圓盤環(huán)壓式多功能廣譜介質(zhì)泵的制作方法
【專利摘要】一種圓盤環(huán)壓式多功能廣譜介質(zhì)泵，包括泵體和設置在泵體中的主軸、轉子，所述泵體包括支撐體、軸承箱體、以及殼體，所述擺輪室中設有擺輪總成，擺輪總成的一側與主軸的輸出端同軸轉動連接，擺輪總成的另一側通過軸承與一擺軸的輸入端連接、并帶動擺軸的輸入端圍著主軸的軸線做圓周運動，擺軸的輸出端又伸入至殼體的工作腔中、與位于工作腔中的轉子固定連接，所述轉子由轉子球和設在轉子球上的與擺軸相對垂直的圓盤組成，并且轉子將工作腔分隔成第一工作腔和第二工作腔兩個腔室。本設備采用圓盤環(huán)壓原理，結構簡單，制造維修成本低，可靠性高，壽命長，能耗低，無泄漏，無纏繞，自吸吸程高、揚程高、可雙向反沖。
【專利說明】圓盤環(huán)壓式多功能廣譜介質(zhì)泵
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種容積式泵。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)的容積式泵分為往復式和回轉式二大類，常見的有齒輪泵、凸輪泵、螺桿泵、隔膜泵、柱(活)塞泵等。傳統(tǒng)的容積泵的缺點如下。
[0003]1、齒輪泵:齒面容易磨損；需要動密封裝置；不能干運行；精度越高，價格越貴；不能自吸；有限的化學適應性；不適合輸送含固體顆粒的流體等。
[0004]2、轉子泵:轉子容易受到損壞；安裝不方便；復雜的軸承結構；需要2根傳動軸-因此磨損會加倍；輸送低粘度物料效率不高；不適合輸送磨蝕性流體；備件昂貴。
[0005]3、螺桿泵:螺桿和泵體之間的精度要求高，導致加工成本高；對粘度的變化比較敏感；高壓力輸送，需要增加泵的長度；隨著定子和轉子的磨損，輸送精度會大大降低；纖維性的流體會纏繞在轉子上；不能干運行；維護費用高；裝配復雜，維護時間長等。
[0006]4、隔膜泵:需要壓縮空氣，氣動馬達效率較低；吸程很小，壓力依賴于壓縮空氣的壓力，具有不穩(wěn)定性；不適合輸送固含量高的流體；磨蝕性流體會損壞單向閥的閥芯和閥座，導致流量損失；氣鎖等部件眾多，維護不方便，高維護費用；噪音大，脈沖大，不能雙向運行等。
[0007]5、活塞泵:零部件眾多，價格昂貴，維護費用高；活塞泵的單向閥非常脆弱，容易被污染或堵塞，從而導致故障；高脈沖等。
[0008]6、傳統(tǒng)的容積泵都比較容易磨損，磨損會導致流量損失，且流量損失不可預知(因為磨損的速度與泵的速度、壓力和流體的磨蝕性有很大的關系)。
[0009]7、傳統(tǒng)的容積泵的泵效率會隨著粘度增高而快速降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是提供一種圓盤環(huán)壓式多功能廣譜介質(zhì)泵，要解決傳統(tǒng)的容積式泵結構復雜、功能單一、容易磨損、制造價格和維護(維修)費用高、不適合輸送廣譜流體介質(zhì)、以及泵的效率會隨流體粘度增高而快速降低的技術問題。
[0011]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:一種圓盤環(huán)壓式多功能廣譜介質(zhì)泵，包括設有進水通道和出水通道的泵體和設置在泵體中的主軸、轉子，其特征在于:所述泵體包括支撐體、連接在支撐體一側的軸承箱體、以及連接在支撐體另一側的殼體，并且支撐體與軸承箱體之間、支撐體與殼體之間均設有泵體密封機構，所述支撐體中設有擺輪室，所述軸承箱體中設有軸室，所述殼體中設有工作腔，所述進水通道和出水通道均設置在殼體上并且與工作腔相通；
