时能有效转化为往复运动的能量低，不能很好的达到节能的目的。

如一专利号为ZL201010208353.2(公告号为CN101876302B)的中国发明专利《一种多缸往复泵》披露了这样一种利用回转盘滚动轴承高速旋转拉回柱塞杆的往复柱塞结构，在该专利文件中，利用主偏心轮推出导向杆，利用副偏心轮拉回导向杆，如果主偏心轮与副偏心轮转速不同时，导向杆就会来回与副偏心轮发生碰撞，工作时会产生很大的噪音，导向杆的往复运动需要主偏心轮与副偏心轮配合完成，运行效率较低，对此仍有改进的空间。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种结构紧凑，节能降耗，噪音小的往复柱塞泵的动力端组件。

本发明进一步所要解决的技术问题是提供一种采用上述动力端组件的多缸往复柱塞泵。

本发明解决上述首要技术问题所采用的技术方案为：一种往复柱塞泵的动力端组件，用于与往复柱塞泵的柱塞杆连接，带动柱塞杆做往复运动，其特征在于：所述动力端组件包含能在外接动力机构作用下旋转的曲轴，所述曲轴的偏心轴外套有滚动轴承，滚动轴承外设有环套，环套上方固定有上拉盘，环套下方固定下拉盘，上拉盘和下拉盘的内侧均装配在滚动轴承外，环套外设有滑块，往复柱塞泵的柱塞杆内部顶端与滑块相抵；所述上拉盘的下侧面设有上凹槽，往复柱塞泵的柱塞杆对应的部位设有上定位槽，上凹槽和上定位槽内之间设置有上定位件；所述下拉盘的上侧面设有下凹槽，往复柱塞泵的柱塞杆对应的部位设有下定位槽，下凹槽和下定位槽内之间设置有下定位件。

作为改进，所述上凹槽、上定位槽、下凹槽和下定位槽均为内腔成半球形的环形槽，所述上定位件和下定位件均为金属滚珠。滚珠状定位件摩擦阻力小，在减少产热，降噪方面都表现优异。

再改进，所述上定位件与上凹槽之间设有上滚珠套；所述下定位件与下凹槽之间设有下滚珠套。滚珠套经过特殊的工艺处理，可以使滚珠与滚珠套之间的摩擦阻力更小，滚珠滚动更加灵活。

再改进，所述上拉盘、下拉盘、滑块上均开有油孔。通过油孔，润滑油覆盖柱塞杆各个活动部件，减小摩擦，降低噪音。

再改进，所述曲轴外滚动轴承的上方安装有平衡盘，平衡盘上端设有储油槽，平衡盘的中心线与套滚动轴承的轴拐为偏心。平衡盘与曲轴做动平衡时可作为配重盘。

再改进，还包括圆柱状的机身，机身的中心设有允许曲轴穿过的穿孔，曲轴穿设在机身中心的穿孔内，机身上部与支架连接，环套外设有的滑块数量为N个，N为大于等于2自然数。

再改进，所述曲轴内设有中心油孔，所述曲轴下端装配有接轴，并浸入装有润滑油的油箱内，油箱安装在机身下方，接轴外圆装有螺旋供油形线，当接轴旋转时润滑油被吸上至接轴的螺旋形线内供给曲轴的中心油孔。当转轴旋转时润滑油被吸上至转轴的螺旋形线内供给曲轴的中心油孔，对运动件进行润滑。

本发明解决上述进一步技术问题所采用的技术方案为：一种多缸往复柱塞泵，包括动力端组件和液力端组件，所述动力端组件采用如上述所述的动力端结构，所述液力端组件包含有N个，分别装配在动力端组件机身的外圆周，N为大于等于2自然数。N为液力端组件的个数，可以根据实际需要设置适合的液力端数目。

再改进，所述液力端组件包含泵体、阀组、柱塞杆，泵体内设有柱塞通道，柱塞杆活动设置在柱塞通道内，泵体内还设有与柱塞通道连通的排液通道，阀组设置在排液通道内，所述柱塞杆的内部顶端凸球面形状，在动力端组件的滑块凹球面上配合能在范围内进行滑动，柱塞杆在上定位件和下定位件的定位下进行360°滑动。

最后改进，所述泵体内设设有进液管汇和排液管汇。

与现有技术相比，本发明的优点在：通过曲轴推动下拉盘做往复推进动作，进而带动柱塞干做往复运动时，这种设计可以减少能耗，到达节能降耗的目的；通过滚珠配合柱塞杆及上下拉盘，控制柱塞杆的内端运动的运动范围，减小柱塞杆与上下拉盘间的碰撞，可有效减小工作时产生的噪音；柱塞杆往复运动与曲轴的运动同步，通过滑块、上拉盘和下拉盘即可以推出柱塞杆又可以拉回柱塞杆，无需其他弹簧或者回转盘，结构更加紧凑，噪音低，效率高；采用这种动力组件的多缸往复柱塞泵，泵效率高，可将动力端的驱动装置如电机安装在动力端上方，液力端围绕在动力端的周围，整个泵体结构紧凑，工作噪音小。

