專利名稱：一種旋轉(zhuǎn)活塞泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抽吸或排出氣體或液體的，由置于軸上的可旋轉(zhuǎn)的葉片構(gòu)成的變?nèi)菔叫D(zhuǎn)活塞泵，且葉片可相對(duì)外部件進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其中包括一個(gè)由連續(xù)曲面構(gòu)成的內(nèi)腔，設(shè)置于內(nèi)腔中的轉(zhuǎn)子，設(shè)置于轉(zhuǎn)子的滑道內(nèi)的并受到彈簧作用的葉片，用于使葉片沿內(nèi)腔徑向運(yùn)動(dòng)的凸輪，設(shè)于內(nèi)腔內(nèi)并與所述的轉(zhuǎn)子相切并將內(nèi)腔分隔開的分隔裝置，以及分別開設(shè)于內(nèi)腔壁上的處于分隔位置兩側(cè)的吸進(jìn)孔和排出孔。
中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)90101741.8公開一種閥門式液壓泵，該專利申請(qǐng)的泵是在圓柱形的殼體中設(shè)置一個(gè)轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子上設(shè)置有滑道，其中裝入”幾組”葉片組(注根據(jù)該專利申請(qǐng)文件所公開的情況來(lái)看只能是設(shè)置一組滑道，裝入一組，也就是兩片葉片)和彈簧，在與殼體相配合的端蓋上開有與葉片上所設(shè)的“滑塊”相配合并可使“滑塊”沿殼體的徑向運(yùn)動(dòng)的“滑塊滑道”，該專利申請(qǐng)所述的滑道實(shí)際上是一個(gè)可使滑塊沿殼體的徑向運(yùn)動(dòng)的凸輪，在該專利申請(qǐng)的殼體上還設(shè)置有與轉(zhuǎn)子相切形成將殼內(nèi)腔體分隔開的分腔塊。該專利申請(qǐng)是采用轉(zhuǎn)子與分腔塊以及運(yùn)動(dòng)的葉片實(shí)現(xiàn)將殼體分為數(shù)個(gè)可變?nèi)莘e的工作區(qū)，并通過(guò)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)葉片運(yùn)動(dòng)，使各工作區(qū)的容積發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)抽吸和排出液體的功能。從已公開的文件中可見(jiàn)該專利申請(qǐng)至少有以下幾方面的不足1、在轉(zhuǎn)子上設(shè)置葉片的“滑道”，如果其與葉片的間隙較大，則不可避免地通過(guò)兩葉片與滑道間的間隙將不同的工作區(qū)域?qū)?，這就會(huì)減小該泵的工作效率；如果其與葉片間隙較小時(shí)則會(huì)因存于“滑道”內(nèi)的液體無(wú)法流出而受到壓縮，致使泵在工作時(shí)其葉片沿轉(zhuǎn)子軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生附加的阻力，2、當(dāng)該泵工作在壓力較高的狀態(tài)時(shí)，例如需泵向較高的位置排水時(shí)，葉片所受到的剪應(yīng)力過(guò)大，易造成葉片被剪斷的現(xiàn)象，3、在端蓋上設(shè)置驅(qū)動(dòng)葉片運(yùn)動(dòng)的滑道，一方面其加工變的較為困難，并使葉片的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，同時(shí)也難于確定分腔塊、端蓋、葉片等各配合件間的配合參數(shù)，使其設(shè)計(jì)加工過(guò)程更為復(fù)雜、困難，4、由于難于保障泵內(nèi)各配合件的配合參數(shù)，使其轉(zhuǎn)子與分腔塊間的密封變的不可靠，會(huì)產(chǎn)生由排出液體區(qū)向吸入液體區(qū)間的反向泄漏，進(jìn)一步降低效率同時(shí)隨泵工作造成的葉片磨損又會(huì)加劇這種反向泄漏，5、由于分腔塊為設(shè)置于圓周上的凸起結(jié)構(gòu)，當(dāng)葉片端部離開分腔塊再于圓周壁接觸時(shí)難免產(chǎn)生沖擊，因此，估計(jì)滾專利申請(qǐng)?jiān)谑褂脮r(shí)會(huì)看較大的噪音。與該專利申請(qǐng)結(jié)構(gòu)相似的其它種現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)活塞的葉片泵均為氣泵，因葉片轉(zhuǎn)動(dòng)工作時(shí)發(fā)生容積改變，會(huì)產(chǎn)生壓縮區(qū)域，因而不適用于液體。
