本發(fā)明屬機(jī)械制造領(lǐng)域。
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背景技術(shù):
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目前的各種容積泵大致的性能及優(yōu)缺點(diǎn)如下:
無法在理論上做到絕對勻速排量輸出;絕對勻速力矩輸出.
葉片泵:葉片泵的結(jié)構(gòu)較齒輪泵復(fù)雜,但其工作壓力較高,且流量脈動(dòng)小,工作平穩(wěn),噪聲較小,壽命較長.所以它被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造中的專用機(jī)床,自動(dòng)線等中低液壓系統(tǒng)中,但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,吸油特性不太好,對油液的污染也比較敏感;,結(jié)構(gòu)經(jīng)改進(jìn)的高壓葉片泵最大的工作壓力可達(dá)16.0~21.0Mpa。葉片泵由轉(zhuǎn)子,定子,葉片和端蓋等組成.定子具有圓柱形內(nèi)表面,定子和轉(zhuǎn)子間有偏心距.葉片裝在轉(zhuǎn)子槽中,并可在槽內(nèi)滑動(dòng),當(dāng)轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)時(shí),由于離心力的作用,使葉片緊靠在定子內(nèi)壁,這樣在定子,轉(zhuǎn)子,葉片和兩側(cè)配油盤間就形成若干個(gè)密封的工作空間,當(dāng)轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)時(shí),葉片逐漸伸縮,葉片間的工作空間逐漸改變,葉片泵在轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周,每個(gè)工作空間完成一次吸油和壓油,因此稱為單作用葉片泵.轉(zhuǎn)子不停地旋轉(zhuǎn),泵就不斷地吸油和排油。
特點(diǎn):工作壓力較高,脈動(dòng)小,噪聲較小,壽命較長。
缺點(diǎn):轉(zhuǎn)速較低,流量中等。
普通齒輪泵:齒輪泵的概念是很簡單的,即它的最基本形式就是兩個(gè)尺寸相同的齒輪在一個(gè)緊密配合的殼體內(nèi)相互嚙合旋轉(zhuǎn),這個(gè)殼體的內(nèi)部類似“8”字形,兩個(gè)齒輪裝在里面,齒輪的外徑及兩側(cè)與殼體緊密配合。最基本形式就是兩個(gè)尺寸相同的齒輪在一個(gè)緊密配合的殼體內(nèi)相互嚙合旋轉(zhuǎn),這個(gè)殼體的內(nèi)部類似“8”字形,兩個(gè)齒輪裝在里面,齒輪的外徑及兩側(cè)與殼體緊密配合。來自于擠出機(jī)的物料在吸入口進(jìn)入兩個(gè)齒輪中間,并充滿這一空間,隨著齒的旋轉(zhuǎn)沿殼體運(yùn)動(dòng),最后在兩齒嚙合時(shí)排出。
特點(diǎn):工作壓力較中等,脈動(dòng)較大,壽命較長,轉(zhuǎn)速較高。
缺點(diǎn):脈動(dòng)較大,流量較小。
內(nèi)嚙合齒輪泵(轉(zhuǎn)子泵):內(nèi)嚙合齒輪泵有許多優(yōu)點(diǎn),結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,零件少,轉(zhuǎn)速可高達(dá)10000r/mim,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),噪聲低,容積效率較高等.缺點(diǎn)是流量脈動(dòng)大,轉(zhuǎn)子的制造工藝復(fù)雜等,目前已采用粉末冶金壓制成型.隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,擺線齒輪泵的應(yīng)用將會(huì)愈來愈廣泛內(nèi)嚙合齒輪泵可正,反轉(zhuǎn),可作液壓馬達(dá)用.
