專利名稱：一種三線嚙合內(nèi)壓密封新型泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機械工程領(lǐng)域，國際專利分類為F04D非變?nèi)菔奖?，涉及一種將機械能轉(zhuǎn)換為液體壓力能的能量轉(zhuǎn)換容積泵，特別是指一種三線嚙合內(nèi)壓密封新型泵。
背景技術(shù)：
公知的容積泵主要結(jié)構(gòu)形式有柱塞泵、螺桿泵、羅茨泵和滑片泵。作為容積泵具有效率高的優(yōu)點，但都存在長期運行磨損后其效率明顯降低，造成上述缺陷的主要原因在于高壓腔和低壓腔之間的端面動態(tài)隔離沒能起到有效密封。端面配合公差尺寸過小容易熱脹卡死住，端面配合公差尺寸過大則沒能起到有效密封，且長期運行磨損后密封效果更差， 不得不停下生產(chǎn)線更換泵設(shè)備，造成很大的直接浪費和間接損失。柱塞泵適合高壓但脈沖大，磨損后不具備自我補償；螺桿泵適合高粘度但在單位容積上制造成本高，磨損后也不具備自我補償；羅茨泵適合液體和氣體但其徑向存在間隙， 且徑向和端面磨損后都不具備自我補償；滑片泵能做到徑向磨損后自我補償，但端面磨損后仍然不具備自我補償，且滑片卡死現(xiàn)象時有發(fā)生。國內(nèi)外至今沒能見到一種切實有效的容積泵，能同時具備端面磨損密封補償和徑向磨損密封補償?shù)慕Y(jié)構(gòu)功能。美國三大工程科技雜志(《SCI》美國《科學引文索引》其英文全稱為kience Citation Index，簡稱SCI; ((EI))美國《工程索引》其英文全稱為The Engineering Index，簡稱EI ； ((ISTP))美國《科技會議錄索引》其英文全稱為 hdex to Scientific & Technical Proceedings，簡稱 ISTP。) 收納全球工程科技論文，也未曾見有一種能同時具備端面磨損密封補償和徑向磨損密封補償?shù)娜莘e泵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種三線嚙合內(nèi)壓密封新型泵，同時具備端面磨損密封補償和徑向磨損密封補償?shù)募夹g(shù)，以實現(xiàn)高壓腔和低壓腔之間長時間處在良好的動態(tài)隔離密封狀態(tài)，彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，填補容積泵同時具備端面磨損密封補償和徑向磨損密封補償?shù)募夹g(shù)空白。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案一種三線嚙合內(nèi)壓密封新型泵，包括泵體4以及安裝在泵體4的中心通孔41上的轉(zhuǎn)子軸1和安裝在泵體4的偏心半孔42上的從轉(zhuǎn)子2，兩轉(zhuǎn)子的工作里端面貼著偏心半孔42的底平面40，兩轉(zhuǎn)子的工作外端面還貼著補償盤6的正平面，并有固定在偏心端蓋5上的定位銷7限制補償盤6只能做軸向滑動， 偏心端蓋5用至少三顆的螺釘8來密閉固定在偏心半孔42的工作區(qū)外端面，所述的補償盤 6的背面與偏心端蓋5之間的空間與內(nèi)壓回流道9相通，內(nèi)壓回流道9的另一端通往出口 49 ；且轉(zhuǎn)子軸1和從轉(zhuǎn)子2在旋轉(zhuǎn)中相互嚙合，同步產(chǎn)生三條軸向延伸的密封帶，構(gòu)成A、B、 以及C三個工作空間。