本發(fā)明的目的是提供一種可克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，在泵工作時(shí)其葉片的運(yùn)動(dòng)無(wú)附加阻力的影響，并減少葉片所受的剪應(yīng)力，能簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和加工，具有最簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的葉片，在其工作狀態(tài)可有效地避免工作介質(zhì)在不同工作區(qū)域間的泄漏，使用中噪音較小的，特別是可適用于低轉(zhuǎn)速下實(shí)現(xiàn)液體的輸送泵。
本發(fā)明的目的通過(guò)下述措施實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子上至少開有兩條不共線的用于設(shè)置滑動(dòng)葉片的滑道，在所述的各滑道底部均設(shè)有與轉(zhuǎn)子外部連通的導(dǎo)孔，在滑道內(nèi)置有恢復(fù)彈簧和葉片，本發(fā)明的內(nèi)腔曲面由部分圓柱面和至少一個(gè)用于使滑動(dòng)葉片沿徑向運(yùn)動(dòng)的凸輪構(gòu)成，所述的徑向凸輪沿其軸向上至少有一條線段上的各點(diǎn)均可與轉(zhuǎn)子相切，并利用所述的徑向凸輪與轉(zhuǎn)子的相切實(shí)現(xiàn)將內(nèi)腔在該處分隔，在所述的凸輪與轉(zhuǎn)子的切點(diǎn)兩側(cè)的內(nèi)腔壁上各設(shè)有與吸進(jìn)管路連通的吸進(jìn)孔和與排出管路連通的排出孔。
本發(fā)明的吸進(jìn)孔和排出孔可以設(shè)置在內(nèi)腔殼體的端面，也可設(shè)置在殼體的徑向(即吸進(jìn)孔和排出孔開口平面與葉片運(yùn)動(dòng)方向相垂直)，當(dāng)本發(fā)明的吸進(jìn)孔和排出孔設(shè)置在內(nèi)腔殼體的徑向時(shí)，所述的凸輪上沿內(nèi)腔的徑向應(yīng)開有分別與吸進(jìn)孔和排出孔相導(dǎo)通的導(dǎo)流槽，以避免泵內(nèi)的流體在此處發(fā)生壓縮。在本發(fā)明的凸輪上位于與轉(zhuǎn)子相切的位置還設(shè)有可沿內(nèi)腔徑向進(jìn)行調(diào)整，以保證轉(zhuǎn)子與凸輪相切的部件。
本發(fā)明的內(nèi)腔最好為軸對(duì)稱形狀。本發(fā)明的凸輪可以是由其上至少有一線段上的各點(diǎn)均可與轉(zhuǎn)子相切的平面以及位于該平面兩邊的分別與部分圓柱面和所述的平面相切的過(guò)渡曲面構(gòu)成。本發(fā)明的吸進(jìn)管和排出管內(nèi)均可設(shè)有單向閥門。
作為本發(fā)明的一個(gè)氣泵的實(shí)施例，還可在系統(tǒng)上附設(shè)現(xiàn)有技術(shù)中的葉片式真空氣泵中的油氣分離裝置，這樣的泵可用作低噪音的氣體真空泵或氣體壓縮泵，特別是可以用作代替現(xiàn)有的制冷機(jī)上的活塞壓縮泵。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、由于本發(fā)明的各葉片滑道均不共線，這種結(jié)構(gòu)使設(shè)置多個(gè)葉片成為可能；2、按本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，可減少工作時(shí)葉片所受的剪應(yīng)力；3、由于葉片滑道的底部設(shè)有導(dǎo)孔，可使滑道內(nèi)位于葉片后部的液體與系統(tǒng)導(dǎo)通，這就避免了現(xiàn)有技術(shù)對(duì)葉片的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生附加阻力的不足，同時(shí)可使葉片與滑道間保持一個(gè)較小的間隙，不會(huì)再產(chǎn)生現(xiàn)有技術(shù)中各工作區(qū)域?qū)ǖ谋撞。?