專利名稱：大流量高壓泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種流體壓縮裝置，具體為一種旋轉(zhuǎn)式壓縮泵。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的壓縮泵都存在大流量與高壓力二者不能同時(shí)兼?zhèn)涞牟蛔?，比如，離心泵由于壓縮容積不變而壓力較低，齒輪泵因壓縮容積較小而流量較小，往復(fù)活塞泵因活塞的往復(fù)慣性力較大，制約了其轉(zhuǎn)速提高，導(dǎo)致流量有限。其它形式的泵也都如此。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述壓縮泵的不足，提供一種既流量大又壓力高的流體壓縮泵。
本發(fā)明的實(shí)施方案為泵體內(nèi)安裝有一對(duì)轉(zhuǎn)子，分別為活塞轉(zhuǎn)子和密封轉(zhuǎn)子，兩個(gè)轉(zhuǎn)子通過(guò)各自的軸安裝在泵體上并通過(guò)聯(lián)動(dòng)齒輪做相互滾動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。在活塞轉(zhuǎn)子上有凸起的齒形活塞，在密封轉(zhuǎn)子上有與齒形活塞相嚙合的齒形凹槽。在兩個(gè)轉(zhuǎn)子聯(lián)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，齒形活塞與齒形凹槽相嚙合，以避免相互干涉。齒形凹槽的型線是這一對(duì)轉(zhuǎn)子相互滾動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，齒形活塞頂在密封轉(zhuǎn)子上的運(yùn)動(dòng)軌跡；齒形活塞的型線是在同樣的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，齒型凹槽的口角在活塞轉(zhuǎn)子上的運(yùn)動(dòng)軌跡。因此，在齒與槽相嚙合的轉(zhuǎn)動(dòng)中，齒頂與槽面、槽的兩個(gè)口角與齒面始終保持接觸狀態(tài)，從而滿足密封要求。兩個(gè)轉(zhuǎn)子的圓周面在相互轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)做滾動(dòng)接觸起密封作用。兩個(gè)轉(zhuǎn)子通過(guò)相互接觸的部位將泵體的內(nèi)腔分隔為吸入腔和壓出腔，各個(gè)腔分別與泵體上相應(yīng)的吸入口和壓出口相通。轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，齒形活塞后方的吸入腔容積增大并將流體吸入，齒形活塞前方的壓出腔容積減小并將流體壓出。
本發(fā)明既有離心泵流量大、轉(zhuǎn)速高和運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)，又具有柱塞泵壓力高的優(yōu)點(diǎn)，還可以提高能量的轉(zhuǎn)換率，有利于節(jié)省壓縮泵的驅(qū)動(dòng)能量。


圖1泵結(jié)構(gòu)圖1.活塞轉(zhuǎn)子 2.齒形活塞 3.壓出口 4.密封轉(zhuǎn)子 5.齒形凹槽 6.吸入口7.泵體 L—齒形凹槽的型線 S—齒形活塞的型線 A—齒頂點(diǎn) B、C—槽的口角點(diǎn)圖2泵工作過(guò)程圖a.齒槽分離圖 b.密封示意圖 c.齒槽嚙合圖 d.齒槽接近圖 8.吸入槽 9.壓出槽 1—齒形活塞1 2—齒形活塞2圖3齒頂密封圖7.泵體 10.密封片 11.密封彈簧圖4槽口密封圖12.密封槽 13.密封彈簧 14.密封片圖5密封板安裝圖15.密封板 16.安裝槽圖6密封板結(jié)構(gòu)圖15.密封板 17.通氣道 18.槽形伸縮板 19.伸縮彈簧 20.密封彈簧21.背壓氣室圖7端面密封圖7.泵體 22.端面密封盤 23.端蓋 24.潤(rùn)滑油道 25.凸邊 26.密封環(huán) 27.密封彈簧 28.背壓氣室 29.密封環(huán)具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
