專利名稱：高性能水壓葉片泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是設(shè)計一種高性能水壓葉片泵，屬于液體定容式機械裝置。
技術(shù)背景 目前，在已有的中高壓液壓葉片泵中，有實用新型專利《高性能平衡式液壓葉片 泵》專利號ZL200520068945. 3的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)在本人設(shè)計的高性能水壓葉片泵的結(jié)構(gòu)較為接 近。由于當(dāng)時并未考慮到使用節(jié)能、環(huán)保的水作為工作介質(zhì)，因此該泵在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面存在 一些關(guān)鍵問題未能解決。由于水存在粘度低、潤滑性差、蒸氣壓力高極易氣蝕等缺點，現(xiàn)在 的以液壓油作為介質(zhì)的葉片泵都不能直接用水作為工作介質(zhì)。雖然實用新型專利《高性能 平衡式液壓葉片泵》在結(jié)構(gòu)上能夠解決水存在的粘度低、潤滑性差帶來的泵容積效率低、壓 力升不高以及葉片與定子在吸水區(qū)的嚴(yán)重磨損的問題。但是水存在的蒸氣壓力高、極易氣 蝕的問題仍然存在，使泵不能正常工作。因此，對泵的部分關(guān)鍵結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行重新設(shè)計。以 適應(yīng)用水、高水基液作為工作介質(zhì)的要求。 目前，國際上在已有各種結(jié)構(gòu)的中高壓水液壓泵中，丹麥DANFOSS公司的PAH系列 軸向柱塞泵工作壽命較長、運行平穩(wěn)、但噪音大。英國FENNER公司的F系列水壓柱塞泵其 噪音較低，但價格較高。日本技術(shù)研究所開發(fā)的水壓葉片泵，該泵使用壓力為7MPa，但壽命 較短。美國威格士公司的F6系列高水基葉片泵，最高壓力7MPa，工作壓力較低。 以上這些泵，它們在不同程度上存在著不足之處。如英國FENNER公司和丹麥 DANF0SS公司的水壓柱塞泵結(jié)構(gòu)上較為復(fù)雜，加工工藝性較差，性價比較低。并且由于結(jié)構(gòu) 上的原因，水壓柱塞泵的噪音較大。而日本技術(shù)研究所開發(fā)的水壓葉片泵和美國威格士公 司的高水基液F6系列葉片泵使用壓力較低并且壽命也較短，都沒有進(jìn)入市場。
發(fā)明內(nèi)容 本實用新型的目的就是設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單合理、壓力高、噪聲低、效率高、壽命長
的高性能水壓葉片泵。 發(fā)明的技術(shù)方案是 —種高性能水壓葉片泵，它包括轉(zhuǎn)子、葉片、定子、壓力板、側(cè)板、軸、后蓋和前蓋， 在與轉(zhuǎn)子葉片槽根部的底孔相接觸的壓力板、側(cè)板上設(shè)有四段圓弧形通水槽，分別是對稱 分布的，其中二段是通高壓水的槽12，另二段是通低壓水的槽13 ;壓水窗11采用中心對稱 分布；并在壓力板4上的吸水窗靠近壓水窗V形槽一側(cè)設(shè)有V形減振槽15 ;其特征是在定 子3的兩端面上，位于定子吸水區(qū)曲線的起始處向吸水區(qū)曲線的長徑方向設(shè)有四段防氣穴 槽10 ;在壓水區(qū)曲線的終止處向壓水區(qū)曲線的長徑方向設(shè)有四段壓力平衡槽6;在位于定 子吸水區(qū)曲線的處設(shè)有兩段徑向吸水通道8 ;葉片7頂部采用正圓弧形狀；壓力板4和側(cè)板