、本發(fā)明中的內(nèi)腔曲面由部分圓柱面和徑向凸輪構(gòu)成，特別是徑向凸輪采用過(guò)渡曲面以及一個(gè)平面(或近似平面)的結(jié)構(gòu)，可以保障在其上運(yùn)動(dòng)的葉片能平滑地運(yùn)動(dòng)，并明顯減小運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的噪音，如果在用作抽氣泵在較好的沒(méi)潤(rùn)滑條件下其噪音可減至最小；5、本發(fā)明的內(nèi)腔形狀及葉片形狀相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)而言有更好的加工性能；6、本發(fā)明內(nèi)腔及葉片結(jié)構(gòu)還可避免現(xiàn)有技術(shù)中經(jīng)葉片與內(nèi)腔間所產(chǎn)生的泄漏；
7、當(dāng)本發(fā)明的凸輪上采用了與轉(zhuǎn)子相切位置上設(shè)置可沿內(nèi)腔徑向進(jìn)行調(diào)整的部件，可以克服由于葉片和內(nèi)腔磨擦而引起的轉(zhuǎn)子與內(nèi)腔平面間的密封失效；8、經(jīng)實(shí)際的試驗(yàn)表明，本發(fā)明即可用于抽水，也可以揚(yáng)水，其抽水深度大于6米(注在680mmHg大氣壓地區(qū)實(shí)測(cè)結(jié)果)，揚(yáng)水高度大于20米；9、試驗(yàn)還表明，本發(fā)明可在低轉(zhuǎn)速下(如轉(zhuǎn)速為70r.p.m.)也可實(shí)現(xiàn)泵水的功能；10、本發(fā)明還具有反向自動(dòng)逆止的功能；11、本發(fā)明的輸入功率除去克服磨擦力外全部轉(zhuǎn)化為抽水的有用功，而且本發(fā)明的磨擦力很小，因此具有很高的效率。


圖1是本發(fā)明的一個(gè)具體的實(shí)施例的剖面圖，圖2是圖1中左視位置的視圖，圖3是圖2中B-B位置的剖視圖。
本發(fā)明以下結(jié)合

圖1中在外殼(3)圍成的內(nèi)腔(4)內(nèi)設(shè)有其上帶葉片(7)的轉(zhuǎn)子(2)。本發(fā)明的內(nèi)腔(4)是由部分圓柱面(EFG)，一個(gè)由一段與轉(zhuǎn)子(2)相切的曲面(HI)和兩部分過(guò)渡曲面(GH)和(IE)所構(gòu)成的徑向凸輪組成。由圖可見(jiàn)，在本發(fā)明的實(shí)施例中曲面(HI)是一段平面。在轉(zhuǎn)子(2)上設(shè)有兩條呈平行設(shè)置的滑道(9-1)和(9-2)，滑道內(nèi)各置有葉片(7-1)和(7-2)以及彈簧(8-1)和(8-2)，在滑道(9-1)和(9-2)頂端各開有導(dǎo)孔(1-1)和(1-2)。本發(fā)明的吸進(jìn)孔(11)和排出孔(12)分別對(duì)稱開設(shè)于內(nèi)腔壁與轉(zhuǎn)子相切處兩旁。本發(fā)明的轉(zhuǎn)子(2)與內(nèi)腔的平面(HI)相切，進(jìn)液口和排出孔分別設(shè)于轉(zhuǎn)子與平面(HI)的切點(diǎn)J的兩側(cè)，由圖1可見(jiàn)，通過(guò)轉(zhuǎn)子與曲面(HI)切點(diǎn)J以及葉片的作用將內(nèi)腔分隔為不同的工作區(qū)域，即液體抽吸工作區(qū)(5)，等容工作區(qū)(13)和液體排出工作區(qū)(14)。從圖2和圖3還可見(jiàn)，在平面(HI)和過(guò)渡曲面(GH)、(IE)上沿內(nèi)腔的徑向開設(shè)有分別與吸進(jìn)孔和排出孔相導(dǎo)通的導(dǎo)流槽(15)和(16)。在本發(fā)明的實(shí)施例中內(nèi)腔中的平面(HI)上與轉(zhuǎn)子相切位置上有一個(gè)部件(17)，它是通過(guò)螺栓(18)的作用實(shí)現(xiàn)部件(17)沿內(nèi)腔徑向調(diào)整，以保障轉(zhuǎn)子(2)與其相切接觸，并產(chǎn)生密封。在本發(fā)明的吸進(jìn)孔處和排出孔處均設(shè)有單向閥門(注在圖中未表示單向閥門)。圖中(19)為排出孔，(11)為與(19)連通的進(jìn)水管，(20)為排出孔，(12)為與(20)連通的出水管，(6)為轉(zhuǎn)子軸。
