CN1529057A - 旋转活塞式输油泵 - Google Patents

Abstract

一种旋转活塞式输油泵，包括泵体、轴承箱体及组装其内的分别固装转子和同步齿轮的主、从动轴，其中内置密封圈的转子轮毂利用支撑轴承、轴套和压盖组装在主、从动轴的输入端，在轴承箱体内靠近转子轮毂一侧的主、从动轴上分别组装机械密封装置，相互啮合的同步齿轮分别固装在齿轮箱左、右轴承支撑的主、从动轴末端，各转子的轮叶至少有三叶，分别固装在主、从动轴上的两转子的轮叶外圆周交错分布，并分别与泵体圆柱形腔壁表面相吻合。它有效克服现有技术中存在的运行噪声大、压力波动和脉冲大引起的泵振动、拆卸、维修不方便等缺陷，具有结构分布合理，输送介质流量均匀、压力稳定、脉冲小，显著延长使用寿命，安装、拆卸容易，维修方便等优点。

Description

旋转活塞式输油泵

技术领域

本发明涉及一种容积式转子泵，特别是一种适用于输送粘性流体的旋转活塞式输油泵。它适用于石油、化工、食品、化妆品、制药、合成树脂等行业，作为送料、复料、定量输送及混合输送。

背景技术

目前，输送各种介质的容积泵因其流量准确、自吸性能好，故得到普遍应用，如齿轮泵、滑片泵、螺杆泵等。但是这些泵受输送介质粘度等因素的影响，通用性较差。

本发明人曾针对上述问题设计出了一种“外环流转子稠油泵”(专利号为00252479.1)，它采用固接成一体的阀体、泵体、轴承箱体及组装其内的转子和传动机构，其中分别固装转子的主动轴、从动轴上有相互啮合的同步齿轮，两转子的轮叶外圆周交错分布，并分别与各自泵体圆柱形腔壁表面吻合，一个转子轮叶外圆周与另一转子壁表面相吻合，泵体的进出口与压力控制装置的通道相接。该装置较好地克服了已有技术存在的易损件寿命低、通用性差等缺点，拓宽了泵的应用范围，其运行平稳、安全可靠、噪音小，流量大，明显提高泵效率和泵的使用寿命。但在连续输送粘稠物料介质的实际应用中，发现还存在一定的问题：即该泵轮毂内有沉淀物存在；以轴端压盖固装转子的主动轴、从动轴的支撑体为悬臂式的结构，很容易使靠近转子侧的轴承损坏，其密封装置和轴承以轴套、止推轴承、锁紧螺母组装在泵体与轴承箱体之间，密封装置和轴承的装卸较困难；主动轴、从动轴上相互啮合的同步齿轮位于轴承箱体的靠近输入轴端，拆卸、维修不方便。上述输送粘稠物料介质的外环流转子稠油泵，在连续运行一定时间后，其流量、压力等参数有所下降，泵噪声及脉冲有所增大、压力波动和脉冲大引起泵的振动。这主要原因就在于泵的结构设计及转子在轴上的分布等还不够合理。

中国专利“可逆式抽液机”(专利号为92209406.3)中公开了一种与上述工作原理相近的结构，其是在泵体内安装有一对径向设置工作齿和齿槽的工作轮，工作齿和齿槽由两工作轮上的啮合齿配合对位，靠两个工作轮转动时产生的工作空腔容积变化实现液体连续抽出。其结构分布及使用性能与上述的稠油泵完全不同。

中国专利“流体输送泵转子”(专利号为94228516.6)中公开了适用于真空泵、鼓风机及液体输送泵的一种转子，其一对转子分别固装在轴上、并分别配置在各自的机壳中，一对转子的啮合结构是以峰形曲线为其共轭曲线的啮合形式。

