專利名稱：一種機電兩用的活塞直聯(lián)驅(qū)動式往復泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種內(nèi)燃機組合往復泵，尤其是大流量、高揚程的往復泵，以及無電狀態(tài)下使用的一種機電兩用的活塞直聯(lián)驅(qū)動式往復泵。
背景技術(shù)：
公知的現(xiàn)有往復泵多采用曲軸連桿機構(gòu)驅(qū)動活塞做往復運動，其優(yōu)點是具有排出壓力高、效率高，并具有特有的良好自吸性能。但也存有如下不足1、曲軸連桿機構(gòu)驅(qū)動活塞行程短，相應(yīng)的閥門開啟頻率高、壽命短；2、活塞運動為變速運動，泵的能耗高，流量和揚程有較大的脈動；3、流量小，目前市場上大流量往復泵極少看到；4、現(xiàn)有技術(shù)的往復泵的動力源多為交流電機、直線電機和液壓驅(qū)動等形式，在無電力和停電情況下則不能使用。至今還沒有檢索到和看到有內(nèi)燃機和電機兩用的、內(nèi)燃機和往復泵活塞直聯(lián)驅(qū)動
式的往復泵。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型為解決上述問題，采用內(nèi)燃機活塞桿直接驅(qū)動往復泵活塞，實現(xiàn)了高揚程、大流量、流量和壓力脈動小、結(jié)構(gòu)筒單，可滿足消防、礦山、油田等行業(yè)的各種作業(yè)使用要求，特別是能滿足在無電源或緊急停電狀況下的使用要求。另外，附加曲軸連桿機構(gòu)， 可實現(xiàn)電機驅(qū)動水泵，從而達到內(nèi)燃機和電機兩用之目的。本實用新型所采用的技術(shù)方案是一種機電兩用的活塞直聯(lián)驅(qū)動式往復泵，主要由內(nèi)燃機汽缸總成(包括汽缸、活塞、活塞桿等)、往復泵泵缸總成(包括泵缸、活塞、活塞桿等)、齒條桿、齒條桿離合器、齒條桿連接件、聯(lián)軸器、齒輪、曲軸、連桿、啟動輪、啟動機、電機、電機離合器及帶有吸入閥、排出閥的管路等組成。其特征是內(nèi)燃機活塞桿通過齒條桿離合器、齒條桿、聯(lián)軸器與往復泵活塞桿相連接，形成內(nèi)燃機汽缸與往復泵泵缸組合。每兩個組合為一組，每組兩支齒條桿中間有一齒輪，齒輪和兩齒條桿相嚙合?？梢杂腥舾山M組合。連桿的一端和曲軸連接，另一端和齒條桿連接件連接。所述的齒條桿是矩形桿狀結(jié)構(gòu)件，在其前后兩端分別設(shè)有鎖緊定位裝置，在其中部一側(cè)是與齒輪嚙合的齒槽，另一側(cè)為齒條桿連接件。所述的齒條桿離合器是長度大于內(nèi)燃機活塞行程的中空結(jié)構(gòu)管，其一端可以鎖緊齒條桿定位裝置，另一端在內(nèi)燃機工作時鎖緊內(nèi)燃機活塞桿，在用電機驅(qū)動時，該端齒條桿離合器分離，內(nèi)燃機活塞桿可以在中空結(jié)構(gòu)管內(nèi)自由行程，且不得脫出其外。所述的同一組的內(nèi)燃機汽缸組與往復泵泵缸組的活塞行程相等，兩側(cè)活塞桿運動相位差180°，即一側(cè)內(nèi)燃機汽缸活塞和往復泵活塞在左死點時，另一側(cè)內(nèi)燃機汽缸活塞和往復泵活塞在右死點。所述的一種機電兩用的活塞直聯(lián)驅(qū)動式往復泵，有一組或多組內(nèi)燃機汽缸與往復泵泵缸組合，其內(nèi)燃機汽缸和往復泵泵缸總數(shù)各是2個或2的倍數(shù)。所述的曲軸，曲軸上拐徑的個數(shù)和內(nèi)燃機汽缸與往復泵泵缸組合的組數(shù)相等，曲軸的一端設(shè)有啟動輪，啟動輪的外側(cè)設(shè)有啟動機，曲軸的另一端設(shè)有傳動輪，傳動輪的外側(cè)設(shè)有電機離合器和電機。所述往復泵泵缸，每一個泵缸上安裝吸入閥和排出閥，分別與吸入管、排出管相連接。往復泵吸入管路、排出管路上各安裝總閥門。另外每個往復泵泵缸套上均安裝氣閥。當使用內(nèi)燃機作動力時，啟動前，需切斷電機離合器，將電機與傳動輪相分離；鎖緊齒條桿離合器，將內(nèi)燃機活塞桿與齒條桿相連接；關(guān)閉往復泵吸入和排出管路總閥，防止介質(zhì)進入往復泵缸套腔內(nèi)；打開往復泵泵缸氣閥，以減少啟動內(nèi)燃機時的阻力。