在本發(fā)明轉(zhuǎn)子滑道(9)，由于設(shè)置有導(dǎo)孔(1)，可使滑道內(nèi)部與其外部的腔體(4)導(dǎo)通，克服了現(xiàn)有技術(shù)中滑道內(nèi)的液體對(duì)葉片產(chǎn)生的附加作用力，而葉片(7)與滑道(9)間可以保持一個(gè)比較小的間隙，不會(huì)再產(chǎn)生現(xiàn)有技術(shù)中不同工作區(qū)域內(nèi)的液體相互泄漏的不足。在本發(fā)明所采用的內(nèi)腔形狀和葉片均比較簡(jiǎn)單，而且封閉性較好，避免了現(xiàn)有技術(shù)中多種因素引起的各工作區(qū)域泄漏，同時(shí)內(nèi)腔形狀保證了葉片平滑地運(yùn)動(dòng)，并可減低現(xiàn)有技術(shù)的噪聲。本發(fā)明的導(dǎo)流槽(15)、(16)可以避免當(dāng)葉片運(yùn)行至過(guò)渡曲面區(qū)時(shí)產(chǎn)生的液體壓縮現(xiàn)象。采用本發(fā)明的滑道結(jié)構(gòu)，還可減小葉片所受的剪應(yīng)力。
本發(fā)明的工作原理如下在轉(zhuǎn)子軸(6)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子(2)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子滑道內(nèi)的葉片(7)在彈簧(8)的作用下其前端與內(nèi)腔接觸，在圖示的位置由切點(diǎn)J與葉片(7-1)間形成抽吸工作區(qū)(5)；由葉片(7-1)與葉片(7-2)間形成等容區(qū)(13)，由葉片(7-2)與切點(diǎn)J間的液體排出工作區(qū)(14)，隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片(7-1)與切點(diǎn)間的區(qū)域(5)增大形成負(fù)壓，并將液體從吸進(jìn)孔(19)中抽入工作區(qū)(5)中，在葉片(7-2)未進(jìn)入即葉片(7-2)未進(jìn)入過(guò)渡區(qū)時(shí)區(qū)域(13)上是等容區(qū)，而區(qū)域(14)內(nèi)的液體被葉片(7-2)作用并從排液口(20)中排出，但當(dāng)葉片(7-2)進(jìn)入過(guò)渡區(qū)后由于導(dǎo)流槽(16)的原因使葉片(7-2)的封閉狀態(tài)破壞，此時(shí)區(qū)域(13)與(14)導(dǎo)通，(13)和(14)內(nèi)的液體均在葉片(7-1)的作用下從排出孔(20)排出。此外，進(jìn)液體區(qū)與出液區(qū)均通過(guò)轉(zhuǎn)子和與其相切的平面(HI)上的切點(diǎn)隔開，阻止了液體自區(qū)域(14)向區(qū)域(5)的反向泄漏。如上所述，隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)將液體所似連續(xù)泵出的功能。
從本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可見(jiàn)，在泵工作時(shí)泵內(nèi)的流體不會(huì)產(chǎn)生壓縮作用，同時(shí)可以基本上連續(xù)供水。本發(fā)明的泵進(jìn)行實(shí)際試用時(shí)，即可進(jìn)行抽吸，也可向高處進(jìn)行揚(yáng)水。本實(shí)施例在實(shí)際的試驗(yàn)運(yùn)行中采用人單臂轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子軸，可正常工作，出水管直徑為20毫米，轉(zhuǎn)速為55～75轉(zhuǎn)/每分鐘時(shí)，每小時(shí)的泵水量約為10噸·米，在蘭州地區(qū)氣壓為684mmHg條件下處吸程大于6米，其最高揚(yáng)程大于20米。
