專利名稱：高效率滾柱轉子泵的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是對滾柱轉子泵的改進，尤其是涉及一種高效率雙作用滾柱轉 子泵，及具有防腐功能的雙作用滾柱轉子泵。
背景技術：
現(xiàn)有滾柱轉子泵，如中國專利CN87209851、 CN2284868、 CN2381813、 CN 2418275等所述，都是只有一個吸入口和一個排出口的單作用式(圖1)， 轉子體每運轉一周只能作一次吸排。這種結構滾柱泵，動力效率相對較低; 并且由于吸排口在對應相對位置，吸產(chǎn)生的徑向偏心力與排產(chǎn)生的徑向偏 心力方向一致，主軸運行時偏心力作用大，易造成軸承的損壞。中國專利 CN2391032公開的滾柱轉子泵，雖然提出泵體可以有多進口單出口、單進口 多出口、多進口多出口，泵腔體可以是蝸形、環(huán)形、螺線形，但轉子體轉 動一周仍只有一次變?nèi)?，即只能作一次吸排，其多進口多出口，僅是軸向 上增加，其目的是縮短進口和/或出口流程，可以使?jié)L柱泵軸向得到加長。
此外，現(xiàn)有滾柱轉子泵，過流部件基本都是純金屬件，耐腐蝕性能相 哲較差，不能用于腐蝕性介質(zhì)的泵送，尤其是不能用于腐蝕性強例如鹽酸 等介質(zhì)的泵送。中國專利CN2344584公開的滾柱轉子泵，滾柱采用不銹鋼 外包塑料結構。中國專利CN2380722公開的滾柱泵轉子，采用帶燕尾環(huán)槽 的金屬柱體外包工程塑料滾柱。但其防腐僅涉及滾柱，泵腔、泵蓋、轉子 體仍然不耐腐蝕，因此同樣只能用于腐蝕性較小的介質(zhì)(稀硫酸、堿液) 泵送，.不能用于鹽酸、氰氟酸等強腐蝕性介質(zhì)的泵送。并且滾柱長期在殼 體、轉子凹槽間滾動擠壓，如同干面杖干面，襯(包)防腐層受其擠壓， 極易產(chǎn)生變形剝離脫落，因此難以通過像離心泵襯里方式獲得防腐結構； 若采用全塑結構，由于滾柱轉子泵的轉子體、滾柱端面與泵蓋間安裝間隙 要求極小(例如小于0.2mm)，而塑料的熱膨脹相對較大，在溫度環(huán)境(例 如50-8(TC)中使用，塑料產(chǎn)生熱膨脹，軸向大的熱變形膨脹，又易造成轉 子體、滾柱與泵蓋間隙變小而卡死；加大間隙，又會造成容積效率的明顯 下降；采用耐腐合金制造，雖然能夠使泵具有較好耐腐蝕性，但會造成制 造成本的大幅度增加，實際應用不可能。所以至今為止沒有出現(xiàn)真正具有 防腐功能的滾柱轉子泵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種輸送效率高，運 轉無偏心力，軸承使用壽命長的高效率滾柱轉子泵。
本發(fā)明另一目的在于提供一種防腐性能好，可以輸送各種腐蝕性強介 質(zhì)的高效率滾柱轉子泵。
本發(fā)明第一目的實現(xiàn)，主要改進是將泵腔徑向截面由現(xiàn)有的圓形、蝸 形、螺線形改為橢圓形結構，以及在橢圓截面長弧與短弧相交處附近(四
