多头大排量单螺杆泵
技术领域
本发明属于单螺杆泵技术领域，尤其涉及一种多头大排量单螺杆泵。
背景技术
单螺杆泵是一种转子式容积泵，它是依靠螺杆与衬套相互啮合在吸入腔和排出腔产生容积变化来输送液体的。主要工作部件由螺旋空腔的衬套，即定子，和在定子腔内与其啮合的单头螺旋螺杆，即转子，组成。单螺杆泵在我国已广泛使用，它最大特点是对介质的适应性强、流量平稳、压力脉动小、自吸能力高，这是其它任何泵种所不能替代的。单螺杆泵的中间轴与转子通过万向连接件进行连接，但现有技术中的万向连接件连接不够灵活，使用过程中磨损严重，使用寿命短。
例如，中国实用新型专利公开了一种单螺杆泵[申请号：201220690594.X]，该实用新型专利包括依次连接的泵头、吸入室、转子室和压出室，所述的转子室包括定子和与之转动连接的转子，所述的转子与转动轴固定连接，所述的转动轴横穿吸入室内部并延伸至泵头外部。
该实用新型具可防止单螺杆泵卡死，并避免由此造成的轴封损坏的优势，但其仍未解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种传动角度调整时更加灵活的多头大排量单螺杆泵。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种多头大排量单螺杆泵，包括至少一个螺杆泵组件，所述螺杆泵组件包括相互连通的吸入室和排出室，所述吸入室与排出室之间设有定子，转子位于定子内，所述转子远离排出室的一端通过万向接头组件与中间轴相连接，所述中间轴远离转子的一端通过万向接头组件与输入轴相连接，所述输出轴通过轴承与机座转动连接，所述万向接头组件包括固定连接在中间轴上的第一连接部和固定连接在转子上的第二连接部，第一连接部或第二连接部表面突出有球形凸头，另一连接部表面具有向内凹陷的连接凹槽，所述球形凸头位于连接凹槽内，还包括套设在第一连接部和第二连接部外的传动密封套管，所述传动密封套管与第一连接部和第二连接部均周向固定连接。
在上述的多头大排量单螺杆泵中，所述传动密封套管包括套设在第一连接部和第二连接部外的管套本体，所述管道本体内表面凸出有两组传动凸齿，所述第一连接部和第二连接部的侧面均设有向内凹陷的传动凹槽，两组传动凸齿分别延伸至第一连接部表面的传动凹槽内和第二连接部表面的传动凹槽内，转动管套本体可使传动凸齿压设在第一连接部和第二连接部上。
在上述的多头大排量单螺杆泵中，至少有一个传动凹槽的宽度大于传动凸齿的厚度，且所述球形凸头与连接凹槽的底面之间具有调节间隙。
在上述的多头大排量单螺杆泵中，每组传动凸齿均包括至少两个传动凸齿，且同一组的传动凸齿沿管套本体内表面周向均匀分布。
在上述的多头大排量单螺杆泵中，所述转子包括转子本体和至少两个固定连接在转子本体表面的螺纹头。
在上述的多头大排量单螺杆泵中，所述定子包括定子外壳，所述定子外壳内具有输送空腔，所述转子本体和螺纹头均位于输送空腔内，所述输送空腔具有沿径向延伸的螺纹凹槽，转动螺纹头可使螺纹头位于螺纹凹槽内，所述转子本体的轴心线与输送空腔的轴心线相平行，且螺纹头沿转子本体轴心线方向螺旋延伸。
在上述的多头大排量单螺杆泵中，所述螺纹凹槽的数量至少比螺纹头的数量多一个。
在上述的多头大排量单螺杆泵中，所述定子还包括位于输送空腔与定子外壳之间的弹性橡胶层。
在上述的多头大排量单螺杆泵中，所述弹性橡胶层由高弹橡胶制得，所述高弹橡胶包括质量份数分别为50-80份的丁腈橡胶、20-30份的二氧化硅填充剂、4-6份的氧化锌、10-20份的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、5-10份的聚丙烯酸钠和0.1-5份的炭黑。
在上述的多头大排量单螺杆泵中，所述高弹橡胶包括质量份数分别为65份的丁腈橡胶、25份的二氧化硅填充剂、5份的氧化锌、15份的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、8份的聚丙烯酸钠和2份的炭黑。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明的万向接头组件采用球形凸头和连接凹槽的间隙连接方式，实现万象转动，相比于现有技术中的万象连接件在自适应角度调整时更加灵活，降低了使用过程中的磨损损耗，延长了使用寿命，同时保证了转子转动的稳定性。
