專(zhuān)利名稱(chēng)：一種外旋體內(nèi)旋恒壓泵的設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種容積泵的設(shè)計(jì)方法，一種外旋體內(nèi)旋恒壓泵的設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，在許多領(lǐng)域需求一種節(jié)能、環(huán)保、高揚(yáng)程、輸出壓 力恒定的泵產(chǎn)品。城市高層供水急需即可變流量又能高揚(yáng)程的恒壓節(jié)能環(huán)保型水泵；油田， 特別是海上油田更急需先進(jìn)的油氣多相混輸泵。然而，現(xiàn)有的泵則無(wú)法滿足以上要求。
往復(fù)泵雖易實(shí)現(xiàn)高揚(yáng)程，但由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜及往復(fù)導(dǎo)致的高脈動(dòng)，必然造成噪音 大、流量不均勻、制造成本高。
離心泵由于無(wú)法低速運(yùn)行、泵體笨拙，耗能較高且很難控制流量。
螺桿泵雖有輸出壓力恒定優(yōu)點(diǎn)。但內(nèi)泄大、體積大、制造精度較高。 單螺桿泵雖有輸出壓力恒定、體積較小等優(yōu)點(diǎn)，但橡膠套易磨損、不易輸高溫介
質(zhì)、且較難實(shí)現(xiàn)高壓。
齒輪泵雖制造成本低、應(yīng)用廣泛，但噪音大、壽命短、不易輸高溫介質(zhì)且較難實(shí)現(xiàn)高壓。
葉片泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。
渦旋泵造價(jià)高、有脈動(dòng)、排量小。 雙轉(zhuǎn)子螺旋泵是用外徑與主動(dòng)轉(zhuǎn)子內(nèi)徑相同的螺旋簧嵌于主轉(zhuǎn)子腔體內(nèi)，通過(guò)螺 旋簧與從動(dòng)轉(zhuǎn)子上的螺旋槽滑動(dòng)配合而工作。液體的進(jìn)口和出口分設(shè)于主動(dòng)轉(zhuǎn)子的兩端， 其揚(yáng)程僅為300米(約3Mpa)。其主要不足是①該泵主轉(zhuǎn)子是殼體，并將一個(gè)螺旋簧嵌于 主轉(zhuǎn)子內(nèi)，為分體結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)難以承受高壓；②揚(yáng)程300米說(shuō)明螺旋間的密封難題尚未 得到根本解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種輸出壓力高，可恒壓變流量，能液、氣混輸?shù)耐庑w內(nèi)旋
恒壓泵的設(shè)計(jì)方法，它內(nèi)密封好且體積小、噪音低、能耗低、制造成本低、應(yīng)用范圍廣。 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，設(shè)計(jì)一種外旋體內(nèi)旋恒壓泵的設(shè)計(jì)方法，該泵包括 泵體、偏心軸、端蓋、密封圈、油封、軸承，其特征是泵體內(nèi)表面上有螺旋槽，螺旋槽的法向 截面是矩形，在泵體和偏心軸之間套有螺旋槽體，螺旋槽體是空心腔體，它的外表面有與泵 體內(nèi)表面的螺旋槽形狀相同、尺寸相配合的螺旋槽，泵體的內(nèi)螺旋槽與螺旋槽體的外螺旋 槽相互嚙合，螺旋槽體的內(nèi)表面與偏心軸外表面為弧線配合的滑動(dòng)連接，偏心軸通過(guò)軸承 與泵體的端蓋體連接；泵體是外旋體結(jié)構(gòu)，泵體旋轉(zhuǎn)，偏心軸不動(dòng)，偏心軸的兩端分別有通 道孔，通道孔的一端口與液體進(jìn)口或液體出口連通，通道孔的另一端口與泵體內(nèi)空腔連通； 當(dāng)偏心軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)螺旋槽體作行星運(yùn)動(dòng)，從而使泵體螺旋槽與螺旋槽體外表面 上的螺旋槽之間的旋動(dòng)配合將液體升壓泵出。 所述的螺旋槽體的內(nèi)表面與偏心軸的外表面是弧線配合的滑動(dòng)連接時(shí)，螺旋槽體