角處附近)，對向設置2個進口與2個出口，使得轉子體在橢圓截面泵腔 中旋轉一周，可產(chǎn)生兩次變?nèi)?，通過設置2個進口與2個出口，可以實現(xiàn) 轉子體旋轉一周產(chǎn)生2次吸排，從而較單次吸排提高了泵的效率，實現(xiàn)本 發(fā)明目的。具體說，本發(fā)明高效率滾柱轉子泵，包括金屬泵殼和內(nèi)置圓周 表面有相間軸向凹槽的轉子體，以及活動放入轉子體各凹槽中的滾柱，其 特征在于泵腔徑向截面為橢圓形，橢圓截面泵腔的長弧與短弧相交處附近， 對向設置有2個進口與2個出口 。
泵腔橢圓長軸視滾柱直徑而定，以確保滾柱在長軸方向不脫出轉子體 凹槽為限。
2個進口與2個出口設置， 一種更好是使長軸兩端的進出口夾角呈120 一150° ，較大的夾角，有利于加大進口與出口間距離，從而拉大高、低壓 區(qū)距離，降低輸出高壓區(qū)流體向吸入低壓區(qū)的返流，提高泵的容積效率。
2個進口與2個出口，可以如通常滾柱泵，設置在泵軸向中間部位，或 者兩側端蓋上，如果轉子體軸向較長，還可以分別在泵軸向排列設置2組 或以上，或同時在軸向中間部位及兩側泵蓋上均設置進出口，達到縮短介 質(zhì)流程。為有利于與外連接管連接，2個進口及2個出口可以分別合并為1 個進口和l個出口， 2個進口及2個出口相互連接方式，可以是外連接，即 將設置于軸向中間或端蓋上的2個進口和2個出口，分別通過管路連接成 對外1個進口和1個出口；也可以是通過在端蓋外設置2個進口及2個出 口可相互連接的合并板，和/或設置內(nèi)套筒的內(nèi)連接。此外，還可以制成單 邊支承的懸臂結構，或兩端支承結構。
第二目的實現(xiàn)，其特征是在泵殼內(nèi)腔表面、端蓋內(nèi)側表面，有錨固覆 層的凹凸和/或錨固龜甲，以及覆蓋于表面的非金屬防腐層；轉子體為表面 有凹凸和/或有錨固龜甲的金屬體外包非金屬防腐層，滾柱為防腐型滾柱。
泵腔、端蓋表面的凹凸，主要作用是通過被覆蓋表面的凹凸與襯層形成相互嵌入連接結構，達到增強對防腐覆層的拉固作用，減輕滾柱徑向滾 壓對覆層產(chǎn)生拉伸變形松動。凹凸可以是凹槽，其形狀不限，可以為環(huán)槽，
也可以是環(huán)向分布的軸向溝槽，或其它形式的凹槽；凹坑形式也無特別限
定；凸起可以是各種凸出的條筋、鉚釘?shù)韧蛊鹞铩?br> 轉子體表面凹凸，其作用也與上述泵腔、端蓋表面的凹凸作用相仿。 錨固龜甲，是固定于被覆蓋基體、且嵌入覆蓋層的連接加強物，其作
用是進一步增強對襯層的錨固，其形式無特別限定，可以是但不限于如鋼
絲網(wǎng)、錨釘?shù)取?br> 防腐型滾柱，可以是如現(xiàn)有技術的包塑滾柱、包聚氨酯滾柱，還可以 是線膨脹系數(shù)小、耐腐蝕性能好的非金屬體滾柱，例如陶瓷、酚醛樹脂滾 柱，以及貴金屬如哈氏合金滾柱等。滾柱可以是現(xiàn)有技術的圓形截面結構， 一種較好是將滾柱截面也設計成橢圓形結構，橢圓形截面結構，有利于腔 的增加，從而增加泵腔的有效工作容積，可以提高泵送輸出流量。
本發(fā)明一種較好是，在被包覆表面同時采用凹凸和錨固龜甲，形成對 防腐覆層更好的錨固作用，以有效抵抗?jié)L柱滾壓對襯層的擠壓拉伸，確保 覆層長期使用不脫落。
.過流部件表面覆蓋的防腐層，可以是各種耐腐塑料，根據(jù)腐蝕要求不 同，，可以是常規(guī)塑料、氟塑料、超高分子量聚乙烯，以及其他功能性塑料， 還可以是各種耐腐耐磨橡膠、聚氨酯、陶瓷等非金屬防腐材料。