連接啟動開關(guān)，啟動機的傳動機構(gòu)將驅(qū)動齒輪嚙合入啟動輪齒圈，帶動曲軸轉(zhuǎn)動，連桿推動齒條桿作直線往復運動，齒條桿帶動齒輪作正反向交替運動，雙側(cè)齒條桿推動內(nèi)燃機活塞桿帶動內(nèi)燃機活塞和往復泵活塞作同步反向直線往復運動，內(nèi)燃機汽缸進氣閥和內(nèi)燃機汽缸排氣閥交替關(guān)閉，內(nèi)燃機汽缸完成進氣、壓縮、做功、排氣工作循環(huán)，內(nèi)燃機點火工作。同時，啟動機的驅(qū)動齒輪與啟動輪齒圈的嚙合，在內(nèi)燃機起動后自動脫開，往復泵吸入和排出管路總閥打開，往復泵泵缸氣閥關(guān)閉，本實用新型進入正常工作狀態(tài)。當使用電機作動力時，需斷開齒條桿離合器，使內(nèi)燃機活塞桿與齒條桿離合器相分離；聯(lián)接電機離合器，接合電機與傳動輪兩者之間的動力聯(lián)系，使電機通過傳動輪實現(xiàn)對曲軸的動力輸入。打開往復泵吸入和排出管路總閥，接通電源，電機帶動曲軸旋轉(zhuǎn)，推動齒條桿直線往復運動，經(jīng)齒輪傳動，帶動另一側(cè)齒條桿同時作直線往復運動，雙側(cè)齒條桿推動往復泵活塞桿作同步反向直線往復運動從而使往復泵活塞往復運動，本實用新型進入正常工作狀態(tài)。本發(fā)明的有益效果是，內(nèi)燃機汽缸組與往復泵泵缸組的活塞直聯(lián)驅(qū)動，運動方式?jīng)]有發(fā)生改變，結(jié)構(gòu)簡約緊湊，能耗小，功效高。增加內(nèi)燃機汽缸與往復泵泵缸組合的組數(shù)， 可提高往復泵流量和壓力的穩(wěn)定性，能滿足各行業(yè)使用要求，特別是能滿足在無電力或緊急停電狀況下的使用要求。

圖1是本發(fā)明一種機電兩用的活塞直聯(lián)驅(qū)動式往復泵一組內(nèi)燃機汽缸的結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本發(fā)明一種機電兩用的活塞直聯(lián)驅(qū)動式往復泵二組內(nèi)燃機汽缸的結(jié)構(gòu)示意圖圖中1、內(nèi)燃機汽缸，2、內(nèi)燃機活塞，3、內(nèi)燃機活塞桿，4、齒條桿離合器，5、拐徑， 6、齒條桿，7、齒條桿連接件，8、連桿，9、傳動輪，10、電機離合器，11、電機，12、曲軸，13、聯(lián)軸器，14、往復泵活塞桿，15、往復泵泵缸，16、往復泵活塞，17、往復泵排出閥，18、往復泵吸入閥，19、往復泵氣閥，20、往復泵排出管路總閥，21、往復泵吸入管路總閥，22、往復泵氣閥， 23、往復泵吸入閥，24、往復泵排出閥，25、往復泵泵缸，26、往復泵活塞，27、往復泵活塞桿， 觀、聯(lián)軸器，29、拐徑，30、齒條桿，31、齒輪，32、齒條桿離合器，33、內(nèi)燃機活塞桿，34、內(nèi)燃機汽缸，35、內(nèi)燃機活塞，36、內(nèi)燃機排氣閥，37、內(nèi)燃機進氣閥，38、內(nèi)燃機排氣閥，39、內(nèi)燃機進氣閥，40、啟動輪，41、聯(lián)軸器，42、啟動機。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的主要工作原理作進一步說明。第一實施例附圖1為單組雙缸機構(gòu)泵。一種機電兩用的活塞直聯(lián)驅(qū)動式往復泵，內(nèi)燃機部分主要由機體、配氣機構(gòu)、供油系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、啟動裝置組成；本發(fā)明關(guān)鍵在于內(nèi)燃機活塞桿與往復泵活塞桿， 由聯(lián)軸器和齒條桿離合器組聯(lián)為一體，主要由內(nèi)燃機汽缸1和34、內(nèi)燃機活塞2和35、內(nèi)燃機活塞桿3和33、齒條桿離合器4、齒條桿6、齒條桿連接件7、連桿8、曲軸12、傳動輪9、電機離合器10、電機11、聯(lián)軸器13和28和41、啟動輪40、啟動機42、往復泵泵缸15和25、往復泵活塞16和沈、往復泵活塞桿14和27及帶有往復泵吸入閥18和23、往復泵排出閥17 和M的管路等組成。