2、本发明通过将转子设置为多头结构，从而实现对输送效率的提高，同时对原有的单螺杆泵的整体结构改变较小，结构简单，改装方便，降低了生产成本。
3、本发明利用螺纹相反的第一螺栓和第二螺栓实现定子、支架和吸入室三者之间的连接，结构紧凑，拆装方便。
4、本发明通过并联设置若干组螺杆泵组件来实现增大排量的目的，结构简单，拆装方便。
附图说明
图1是本发明的剖视图；
图2是本发明的截面图；
图3是图1中A处的放大图；
图4是实施例4中两个螺杆泵组件并联联用的示意图；
图中：吸入室1、排出室2、定子3、转子4、万向接头组件5、中间轴6、输入轴7、轴承8、机座9、吸入室壳体11、吸入空腔12、吸入口13、排泄口14、堵头15、支架16、第一螺栓17、第二螺栓18、定子外壳31、输送空腔32、螺纹凹槽33、弹性橡胶层34、转子本体41、螺纹头42、保护层43、第一连接部51、第二连接部52、球形凸头53、连接凹槽54、传动密封套管55、管道本体56、传动凸齿57、传动凹槽58、调节间隙59、螺杆泵组件100、驱动机构200、同步组件300、集合进液管400、集合出液管500。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
实施例1
本实施例提供一种多头大排量单螺杆泵，结合图1和图3所示，包括至少一个螺杆泵组件100，所述螺杆泵组件100包括相互连通的吸入室1和排出室2，所述吸入室1与排出室2之间设有定子3，转子4位于定子3内，所述转子4远离排出室2的一端通过万向接头组件5与中间轴6相连接，所述中间轴6远离转子4的一端通过万向接头组件5与输入轴7相连接，所述输出轴7通过轴承8与机座9转动连接。
具体的说，所述万向接头组件5包括固定连接在中间轴6上的第一连接部51和固定连接在转子4上的第二连接部52，第一连接部51或第二连接部52表面突出有球形凸头53，另一连接部表面具有向内凹陷的连接凹槽54，这样球形凸头53与连接凹槽54之间相互接触时具有较大的接触面积，从而减小压强，降低零部件之间的损坏。同时，接触面设置为弧形，还有利于力的分散。所述球形凸头53位于连接凹槽54内，还包括套设在第一连接部51和第二连接部52外的传动密封套管55，所述传动密封套管55与第一连接部51和第二连接部52均周向固定连接。其中，所述传动密封套管55包括套设在第一连接部51和第二连接部52外的管套本体56，所述管道本体56内表面凸出有两组传动凸齿57，所述第一连接部51和第二连接部52的侧面均设有向内凹陷的传动凹槽58，两组传动凸齿57分别延伸至第一连接部51表面的传动凹槽58内和第二连接部52表面的传动凹槽58内，转动管套本体56可使传动凸齿57压设在第一连接部51和第二连接部52上。第一连接部51和第二连接部52的侧面均开有一个弧形的凹槽，即传动凹槽58，传动凸齿57位于传动凹槽58内，中间轴6转动时，传动凹槽58的端部会压设在传动凸齿57上，对传动凸齿57施加一个周向转动的力，通过传动密封套管55传动，另一侧的传动凸齿57压设在传动凹槽58的端部并对对传动凹槽58施加一个周向转动的力，从而实现将转动传递至转子4上，实现转子4的转动。
本发明，使用时，启动驱动电机，待输送介质吸入至吸入室1内，驱动电机通过驱动输入轴7，并依次通过中间轴6和万向接头组件5传动使得转子4相对定子3发生转动，转动过程中，管道本体56内表面的两组传动凸齿57分别压设在第一连接部51和第二连接部52的侧面，并且之间具有周向转动的相互作用力，从而实现传动。