試驗表明轉子體兩端及泵蓋內(nèi)側防腐層厚度， 一種較好為2-12mm， 防腐層過薄，則會影響防腐性能，容易被磨損而產(chǎn)生漏點；防腐層過厚， 則可能造成熱防脹加大，會影響轉子體端面與泵蓋的間隙，易造成膨脹卡 死。
此外，轉子體端面與泵蓋間， 一種較好是增設有熱膨脹小的耐磨隔板， 例如但不限于為鑲嵌和/或襯貼有陶瓷環(huán)板，可以進一步確保泵蓋與轉子體 端面間隙穩(wěn)定性，并且其極好的耐磨性，能夠承受物料長期沖刷磨損，可 以防止磨損導致兩端間隙增大，造成泵容積效率降低。耐磨隔板設置，可 以是外加，例如固定上于轉了體端面，也可以是與泵蓋呈一體，例如直接 用陶瓷作泵蓋。如果泵進出口設置在泵蓋上，則耐磨隔板相應位置上設有 進出孔口。
對于泵蓋內(nèi)表面有耐磨隔板，若滾柱采用硬質(zhì)耐腐材料，如陶瓷、耐 腐合金等， 一種較好是在各滾柱兩端面設置軟質(zhì)耐磨墊塊，以減小滾柱與耐磨隔板間的磨損和撞擊。
轉子體端面， 一種更好是鑲嵌有可更換放射狀外凸輻條(凸出端平面)， 此結構，可以在外凸輻條被磨損后，通過更換嵌入外凸輻條(而不需更換轉
子體)，實現(xiàn)確保轉子體端面與泵蓋間間隙，降低維修成本；此外，此結構
還為轉子體及泵蓋選材，提供了便利，擴大了選擇范圍。
本發(fā)明滾柱轉子泵， 一種更好是將泵腔設計成可更換結構，即將泵腔 設計成一獨立環(huán)套，插放于泵殼內(nèi)腔，這樣在泵腔磨損后，只需更換泵腔 環(huán)套，而可以保持其他部件的繼續(xù)使用，從而達到降低使用、維修成本。 本發(fā)明高效率滾柱轉子泵，由于將泵腔徑向截面由圓形、蝸形、螺線
形改為橢圓形，以及在橢圓截面的長弧與短弧相交處附近，對向設置有2 個進口與2個出口，使得轉子體旋轉一周，可以實現(xiàn)二次吸排，大大提高 了泵的輸送效率，效率可以較單作用提高20-25%左右，并且對置的2個進 口與2個出口，還均衡或相互抵消了泵運轉過程中的軸向偏心力，轉軸基 本無偏心應力，有效延長了軸承使用壽命。此外，在泵過流部件表面增加 錨固襯層的凹凸和/或嵌入防腐層的錨固龜甲結構，使得覆蓋于過流表面的 防腐層，與被覆蓋基體的抗脫連接得到增強，以致于滾柱長期滾壓覆合防 腐層也不易脫落，延長了防腐覆層使用壽命，有效克服了因滾柱對覆層表 面長期滾壓，對覆層產(chǎn)生擠壓，易造成覆層產(chǎn)生變形剝離脫落的不足，而 具有實際使用價值；增加防腐覆層，可以使?jié)L柱轉子泵適應腐蝕性介質(zhì)， 特別是如鹽酸、濃硫酸等強腐蝕性介質(zhì)的輸送，擴大了滾柱泵的使用范圍， 例如一些原來滾柱泵不能使用，而防腐離心泵又難以應用場合，如運送腐 蝕性介質(zhì)車輛貯槽的清倉、掃倉，可以提高運輸效率。此外錨固覆層的凹 凸和/或嵌入的錨固龜甲結構，還可以克服溫度對覆層產(chǎn)生的熱膨脹不利， 減小了覆層的受熱膨脹，可以使防腐滾柱轉子泵用于輸送具有一定溫度的 介質(zhì)。
以下結合幾個具體實施方式
，進一步說明及幫助理解本發(fā)明構思。


圖1為現(xiàn)有技術滾柱轉子泵結構示意圖。
圖2為本發(fā)明第一實施例滾柱轉子泵結構示意圖。
圖3為圖2進出液口連接示意圖。
圖4為本發(fā)明第二實施例滾柱轉子泵結構示意圖。
圖5為圖4過流部位覆合防腐層結構示意圖。圖6為本發(fā)明第三實施例滾柱轉子泵結構示意圖。 圖7為本發(fā)明第四實施例滾柱轉子泵結構示意圖。