2上的吸水窗所占的角度在56。 62°之間。 所述的高性能水壓葉片泵，其特征在于所述的定子3兩端面上設(shè)有四段防氣穴槽 10，槽深3 5mm。[0009] 所述的高性能水壓葉片泵，其特征在于所述的定子3兩端面上設(shè)有四段壓力平衡 槽6，槽深3 5mm。 所述的高性能水壓葉片泵，其特征在于所述的定子3吸水區(qū)曲線處設(shè)有徑向吸水 通道8，其所占角度與吸水區(qū)曲線的角度相等。 本實用新型的技術(shù)特點是在定子兩端面上，位于定子吸水區(qū)曲線的起始處向吸水 區(qū)曲線的長徑方向設(shè)有四段防氣穴槽；在壓水區(qū)曲線的終止處向壓水區(qū)曲線的長徑方向 設(shè)有四段壓力平衡槽；在定子吸水曲線處設(shè)有二段徑向吸水通道；葉片頂部采用正圓弧形 狀；同時采用實用新型專利《高性能平衡式液壓葉片泵》專利號ZL200520068945. 3的部分 結(jié)構(gòu)，即壓力分段配流的設(shè)計方法。使泵在工作時，葉片頂部和底部的壓力不論是在吸水區(qū) 還是在壓水區(qū)以及圓弧區(qū)都基本保持平衡。葉片在圓弧區(qū)，由于葉片頂部采用正圓弧形狀， 葉片在大、小圓弧區(qū)對定子內(nèi)表面的接觸應(yīng)力大致相等，接觸應(yīng)力也明顯降低。 將壓力板、側(cè)板上與轉(zhuǎn)子槽根部的底孔相接觸的圓弧形通水槽分成四段，其中二 段通高壓水，另二段通低壓水，使葉片頂部與底部的壓力在吸、壓水區(qū)以及圓弧區(qū)都保持基 本平衡，不會形成由于壓力升高所引起的葉片與定子內(nèi)表面產(chǎn)生過大的接觸應(yīng)力。在壓力 板4上的吸水窗靠近壓水窗V形槽一側(cè)設(shè)有V形減振槽15，有效避免了葉片在吸水窗完成 吸水時，過流面積突然關(guān)閉發(fā)生氣蝕而產(chǎn)生噪音。 本實用新型的有益效果是 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，較好地解決了直接用水作為工作介質(zhì)時葉片泵產(chǎn)生 的嚴(yán)重氣蝕、噪音問題。目前使用的液壓葉片泵是不能直接用水作為介質(zhì)的，除了泄漏和磨 損等問題外，氣蝕問題也是一個關(guān)鍵性問題。常溫下，水的蒸汽壓力大約是液壓油的107倍， 這意味著水極易氣化和沸騰。由于水的密度大，高速流動時慣性也大，因此在泵的吸水窗口 等處更易形成局部真空而產(chǎn)生大量氣穴。但因葉片泵設(shè)計原理與結(jié)構(gòu)上的需要，在吸水區(qū) 的起始處和壓水區(qū)的終止處附近的葉片間容腔的容積都很小，當(dāng)葉片進(jìn)入吸水區(qū)，離開短 徑時，它的后腔具有最大的吸水速度，水在此區(qū)域的流速特別的高，使水汽化或者使水中溶 解氣體析出而產(chǎn)生大量氣穴。當(dāng)氣穴進(jìn)入壓水區(qū)受壓而潰滅，并產(chǎn)生很高的沖擊壓力和瞬 時局部高溫，從而產(chǎn)生定子內(nèi)表面嚴(yán)重氣蝕。因此在定子兩端面上，在位于吸水區(qū)曲線的起 始處設(shè)有四段防氣穴槽，以及在定子吸水曲線處設(shè)有徑向吸水通道，將使該區(qū)域水的流速 明顯降低，泵的噪音顯著改善。當(dāng)葉片進(jìn)入壓水區(qū)，接近短徑時，它的前腔具有最大的排水 速度。由于在定子壓水區(qū)的終止處的附近水的流速特別高，會使處于該區(qū)間葉片頂部受力 變大，容易引起葉片脫空而產(chǎn)生沖擊噪音。