日本专利JP4094423中公开了一种“转缸式发动机”，它不能作为泵应用，其转子为二叶凸轮式结构，传动齿轮为非圆形。工作时，两转子的运动沿径向方向进行，而且两转子串联在一根传动轴上。

日本专利JP59208101中公开了一种“转缸式压缩机”，它也不能作为泵应用，其转子为二叶凸轮式结构，与镶嵌式叶片一起旋转的轮齿为小于1/4圆柱体的活塞，单轴、无传动齿轮。

欧洲专利WO116465中公开了一种液压泵，它是一个带有从动轴的齿轮泵。该泵带有一组包括从动齿轮在内的齿轮组，从动齿轮与随动齿轮轴上的随动齿轮啮合。另外，该泵还设有定向控制阀和回流阀。经国内外文献检索，未见与本发明技术方案相同的报导。

发明内容

本发明的目的是提供一种旋转活塞式输油泵，它有效克服现有技术中存在的运行噪声大、压力波动和脉冲大引起的泵振动、拆卸、维修不方便等缺陷，具有结构分布合理，输送介质流量均匀、压力稳定、脉冲小，显著延长使用寿命，安装、拆卸容易，维修方便等优点。

本发明的目的是这样实现的：该装置包括泵体、轴承箱体及组装其内的分别固装转子和相互啮合的同步齿轮的主动轴、从动轴，其技术要点是：内置密封圈的转子轮毂利用支撑轴承、轴套和压盖组装在主动轴和从动轴的输入端，在轴承箱体内靠近转子轮毂一侧的主动轴、从动轴上分别组装机械密封装置，相互啮合的同步齿轮分别固装在齿轮箱左、右轴承支撑的主动轴、从动轴未端，各转子的轮叶至少有三叶，分别固装在主动轴、从动轴上的两转子的轮叶外圆周交错分布，并分别与泵体圆柱形腔壁表面相吻合。

上述主动轴输入端与电机轴端之间设置由锥形摩擦盘、锥形摩擦环、壳体、张紧弹簧及其弹簧座组成的圆盘摩擦变速机构，轴端组装锥形摩擦盘的电机利用轴承支撑在壳体上，壳体通过调节螺栓组装在泵体上，并沿调节螺栓的轴向往复移动。

上述泵体上部通道与单向安全阀的通道相接。

上述单向安全阀的阀体上设置与热介质相通的保温夹套。

上述泵体上部通道与双向安全阀的通道相接。

上述双向安全阀的阀体上设置与热介质相通的保温夹套。

由于本发明主要针对现有技术中存在的运行噪声大、拆卸、维修不方便等问题进行设计的，所以它能有效地克服现有技术中存在的上述诸多问题，如运行噪声大、压力波动和脉冲大等引起的泵振动、拆卸、维修不方便等缺陷。其采取的主要措施体现在以下几方面：

首先，该装置采用与曲柄传动相比，具有振动小、噪音低的同步齿轮带动主动轴、从动轴旋转，并且将转子利用轴承组装在主动轴、从动轴的输入端，相互啮合的同步齿轮分别固装在齿轮箱左、右轴承支撑的主动轴、从动轴未端，使其结构分布更加合理，主动轴、从动轴的双支点支撑轴承受力均匀，从根本上改变了主动轴、从动轴的悬臂式单支点支撑轴承受力不匀，易损坏的弊病。其不仅能进一步适应输送高压力介质的需要，而且运行更稳定，提高轴承的使用寿命，明显减少其维护费用和维修工作量。

其次，固装在主、从动轴上的转子也与其它输送泵的转子不同，各转子至少有三个轮叶，且两转子外圆周轮叶交错分布，运行时不直接啮合接触，而是分别与其外圆周相吻合的各自泵体圆柱形腔壁表面相配合，并通过转子轮叶外圆周与另一转子壁上的隔断曲面相配合，形成泵体腔内的工作腔的容积不断发生周期性变化，确保被输送介质流量均匀、压力稳定地连续吸入和排出，完成输送任务，从而有效地解决一叶或二叶转子运行时产生的压力波动及脉冲增大的难题。所用转子的轮叶越多，使输送介质压力越稳定、脉冲越小，降低泵振动的效果越突出，可显著延长泵的使用寿命。从经济的角度考虑，一般情况下，转子的轮叶以3～5叶为宜。