附图说明

图1为本发明实施例中多缸往复柱塞泵的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1所示的往复柱塞泵的动力端组件，用于与往复柱塞泵的柱塞杆3A连接，带动柱塞杆3A做往复运动，所述动力端组件包含圆柱状的机身1，能在外接动力机构作用下旋转的曲轴6，机身1的中心设有允许曲轴6穿过的穿孔，曲轴6穿设在机身1中心的穿孔内，机身1上部与支架2连接；曲轴6内设有中心油孔，所述曲轴6下端装配有接轴7，并浸入装有润滑油的油箱15内，油箱15安装在机身1下方，接轴7外圆装有螺旋供油形线，当接轴7旋转时润滑油被吸上至接轴7的螺旋形线内供给曲轴的中心油孔；所述曲轴6的偏心轴61外套有滚动轴承17，滚动轴承17外设有环套20，环套20上方固定有上拉盘26，环套20下方固定下拉盘18，上拉盘26和下拉盘18的内侧均装配在滚动轴承17外，环套20外设有滑块21，往复柱塞泵的柱塞杆3A内部顶端与滑块21相抵；所述上拉盘2)的下侧面设有上凹槽，往复柱塞泵的柱塞杆3A对应的部位设有上定位槽，上凹槽和上定位槽内之间设置有上定位件；所述下拉盘18的上侧面设有下凹槽，往复柱塞泵的柱塞杆3A对应的部位设有下定位槽，下凹槽和下定位槽内之间设置有下定位件。

本实施例中，所述上凹槽、上定位槽、下凹槽和下定位槽均为内腔成半球形的环形槽，所述上定位件和下定位件均为金属滚珠24，上定位件与上凹槽之间设有上滚珠套25；所述下定位件与下凹槽之间设有下滚珠套19。所述上拉盘26、下拉盘18、滑块21上均开有油孔。所述曲轴6外滚动轴承17的上方安装有平衡盘31，平衡盘31上端设有储油槽，平衡盘31的中心线与套滚动轴承17的轴拐为偏心。

本实施例中，机身的上部与支架连接，中间与液力端接口定位，并装有滑套确保液力端的柱塞杆运行时导向，下部为底座，可固定在基础上，机身的上下部均可装有曲轴二端定位的轴承盖。机身的外圆可根据缸数要求分别安装N个液力端；环套20外设有的滑块21数量为N个，N为大于等于2自然数。

本实施例提供的多缸往复柱塞泵，同样参见图1所示，包括动力端组件和液力端组件，所述动力端组件采用上述描述的动力端组件结构，所述液力端组件包含有N个，分别装配在动力端组件机身1的外圆周，N为大于等于2自然数。动力机构采用电机3。

所述液力端组件包含泵体1A、阀组2A、柱塞杆3A，泵体1A内设有柱塞通道，柱塞杆3A活动设置在柱塞通道内，泵体1A内还设有与柱塞通道连通的排液通道，阀组2A设置在排液通道内，所述柱塞杆3A的内部顶端凸球面形状，在滑块21凹球面上配合能在范围内进行滑动，柱塞杆3A在上定位件和下定位件的定位下进行360°滑动；泵体1A内设有进液管汇14A和排液管汇12A。

当电机3转动时，带动曲轴6旋转，偏心轴61跟着一同旋转，套设在偏心轴61外侧的滚动轴承17内圈也跟着旋转，进而带动环套20和上拉盘26及下拉盘18一同转动，上拉盘26、下拉盘18、环套20的旋转与曲轴6不同步转，曲轴6滚动轴承17的转速与电机同步，环套20、上拉盘26、下拉盘18之间有拉紧螺栓进行周边上紧固定不让轴松动，当曲轴6旋转时，由滚动轴承17的摩擦力带动环套20转动，此时柱塞杆3A作往复运动时产生的分力使上拉盘26、下拉盘18和环套20进行自转，贴在环套20的外侧的滑块21不转，与柱塞杆3A的球面进行微摆动，上下二个金属滚珠24定位在柱塞杆3A的凹形球面内，可作自转，上滚珠套25、下滚珠套19为球形布置在上拉盘26、下拉盘18的半圆槽内可旋转活动，当曲轴6旋转时，上拉盘26、下拉盘18、环套20进行自转，滑块21、上滚珠套25、下滚珠套19，可在柱塞杆3A往复运动时同步运动，同上拉盘26、下拉盘18、环套20为摩擦副件。滚珠被限制在上凹槽和下凹槽内，限制柱塞杆3A的周向运动，只做轴向的前后运动。0°位置的滑块21将柱塞杆3A推出，在180°位置的上拉盘26和下拉盘18同时将180°位置处的柱塞杆3A拉回。