所述主軸通過軸承轉動放置在軸承箱體的軸室中，并且主軸的輸入端穿過固定連接在軸承箱體上的軸端蓋、伸出至軸承箱體外，主軸的輸出端伸入至支撐體的擺輪室中。
[0012]所述擺輪室中設有擺輪總成，擺輪總成的一側與主軸的輸出端同軸轉動連接，擺輪總成的另一側通過軸承與一擺軸的輸入端連接、并帶動擺軸的輸入端圍著主軸的軸線做圓周運動，擺軸的輸出端又伸入至殼體的工作腔中、與位于工作腔中的轉子固定連接。
[0013]所述轉子由轉子球和設在轉子球上的與擺軸相對垂直的圓盤組成，并且轉子將工作腔分隔成第一工作腔和第二工作腔兩個腔室。
[0014]所述擺軸的軸線與主軸的軸線相交,并且擺軸的軸線與主軸的軸線的交點和所述轉子球的球心重合。
[0015]所述工作腔中還設有隔斷，所述轉子的圓盤上設有與隔斷相對應的槽口，所述殼體上設有固定隔斷用的固定槽。
[0016]所述進水通道的出水口的形狀可為靠近隔斷的一側為矩形、遠離隔斷的一側為半圓形，所述出水通道的進水口的形狀可為靠近隔斷的一側為矩形、遠離隔斷的一側為半圓形。
[0017]所述進水通道的出水口可和出水通道的進水口相鄰，所述隔斷的一面可與進水通道的內(nèi)壁圓滑過渡連接，隔斷的另一面可與出水通道的內(nèi)壁圓滑過渡連接。
[0018]所述軸承箱體靠支撐體的一側與主軸之間設置的軸室密封件可以是液壓密封件。
[0019]所述圓盤與殼體之間可設有圓盤密封環(huán)。
[0020]所述殼體可由前端蓋、前壓板、內(nèi)腔套、外殼體、后壓板和后端蓋組成，所述前壓板與轉子球的前面面接觸，所述后壓板與轉子球的后面面接觸，所述內(nèi)腔套夾在前壓板與后壓板之間、并且與圓盤的外側面面接觸，所述前端蓋、外殼體和后端蓋包圍在前壓板、內(nèi)腔套和后壓板的外側。
[0021]與現(xiàn)有技術相比本發(fā)明具有以下特點和有益效果:
本發(fā)明綜合了往復式容積泵和回轉式容積泵的優(yōu)點，采用圓盤環(huán)壓原理，結構非常簡單，制造維修成本也很低，同時還具有了可靠性高(因為低脈沖、低振動、低噪聲)、壽命長(因為低磨損)、低能耗、無泄漏、無纏繞、無堵塞、自吸吸程高、揚程高、可基本等效雙向反沖(通過改變轉動方向來改變進出口屬性)的優(yōu)點。
[0022]本發(fā)明采用了圓盤環(huán)壓原理，物理化學適應性廣，可輸送廣譜流體介質(zhì)，尤其是可以輸送流體粘度范圍O?lOOOOOOcp、含水率89%以上的固體介質(zhì)，比如膠水、重油、污泥、泥漿等高粘度和高固體顆粒含量的流體。
[0023]本發(fā)明采用了圓盤環(huán)壓原理，所以流體粘度的增高對本發(fā)明的效率影響小。
[0024]本發(fā)明在圓盤與殼體之間設有圓盤密封環(huán)，可大幅提高泵的密封性和整機效率，最終使得本發(fā)明可單獨作為壓縮機泵和真空泵使用。
[0025]本發(fā)明中軸承箱體靠支撐體的一側與主軸之間設置的軸室密封件由傳統(tǒng)的機械密封改為液壓密封件，可大大簡化該處的密封結構，從而降低成本并減小故障發(fā)生的可能。
[0026]本發(fā)明中的進水通道的出水口的形狀為靠近隔斷的一側為矩形、遠離隔斷的一側為半圓形，本發(fā)明中的出水通道的進水口的形狀為靠近隔斷的一側為矩形、遠離隔斷的一側為半圓形，這樣設計的原因是:傳統(tǒng)的進水通道的出水口或出水通道的進水口均為圓形，當圓盤圓周面超出進水通道的出水口圓周或出水通道的進水口圓周時，隔斷、進水通道的出水口圓周或出水通道的進水口圓周的外緣、圓盤三者之間會形成泄壓死角，這個泄壓死角會產(chǎn)生一個剛性的反作用力作用于圓盤上，所以會造成泵的轉子震動，會影響泵的效率和壽命，會增加泵的脈沖、振動、噪聲、磨損、能耗、以及水力損失，而本發(fā)明改用矩形加半圓形的形狀后，就可以消除掉這個泄壓死角了，所以泵的脈沖、振動、噪聲、磨損、能耗、以及水力損失都會得到減少，泵的效率、壽命就會得到提高。