因此在定子兩端面上，壓水區(qū)曲線終止處附近設(shè) 有四段的壓力平衡槽，使壓水區(qū)的相鄰葉片腔水的速度差值減小，葉片受力趨于穩(wěn)定，消除 了由于葉片受力不穩(wěn)引起的沖擊噪音明顯降低。將壓力板、側(cè)板上的吸水窗所占角度設(shè)定 為56° 62° ，又增大了吸水窗的吸水的面積，進(jìn)一步降低了整個吸水區(qū)水的流速和氣蝕 產(chǎn)生的噪音。本專利由于采用了原專利的壓力分段配流的設(shè)計方法，有效解決了水粘度低、 潤滑性差，帶來的泵的容積效率低，壓力升不高以及葉片與定子在吸水區(qū)的嚴(yán)重磨損問題。 在壓力板、側(cè)板上分別設(shè)有四段圓弧形通水槽。(四段圓弧形通水槽是對稱分布的，其中二 段是通高壓水的槽12，另二段是通低壓水的槽13。四段圓弧形通水槽的中心線與轉(zhuǎn)子葉片 槽根部底孔的中心線所處位置相同。)以及葉片頂部采用正圓弧形狀，使泵在工作時，葉片 在吸、壓水區(qū)以及圓弧區(qū)對定子內(nèi)表面的接觸應(yīng)力明顯降低，提高了泵的機械效率和定子
4的壽命；同時葉片頂部和底部因徑向運動而對流量產(chǎn)生的影響互相抵消，從而避免了因流 量脈動而引起的壓力脈動；由于葉片在吸水區(qū)時，葉片底部通低壓水，在壓水區(qū)時，葉片底 部通高壓水，使泵的內(nèi)泄漏明顯減少，有效提高了容積效率。在通高壓水的槽12的外端分 別設(shè)有V形減振槽14，有效消除了由于葉片底部壓力迅速變化，而引起的葉片對定子內(nèi)表 面的沖擊產(chǎn)生的噪音。

圖1為高性能水壓葉片泵軸向剖視圖； 圖2為高性能水壓葉片泵A-A徑向剖視圖。 圖3為高性能水壓葉片泵B-B徑向剖視圖。
具體實施方式
下面結(jié)合本實用新型的說明書附圖進(jìn)一步敘述 本實用新型高性能水壓葉片泵是由轉(zhuǎn)子9、葉片7、壓力板4、側(cè)板2、定子3用園柱 銷以及螺釘緊固成一個組件，然后裝入后蓋1 、前蓋5內(nèi)，轉(zhuǎn)子9和定子3內(nèi)表面上的四段圓 弧是同心的，定子內(nèi)表面形狀似橢圓形。 在本實用新型所述的由于在定子兩端面上，位于定子吸水區(qū)曲線的起始處向吸水 區(qū)曲線的長徑方向設(shè)有四段防氣穴槽10 ;在壓水區(qū)曲線的終止處向壓水區(qū)曲線的長徑方 向設(shè)有四段壓力平衡槽6 ;在定子吸水曲線處設(shè)有兩段徑向吸水通8 ;將壓力板4、側(cè)板2上 的吸水窗所占角度設(shè)定為56。 62° ，有效增大了吸水窗的面積，進(jìn)一步降低了吸水區(qū)的 水的流速，防止氣蝕的產(chǎn)生。再加上采用了原專利的壓力分段配流的設(shè)計方法，使該泵在用 水、高水基液為工作介質(zhì)時都能夠正常工作。當(dāng)轉(zhuǎn)子9旋轉(zhuǎn)時，由于離心力的作用，使葉片 7的頂部緊貼在定子3的內(nèi)表面。當(dāng)葉片進(jìn)入吸水區(qū)時，葉片向外伸出，相鄰葉片間的容積 逐漸增大，葉片底部的水由壓力板4、側(cè)板2上的圓弧形通低壓水的槽13供給，當(dāng)葉片進(jìn)入 壓水區(qū)時，葉片7受定子3的限制向中心移動，相鄰葉片間的容積逐漸減少，使水經(jīng)壓力板 的壓水窗口 ll壓出。葉片7的底部也與壓力板4、側(cè)板2的圓弧形高壓水槽12相通。從而 保證葉片頂部與底部作用力基本平衡。由于葉片其頂部采用正圓弧形狀，使葉片7由吸水 區(qū)進(jìn)入大圓弧區(qū)，或由壓水區(qū)進(jìn)入小圓弧區(qū)都有相當(dāng)于作用于葉片底部壓力的二分之一的 力作用于葉片7的頂部，使葉片7在大小圓弧區(qū)對定子3內(nèi)表面的接觸應(yīng)力明顯降低。