泵體(7)內(nèi)安裝有一對(duì)轉(zhuǎn)子，見圖1，分別為活塞轉(zhuǎn)子(1)和密封轉(zhuǎn)子(4)，兩個(gè)轉(zhuǎn)子通過(guò)各自的軸安裝在泵體上并通過(guò)聯(lián)動(dòng)齒輪做相互滾動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。在活塞轉(zhuǎn)子上有凸起的齒形活塞(2)，在密封轉(zhuǎn)子上有與齒形活塞相嚙合的齒形凹槽(5)。齒形凹槽的型線L是這一對(duì)轉(zhuǎn)子相互滾動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，齒形活塞頂A點(diǎn)在密封轉(zhuǎn)子上的運(yùn)動(dòng)軌跡；齒形活塞的型線S是在同樣運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，齒型凹槽的口角B點(diǎn)和C點(diǎn)在活塞轉(zhuǎn)子上的運(yùn)動(dòng)軌跡。因此，在齒與槽相嚙合的轉(zhuǎn)動(dòng)中，齒頂與槽面、槽的兩個(gè)口角與齒面始終保持接觸狀態(tài)，從而滿足密封要求。泵體上設(shè)有吸入口(6)和壓出口(3)，分別與吸入腔和壓出腔相通。
本發(fā)明的工作過(guò)程見圖2?；钊D(zhuǎn)子作順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，在聯(lián)動(dòng)齒輪的帶動(dòng)下，密封轉(zhuǎn)子作逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，兩個(gè)轉(zhuǎn)子通過(guò)齒與槽的嚙合使二者的圓周面作相互滾動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)齒形活塞1離開齒槽時(shí)，見圖2a，流體通過(guò)吸入口及吸入槽(8)進(jìn)入齒槽間。隨著轉(zhuǎn)子的運(yùn)轉(zhuǎn)，齒形活塞1后方的容積增大，將流體經(jīng)吸入口吸入；齒形活塞2前方的容積減小，流體受到壓縮并經(jīng)壓出口被壓出，見圖2b，此時(shí)，兩個(gè)活塞的齒頂和兩個(gè)轉(zhuǎn)子的滾動(dòng)接觸部位起密封作用。當(dāng)齒形活塞1到達(dá)垂直位置時(shí)，齒形活塞2進(jìn)入齒槽內(nèi)，見圖2c，齒形活塞1的前方成為壓出腔。當(dāng)齒形活塞1旋轉(zhuǎn)一周再次進(jìn)入齒槽時(shí)，見圖2d，齒槽內(nèi)的流體經(jīng)壓出槽(9)及壓出口被壓出。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，兩個(gè)齒形活塞各完成一個(gè)循環(huán)。
當(dāng)流體為氣體是，在轉(zhuǎn)子的徑向、軸向和兩個(gè)轉(zhuǎn)子相互滾動(dòng)的圓周面還可設(shè)有密封裝置。
齒形活塞頂部的密封裝置見圖3。在齒形活塞的頂部設(shè)有密封槽，槽內(nèi)裝有密封片(10)，其下部裝有密封彈簧(11)。密封片在彈簧的作用下壓向泵體(7)的內(nèi)壁上起密封作用。
齒形凹槽口角的密封裝置見圖4，為了防止該處的密封片在不起密封作用的工作段從其密封槽內(nèi)脫出，可采用斷面形狀為梯形或三角形的密封片(14)和密封槽(12)，密封槽的出口寬度窄于密封片底部的寬度以阻止其脫出，在密封片的底部設(shè)有密封彈簧(13)。
轉(zhuǎn)子圓周面的密封見圖5和圖6，此處為背壓氣室密封結(jié)構(gòu)。在齒形活塞轉(zhuǎn)子的圓周面上設(shè)有密封板(15)，其形狀為圓柱面。在齒形活塞的根部設(shè)有安裝槽(16)，密封板的兩端分別安裝在兩個(gè)齒形活塞根部的安裝槽內(nèi)。密封板的端部裝有槽形伸縮板(18)，其槽內(nèi)設(shè)有伸縮彈簧(19)，以便當(dāng)密封板熱脹冷縮時(shí)對(duì)其端面進(jìn)行密封。密封板背面的背壓氣室(21)內(nèi)裝有密封彈簧(20)。密封板在起密封作用時(shí)，齒形活塞根部的安裝槽不限制密封板的移動(dòng)，密封板靠其背面的密封彈簧壓緊在與其接觸的密封轉(zhuǎn)子表面，起到滾動(dòng)密封作用。利用被密封的高壓氣體對(duì)密封板的背面施加背壓可以提高密封效果。為此，在齒形活塞一側(cè)的根部設(shè)有通向背壓氣室的通氣道(17)，始終保持壓縮氣體的高壓起背壓作用，從而有效保證密封效果。