[0027]本發(fā)明中的進水通道的出水口和出水通道的進水口相鄰，所述隔斷的一面與進水通道的內(nèi)壁圓滑過渡連接，隔斷的另一面與出水通道的內(nèi)壁圓滑過渡連接。這樣設計也是為了消除進出水口處的泄壓死角，使泵的效率、壽命得到提高。
[0028]本發(fā)明的效率可以高達90%左右，與同類性能指標的容積泵和葉輪泵相比，節(jié)能效果可達30?40%。
[0029]本發(fā)明自吸吸程高，吸程可達到700mmHg左右，能達到較高的自吸真空度。
[0030]本發(fā)明的壓力揚程高，最高揚程可達到150米以上。
[0031]本發(fā)明的流量可根據(jù)轉速和口徑大小調(diào)整，常用的流量為O?300立方米/小時?？趶綖?0?300_，轉速為500?700轉。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明。
[0033]圖1是本發(fā)明的左視示意圖。
[0034]圖2是圖1中A-A剖面的示意圖。
[0035]圖3是轉子的立體示意圖。
[0036]圖4是轉子與隔斷配合的立體示意圖。
[0037]圖5是內(nèi)腔套的立體示意圖。
[0038]圖6是外殼體的立體示意圖。
[0039]圖7是本發(fā)明的原理示意圖。
[0040]圖8是本發(fā)明的流場走向示意圖。
[0041]附圖標記:1 一殼體、2 —主軸、3 —轉子、4 一支撐體、5 —軸承箱體、6 —泵體密封機構、7 —擺輪室、8 —軸室、9 一隔斷、10 —進水通道、11 一出水通道、12 —軸承、13 —軸端蓋、14 一擺輪總成、15 —擺軸、16 —轉子球、17 —圓盤、18 —第一工作腔、19 一第二工作腔、20 —槽口、21 —前端蓋、22 —前壓板、23 —內(nèi)腔套、24 —外殼體、25 —后壓板、26 —后端蓋、27 一圓盤密封環(huán)、28 —液壓密封件、29 —固定槽、30 —擺軸的軸線、31 —主軸的軸線。
【具體實施方式】
[0042]實施例參見圖1-6所示，這種圓盤環(huán)壓式多功能廣譜介質(zhì)泵，包括設有進水通道10和出水通道11的泵體和設置在泵體中的主軸2、轉子3。
[0043]所述泵體包括支撐體4、連接在支撐體一側的軸承箱體5、以及連接在支撐體另一側的殼體I,并且支撐體4與軸承箱體5之間、支撐體4與殼體I之間均設有泵體密封機構6，所述支撐體4中設有擺輪室7，所述軸承箱體5中設有軸室8，所述殼體I中設有工作腔，所述進水通道10和出水通道11均設置在殼體I上并且與工作腔相通。
[0044]所述主軸2通過軸承12轉動放置在軸承箱體5的軸室8中，并且主軸2的輸入端穿過固定連接在軸承箱體5上的軸端蓋13、伸出至軸承箱體5外，主軸2的輸出端伸入至支撐體4的擺輪室7中。
[0045]所述擺輪室7中設有擺輪總成14，擺輪總成14的一側與主軸2的輸出端同軸轉動連接，擺輪總成14的另一側通過軸承12與一擺軸15的輸入端連接、并帶動擺軸15的輸入端圍著主軸2的軸線做圓周運動，擺軸15的輸出端又伸入至殼體I的工作腔中、與位于工作腔中的轉子3固定連接。
[0046]所述轉子3由轉子球16和設在轉子球16上的與擺軸15相對垂直的圓盤17組成，并且轉子3將工作腔分隔成第一工作腔18和第二工作腔19兩個腔室。
[0047]所述擺軸的軸線30與主軸的軸線31相交，并且擺軸的軸線30與主軸的軸線31的交點和所述轉子球16的球心重合。