圖8為本發(fā)明第五實施例滾柱結構示意圖。
圖9為本發(fā)明第六實施例轉子體端面結構示意圖。
圖10為圖9軸向結構示意圖。
圖11為本發(fā)明第七實施例滾柱轉子泵結構示意圖。
圖12為本發(fā)明第八實施例滾柱轉子泵結構示意圖。
圖13為圖12進口及出口連接端板結構示意圖。
圖14為圖13左視圖。
圖15為本發(fā)明第九實施例滾柱轉子泵結構示意圖。 圖16為圖15液體排出套結構示意圖。 圖17為圖16軸向剖視結構圖。
具體實施例方式
實施例1:參見圖2、 3，本發(fā)明高效率滾柱轉子泵，金屬泵殼1徑向
截面4呈橢圓形，橢圓截面的長弧與短弧相交處附近(四角處附近)，對 向設置有2個進口 5. 1和5.2，及2個出口6. 1和6.2，其中長軸兩端的進 出口夾角a為15(T ， 2個進口及2個出口，通過外接管道連接為對外一個 進口5和一個出口6;泵腔內(nèi)有周面有相間軸向凹槽的轉子體3，各凹槽內(nèi) 有活動的陶瓷滾柱2。
實施例2:參見圖4、 5，如前述，泵腔及兩側端蓋(圖中未顯示)內(nèi)表 面加工有錨固襯層的軸向凹槽10，表面焊接有鋼絲網(wǎng)9，通過模壓襯里超 高分子量聚乙烯防腐層8. 1，轉子體3為表面齒狀金屬芯外覆有防腐層8. 2， 構成防腐型滾柱轉子泵。
實施例3:參見圖6，如前述，各滾柱2. l截面呈橢圓結構，相應轉子
體表面凹槽截面為長方形或橢圓形。
實施例4:參見圖7，如前述，轉子體端面與泵蓋間有陶瓷耐磨襯板11。 實施例5:參見圖8，如實施例4，表面包覆有耐腐層的滾柱2，端面
鑲嵌有橡膠耐磨墊12。
實施例6:參見圖9、 10，如前述，轉子體3端面徑向有放射狀凹槽， 各凹槽中鑲嵌有凸出端平面的外凸輻條13，其中輻條13中心端有防徑向甩 出彎鉤14。
實施例7:參見圖11，如前述，泵體1內(nèi)腔鑲嵌有可更換塑料泵腔套15，使?jié)L柱轉子泵的泵腔呈可更換結構。
實施例8:參見圖12、 13、 14，如前述，本發(fā)明滾柱轉子泵為單端支
承懸臂結構(也可以是兩端支承)，2個進口及2個出口，設置于軸向泵蓋端 面(端進出口)，泵蓋外有進口及出口合并(二合一)板16及外端蓋，使泵對 外呈1個進口及1個出口結構。進口及出口合并板16，為板體兩面分別有 徑向凹槽17和18(也可以為其他彎曲凹槽)，凹槽分別與端蓋上2上進口和 2個出口對位連通，2個進口及2個出口分別通過凹槽連通，凹槽17和18 一端部各有外連通出口 17. 1 (圖中未顯示)和18. 1。
實施例9:參見圖15、 16、 17，對于軸向較長滾柱轉子泵，還可以在 鑲嵌的泵腔襯套19，壁厚上對應端部2個進口及2個出口位置，加工有軸 向慣通孔20，通孔兩端有進出液豁口。這樣泵軸向左側進、出液直接通過 設置于端部的進、出口通道；右側的進、出液則通過右側豁口進入襯套軸 向通孔，通過軸向通孔連通左端部進、出口，最后通過進口及出口合并板 16對外連接。
此外，襯塑連接凹槽還可以采用凹坑替代，上述實施例附加特征可以 不限于實施例配合，進行任意交互組合。 '
權利要求
1、高效率滾柱轉子泵，包括金屬泵殼和內(nèi)置圓周表面有相間軸向凹槽的轉子體，以及活動放入轉子體各凹槽中的滾柱，其特征在于泵腔徑向截面為橢圓形，橢圓截面泵腔的長弧與短弧相交處附近，對向設置有2個進口與2個出口。