內(nèi)壓回流道9引入的壓力使得補償盤6的背面受力大于正面受力，其正面能緊貼著兩轉(zhuǎn)子的工作外端面，繼而迫使兩轉(zhuǎn)子的工作里端面也緊貼著底平面40，具備端面磨損密封補償；且轉(zhuǎn)子軸1和從轉(zhuǎn)子2同步產(chǎn)生三條軸向延伸的密封帶，構(gòu)成A、B以及C三個工作空間，經(jīng)歷長期使用均勻磨損后仍能保證三條軸向延伸的密封帶同步形成， 同步產(chǎn)生的三條軸向延伸的密封帶確保了三個工作空間的徑向滑動始終處于有效密封。該結(jié)構(gòu)做到了同時具備端面磨損密封補償和徑向磨損密封補償，實現(xiàn)高壓腔和低壓腔之間長時間處在良好的動態(tài)隔離密封狀態(tài)。所述泵體4上的中心通孔41里帶一個“0”型圈槽，中心通孔41的中心軸線仏與偏心半孔42的中心軸線O1之間偏心距離t，底平面40上的一個月牙形吸口 47聯(lián)通著進口 46，底平面40上的另一個月牙形排口 48聯(lián)通著出口 49，出口 49有一旁通的內(nèi)壓回流道9 通往到補償盤6的背面與偏心端蓋5之間的空間。所述轉(zhuǎn)子軸1包括三個等分弧面工作段13以及無鍵槽軸段11和帶鍵槽軸段12， 三個等分弧面工作段13的工作里端面貼著底平面40，三個等分弧面工作段13的工作外端面被補償盤6的正平面緊貼著。所述從轉(zhuǎn)子2包括四個等分弧面全段，全段兩端面的寬度與三個等分弧面工作段 13的兩端面寬度的尺寸相等一致。所述的補償盤6上的帶“0”型圈槽通孔61的中心軸線O2與帶“0”型圈槽外圓62 的中心軸線O1之間偏心距離t，補償盤6的偏心定位孔67與定位銷7滑動配合。借助于內(nèi)壓回流道9所引入的出口壓力，造成補償盤6的正面是一半通往出口，另一半通往進口，而背面是全面積通往出口，使得補償盤6的背面受力大于正面受力，補償盤6的正平面可以始終緊貼著兩轉(zhuǎn)子的工作外端面，繼而迫使兩轉(zhuǎn)子的工作里端面也緊貼著底平面40，確保三個工作空間的端面滑動始終處于有效密封。所述的轉(zhuǎn)子軸1的中心軸線A與從轉(zhuǎn)子2的中心軸線O1之間偏心距離t，轉(zhuǎn)子軸 1的三個等分弧面工作段13與從轉(zhuǎn)子2的四個等分弧面之間在旋轉(zhuǎn)中相互嚙合，同步產(chǎn)生三個接觸點，過接觸點形成三條軸向延伸的密封帶，結(jié)合底平面40和補償盤6的正平面，構(gòu)成A、B以及C三個工作空間，經(jīng)歷長期使用均勻磨損后仍能保證三條軸向延伸的密封帶同步形成，同步產(chǎn)生的三條軸向延伸的密封帶確保三個工作空間的徑向滑動始終處于有效密封。端面磨損密封補償和徑向磨損密封補償?shù)耐瑫r具備，實現(xiàn)高壓腔和低壓腔之間長時間處在良好的動態(tài)隔離密封狀態(tài)。安裝步驟和工作原理轉(zhuǎn)子軸1的帶鍵槽軸段12從底平面40 —側(cè)，穿過中心通孔41與之滑動配合，三個等分弧面工作段13的工作里端面貼著底平面40。從轉(zhuǎn)子2安放在偏心半孔42內(nèi)滑動配合，從轉(zhuǎn)子2的工作里端面也貼著底平面40。轉(zhuǎn)子軸1的中心軸線&與從轉(zhuǎn)子2的中心軸線O1之間偏心距離t，轉(zhuǎn)子軸1的三個等分弧面工作段13與從轉(zhuǎn)子2的四個等分弧面之間在旋轉(zhuǎn)中相互嚙合，同步產(chǎn)生三個接觸點，過接觸點形成三條軸向延伸的密封帶，結(jié)合底平面40和補償盤6的正平面，構(gòu)成A、B以及C三個工作空間，經(jīng)歷長期使用均勻磨損后仍能保證三條軸向延伸的密封帶同步形成，確保三個工作空間的徑向始終有效密封。補償盤6上的帶“0”型圈槽通孔61的中心軸線O2與帶“0”型圈槽外圓62的中心軸線O1之間偏心距離t，補償盤6的偏心定位孔67與定位銷7滑動配合。補償盤6的正平面朝里，帶“0”型圈槽通孔61從轉(zhuǎn)子軸1的無鍵槽軸段11 一端套入滑動配合，帶“0”型圈槽外圓62與偏心半孔42滑動配合。