[0048]所述工作腔中還設有隔斷9，所述轉子3的圓盤17上設有與隔斷9相對應的槽口20，所述殼體I上設有固定隔斷9用的固定槽29。
[0049]所述軸承箱體5靠支撐體4的一側與主軸2之間設置的軸室密封件是液壓密封件28。
[0050]由于圓盤上下面之間(即第一工作腔18與第二工作腔19之間)的密閉效果(理想狀態(tài)下，正負壓之間零泄漏)，會直接影響到壓力和真空度指標，從而影響本發(fā)明的效率。所以本實施例中，圓盤17與殼體I之間設有圓盤密封環(huán)27,通過圓盤密封環(huán)27可以提高第一工作腔18和第二工作腔19的密封效果，從而大幅提高了本發(fā)明的密封性和整機效率，最終使得本發(fā)明可單獨作為壓縮機泵和真空泵使用。
[0051]所述殼體I由前端蓋21、前壓板22、內(nèi)腔套23、外殼體24、后壓板25和后端蓋26組成，所述前壓板22與轉子球16的前面面接觸，所述后壓板25與轉子球16的后面面接觸，所述內(nèi)腔套23夾在前壓板22與后壓板25之間、并且與圓盤17的外側面面接觸，所述前端蓋21、外殼體24和后端蓋26包圍在前壓板22、內(nèi)腔套23和后壓板25的外側。
[0052]參見圖1、圖2、圖5，所述進水通道10的出水口的形狀為靠近隔斷的一側為矩形、遠離隔斷的一側為半圓形，所述出水通道11的進水口的形狀為靠近隔斷的一側為矩形、遠離隔斷的一側為半圓形。
[0053]參見圖1、圖5、圖6，所述進水通道10的出水口和出水通道11的進水口相鄰，所述隔斷9的一面與進水通道10的內(nèi)壁圓滑過渡連接，隔斷9的另一面與出水通道11的內(nèi)壁圓滑過渡連接。
[0054]參見圖2、圖7、圖8，本發(fā)明的原理如下。
[0055]以定點a (即擺軸的軸線30與主軸的軸線31的交點，同時也是轉子球16的球心)為中心，擺軸15沿著主軸的軸線31做圓周運動(擺軸自身不自轉)，此時的動點b (即擺軸15的輸入端)沿著圖示軌跡進行圓周運動，擺軸15的輸出端帶動圓盤17運動，圓盤17在密閉的工作腔中上下擺動，圓盤17擺動的結果是，沿著圓周邊線，在圓盤的前進方向面與腔體、隔板之間形成了一個連續(xù)旋轉擠壓的工作腔，出現(xiàn)正壓力狀態(tài)，反向則形成了一個連續(xù)抽空的工作腔，出現(xiàn)負壓力狀態(tài)，在工作腔旋轉運動到進出水通道分界面(隔斷)時，正壓自出水通道釋放，負壓自進水通道形成，形成了一個同時具有高壓力(揚程)和高真空度(吸程)的流體力學模型。
[0056]所述圓盤在擺軸的驅動下，對圓盤前進方向的工作腔流體進行壓縮，若沒有隔板，這個壓縮是無意義的，形成不了壓力，只形成了一個閉合循環(huán)，使流體沿著圓周方向轉動，而在隔板的作用下，當流體流到隔板時，無處釋放，形成壓力。這時在隔板處開口，就將流體從出水通道壓出，此時隔板的反面，由于沒有流體補充，形成負壓，在隔板反面開口，就形成進水通道。
[0057]根據(jù)圖7的原理，當動點b的運動軌跡相反時，進出水通道也發(fā)生互換，所以本發(fā)明反轉時可以實現(xiàn)流體反沖，這在一些特殊工程和工藝流程應用上也很有意義。
[0058]所述第一工作腔18與第二工作腔19相當于兩個獨立的工作腔同時工作，類似雙吸泵，因此工作效率非常高。
[0059]此外，由于轉子在工作腔中同時產(chǎn)生正壓力和負壓力，除進行流體輸送外，本發(fā)明也可以單獨作為一種新型的壓縮泵或真空泵使用，或作為真空和壓縮一體化泵用于特種工程和工藝。
【權利要求】