一種機電兩用的活塞直聯(lián)驅(qū)動式往復泵，當使用內(nèi)燃機作動力時，首先要關(guān)閉往復泵吸入和排出管路總閥21和總閥20，打開往復泵泵缸組兩泵缸的往復泵氣閥19和往復泵氣閥22，斷開電機離合器10，鎖緊齒條桿離合器4和32，連接啟動開關(guān)，啟動機42的傳動機構(gòu)將驅(qū)動齒輪嚙合入啟動輪40齒圈，曲軸12轉(zhuǎn)動，連桿8推動齒條桿6，帶動內(nèi)燃機活塞2和往復泵活塞16作同步直線往復運動，齒條桿6帶動齒輪31作正反向交替運動，齒輪 31的最大正反向運動角度為180°，進而齒輪31推動與之嚙合的齒條桿30，帶動另一側(cè)內(nèi)燃機活塞桿33和內(nèi)燃機活塞35，以及往復泵活塞桿27和往復泵活塞沈，作同步反向直線往復運動，內(nèi)燃機配氣機構(gòu)、供油系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)等同時工作，內(nèi)燃機進氣閥37和39、內(nèi)燃機排氣閥36和38交替關(guān)閉，內(nèi)燃機汽缸1和內(nèi)燃機汽缸27完成進氣、壓縮、做功、排氣工作循環(huán)，內(nèi)燃機汽缸1和內(nèi)燃機汽缸；34點火工作；同時，啟動機42的驅(qū)動齒輪與啟動輪40 齒圈的嚙合，在內(nèi)燃機起動后自動脫開，往復泵吸入和排出管路總閥21和總閥20打開，往復泵泵缸組兩缸套15和缸套25的往復泵氣閥19和往復泵氣閥22關(guān)閉，本實用新型進入正常工作狀態(tài)。當使用電機11作動力時，首先斷開齒條桿離合器4和32，使內(nèi)燃機活塞桿3和33 與齒條桿離合器4和32相分離；聯(lián)接電機離合器10，接合電機11與傳動輪9兩者之間的動力聯(lián)系，使電機11通過傳動輪9實現(xiàn)對曲軸12的動力輸入。打開往復泵吸入和排出管路總閥21和20，關(guān)閉往復泵氣閥19和22，接通電源，電機11帶動曲軸12旋轉(zhuǎn)，推動齒條桿6直線往復運動，經(jīng)齒輪31傳動，帶動另一側(cè)齒條桿30同時作直線往復運動，雙側(cè)齒條桿6和30推動往復泵活塞桿14和27作同步反向直線往復運動，從而使往復泵活塞16和沈往復運動，本實用新型進入正常工作狀態(tài)。第二實施例附圖2為二組四缸機構(gòu)泵。該結(jié)構(gòu)工作原理和第一實施例相同。不同點其一是，內(nèi)燃機汽缸組和往復泵泵缸組比第一實施例多一倍，為二組；其二是，曲軸12加長，且增加一個拐徑四，曲軸12可采用聯(lián)軸器41的連接方式或整只。根據(jù)實際使用工況和輸出流量的要求，通過齒條桿離合器4 和32，可使齒條桿6和30、內(nèi)燃機活塞桿3和33離合的功能，可以選擇單組或雙組內(nèi)燃機汽缸工作。第三實施例結(jié)合附圖2予以說明。工作原理同第一實施例。根據(jù)實際使用工況和輸出流量的要求，可以增加曲軸12的長度和拐徑四的個數(shù)，用多個聯(lián)軸器41聯(lián)接，選用2組以上的組合泵方式，通過齒條桿離合器4和32可使齒條桿6和30、內(nèi)燃機活塞桿3和33離合的功能，可以選用單組內(nèi)燃機汽缸帶動多組往復泵泵缸工作，或者選用多組內(nèi)燃機汽缸帶動多組往復泵泵缸工作。在有電力時，可采用分離齒條桿離合器4和32，接合傳動輪9和電機11間的電機離合器10，本實用新型正常工作。在使用內(nèi)燃機作動力時，可采用聯(lián)接齒條桿離合器4和32，分離傳動輪9和電機 11間的電機離合器10，打開啟動開關(guān)，啟動機42使內(nèi)燃機起動，本本實用新型正常工作。