偏心端蓋5上的帶“0”型圈槽通孔51從轉(zhuǎn)子軸1的無鍵槽軸段11 一端套入滑動配合，定位銷7緊固在偏心端蓋5里側(cè)面上。將偏心端蓋5加墊片M后用至少三顆的螺釘 8沿著偏心端蓋5的外圓邊緣密閉固定在泵體4的偏心半孔42的工作區(qū)外端面上。補償盤6的背面有定位孔67與定位銷7滑動配合，定位銷7與偏心端蓋5固定連接，因而補償盤6相對于偏心端蓋5只能作軸向滑移。所有“0”型圈槽中的“0”型圈在所處部位起到動密封作用。工作時，外力通過帶鍵槽軸段12帶動轉(zhuǎn)子軸1旋轉(zhuǎn)，繼而撥動從轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)，從轉(zhuǎn)子2與轉(zhuǎn)子軸1兩者的旋轉(zhuǎn)中心偏離距離為t，轉(zhuǎn)子軸1的三個等分弧面工作段13與從轉(zhuǎn)子2的四個等分弧面之間在旋轉(zhuǎn)中相互嚙合，同步產(chǎn)生三條軸向延伸的密封帶，結(jié)合底平面40和補償盤6的正平面，構(gòu)成A、B以及C三個工作空間。旋轉(zhuǎn)時，A、B以及C三個工作空間的隨著旋轉(zhuǎn)將逐漸變大的一側(cè)為月牙形吸口 47，通向進口 46 ；A、B以及C三個工作空間的隨著旋轉(zhuǎn)將逐漸變小的一側(cè)為月牙形排口 48，通向出口 49。轉(zhuǎn)子軸1連續(xù)旋轉(zhuǎn)驅(qū)使A、 B以及C三個工作空間周而復(fù)始完成吸、排工作。本發(fā)明的有益效果是轉(zhuǎn)子軸1和從轉(zhuǎn)子2之間在旋轉(zhuǎn)中相互嚙合，同步產(chǎn)生三條軸向延伸的密封帶，借助于內(nèi)壓回流道9使得補償盤6的背面受力大于正面受力，補償盤6 的正平面一側(cè)始終緊貼著兩轉(zhuǎn)子的工作外端面，繼而迫使兩轉(zhuǎn)子的工作里端面也緊貼著底平面40，所構(gòu)成A、B以及C三個工作空間同時具備了端面磨損密封補償和徑向磨損密封補償，實現(xiàn)高壓腔和低壓腔之間長時間處在良好的動態(tài)隔離密封狀態(tài)。


圖1是本發(fā)明整體通過軸線的剖面圖；圖2是圖1中W-W截面的剖面圖；圖3是內(nèi)轉(zhuǎn)子軸1相對于從轉(zhuǎn)子2在運行中同步產(chǎn)生三個工作空間的相對位置關(guān)系；圖4是相對于圖3，轉(zhuǎn)子軸1繞中心軸線&逆時針旋轉(zhuǎn)40度，從轉(zhuǎn)子2繞偏心軸線O1逆時針旋轉(zhuǎn)30度后的相對位置關(guān)系；圖5是相對于圖3，轉(zhuǎn)子軸1繞中心軸線&逆時針旋轉(zhuǎn)80度，從轉(zhuǎn)子2繞偏心軸線O1逆時針旋轉(zhuǎn)60度后的相對位置關(guān)系；圖6是相對于圖3，轉(zhuǎn)子軸1繞中心軸線&逆時針旋轉(zhuǎn)120度，從轉(zhuǎn)子2繞偏心軸線O1逆時針旋轉(zhuǎn)90度后的相對位置關(guān)系；圖7是相對于圖3，轉(zhuǎn)子軸1繞中心軸線&逆時針旋轉(zhuǎn)180度，從轉(zhuǎn)子2繞偏心軸線O1逆時針旋轉(zhuǎn)135度后的相對位置關(guān)系；圖8是相對于圖3，轉(zhuǎn)子軸1繞中心軸線&逆時針旋轉(zhuǎn)