上拉盘26、下拉盘18、环套20的旋转靠滚动轴承17的摩擦力及柱塞杆3A往复运动时的公力进行自转，速度很慢，这就使运动的噪声振动减低、运行效率提高。

0°方位的柱塞杆3A往外推时，阀组2A的进液阀关闭，排液阀打开，介质排出通过泵体1A的内流道进入排出管线12A排出，完成一个排出过程；同时，180°方位的柱塞杆3A往内拉，阀组2A的出液阀关闭，进液阀打开，介质通过进液管汇14A进入到泵体1A内完成一个吸入过程。随着曲轴6的转动，柱塞杆3A会内外往复运动，吸入介质排出介质这样循环进行，即当一根柱塞吸入过程与之径向相对的另一根柱塞是排出过程。例如，六个缸即为三根柱塞是吸入过程，与之径向对称的三根柱塞是排出过程。

Claims (10)

1.一种往复柱塞泵的动力端组件，用于与往复柱塞泵的柱塞杆(3A)连接，带动柱塞杆(3A)做往复运动，其特征在于：所述动力端组件包含能在外接动力机构作用下旋转的曲轴(6)，所述曲轴(6)的偏心轴(61)外套有滚动轴承(17)，滚动轴承(17)外设有环套(20)，环套(20)上方固定有上拉盘(26)，环套(20)下方固定下拉盘(18)，上拉盘(26)和下拉盘(18)的内侧均装配在滚动轴承(17)外，环套(20)外设有滑块(21)，往复柱塞泵的柱塞杆(3A)内部顶端与滑块(21)相抵；所述上拉盘(26)的下侧面设有上凹槽，往复柱塞泵的柱塞杆(3A)对应的部位设有上定位槽，上凹槽和上定位槽内之间设置有上定位件；所述下拉盘(18)的上侧面设有下凹槽，往复柱塞泵的柱塞杆(3A)对应的部位设有下定位槽，下凹槽和下定位槽内之间设置有下定位件。

2.根据权利要求1所述的动力端组件，其特征在于：所述上凹槽、上定位槽、下凹槽和下定位槽均为内腔成半球形的环形槽，所述上定位件和下定位件均为金属滚珠(24)。

3.根据权利要求2所述的动力端组件，其特征在于：所述上定位件与上凹槽之间设有上滚珠套(25)；所述下定位件与下凹槽之间设有下滚珠套(19)。

4.根据权利要求3所述的动力端组件，其特征在于：所述上拉盘(26)、下拉盘(18)、滑块(21)上均开有油孔。

5.根据权利要求1所述的动力端组件，其特征在于：所述曲轴(6)外滚动轴承(17)的上方安装有平衡盘(31)，平衡盘(31)上端设有储油槽，平衡盘(31)的中心线与套滚动轴承(17)的轴拐为偏心。

6.根据权利要求1所述的动力端组件，其特征在于：还包括圆柱状的机身(1)，机身(1)的中心设有允许曲轴(6)穿过的穿孔，曲轴(6)穿设在机身(1)中心的穿孔内，机身(1)上部与支架(2)连接，环套(20)外设有的滑块(21)数量为N个，N为大于等于2自然数。

7.根据权利要求6所述的动力端组件，其特征在于：所述曲轴(6)内设有中心油孔，所述曲轴(6)下端装配有接轴(7)，并浸入装有润滑油的油箱(15)内，油箱(15)安装在机身(1)下方，接轴(7)外圆装有螺旋供油形线，当接轴(7)旋转时润滑油被吸上至接轴(7)的螺旋形线内供给曲轴的中心油孔。

8.一种多缸往复柱塞泵，包括动力端组件和液力端组件，其特征在于：所述动力端组件采用权利要求7所述的动力端组件，所述液力端组件包含有N个，分别装配在动力端组件机身(1)的外圆周，N为大于等于2自然数。

9.根据权利要求8所述的多缸往复柱塞泵，其特征在于：所述液力端组件包含泵体(1A)、阀组(2A)、柱塞杆(3A)，泵体(1A)内设有柱塞通道，柱塞杆(3A)活动设置在柱塞通道内，泵体(1A)内还设有与柱塞通道连通的排液通道，阀组(2A)设置在排液通道内，所述柱塞杆(3A)的内部顶端为凸球面形状，在动力端组件的滑块凹球面上配合能在一定范围内进行滑动，柱塞杆(3A)在上定位件和下定位件的定位下进行360°滑动。

10.根据权利要求9所述的多缸往复柱塞泵，其特征在于：所述泵体(1A)内设设有进液管汇(14A)和排液管汇(12A)。