优选地，至少有一个传动凹槽58的宽度大于传动凸齿57的厚度，且所述球形凸头53与连接凹槽54的底面之间具有调节间隙59，即传动凸齿57与传动凹槽58之间在轴向具有间隙，从而保证球形凸头53与连接凹槽54之间可沿轴向发生较小距离的相对移动，保证连接的灵活性。本实用新型的万向接头组件5采用球形凸头53和连接凹槽54的间隙连接方式，实现万象转动，相比于现有技术中的万象连接件在自适应角度调整时更加灵活，保证了转子4转动的稳定性。故本发明的万向接头组件5采用球形凸头53和连接凹槽54的间隙连接方式，实现万象转动，相比于现有技术中的万象连接件在自适应角度调整时更加灵活，降低了使用过程中的磨损损耗，延长了使用寿命，同时保证了转子转动的稳定性。
优选地，每组传动凸齿57均包括至少两个传动凸齿57，且同一组的传动凸齿57沿管套本体56内表面周向均匀分布。这样能保证传动过程的稳定性。
如图1所示，所吸入室1包括吸入室壳体11和位于吸入室壳体11内的吸入空腔12，所述吸入口13与吸入空腔12相连通，所述中间轴6位于吸入空腔12内，所述吸入室壳体11底端还设有与吸入空腔12相连通排泄口14，堵头15可拆卸连接在排泄口14内。
使用时，待输送介质首先通过吸入口13吸入至吸入空腔12内，此时堵头15堵塞在排泄口14内。输送完成后，将堵头15拔出至排泄口14外，便于对吸入空腔12内部进行清洗。
如图1所示，所述定子3与吸入室1之间设有支架16，第一螺栓17依次贯穿过吸入室1的侧壁和支架16，第二螺栓18依次贯穿过定子3的侧壁和支架16，所述第一螺栓17的螺纹方向与第二螺栓18的螺纹方向相反。安装时，其中一个螺栓用于初步固定，再利用另一个螺栓进行拉紧，本实用新型利用螺纹相反的第一螺栓17和第二螺栓18实现定子3、支架16和吸入室1三者之间的连接，结构紧凑，拆装方便。
如图1所示，所述转子4轴心线与中间轴6轴心线之间的夹角α为1-10度。设置一个较小的倾角可在保证传动的同时，便于吸入空腔12内的待输送介质进入定子3内。
如图2所示，所述定子3包括定子外壳31，所述定子外壳31内具有输送空腔32，所述转子本体41和螺纹头42均位于输送空腔32内，转动转子本体41和螺纹头42时，待输送介质通过输送空腔32被输送，所述输送空腔32具有沿径向延伸的螺纹凹槽33，转动螺纹头42可使螺纹头42位于螺纹凹槽33内，所述转子本体41的轴心线与输送空腔32的轴心线相平行，且螺纹头42沿转子本体41轴心线方向螺旋延伸，这样可以保证待输送介质的输送方向与输送空腔32的延伸方向一致，保证输送效率。
优选地，所述螺纹凹槽33的数量至少比螺纹头42的数量多一个，进一步优选地，所述螺纹头42设有两个，所述螺纹凹槽33设有三个。这样在保证输送效率的提高的同时，也降低了转子4加工的难度，降低设备的生产成本。
如图1所示，所述转子4包括转子本体41和至少两个固定连接在转子本体41表面的螺纹头42。转子4发生转动时，多个螺纹头42均发生以转子本体41轴心线为中心的螺旋转动，从而实现将待输送介质由吸入室1输送至排出室2。故发明通过将转子4设置为多头结构，从而实现对输送效率的提高，同时对原有的单螺杆泵的整体结构改变较小，结构简单，改装方便，降低了生产成本。
如图1所示，两个螺纹头42的螺距相等，且两个螺纹头42的螺纹倾角相差25度以内。螺距相等可保证两个螺纹头42在旋转相同角度后，沿转子本体41轴心线方向的输送距离也是相同的，保证输送的稳定性。螺纹倾角选择在适宜范围内也可进一步保证输送过程的稳定性。
如图2所示，所述定子3还包括位于输送空腔32与定子外壳31之间的弹性橡胶层34。
弹性橡胶层34可由现有技术中的弹性材料制得，例如丁腈橡胶，这样在转子4转动过程中，弹性橡胶层34可发生一定的形变，在保证与转子4贴合的紧密程度的同时，可防止转子4与定子3发生硬接触，造成设备的损伤。但优选地，所述弹性橡胶层34由高弹橡胶制得，所述高弹橡胶包括质量份数分别为50份的丁腈橡胶、30份的二氧化硅填充剂、6份的氧化锌、20份的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、10份的聚丙烯酸钠和5份的炭黑。这种特制的高弹橡胶相比现有技术中的丁腈橡胶具有更好的弹力，从而进一步提高螺杆泵的整体性能。