特點(diǎn):工作轉(zhuǎn)速較低,脈動(dòng)小,噪聲較小,轉(zhuǎn)速較高。
缺點(diǎn):流量中等,,壽命一般。
活塞泵:活塞泵適用于高壓、小流量的場合,特別是流量小于100米3/小時(shí),排出壓力大于9.8兆帕?xí)r,更顯示出它較高的效率和良好的運(yùn)行性能。它吸入性能好,能抽吸各種不同介質(zhì)、不同粘度的液體。因此,在石油化學(xué)工業(yè)、機(jī)械制造工業(yè)、造紙、食品加工、醫(yī)藥生產(chǎn)等方面應(yīng)用很廣。低中速活塞泵速度低,可用人力操作和畜力拖動(dòng),適用于農(nóng)村給水和小型灌溉?;钊玫牧髁縌=0.71~6000米3/小時(shí),排出壓力P2≤39.2兆帕,大多數(shù)情況下P2≤24.5兆帕。
特點(diǎn):工作壓力很高,脈動(dòng)較小,壽命較長。
缺點(diǎn):流量大,轉(zhuǎn)速中等,體積大,噪聲較大。
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技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
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融合轉(zhuǎn)子式油泵及馬達(dá);該結(jié)構(gòu)的主體是由:融合轉(zhuǎn)子(1)、結(jié)構(gòu)腔體(2)、推力彈簧片(3)或軸向限位構(gòu)造及齒片(4)或彈體滑動(dòng)組件或定軸非圓滑輪組件等組成;融合轉(zhuǎn)子(1)作為回轉(zhuǎn)部件被裝配到結(jié)構(gòu)腔體(2)之中,并與結(jié)構(gòu)腔體(2)的內(nèi)表面是緊密配合或者是間隙配合關(guān)系,緊密配合時(shí)需要推力彈簧片(3),推力彈簧片(3)的功能是保持其與結(jié)構(gòu)腔體(2)的內(nèi)表面是緊密配合;間隙配合時(shí)需要軸向限位構(gòu)造,軸向限位構(gòu)造使用的是:卡簧、擋片或滾動(dòng)軸承;融合轉(zhuǎn)子(1)的特征構(gòu)造是至少有2條槽道,槽道(6)的首尾走向在圓周的方向上,軸向位置岔開一定的距離;且槽道(6)的首尾有著截面融合遞減的重合角度區(qū)(的分布角度范圍:最大的情況約略大于半個(gè)圓周,此時(shí)2個(gè)各占半個(gè)圓周,在角度上充滿整個(gè)圓周,形成2個(gè)重疊的角度區(qū)域);齒片(4)或彈體滑動(dòng)組件或定軸非圓滑輪組件安裝在物料的輸入口及輸出口上,齒片(4)或彈體滑動(dòng)組件或定軸非圓滑輪組件的齒尖部觸合在融合轉(zhuǎn)子(1)表面上槽道的凹槽內(nèi);齒片的齒部的彈力變形方向與齒片的齒部所觸及的融合轉(zhuǎn)子(1)表面的法線方向相同或相反;這樣齒片的與槽道吻合的齒尖部將隨著融合轉(zhuǎn)子(1)的旋轉(zhuǎn)而在槽道中接觸滑動(dòng),隨著槽道的終止而跳出槽道,滑到融合轉(zhuǎn)子無槽的側(cè)面部位,周而復(fù)始;當(dāng)作為液壓泵體工作時(shí),安裝在物料輸入口的齒片(4)或彈體滑動(dòng)組件或定軸非圓滑輪組件將起到擠出物料的作用;由于齒尖部滑到槽道中時(shí),當(dāng)在轉(zhuǎn)動(dòng)方向滿足使得齒尖部更加靠緊靠壁(5)時(shí),齒尖部具有密封槽道的作用并將槽道中的物料推出槽道,產(chǎn)生泵體排料,排空物料的槽道將與的結(jié)構(gòu)腔體內(nèi)壁形成真空空間,該部真空的槽道空間轉(zhuǎn)動(dòng)到物料輸入口后又被充滿物料;當(dāng)作為液壓馬達(dá)工作時(shí),需要設(shè)有泄壓閥門(泄壓構(gòu)造:在運(yùn)行低壓區(qū)的齒片(4)或彈體滑動(dòng)組件附近或定軸非圓滑輪組件的結(jié)構(gòu)腔體(2)的內(nèi)表面加工有具有單向截至作用的泄壓孔,單向閥門保證液體不會(huì)回流到該低壓區(qū)),否則液壓馬達(dá)將不會(huì)啟動(dòng);(高壓液體)物料的壓力將使得齒尖部承受壓力使得齒尖部更加靠緊靠壁(5)時(shí);物料壓力作用在槽道端部表面,產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩.
當(dāng)融合轉(zhuǎn)子(1)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向使得,當(dāng)在轉(zhuǎn)動(dòng)方向不再滿足齒尖部靠緊靠壁(5)時(shí),齒片(4)或彈體滑動(dòng)組件等將失去密封作用;物料或是由泄流閥流出或是周向沖開(由于帶有彈性)齒尖部流出.
與其它技術(shù)的區(qū)別的技術(shù)特征:固定在在結(jié)構(gòu)腔體的齒片(4)或彈體滑動(dòng)組件的齒尖部或定軸非圓滑輪滑到融合轉(zhuǎn)子槽道中,槽道的重合角度區(qū)的融合遞減指的是:槽道的截面積在重合角度區(qū)線性遞減直至到零,槽的深度也就逐漸遞減到零;軸向限位構(gòu)造使用的是:卡簧、擋片或滾動(dòng)軸承;槽融合轉(zhuǎn)子道的數(shù)量為偶數(shù)個(gè),至少需要4個(gè)槽道;物料輸入口及輸出口上可以是1對也可以是2、對3對或多對.