240度，從轉(zhuǎn)子2繞偏心軸線O1逆時針旋轉(zhuǎn)180度后的相對位置關(guān)系；圖9是相對于圖3，轉(zhuǎn)子軸1繞中心軸線&逆時針旋轉(zhuǎn)360度，從轉(zhuǎn)子2繞偏心軸線O1逆時針旋轉(zhuǎn)270度后的相對位置關(guān)系；圖10是相對于圖3，轉(zhuǎn)子軸1繞中心軸線化逆時針旋轉(zhuǎn)480度，從轉(zhuǎn)子2繞偏心軸線O1逆時針旋轉(zhuǎn)360度后的相對位置關(guān)系。圖11是轉(zhuǎn)子軸1的透視圖。
圖12是轉(zhuǎn)子軸1和從轉(zhuǎn)子2的曲面線制作圖。
具體實施例方式結(jié)合附圖和實施例，進一步對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和工作原理作詳細說明。圖12中，借助于CAD舉例說明轉(zhuǎn)子軸1和從轉(zhuǎn)子2的曲面線制作過程先畫線X以及與之垂直的線Yl和線Y2，交點分別為Op O2, O1與仏相距為偏心距離t.這里取偏心距離t距離為6mm ；以O(shè)1為圓心，Rl為半徑作基圓R1。這里取Rl半徑為60mm ；以基圓Rl與線X的一個交點為圓心，R2為半徑作圓弧段R2，再以O(shè)1為圓心，將圓弧段R2環(huán)繞O1四等分環(huán)形陳列。這里取R2半徑為40mm ；以圓弧段R2與線X的交點外延到R3的距離為圓心，以R3為半徑過圓弧段R2與線X的交點作圓弧段R3，再以&為圓心，將圓弧段R3環(huán)繞&三等分環(huán)形陳列。這里取R3 半徑為120mm ；分別選取兩條圓弧段R3和一條圓弧段R2，三線相切作圓弧段R4，這里取R4半徑近似為4. 7謹；以R5為半徑分別作圓弧段R5連接相鄰的兩條圓弧段R2，這里R5半徑為32mm。三條圓弧段R4交替地與四條圓弧段R2同步產(chǎn)生的三個接觸點，過接觸點形成三條軸向延伸的密封帶，構(gòu)成A、B以及C三個工作空間。即使長期使用均勻磨損后，同步產(chǎn)生的三個接觸點形成三條軸向延伸的密封帶仍能保證三條軸向延伸的密封帶同步形成，確保三個工作空間的徑向始終處于有效密封。轉(zhuǎn)子軸1的三個等分弧面工作段13的兩端面寬度與從轉(zhuǎn)子2的兩端面寬度的尺寸相等一致，這里取兩端面寬度都為50mm，轉(zhuǎn)子軸1的三個等分弧面工作段13的兩端面寬度與從轉(zhuǎn)子2的的兩端面寬度的尺寸相等一致，兩個轉(zhuǎn)子的工作里端面分別貼著底平面 40，補償盤6的正平面分別貼著兩個轉(zhuǎn)子的工作外端面。借助于內(nèi)壓回流道9使得補償盤 6的背面受力大于正面受力，補償盤6的正平面始終緊貼著兩轉(zhuǎn)子的工作外端面，繼而迫使兩轉(zhuǎn)子的工作里端面也緊貼著底平面40，確保三個工作空間的端面滑動始終處于有效密封。所有“0”型圈槽中的“0”型圈在所處部位起到動密封作用。一種三線嚙合內(nèi)壓密封新型泵，包括泵體4以及安裝在泵體4的中心通孔41上的轉(zhuǎn)子軸1和安裝在泵體4的偏心半孔42內(nèi)的從轉(zhuǎn)子2，偏心半孔42的工作區(qū)外端面有偏心端蓋5，所述的從轉(zhuǎn)子2的工作外端面與偏心端蓋5之間有補償盤6的正平面貼著從轉(zhuǎn)子2 的工作外端面，定位銷7滑動固定補償盤6相對于偏心端蓋5的周向位置。泵體4上的中心通孔41里帶一個“0”型圈槽，中心通孔41的中心軸線仏與偏心半孔42的中心軸線O1之間偏心距離t，底平面40上的一個月牙形吸口 47聯(lián)通著進口 46， 另一個月牙形排口 48聯(lián)通著出口 49，出口 49有一旁通的內(nèi)壓回流道9通往到補償盤6的背面與偏心端蓋5之間的空間。