權(quán)利要求1.一種機電兩用的活塞直聯(lián)驅(qū)動式往復泵，主要由內(nèi)燃機汽缸、內(nèi)燃機活塞、內(nèi)燃機活塞桿、往復泵泵缸、往復泵活塞、往復泵活塞桿、齒條桿、齒條桿離合器、齒條桿連接件、聯(lián)軸器、齒輪、曲軸、連桿、啟動輪、啟動機、電機、電機離合器及帶有吸入閥、排出閥的管路等組成，其特征是內(nèi)燃機活塞桿通過齒條桿離合器、齒條桿、聯(lián)軸器與往復泵活塞桿相連接，形成內(nèi)燃機汽缸與往復泵泵缸組合，每兩個組合為一組，可以有若干組組合，每組兩支齒條桿中間有一齒輪，齒輪和兩齒條桿相嚙合，連桿的一端和曲軸連接，另一端和齒條桿連接件連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機電兩用的活塞直聯(lián)驅(qū)動式往復泵，其特征是所述的齒條桿是矩形桿狀結(jié)構(gòu)件，在其前后兩端分別設(shè)有鎖緊定位裝置，在其中部一側(cè)是與齒輪嚙合的齒槽，另一側(cè)為齒條桿連接件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機電兩用的活塞直聯(lián)驅(qū)動式往復泵，其特征是所述的齒條桿離合器是長度大于內(nèi)燃機活塞行程的中空結(jié)構(gòu)管，其一端可以鎖緊齒條桿定位裝置，另一端在內(nèi)燃機工作時鎖緊內(nèi)燃機活塞桿，在用電機驅(qū)動時，該端齒條桿離合器分離， 內(nèi)燃機活塞桿可以在中空結(jié)構(gòu)管內(nèi)自由行程，且不得脫出其外。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機電兩用的活塞直聯(lián)驅(qū)動式往復泵，其特征是所述的同一組的內(nèi)燃機汽缸組與往復泵泵缸組的活塞行程相等，兩側(cè)活塞桿運動相位差180°，即一側(cè)內(nèi)燃機汽缸活塞和往復泵活塞在左死點時，另一側(cè)內(nèi)燃機汽缸活塞和往復泵活塞在右死點。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機電兩用的活塞直聯(lián)驅(qū)動式往復泵，其特征是所述的一種機電兩用的內(nèi)燃機和往復泵活塞直聯(lián)驅(qū)動式往復泵，有一組或多組內(nèi)燃機汽缸與往復泵泵缸組合，其內(nèi)燃機汽缸和往復泵泵缸總數(shù)各是2個或2的倍數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機電兩用的活塞直聯(lián)驅(qū)動式往復泵，其特征是所述的曲軸，曲軸上拐徑的個數(shù)和內(nèi)燃機汽缸與往復泵泵缸組合的組數(shù)相等，曲軸的一端設(shè)有啟動輪，啟動輪的外側(cè)設(shè)有啟動機，曲軸的另一端設(shè)有傳動輪，傳動輪的外側(cè)設(shè)有電機離合器和電機。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機電兩用的活塞直聯(lián)驅(qū)動式往復泵，其特征是所述往復泵泵缸，每一個泵缸上設(shè)有吸入閥和排出閥，分別與吸入管和排出管相連接，往復泵吸入管路和排出管路上各設(shè)有總閥門，每個往復泵泵缸套上均設(shè)有氣閥。
專利摘要一種機電兩用的活塞直聯(lián)驅(qū)動式往復泵，主要由內(nèi)燃機汽缸、往復泵泵缸、齒條桿、齒條桿離合器，聯(lián)軸器、啟動輪、啟動機、曲軸、連桿、電機離合器、電機等組成。內(nèi)燃機汽缸組與往復泵泵缸組的活塞直聯(lián)驅(qū)動，不僅具有往復泵的特點，且結(jié)構(gòu)簡約緊湊，能耗小，功效高、流量和壓力穩(wěn)定，可內(nèi)燃機和電機兩種動力互換使用，能滿足消防、礦山、油田等多行業(yè)的作業(yè)使用要求，特別是能滿足在無電力或緊急停電狀況下的使用要求。
文檔編號F04B17/05GK202031805SQ201120145598
公開日2011年11月9日 申請日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月10日
發(fā)明者張高峰, 王健軍, 馬國粹 申請人:合肥華宇橡塑設(shè)備有限公司