軸向限位構(gòu)造:這是一個(gè)常規(guī)技術(shù),目的是防止轉(zhuǎn)子的軸向位移.
融合轉(zhuǎn)子(1)的外表面工作面的形狀可以是:錐面的也可以是柱面的.所述的結(jié)構(gòu)腔體(2)的內(nèi)表面是緊密配合或者是間隙配合關(guān)系,是指:結(jié)構(gòu)腔體、融合轉(zhuǎn)子的內(nèi)表面是錐面配合時(shí),間隙可以進(jìn)行軸向相對位移來調(diào)節(jié),使用來自推力彈簧可以抵償磨損或者使用軸向限位構(gòu)造,獲得長期緊密表面配合狀態(tài);或結(jié)構(gòu)腔體、融合轉(zhuǎn)子的內(nèi)表面是柱面配合時(shí),只能軸向限位構(gòu)造。
截面融合遞減指的是:槽道的截面積在重合角度區(qū)線性遞減直至到零,也就是槽道的深度在重合角度區(qū)逐漸線性遞減為零;此時(shí)接觸點(diǎn)成對同時(shí)工作,一個(gè)面積線形增加,一個(gè)面積線形減少,正加剛好補(bǔ)償減少;這涉及到排量或力矩的輸出均勻性;在計(jì)算上,無論排量或力矩,都是正比于任何一個(gè)時(shí)間陷入槽道表面以下的齒片的面積之和;由于在過渡期間(2個(gè)槽片同時(shí)陷入槽道中的期間)陷入槽道表面以下的齒片的面積,一個(gè)是線性遞減,另一個(gè)是線性遞增;他們的面積之和保持不變;因而在理論上獲得了絕對的線性輸出;這在容積類編容技術(shù)中是絕無僅有的!
槽道截面的形狀:可以是梯形、矩形、弧形的,最佳是下窄上寬的形狀,當(dāng)與當(dāng)與齒片(4)或彈體滑動(dòng)組件或定軸非圓滑輪組件的下窄上寬形狀的接觸點(diǎn)滑動(dòng)配合時(shí),具有自己補(bǔ)償作用,磨損不影響配合間隙,對密封的影響很小。
該泵與葉片泵略有相似之處;但有著本質(zhì)的區(qū)別:葉片泵的運(yùn)動(dòng)部件磨損后將必然產(chǎn)生泄露,而本技術(shù)則沒有,由于結(jié)合面的無端面構(gòu)造,使得齒片的磨損不會(huì)產(chǎn)生間隙,磨損等效于磨合.
另外本技術(shù)易于做到極微的排量;極佳的密封特性.
*實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵密封的組件特征:
齒片:是一個(gè)依靠形狀實(shí)現(xiàn)彈性位移的一體化彈性結(jié)構(gòu)體。
彈體滑動(dòng)組件:是依賴于滑軌或滑道構(gòu)件約束并同時(shí)使用彈簧,來實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)與融合轉(zhuǎn)子(1)的位移下動(dòng)態(tài)接觸。
定軸非圓滑輪組件:是不僅僅使用滑軌或滑道或彈簧驅(qū)動(dòng)定滑輪,也可以僅僅使用非圓滑輪的定軸或動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng),來實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)與融合轉(zhuǎn)子(1)的位移下動(dòng)態(tài)接觸。
[附圖說明]
圖1齒片融合柱面轉(zhuǎn)子式油泵原理示意圖。
圖2齒片融合錐面轉(zhuǎn)子式油泵原理示意圖。
附圖標(biāo)注:
(1)融合轉(zhuǎn)子
(2)結(jié)構(gòu)腔體
(3)推力彈簧片
(4)齒片
(5)靠壁
(6)固定螺絲
(7)物料輸入口
(8)物料輸出口
(9)真空吸入的物料
(10)排出的物料
(11)轉(zhuǎn)軸
(12)2個(gè)同圓周槽道
(13)另2個(gè)同圓周槽道
(14)單向泄壓閥
(15)泄壓孔道
(20)槽道重合部分
(21)物料輸入口形狀
(22)物料輸出口形狀
(41)齒片
[實(shí)施案例]
以下結(jié)合附圖就較佳實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
如圖1所示:
圖中的左面圖是融合轉(zhuǎn)子(1)移動(dòng)出來的詳細(xì)圖示;共有4個(gè)槽道:2個(gè)同圓周槽道(12)及另2個(gè)同圓周槽道(13);每個(gè)槽道的長度略大于1/8圓周弧度;即:45度;彼此這樣就存在一個(gè),槽道重合部分(20),重合角度約10-20度.