3的內(nèi)表面為圓柱形，偏心軸的外表面為凸起的圓弧形；或螺旋槽體的內(nèi)表面是凸起的圓弧 形，偏心軸的外表面是圓柱形。 所述的偏心軸的軸面上套有偏心套，在泵體和偏心套之間套有螺旋槽體，螺旋槽 體的內(nèi)表面與偏心套的外表面是弧線配合的滑動(dòng)連接，偏心軸通過(guò)軸承與泵體的端蓋體連 接，液體進(jìn)口和液體出口在泵體的兩端。 所述的螺旋槽體的內(nèi)表面為圓柱形，偏心套的外表面是凸起的圓弧形或螺旋槽體 的內(nèi)表面是凸起的圓弧形，偏心套的外表面是圓柱形，這樣螺旋槽體的內(nèi)表面與偏心套的 外表面是弧線配合的滑動(dòng)連接。 所述的螺旋槽體內(nèi)表面固定連接有萬(wàn)向旋套。 所述的偏心套與偏心軸之間是螺紋連接，或鍵連接，或是一體結(jié)構(gòu)，偏心套能實(shí)現(xiàn) 自調(diào)，滿足螺旋槽體作行星運(yùn)動(dòng)的軌跡要求。 所述的端蓋體是由端蓋內(nèi)端面上連接的環(huán)形軌道構(gòu)成。 本發(fā)明的內(nèi)旋恒壓泵特點(diǎn)是該泵結(jié)構(gòu)抓住了矩形螺旋槽、槽配合滑動(dòng)的規(guī)律，不 僅解決了矩形內(nèi)螺旋槽和泵體成為一體結(jié)構(gòu)這一難題，而且從根本上解決了矩形內(nèi)螺旋槽 和矩形外螺旋槽間配合的密封難題。 ①該泵由于是螺旋運(yùn)動(dòng)，它所形成的密封腔為多相型密封腔，所以輸出的壓力無(wú) 脈動(dòng)，始終是平穩(wěn)的。 ②該泵由于內(nèi)螺旋槽體和泵殼為一體，其結(jié)構(gòu)的這一特點(diǎn)可滿足高揚(yáng)程要求，輸 出壓力可達(dá)30Mpa以上(揚(yáng)程3000米以上)。 ③該泵由于螺旋密封線始終處于最佳狀態(tài)，因而內(nèi)泄很小。輸送一般液體時(shí)能在
恒壓狀態(tài)通過(guò)改變轉(zhuǎn)速變流量，并可液、氣混輸。
該泵由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)均為金屬件，所以可輸送高溫介質(zhì)。 ⑤該泵由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)閥件，內(nèi)部件均為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所以噪音低、能耗低、制造成 本低。 ⑥該泵由于屬外旋體內(nèi)螺旋泵，內(nèi)部結(jié)構(gòu)特別緊湊，所以體積小，完全可滿足油田 等特殊行業(yè)的要求。


下面結(jié)合實(shí)施例附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中1、泵體；2、螺旋槽體；3、萬(wàn)向旋套；4、偏心套；5、偏心軸；6、環(huán)形軌道；7、軸 承；8、油封；9、透端蓋；10、悶端蓋。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例如圖1所示，外旋體內(nèi)旋恒壓泵由泵體1、螺旋槽體2、萬(wàn)向旋套3、偏心套 4、偏心軸5、環(huán)形軌道6、軸承7、油封8、透端蓋9、悶端蓋10、密封圈連接構(gòu)成，除密封圈外， 其余部件都是剛性材料。在偏心軸5的軸面上固定套接有偏心套4，偏心套4與偏心軸5之 間是螺紋連接，或鍵連接，也可以是一體結(jié)構(gòu)，由于偏心套4是易損件，分體結(jié)構(gòu)只需更換 偏心套4配件即可，延長(zhǎng)偏心軸5使用壽命，而且偏心套4能實(shí)現(xiàn)自調(diào)，滿足螺旋槽體2作行星運(yùn)動(dòng)的軌跡要求。泵體l外表面是圓筒形，泵體l內(nèi)表面上有螺旋槽，螺旋槽的法向截 面是矩形，在泵體1和套有偏心套4的偏心軸5之間套有螺旋槽體2，螺旋槽體2是內(nèi)表面 為圓柱形的空心腔體，螺旋槽體2的外表面有與泵體1內(nèi)表面的螺旋槽形狀相同，尺寸相配 合的螺旋槽，螺旋槽體2的內(nèi)表面與偏心套4的外表面是弧線配合的滑動(dòng)連接，螺旋槽體2 的偏心套4的外表面是凸起的圓弧形或著螺旋槽體2的內(nèi)表面是凸起的圓弧形，偏心套4 的外表面是圓柱形，這樣螺旋槽體2的內(nèi)表面與偏心套4的外表面是弧線配合的滑動(dòng)連接。 