如图2所示，所述转子4还包括包覆在转子本体41和螺纹头42表面的保护层43，所述保护层43由铬制得。铬具有较高的硬度，使得本实用新型可适用于输送带有固体颗粒或纤维的介质，扩大了可输送介质的范围。
实施例2
本实施例提供一种多头大排量单螺杆泵，本实施例中的多头大排量单螺杆泵的具体结构与实施例1中大体相同，不同之处仅在于制得弹性橡胶层34的高弹橡胶的组成成分，具体的说，所述高弹橡胶包括质量份数分别为80份的丁腈橡胶、20份的二氧化硅填充剂、4份的氧化锌、10份的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、5份的聚丙烯酸钠和0.1份的炭黑。
实施例3
本实施例提供一种多头大排量单螺杆泵，本实施例中的多头大排量单螺杆泵的具体结构与实施例1中大体相同，不同之处仅在于制得弹性橡胶层34的高弹橡胶的组成成分，具体的说，所述高弹橡胶包括质量份数分别为65份的丁腈橡胶、25份的二氧化硅填充剂、5份的氧化锌、15份的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、8份的聚丙烯酸钠和2份的炭黑。
实施例4
本实施例提供一种利用多个实施例1中的螺杆泵组件100并联联用的具体实施方式，结合图4所示，包括螺杆泵组件100和与螺杆泵组件100驱动连接的驱动机构200，驱动机构200可选用驱动电机，所述螺杆泵组件100与驱动机构200之间还设有与驱动机构200驱动连接的同步组件300，同步组件300可选用现有技术中常用的同步驱动结构，例如可以是相互啮合的齿轮，只要能够起到同步驱动螺杆泵组件100的作用即可，螺杆泵组件100设有至少两组且均与同步组件300相连接，集合进液管400分别与每个螺杆泵组件100上的吸入室1相连通，所述螺杆泵组件100远离同步组件300的一端还设有集合出液管500，所述集合出液管500分别与每个螺杆泵组件100上的排出室2相连通。
使用时，启动驱动机构200，待输送介质通过集合进液管400吸入至螺杆泵组件100内，驱动机构200通过驱动螺杆泵组件100实现将待输送介质由集合出液管500排出。故本发明通过并联设置若干组螺杆泵组件100来实现增大排量的目的，结构简单，拆装方便。同时，各个零部件之间可通过例如法兰盘实现可拆卸连接，更换零部件方便，也便于对装置整体进行结构改造，例如根据实际需要增加或减少螺杆泵组件100的数量。
对比例1
本对比例提供一种用于制得弹性橡胶层34的弹性橡胶，包括质量份数分别为65份的丁腈橡胶、25份的二氧化硅填充剂、5份的氧化锌和2份的炭黑。
应用例1
以实施例1中记载的具体组分制得弹性橡胶层1；
以实施例2中记载的具体组分制得弹性橡胶层2；
以实施例3中记载的具体组分制得弹性橡胶层3；
以对比例1中记载的具体组分制得弹性橡胶层4；
将弹性橡胶层1、弹性橡胶层2、弹性橡胶层3和弹性橡胶层4剪裁为厚度和面积均相等的四份材料，以《GB/T 7757-2009硫化橡胶或热塑性橡胶压缩应力应变性能的测定》中记载的方法分别测量剪裁后的弹性橡胶层1、弹性橡胶层2、弹性橡胶层3和弹性橡胶层4压缩一半厚度后的压缩应力，实验结果如下：
结果分析：从上表的实验结果可以看出，本发明提供的弹性橡胶层34材料具有较好的弹性，可进一步提高螺杆泵的整体性能，故达到了本发明的预期目的。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了吸入室1、排出室2、定子3、转子4、万向接头组件5、中间轴6、输入轴7、轴承8、机座9、吸入室壳体11、吸入空腔12、吸入口13、排泄口14、堵头15、支架16、第一螺栓17、第二螺栓18、定子外壳31、输送空腔32、螺纹凹槽33、弹性橡胶层34、转子本体41、螺纹头42、保护层43、第一连接部51、第二连接部52、球形凸头53、连接凹槽54、传动密封套管55、管道本体56、传动凸齿57、传动凹槽58、调节间隙59、螺杆泵组件100、驱动机构200、同步组件300、集合进液管400、集合出液管500等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