圖中的右面圖是沿著融合轉(zhuǎn)子(1)的轉(zhuǎn)軸(11)的方向觀看的整個(gè)油泵的透視圖,4個(gè)槽道分布透視觀看槽道重合部分(20)清晰可見:2個(gè)同圓周槽道(12)與另2個(gè)同圓周槽道(13)都各自相對分布(180度);每一個(gè)槽道的中心點(diǎn)都夾有90度的角度,這樣才能確保整個(gè)圓周能被槽道填滿,且有4個(gè)一樣的重合區(qū)域.
齒片(41)與圖2的齒片被固定螺絲(6)緊固在結(jié)構(gòu)腔體(2)上,部件基本相同(詳細(xì)見圖2說明),靠壁(5)與齒片(41)的背部緊密接觸;確保能密封槽道!
(7),(8)分別為:物料輸入口及物料輸出口;(9)是真空吸入的物料;圖中表達(dá)為:真空吸入的物料瞬間;(10)表達(dá)為:排出的物料瞬間.實(shí)際情況下,物料是充滿整個(gè)進(jìn)出口的空間的,圖中為了方便表達(dá)進(jìn)出料的作用原理,未畫出來。
當(dāng)作為液壓馬達(dá)使用時(shí):單向泄壓閥(13)將發(fā)揮作用:在馬達(dá)起動(dòng)的短時(shí)間內(nèi),槽道不能瞬間達(dá)到完全真空,回出現(xiàn)槽道困油現(xiàn)象,無法產(chǎn)生完全力矩,啟動(dòng)將無法進(jìn)行。泄壓孔道(14)可以通往低壓油區(qū)域或排出機(jī)外。
(21)為圓形物料輸入口形狀;(22)為方形物料輸出口形狀,從該孔望進(jìn)去;僅僅可以見到所有槽道,由于每段槽道僅有1/8圓周弧度左右,在融合轉(zhuǎn)子(1)任何位置狀態(tài)下,對于油壓輸入來說都是密封的。(22)的方形物料輸出口形狀,有利于固定安裝齒片(41),
由于與的接觸滑動(dòng)區(qū)域的密封,需要有1塊平面的靠壁,固定安裝齒片(41)也很方便。
按圖中箭頭的轉(zhuǎn)動(dòng)方向,由于表面拖帶的作用,圖中上方的齒片(41)的與融合轉(zhuǎn)子(1)保持表面接觸,一個(gè)接觸在槽道的底部,形成右邊的那段槽道的真空狀態(tài)(由3個(gè)面所圍城的閉合空間:槽面、齒片(41)的尖端接觸部位表面及結(jié)構(gòu)腔體(2)上的內(nèi)表面);另一個(gè)已經(jīng)滑離槽道接觸在的側(cè)面積上了,尖端被推移了一段距離。
如圖2所示:
與圖1在原理上完全一致,區(qū)別在于融合轉(zhuǎn)子(1)是錐面形狀的。
其密封不同于圖1情況,融合轉(zhuǎn)子(1)在推力彈簧片(3)的上推力下,與結(jié)構(gòu)腔體(2)的內(nèi)表面緊密配合,密封極好。
右下角是齒片(4)的放大的斜視角圖,容易表明其形狀及工作模式;在固定螺絲(6)的緊固后,嚴(yán)密靠在靠壁(5)上,且正好對準(zhǔn)2組槽道所在的圓周上;齒片(4)的環(huán)狀彎曲,使之容易產(chǎn)生沿著融合轉(zhuǎn)子(1)錐面的法線的方向位移;隨著融合轉(zhuǎn)子(1)的轉(zhuǎn)動(dòng),齒片(4)的與融合轉(zhuǎn)子(1)的接觸端緊貼表面滑動(dòng),當(dāng)滑動(dòng)出槽道后。
正下方的圖是拆卸下的結(jié)構(gòu)腔體(2)零件圖,(7),(8)分別為:物料輸入口及物料輸出口;圖中的上面圖是沿著融合轉(zhuǎn)子(1)的與轉(zhuǎn)軸(11)垂直的方向觀看的整個(gè)油泵的截面圖;與圖1一樣;2個(gè)同圓周槽道(12)與另2個(gè)同圓周槽道(13)都各自相對分布(180度)上。
(21),(22)分別為圓形物料輸入口形狀及物料輸出口形狀,從該孔望進(jìn)去;僅僅可以見到所有槽道,由于每段槽道僅有1/8圓周弧度左右,在融合轉(zhuǎn)子(1)任何位置狀態(tài)下,對于油壓輸入來說都是密封的。
槽道的截面變化特點(diǎn),已在[發(fā)明內(nèi)容]中進(jìn)行了詳細(xì)闡述。