2、 根據(jù)權利要求1所述高效率滾柱轉子泵，其特征在于泵殼內(nèi)腔表面、 端蓋內(nèi)側表面，有錨固覆層的凹凸和/或錨固龜甲，以及覆蓋于表面的非金屬 防腐層；轉子體為表面有凹凸和/或有錨固龜甲的金屬體外包非金屬防腐層， 滾柱為防腐型滾柱。
3、 根據(jù)權利要求2所述高效率滾柱轉子泵，其特征在于泵殼內(nèi)腔表面、 端蓋內(nèi)側表面、轉子體表面有凹凸和錨固龜甲。
4、 根據(jù)權利要求2所述高效率滾柱轉子泵，其特征在于轉子體兩端及泵 蓋內(nèi)側防腐層厚度為2-12mm。
5、 根據(jù)權利要求2所述高效率滾柱轉子泵，其特征在于轉子體端面與泵 蓋間有熱膨脹小的耐磨隔板。
6、 根據(jù)權利要求5所述高效率滾柱轉子泵，其特征在于滾柱兩端面嵌有 軟質(zhì)耐磨塊。
7、 根據(jù)權利要求l、 2、 3、 4、 5或6所述高效率滾柱轉子泵，其特征在 于橢圓長軸兩端的進出口夾角為120 — 150° 。
8、 根據(jù)權利要求l、 2、 3、 4、 5或6所述高效率滾柱轉子泵，其特征在 于滾柱截面為橢圓形，轉子體表面凹槽截面為長方形或橢圓形。
9、 根據(jù)權利要求l、 2、 3、 4、 5或6所述高效率滾柱轉子泵，其特征在 于轉子體端面鑲嵌有可更換放射狀外凸輻條。
10、 根據(jù)權利要求l、 2、 3、 4、 5或6所述高效率滾柱轉子泵，其特征 在于泵體內(nèi)腔鑲嵌有可更換的泵腔套。
11、 根據(jù)權利要求l、 2、 3、 4、 5或6所述高效率滾柱轉子泵，其特征 在于2個進口及2個出口設置在軸向泵蓋端面，外有進口及出口合并板及外 端蓋，進口及出口合并板兩面分別有連通2個進口及2個出口的凹槽，各凹 槽一端有外連通出口。
12、 根據(jù)權利要求ll所述高效率滾柱轉子泵，其特征在于泵體內(nèi)腔鑲嵌 有可更換的泵腔套，泵腔套壁厚上對應端部2個進口及2個出口位置，有軸 向慣通孔，通孔兩端有進出液豁口。
13、根據(jù)權利要求12所述高效率滾柱轉子泵，其特征在于滾柱轉子泵為 懸臂結構。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高效率雙作用滾柱轉子泵，其特征是泵腔徑向截面為橢圓形，橢圓截面泵腔的長弧與短弧相交處附近，對向設置有2個進口與2個出口。使得轉子體旋轉一周，可以實現(xiàn)二次吸排，效率可以較單作用提高20-25％左右，并且均衡或相互抵消了泵運轉過程中的軸向偏心力，有效延長了軸承使用壽命。此外，在泵過流部件表面覆有防腐層及增加錨固襯層的凹凸和/或嵌入防腐層的錨固龜甲結構，不僅使泵可以吸送腐蝕性介質(zhì)，擴大了應用范圍，而且防腐層不易剝離脫落，并可用于輸送具有一定溫度的介質(zhì)，具有實際使用價值。
文檔編號F04C2/34GK101451525SQ200710191559
公開日2009年6月10日 申請日期2007年12月9日 優(yōu)先權日2007年12月9日
發(fā)明者將龍福, 張生昌, 方宏生, 鄧鴻英, 邵曉敏 申請人:宜興市宙斯泵業(yè)有限公司;浙江工業(yè)大學