1.一種圓盤環(huán)壓式多功能廣譜介質(zhì)泵，包括設有進水通道(10)和出水通道(11)的泵體和設置在泵體中的主軸(2)、轉子(3)，其特征在于: 所述泵體包括支撐體(4)、連接在支撐體一側的軸承箱體(5)、以及連接在支撐體另一側的殼體(I)，并且支撐體(4)與軸承箱體(5 )之間、支撐體(4)與殼體(I)之間均設有泵體密封機構(6)，所述支撐體(4)中設有擺輪室(7)，所述軸承箱體(5)中設有軸室(8)，所述殼體(I)中設有工作腔，所述進水通道(10)和出水通道(11)均設置在殼體(6)上并且與工作腔相通； 所述主軸(2)通過軸承(12)轉動放置在軸承箱體(5)的軸室(8)中，并且主軸(2)的輸入端穿過固定連接在軸承箱體(5)上的軸端蓋(13)、伸出至軸承箱體(5)外，主軸(2)的輸出端伸入至支撐體(4)的擺輪室(7)中； 所述擺輪室(7)中設有擺輪總成(14)，擺輪總成(14)的一側與主軸(2)的輸出端同軸轉動連接，擺輪總成(14)的另一側通過軸承(12)與一擺軸(15)的輸入端連接、并帶動擺軸(15)的輸入端圍著主軸(2)的軸線做圓周運動,擺軸(15)的輸出端又伸入至殼體(6)的工作腔中、與位于工作腔中的轉子(3)固定連接； 所述轉子(3)由轉子球(16)和設在轉子球(16)上的與擺軸(15)相對垂直的圓盤(17)組成，并且轉子(3)將工作腔分隔成第一工作腔(18)和第二工作腔(19)兩個腔室； 所述擺軸的軸線(30)與主軸的軸線(31)相交，并且擺軸的軸線(30)與主軸的軸線(31)的交點和所述轉子球(16)的球心重合； 所述工作腔中還設有隔斷(9)，所述轉子(3)的圓盤(17)上設有與隔斷(9)相對應的槽口(20)，所述殼體(6)上設有固定隔斷(9)用的固定槽(29)。
2.根據(jù)權利要求1所述的圓盤環(huán)壓式多功能廣譜介質(zhì)泵，其特征在于:所述進水通道(10)的出水口的形狀為靠近隔斷的一側為矩形、遠離隔斷的一側為半圓形，所述出水通道(11)的進水口的形狀為靠近隔斷的一側為矩形、遠離隔斷的一側為半圓形。
3.根據(jù)權利要求1所述的圓盤環(huán)壓式多功能廣譜介質(zhì)泵，其特征在于:所述進水通道(10)的出水口和出水通道(11)的進水口相鄰，所述隔斷(9)的一面與進水通道(10)的內(nèi)壁圓滑過渡連接，隔斷(9)的另一面與出水通道(11)的內(nèi)壁圓滑過渡連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的圓盤環(huán)壓式多功能廣譜介質(zhì)泵，其特征在于:所述軸承箱體(5)靠支撐體(4)的一側與主軸(2)之間設置的軸室密封件是液壓密封件(28)。
5.根據(jù)權利要求1所述的圓盤環(huán)壓式多功能廣譜介質(zhì)泵，其特征在于:所述圓盤(17)與殼體(I)之間設有圓盤密封環(huán)(27 )。
6.根據(jù)權利要求1所述的圓盤環(huán)壓式多功能廣譜介質(zhì)泵，其特征在于:所述殼體(I)由前端蓋(21)、前壓板(22)、內(nèi)腔套(3)、外殼體(24)、后壓板(25)和后端蓋(26)組成，所述前壓板(22 )與轉子球(16 )的前面面接觸，所述后壓板(25 )與轉子球(16 )的后面面接觸，所述內(nèi)腔套(23)夾在前壓板(22)與后壓板(25)之間、并且與圓盤(17)的外側面面接觸，所述前端蓋(21)、外殼體(24)和后端蓋(26)包圍在前壓板(22)、內(nèi)腔套(23)和后壓板(25)的外側。
【文檔編號】F04C15/00GK103591024SQ201310648313
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年12月6日 優(yōu)先權日:2013年12月6日
【發(fā)明者】余宏偉 申請人:余宏偉