在 定子兩端面上設(shè)有四段防氣穴槽10和四段壓力平衡槽6以及在定子吸水曲線處設(shè)有兩段 徑向吸水通道8，將壓力板4、側(cè)板2上的吸水窗所占角度設(shè)定為56。 62° ，增大了吸水 窗的面積，降低了吸水區(qū)的水的流速。明顯降低泵在工作時由于氣蝕以及葉片在壓水區(qū)受 力不穩(wěn)引起沖擊而產(chǎn)生的噪音。 本實用新型在工作時，轉(zhuǎn)子9每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，每個密封容積完成兩次吸、壓水的過程。
權(quán)利要求一種高性能水壓葉片泵，它包括轉(zhuǎn)子、葉片、定子、壓力板、側(cè)板、軸、后蓋和前蓋，在與轉(zhuǎn)子葉片槽根部的底孔相接觸的壓力板、側(cè)板上設(shè)有四段圓弧形通水槽，分別是對稱分布的，其中二段是通高壓水的槽(12)，另二段是通低壓水的槽(13)；壓水窗(11)采用中心對稱分布；并在壓力板(4)上的吸水窗靠近壓水窗V形槽一側(cè)設(shè)有V形減振槽(15)；其特征是在定子(3)的兩端面上位于定子吸水區(qū)曲線的起始處向吸水區(qū)曲線的長徑方向設(shè)有四段防氣穴槽(10)；在定子(3)的兩端面上位于壓水區(qū)曲線的終止處向壓水區(qū)曲線的長徑方向設(shè)有四段壓力平衡槽(6)；在位于定子吸水區(qū)曲線處設(shè)有二段徑向吸水通道(8)；葉片(7)頂部采用正圓弧形狀；壓力板(4)和側(cè)板(2)上的吸水窗所占的角度在56°～62°之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的所述的高性能水壓葉片泵，其特征在于所述的定子(3)兩端面上 設(shè)有四段防氣穴槽(10)，槽深3 5mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的所述的高性能水壓葉片泵，其特征在于所述的定子(3)兩端面上 設(shè)有四段壓力平衡槽(6)，槽深3 5mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的所述的高性能水壓葉片泵，其特征在于所述的定子(3)吸水曲線 處設(shè)有二段吸水通道(8)，所占角度與吸水區(qū)曲線的角度相等。
專利摘要一種高性能水壓葉片泵，屬于液體定容式機械裝置，其主要技術(shù)特點是采用在定子兩端面上，位于定子吸水區(qū)曲線的起始處附近設(shè)有四段防氣穴槽，壓水區(qū)曲線的終止處附近設(shè)有四段壓力平衡槽以及在定子吸水曲線處設(shè)有二段徑向吸水通道，葉片頂部采用正圓弧形狀和壓力分段配流的設(shè)計方法。泵工作時，壓力高、壓力脈動小、噪聲低、效率高、壽命長。本實用新型可廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、電子、包裝等對環(huán)境污染要求嚴(yán)格的場合；冶金、熱軋、鑄造等高溫明火場合；環(huán)境衛(wèi)生、消防、原子爐周邊作業(yè)機械；生活用品成形機械等領(lǐng)域。該泵適用于水、高水基液以及乳化液等粘度較低液體作為工作介質(zhì)的場合。
文檔編號F04C2/344GK201496266SQ20092023212
公開日2010年6月2日 申請日期2009年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日
發(fā)明者崔勇達(dá) 申請人:崔勇達(dá)