另需特別說(shuō)明的是本發(fā)明的實(shí)際結(jié)構(gòu)并不受本文中實(shí)施例的限制。例如其徑向凸輪采用非平面的其它曲面；或者可以設(shè)數(shù)個(gè)徑向凸輪，及對(duì)應(yīng)的數(shù)組吸進(jìn)孔和排出孔，以形成數(shù)個(gè)抽吸工作區(qū)和排出工作區(qū)；或者，在轉(zhuǎn)子上設(shè)置數(shù)個(gè)葉片；以及在本發(fā)明的凸輪上位于與轉(zhuǎn)子相切的位置還可再設(shè)置可沿內(nèi)腔徑向進(jìn)行調(diào)整，以保證轉(zhuǎn)子與凸輪相切的部件，等等。另外，本發(fā)明的吸進(jìn)孔和排出孔設(shè)置位置也可與上述實(shí)施例不同，如設(shè)置在內(nèi)腔的兩個(gè)端面上。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)活塞泵，包括一個(gè)由連續(xù)曲面構(gòu)成的內(nèi)腔，設(shè)置于內(nèi)腔中的轉(zhuǎn)子，設(shè)置于轉(zhuǎn)子的滑道內(nèi)的并受到彈簧作用的葉片，分別設(shè)于內(nèi)腔壁上的吸進(jìn)孔和排出孔，其特征在于本發(fā)明的轉(zhuǎn)子上至少開有兩條不共線的用于設(shè)置滑動(dòng)葉片的滑道，在所述的各滑道底部均設(shè)有與轉(zhuǎn)子外部連通的導(dǎo)孔，在滑道內(nèi)置有恢復(fù)彈簧和葉片，本發(fā)明的內(nèi)腔曲面由部分圓柱面和至少一個(gè)用于使滑動(dòng)葉片沿徑向運(yùn)動(dòng)的凸輪構(gòu)成，所述的徑向凸輪沿其軸向上至少有一條線段上的各點(diǎn)均可與轉(zhuǎn)子相切，并利用所述的徑向凸輪與轉(zhuǎn)子相切實(shí)現(xiàn)將內(nèi)腔在該處分隔，在所述的凸輪與轉(zhuǎn)子的切點(diǎn)兩側(cè)的內(nèi)腔壁上各設(shè)有與吸進(jìn)管路連通的吸進(jìn)孔和與排出管路連通的排出孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)括塞泵，其特征在于本發(fā)明的內(nèi)壁殼體的徑向位置設(shè)置有吸進(jìn)孔和排出孔，所述的凸輪上沿內(nèi)腔的徑向開有分別與吸進(jìn)孔和排出孔相導(dǎo)通的導(dǎo)流槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)活塞泵，其特征在于所述的內(nèi)腔為軸對(duì)稱形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的旋轉(zhuǎn)活塞泵，其特征在于本發(fā)明的凸輪可以由其上至少有一線段上的各點(diǎn)均可與轉(zhuǎn)子相切的平面以及位于該平面兩邊且分別與部分圓柱面和所述的平面相切的過(guò)渡曲面構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)活塞泵，其特征在于本發(fā)明的泵上還附設(shè)現(xiàn)有技術(shù)中的葉片式真空泵中的油氣分離裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的旋轉(zhuǎn)活塞泵，其特征在于在本發(fā)明的凸輪上位于與轉(zhuǎn)子相切的位置還設(shè)有可沿內(nèi)腔徑向進(jìn)行調(diào)整，以保證轉(zhuǎn)子與凸輪相切的部件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)活塞泵，其特征在于所述的吸進(jìn)孔和排出孔內(nèi)均設(shè)有單向閥門。
全文摘要
本發(fā)明公開一種泵,其中包括一個(gè)由連續(xù)曲面構(gòu)成的內(nèi)腔,設(shè)置于內(nèi)腔中的轉(zhuǎn)子,設(shè)置于轉(zhuǎn)子的滑道內(nèi)的并受到彈簧作用的葉片,分別開設(shè)于內(nèi)腔壁上的吸進(jìn)孔和排出孔。本發(fā)明的轉(zhuǎn)子上至少開有兩條不共線的用于設(shè)置滑動(dòng)葉片的滑道,在所述的各滑道底部均設(shè)有與轉(zhuǎn)子外部連通的導(dǎo)孔,其內(nèi)腔由部分圓柱面和一段與轉(zhuǎn)子相切的徑向凸輪構(gòu)成。
文檔編號(hào)F04C2/352GK1240884SQ98115359
公開日2000年1月12日 申請(qǐng)日期1998年6月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月29日
發(fā)明者張金生 申請(qǐng)人:張金生