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一种稳定的多体双曲柄容积泵

2023-01-21 01:06:33

一种稳定的多体双曲柄容积泵

  技术领域

  本发明涉及泵类流体机械技术领域,特别是涉及一种稳定的多体双曲柄容积泵。

  背景技术

  泵类流体机械是将机械能转换成工质液体动能的通用机械。已经成熟应用的流体机械结构技术有曲柄连杆活塞泵、偏心转轮柱塞泵、偏心转子泵、离心叶轮泵等。容积泵相对于离心叶轮泵而言,具有容积效率高的显著特点,同时也存在加工制造成本居高不下的缺点,而且相同体积下,容积泵的流量效益不足离心泵的十分之一。导致容积泵成本居高不下的原因主要有两个方面,一方面是容积泵转子装配结构数量多且关系复杂,这就容易导致加工精度要求比较高,同时由于装配关系复杂,导致累计行为工差也会导致加工装配的控制难度也会大幅度增加。此外,容积泵由于都存在偏心结构,转子的径向跳动和轴向窜动普遍存在,泵工作过程中容易卡死。

  发明内容

  本发明的目的是提供一种稳定的多体双曲柄容积泵,以解决上述现有技术存在的问题,降低转子的径向跳动和轴向窜动,提高容积泵稳定性。

  为实现上述目的,本发明提供了如下方案:

  本发明提供一种稳定的多体双曲柄容积泵,包括泵壳和泵壳上端盖,所述泵壳上端盖一侧固定连接有主动曲柄公转轴,所述主动曲柄公转轴末端的端面上偏心设置有从动曲柄共轨公转轴;所述从动曲柄共轨公转轴的直径小于所述主动曲柄公转轴的直径;所述从动曲柄共轨公转轴上套设有多个从动件,所述从动件一侧通过销轴连接有连杆叶片,所述连杆叶片外侧活动连接有主动转子,所述主动转子一端连接有泵轴,所述泵轴用于连接电机,所述主动转子另一端设置有套设于所述主动曲柄公转轴上的转子端盖,所述转子端盖和所述主动转子之间均匀分布有多个转子挡壁,所述转子挡壁一侧与所述连杆叶片外侧接触;所述泵壳两端开设有轴承孔,且所述泵壳一端与所述泵壳上端盖固定连接,另一端通过轴承与所述泵轴连接,所述泵壳与所述泵壳上端盖连接端的轴承孔处通过轴承与所述转子端盖连接。

  可选的,所述从动件包括套设于所述从动曲柄共轨公转轴上的空心筒,所述空心筒侧壁上固定连接有空心轴,所述空心轴与所述连杆叶片内侧活动连接。

  可选的,所述连杆叶片两侧均开设有连接通孔,所述连杆叶片位于两个所述连接通孔之间的部分的截面为弧形板状结构;且所述连杆叶片内侧的连接通孔处开设有内凹的矩形凹槽,所述矩形凹槽将所述连杆叶片内侧的连接通孔分割为上下两部分,且所述空心轴卡接于所述矩形凹槽内,并与所述矩形凹槽上下两端的连接通孔通过销轴连接。

  可选的,所述主动转子的截面为圆形结构,所述主动转子一端的圆心处连接有所述泵轴,另一端的侧边上连接有所述转子挡壁;所述转子挡壁外侧与所述主动转子的侧边平滑连接,内侧为弧形结构;所述转子挡壁截面的宽度从一端至另一端逐渐增大,且所述转子挡壁宽度最大的一端开设有弧形凹槽;所述主动转子上开设有连接孔,所述连杆叶片外侧的连接通孔与所述连接孔通过销轴连接,且所述连杆叶片的外侧壁位于所述弧形凹槽内。

  本发明相对于现有技术取得了以下技术效果:

  本发明通过主动转子将连杆叶片、从动件配合整体机架限制在主动转子腔体内共轨差速协同运动;外部通过主动转子上下端同心的轴承配合泵壳上下端设置的同心轴承孔位限制在泵壳腔体内同心运动。通过主动转子解决了容积泵普遍存在的径向跳动和轴向窜动问题,同时简化了转子装配结构关系,二体双曲柄、三体双曲柄、四体双曲柄的零部件加工制造数量分别为8、10、12个,大幅度降低了加工装配制造成本。

  额定体积和机架长度条件下,本发明提供的结构要改变泵的流量和扬程,可通过改变电动机的转速来实现,电动机的转速与泵的流量和扬程呈正比关系。本发明容易实现高效的体积流量比,例如,相同体积条件下,可以获得的和离心叶轮泵一样流量效益和数倍于离心叶轮泵的扬程;容易实现高效变频,例如泵在不同的额定转速工作下,瞬时流量和工作压力都有一一对应的数值,不存在脉动现象;本发明技术应用于液体推进器,有利于矢量推进调速;本发明技术应用于液体混合器,有利于矢量混合配液。