泵體1的內(nèi)螺旋槽與螺旋槽體2的外螺旋槽相互嚙合；螺旋槽體2內(nèi)表面固定連接有萬(wàn)向 旋套3，也可以不要萬(wàn)向旋套3，但有萬(wàn)向旋套3可以增加使用壽命，萬(wàn)向旋套3可以作為配 件更換，而且當(dāng)螺旋槽體2的內(nèi)表面是凸起的圓弧形，將萬(wàn)向旋套3加工成凸起的圓弧形比 直接將螺旋槽體2的內(nèi)表面加工成凸起的圓弧形加工方便。偏心軸5依次通過(guò)軸承7、油封 8與泵體1的端蓋體連接，端蓋體是在端蓋內(nèi)端面上連接有環(huán)形軌道6構(gòu)成，環(huán)形軌道6是 環(huán)形，其作用是為螺旋槽體2提供軸向運(yùn)動(dòng)軌道。 它適應(yīng)于特殊環(huán)境需要泵體旋轉(zhuǎn)且高速運(yùn)行的要求，泵體1是外旋體結(jié)構(gòu)，偏心 軸5的兩端分別有通道孔，通道孔的一端口與液體進(jìn)口或液體出口連通，通道孔的另一端 口與泵體1內(nèi)空腔連通。當(dāng)偏心軸5和偏心套4作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)螺旋槽體2作行星運(yùn) 動(dòng)，從而使泵體1內(nèi)表面的螺旋槽與螺旋槽體2外表面上的螺旋槽之間的旋動(dòng)配合使兩螺 旋槽嚙合所形成的多相密封腔不斷從進(jìn)口 一端向出口 一端運(yùn)動(dòng)，從而將液體從進(jìn)口吸入將 液體升壓從出口排出，輸出的液壓值保持恒定，沒(méi)有脈動(dòng)。 安裝時(shí)，裝有萬(wàn)向旋套3的螺旋槽體2裝在泵體1內(nèi)，使泵體1螺旋槽置于螺旋槽 體2的螺槽中；裝有偏心套4的偏心軸5裝在萬(wàn)向旋套3內(nèi)；兩個(gè)環(huán)形軌道6用螺釘分別固 在透端蓋9和悶端蓋10上，并把軸承7、油封8分裝在透端蓋9和悶端蓋10上。將悶端蓋 10裝在泵體1的出口端用螺栓固定。 這種外旋體內(nèi)旋恒壓泵工作原理是偏心軸5工作時(shí)不轉(zhuǎn)，并固定在泵架上。泵體 1通過(guò)兩個(gè)透端蓋9圍繞偏心軸5轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)螺旋槽體2沿著泵體1內(nèi)表面螺旋槽及環(huán)形軌 道6作行星運(yùn)動(dòng)。兩螺旋槽合所形成的多相密封腔不斷從進(jìn)口一端向出口一端運(yùn)動(dòng)，從而 將液體從進(jìn)口吸入并以恒定的壓力從出口排出。 外旋體內(nèi)旋恒壓泵的偏心軸5固定不動(dòng)，泵體1可以是順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，也可以是 逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，所不同的只是進(jìn)液口和出液口倒置，泵體結(jié)構(gòu)不變。 本發(fā)明不僅局限于以上實(shí)施例，本發(fā)明對(duì)泵結(jié)構(gòu)未作詳盡敘述的部分與現(xiàn)有技術(shù) 結(jié)構(gòu)相同，所不做詳細(xì)描述如密封圈的安裝位置與已知泵相同，都在端蓋等需要密封部位。
權(quán)利要求
一種外旋體內(nèi)旋恒壓泵的設(shè)計(jì)方法，該泵包括泵體(1)、偏心軸(5)、端蓋、密封圈、油封(8)、軸承(7)，其特征是泵體(1)內(nèi)表面上有螺旋槽，螺旋槽的法向截面是矩形，在泵體(1)和偏心軸(5)之間套有螺旋槽體(2)，螺旋槽體(2)是空心腔體，它的外表面有與泵體(1)內(nèi)表面的螺旋槽形狀相同、尺寸相配合的螺旋槽，泵體(1)的內(nèi)螺旋槽與螺旋槽體(2)的外螺旋槽相互嚙合，螺旋槽體(2)的內(nèi)表面與偏心軸(5)外表面為弧線配合的滑動(dòng)連接；偏心軸(5)通過(guò)軸承(7)與泵體(1)的端蓋體連接，泵體(1)是外旋體結(jié)構(gòu)，泵體(1)旋轉(zhuǎn)，偏心軸(5)不動(dòng)，偏心軸(5)的