另外，在轴承箱体内靠近转子轮毂一侧的主动轴、从动轴上分别组装机械密封装置，相互啮合的同步齿轮分别固装在齿轮箱左、右轴承支撑的主动轴、从动轴未端，这既可以加强封堵输送介质的密封效果，又能方便地对支撑轴承和机械密封装置进行装、卸，有利于安装和维护作业，有效地克服现有技术中对支撑轴承和机械密封装置进行拆卸、维修不方便的缺陷。

为了使泵的动力输入轴的转速可以调整，改变泵的流量，在该装置的主动轴输入端与电机轴端之间设置由锥形摩擦盘、锥形摩擦环、壳体、张紧弹簧及其弹簧座组成的圆盘摩擦变速机构，通过调整其壳体组装在泵体上的调节螺栓，将壳体沿调节螺栓的轴向往复移动，使锥形摩擦盘在不同半径处紧贴锥形摩擦环，来降低或提高泵的转速，改变泵的流量。

为确保泵在平稳运行，还可以使泵体上部通道与单向或双向安全阀的通道相接，根据实际使用要求对泵的工作压力进行调整，以确保泵安全可靠的工作。

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步描述。

图1是本发明的一种I型结构示意图。

图2是图1的侧视图。

图3是本发明的一种II型结构示意图。

图4是图3的侧视图。

图5是三叶转子的一种具体结构示意图。

图6是四叶转子的一种具体结构示意图。

图7是五叶转子的一种具体结构示意图。

具体实施方式

根据图1～7详细说明本发明的具体结构和工作过程。本发明可根据使用要求制成不变速的I型结构(如图1所示，其中转子为四叶)和可变速的II型结构(如图2所示，其中转子为三叶)。该装置包括泵体1、轴承箱体6、齿轮箱体7及组装其内的分别固装转子2和相互啮合的同步齿轮8的主动轴10、从动轴12等件。其中泵体1和过流部件等与被输送介质相接触的部件，应根据介质的温度、压力、粘度、腐蚀性等工况确定采用的材料(如铸铁、碳钢、不锈钢等)、密封形式(普通密封、机械密封、波纹管密封等)。内置密封圈4的转子2轮毂利用支撑轴承3、轴套和压盖组装在主动轴10的输入端。在轴承箱体6内靠近转子2轮毂一侧的主动轴10、从动轴12上分别组装机械密封装置5。相互啮合的同步齿轮8分别固装在齿轮箱7左、右轴承9支撑的主动轴10、从动轴12未端。上述独特结构可以保证输送介质的连续性、工作压力的稳定性以及降低泵的噪声等。

该装置分别固装在主动轴10、从动轴12上的各转子2的轮叶至少有三叶。根据需要可选用四叶、五叶或多叶转子2。轮叶工作面的外廓形状为共轭圆弧，两转子2的轮叶外圆周交错分布，即相互之间不啮合接触。各轮叶外圆周分别与泵体1圆柱形腔壁表面相吻合。其中一个转子2轮叶外圆周与另一转子2壁上的隔断曲面相吻合。利用相吻合的配合表面，在泵体1内起着隔离泵低压吸入腔和高压排出腔的作用。转子不断转动，使工作腔的容积不断发生周期性变化，从而将流体不断吸入和排出，完成整个吸排过程。在齿轮箱7的一对相互啮合的同步齿轮8上方，设置油杯，用来对该独立润滑的同步齿轮6进行润滑。