轉(zhuǎn)子軸向的密封見圖7，此處的密封裝置也為背壓氣室結(jié)構(gòu)。在轉(zhuǎn)子的兩端設(shè)有端面密封盤(22)，該密封盤可在泵體內(nèi)軸向移動(dòng)。密封盤的外部是泵體端蓋(23)，端蓋固定在泵體(7)上，在端蓋與密封盤之間形成密封背壓氣室(28)，背壓氣室由設(shè)在密封盤外沿處的密封環(huán)(29)密封。在背壓氣室內(nèi)設(shè)有密封彈簧(27)，該彈簧將密封盤壓緊在轉(zhuǎn)子端面上起到密封作用。背壓氣室可通過(guò)密封盤上的通氣孔與壓出腔相通。由于整個(gè)背壓氣室充滿的都是高壓氣體，有利于提高較大端面的密封效果。為了提高端面的密封性能，各轉(zhuǎn)子端面的密封處均設(shè)有凸邊(25)，其上設(shè)有密封環(huán)(26)。為了提高密封面的耐磨性，還可以通過(guò)轉(zhuǎn)子軸和轉(zhuǎn)子上的潤(rùn)滑油道(24)對(duì)密封面進(jìn)行潤(rùn)滑。
權(quán)利要求
1.一種大流量高壓泵，其特征在于泵體內(nèi)裝有活塞轉(zhuǎn)子和密封轉(zhuǎn)子，兩個(gè)轉(zhuǎn)子相互滾動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，活塞轉(zhuǎn)子上有凸起的齒形活塞，密封轉(zhuǎn)子上有與齒形活塞相嚙合的齒形凹槽，齒形凹槽的型線是這一對(duì)轉(zhuǎn)子相互滾動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，齒形活塞頂在密封轉(zhuǎn)子上的運(yùn)動(dòng)軌跡，齒形活塞的型線是在同樣的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，齒型凹槽的口角在活塞轉(zhuǎn)子上的運(yùn)動(dòng)軌跡，兩個(gè)轉(zhuǎn)子通過(guò)相互接觸的部位將泵體的內(nèi)腔分隔為吸入腔和壓出腔，各個(gè)腔分別與泵體上相應(yīng)的吸入口和壓出口相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大流量高壓泵，其特征在于齒形活塞頂和齒形凹槽口角設(shè)有密封片，轉(zhuǎn)子的端面設(shè)有密封盤，活塞轉(zhuǎn)子的圓周面設(shè)有密封板。
全文摘要
大流量高壓泵體內(nèi)的活塞轉(zhuǎn)子和密封轉(zhuǎn)子相互滾動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，活塞轉(zhuǎn)子上有凸起的齒形活塞，密封轉(zhuǎn)子上有與齒形活塞相嚙合的齒形凹槽，齒形凹槽的型線是這一對(duì)轉(zhuǎn)子相互滾動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，齒形活塞頂在密封轉(zhuǎn)子上的運(yùn)動(dòng)軌跡；齒形活塞的型線是在同樣的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，齒型凹槽的口角在活塞轉(zhuǎn)子上的運(yùn)動(dòng)軌跡。因此，在齒與槽相嚙合的轉(zhuǎn)動(dòng)中，齒頂與槽面、槽的兩個(gè)口角與齒面始終保持接觸狀態(tài)，從而滿足密封要求。兩個(gè)轉(zhuǎn)子的圓周面在相互轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)做滾動(dòng)接觸起密封作用。大流量高壓泵既有離心泵流量大、轉(zhuǎn)速高和運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)，又具有柱塞泵壓力高的優(yōu)點(diǎn)，還可以提高能量的轉(zhuǎn)換率，有利于節(jié)省壓縮泵的驅(qū)動(dòng)能量。
文檔編號(hào)F04C18/14GK101029641SQ200710057070
公開日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2007年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月5日
發(fā)明者劉愛詩(shī) 申請(qǐng)人:劉愛詩(shī)