兩端分別有通道孔，通道孔的一端口與液體進(jìn)口或液體出口連通，通道孔的另一端口與泵體(1)內(nèi)空腔連通；當(dāng)偏心軸(5)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)螺旋槽體(2)作行星運(yùn)動(dòng)，從而使泵體(1)螺旋槽與螺旋槽體(2)外表面上的螺旋槽之間的旋動(dòng)配合將液體升壓泵出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種外旋體內(nèi)旋恒壓泵的設(shè)計(jì)方法，其特征是所述的螺旋槽體(2)的內(nèi)表面與偏心軸(5)的外表面是弧線配合的滑動(dòng)連接時(shí)，螺旋槽體(2)的內(nèi)表面為圓柱形，偏心軸(5)的外表面為凸起的圓弧形；或螺旋槽體(2)的內(nèi)表面是凸起的圓弧形，偏心軸(5)的外表面是圓柱形。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種外旋體內(nèi)旋恒壓泵的設(shè)計(jì)方法，其特征是所述的偏心軸(5)的軸面上套有偏心套(4)，在泵體(1)和偏心套(4)之間套有螺旋槽體(2)，螺旋槽體(2)的內(nèi)表面與偏心套(4)的外表面是弧線配合的滑動(dòng)連接，偏心軸(5)通過(guò)軸承(7)與泵體(1)的端蓋體連接，液體進(jìn)口和液體出口在泵體(1)的兩端。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種外旋體內(nèi)旋恒壓泵的設(shè)計(jì)方法，其特征是所述的螺旋槽體(2)的內(nèi)表面為圓柱形，偏心套(4)的外表面是凸起的圓弧形或螺旋槽體(2)的內(nèi)表面是凸起的圓弧形，偏心套(4)的外表面是圓柱形，這樣螺旋槽體(2)的內(nèi)表面與偏心套(4)的外表面是弧線配合的滑動(dòng)連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種外旋體內(nèi)旋恒壓泵的設(shè)計(jì)方法，其特征是所述的螺旋槽體(2)內(nèi)表面固定連接有萬(wàn)向旋套(3)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種外旋體內(nèi)旋恒壓泵的設(shè)計(jì)方法，其特征是所述的偏心套(4)與偏心軸(5)之間是螺紋連接，或鍵連接，或是一體結(jié)構(gòu)，偏心套(4)能實(shí)現(xiàn)自調(diào)，滿足螺旋槽體(2)作行星運(yùn)動(dòng)的軌跡要求。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種外旋體內(nèi)旋恒壓泵的設(shè)計(jì)方法，其特征是所述的端蓋體是由端蓋內(nèi)端面上連接的環(huán)形軌道(6)構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種外旋體內(nèi)旋恒壓泵的設(shè)計(jì)方法，其特征是泵體(1)內(nèi)表面上有螺旋槽，螺旋槽的法向截面是矩形，在泵體(1)和偏心軸(5)之間套有空心腔體螺旋槽體(2)，它外表面有與泵體(1)內(nèi)表面的螺旋槽形狀相同、尺寸相配合的螺旋槽，內(nèi)螺旋槽與外螺旋槽相互嚙合，螺旋槽體(2)的內(nèi)表面與偏心軸(5)外表面為弧線配合的滑動(dòng)連接；偏心軸(5)通過(guò)軸承(7)與泵體(1)的端蓋體連接，泵體(1)是外旋體結(jié)構(gòu)，泵體(1)旋轉(zhuǎn)，偏心軸(5)不動(dòng)，偏心軸(5)的兩端分別有液體進(jìn)口或液體出口的通道孔。它的輸出壓力高，可恒壓變流量，能液、氣混輸，內(nèi)密封效果好，體積小、噪音低、能耗低、應(yīng)用范圍廣。
文檔編號(hào)F04C15/00GK101737321SQ20081023224
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月13日
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