由于输送介质的粘度高，因此，运行的转速比较低。为了使泵的动力输入轴的转速可以调整，改变泵的流量，该装置可在主动轴10输入端与电机27轴端之间，设置由锥形摩擦盘24、锥形摩擦环23、壳体18、张紧弹簧22及其弹簧座21组成的圆盘摩擦变速机构(如图3所示)。轴端组装锥形摩擦盘24的电机26利用轴承25支撑在壳体18上，壳体18通过调节螺栓20、螺母19组装在泵体1上，并可沿调节螺栓20的轴向往复移动。需调节转子2转速时，转动螺母19带动调节螺栓20，使可上下移动的壳体18相对于固定不动的泵体1移动，从而使圆锥角很大的锥形摩擦盘24在不同半径处紧贴摩擦环23。这样，当动力输入轴以恒速旋转时，变速机构的动力输出轴就可以根据输送介质的需要，以不同的转速转动了。该圆盘摩擦变速机构可以直接装配在泵上，也可以与泵分解装配。

设置有进、出口的泵体1上部通道与安全阀的通道相接。安全阀包括阀体13、阀座27、阀芯14、组合弹簧15、压力调整螺杆16、防护帽17等件。其中安全阀的阀芯14利用组合弹簧15和调整螺杆16组装在阀座27上。阀体13内腔被阀芯14分隔成两腔，并利用通道将两腔分别与泵体1的进、出口相连接，以随时对泵压力进行调整，保证泵安全可靠地工作。该安全阀可设置成单向安全阀(如图2所示)和双向安全阀(如图4所示)两种结构形式。双向安全阀即采用两个阀芯及其配套部件。工作原理与单向安全阀基本相同。在单、双向安全阀的阀体上还可以设置与热介质相通的保温夹套(图中未示出)，并通过连接嘴向保温夹套内通入热介质(如热油、热蒸汽等)。当泵体工作时，导入热介质可降低粘稠物料介质等在泵体内的凝固和粘结。如果需要维护、拆卸机械密封装置5，可以将齿轮箱7及同步齿轮8、轴承9拆掉，这样就可以方便地进行维修了。单向安全阀只能单向工作，而双向安全阀则可以双向调整压力。采用双向安全阀的目的是，保证旋转活塞式输油泵可以正、反转运转。

Claims (6)

1、一种旋转活塞式输油泵，包括泵体、轴承箱体及组装其内的分别固装转子和相互啮合的同步齿轮的主动轴、从动轴，其特征在于：内置密封圈的转子轮毂利用支撑轴承、轴套和压盖组装在主动轴和从动轴的输入端，在轴承箱体内靠近转子轮毂一侧的主动轴、从动轴上分别组装机械密封装置，相互啮合的同步齿轮分别固装在齿轮箱左、右轴承支撑的主动轴、从动轴未端，各转子的轮叶至少有三叶，分别固装在主动轴、从动轴上的两转子的轮叶外圆周交错分布，并分别与泵体圆柱形腔壁表面相吻合。

2、根据权利要求1所述的旋转活塞式输油泵，其特征在于：主动轴输入端与电机轴端之间设置由锥形摩擦盘、锥形摩擦环、壳体、张紧弹簧及其弹簧座组成的圆盘摩擦变速机构，轴端组装锥形摩擦盘的电机利用轴承支撑在壳体上，壳体通过调节螺栓组装在泵体上，并沿调节螺栓的轴向往复移动。

3、根据权利要求1或2所述的旋转活塞式输油泵，其特征在于：泵体上部通道与单向安全阀的通道相接。

4、根据权利要求3所述的旋转活塞式输油泵，其特征在于：单向安全阀的阀体上设置与热介质相通的保温夹套。

5、根据权利要求1或2所述的旋转活塞式输油泵，其特征在于：泵体上部通道与双向安全阀的通道相接。

6、根据权利要求5所述的旋转活塞式输油泵，其特征在于：双向安全阀的阀体上设置与热介质相通的保温夹套。

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