  附图说明

  为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

  图1为本发明稳定的多体双曲柄容积泵结构分解示意图;

  图2为本发明稳定的多体双曲柄容积泵局部截面示意图;

  图3为本发明稳定的多体双曲柄容积泵的主动曲柄公转轴和从动曲柄共轨公转轴结构示意图;

  其中,1为泵壳、2为泵壳上端盖、3为主动曲柄公转轴、4为从动曲柄共轨公转轴、5为从动件、6为连杆叶片、7为主动转子、8为泵轴、9为转子端盖、10为转子挡壁、11为轴承。

  具体实施方式

  下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

  本发明的目的是提供一种稳定的多体双曲柄容积泵,以解决上述现有技术存在的问题,降低转子的径向跳动和轴向窜动,提高容积泵稳定性。

  为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

  本发明提供一种稳定的多体双曲柄容积泵,如图1-图3所示,包括泵壳1和泵壳上端盖2,泵壳上端盖2一侧固定连接有主动曲柄公转轴3,主动曲柄公转轴3末端的端面上偏心设置有从动曲柄共轨公转轴4,从动曲柄共轨公转轴4的截面与主动曲柄公转轴3的截面不同心,且包含于主动曲柄公转轴3的截面内;二者的长径规格取决于满足工况压力要求下的材料屈服强度;从动曲柄共轨公转轴4的直径小于主动曲柄公转轴3的直径;从动曲柄共轨公转轴4上套设有多个从动件5,每个从动件5的两个大小圆心之间的线段为从动曲柄AB;从动件5适配从动曲柄共轨公转轴4的套环设置有且不限于左侧、右侧、居中、两侧等多种方案;从动件5一侧通过销轴连接有连杆叶片6,连杆叶片6外侧活动连接有主动转子7,主动转子7一端连接有泵轴8,泵轴8用于连接电机,主动转子7另一端设置有套设于主动曲柄公转轴3上的转子端盖9,转子端盖9和主动转子7之间均匀分布有多个转子挡壁10,转子挡壁10一侧与连杆叶片6外侧接触;泵壳1两端开设有轴承孔,且泵壳1一端与泵壳上端盖2固定连接,另一端通过轴承11与泵轴8连接,泵壳1与泵壳上端盖2连接端的轴承孔处通过轴承11与转子端盖9连接。泵壳1内部两侧对应设置有泵腔挡壁,经过开发研究,泵腔挡壁的尺寸规格应等同于转子挡壁10,其累计工差应≤0.1mm。

  进一步优选的,从动件5包括套设于从动曲柄共轨公转轴4上的空心筒,空心筒侧壁上固定连接有空心轴,空心轴与连杆叶片6内侧活动连接。连杆叶片6两侧均开设有连接通孔,连杆叶片6两个连接通孔的孔心之间的线段为连杆BC,连杆叶片6位于两个连接通孔之间的部分的截面为弧形板状结构;且连杆叶片6内侧的连接通孔处开设有内凹的矩形凹槽,矩形凹槽将连杆叶片6内侧的连接通孔分割为上下两部分,且空心轴卡接于矩形凹槽内,并与矩形凹槽上下两端的连接通孔通过销轴连接。连杆叶片6外侧端连接通孔圆心至主动转子圆心之间的线段为主动曲柄CD。曲柄机架AD长度与主动曲柄长度的比值应小于0.2,以便满足双曲柄机构传动角和压力角的合理比例关系。

  主动转子7的截面为圆形结构,主动转子7一端的圆心处连接有泵轴8,另一端的侧边上连接有转子挡壁10;转子挡壁10外侧与主动转子7的侧边平滑连接,内侧为弧形结构;转子挡壁10截面的宽度从一端至另一端逐渐增大,且转子挡壁10宽度最大的一端开设有弧形凹槽;主动转子7上开设有连接孔,连杆叶片6外侧的连接通孔与连接孔通过销轴连接,且连杆叶片6的外侧壁位于弧形凹槽内。

  本发明工作原理为:主动转子7围绕主动曲柄公转轴3公转同时推动各个连杆叶片6,连杆叶片6带动各个从动件5围绕从动曲柄共轨公转轴7作共轨差速协同运动;在运动过程中,由于连杆叶片6运动位置的周期性变化,导致主动转子7、连杆叶片6、从动件5之间围合的容积腔周期性变化;实际运动过程中,转子挡壁10打开与泵壳挡壁闭合的瞬间,容积腔体积最小,此时容积腔产生的负压最大,从而开始从进水口迅速吸入工质液体,与此同时,对应出水口容积腔体积最大并产生最大正压,从而开始向出水口迅速挤压出工质液体,实现泵腔吸入排除工质液体的过程。

  本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

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