先將轉(zhuǎn)子軸1的帶鍵槽軸段12從底平面40 —側(cè)，穿過中心通孔41與之滑動配合，三個等分弧面工作段13的工作里端面貼著底平面40。將從轉(zhuǎn)子2安放在偏心半孔42 內(nèi)滑動配合，從轉(zhuǎn)子2的工作里端面也貼著底平面40。使得轉(zhuǎn)子軸1的中心軸線O2與從轉(zhuǎn)子2的中心軸線O1之間偏心距離t。再從無鍵槽軸段11 一端上依次裝上補償盤6，定位銷7固定在偏心端蓋5的背面，最后將偏心端蓋5加墊片54，用四顆的螺釘8沿著偏心端蓋5 的外圓邊緣，密閉固定在泵體4的偏心半孔42的工作區(qū)外端面上。工作時，外力通過帶鍵槽軸段12帶動轉(zhuǎn)子軸1旋轉(zhuǎn)，繼而撥動從轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)，從轉(zhuǎn)子2與轉(zhuǎn)子軸1兩者的旋轉(zhuǎn)中心偏離距離為t，轉(zhuǎn)子軸1的三個等分弧面工作段13與從轉(zhuǎn)子2的四個等分弧面之間同步產(chǎn)生三條軸向延伸的密封帶，結(jié)合底平面40和補償盤6的正平面，構(gòu)成A、B以及C三個工作空間。旋轉(zhuǎn)時，A、B以及C三個工作空間的隨著旋轉(zhuǎn)將逐漸變大的一側(cè)為月牙形吸口 47，通向進口 46 ；A、B以及C三個工作空間的隨著旋轉(zhuǎn)將逐漸變小的一側(cè)為月牙形排口 48，通向出口 49。位于出口 49旁通上的內(nèi)壓回流道9將壓力傳送到補償盤6的背面與偏心端蓋5之間的空間，使得補償盤6的背面受力大于正面受力，補償盤6的正平面可以始終緊貼著兩轉(zhuǎn)子的外端面，繼而迫使兩轉(zhuǎn)子的里端面也緊貼著底平面 40，確保三個工作空間的端面滑動始終處于有效密封。轉(zhuǎn)子軸1連續(xù)旋轉(zhuǎn)驅(qū)使A、B以及C 三個工作空間周而復(fù)始完成吸、排工作。最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的一個具體實施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認定為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種三線嚙合內(nèi)壓密封新型泵，包括泵體⑷以及安裝在泵體⑷的中心通孔Gl) 上的轉(zhuǎn)子軸(1)和安裝在泵體的偏心半孔0 上的從轉(zhuǎn)子O)，兩轉(zhuǎn)子的工作里端面貼著偏心半孔0 的底平面(40)，兩轉(zhuǎn)子的工作外端面還貼著補償盤(6)的正平面，并有固定在偏心端蓋( 上的定位銷(7)限制補償盤(6)只能做軸向滑動，偏心端蓋( 用至少三顆的螺釘(8)來密閉固定在偏心半孔0 的工作區(qū)外端面，其特征是所述的補償盤 (6)的背面與偏心端蓋(5)之間的空間與內(nèi)壓回流道(9)相通，內(nèi)壓回流道(9)的另一端通往出口 G9)；且轉(zhuǎn)子軸(1)和從轉(zhuǎn)子( 在旋轉(zhuǎn)中相互嚙合，同步產(chǎn)生三條軸向延伸的密封帶，構(gòu)成A、B、以及C三個工作空間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三線嚙合內(nèi)壓密封新型泵，其特征是所述泵體(4)上的中心通孔Gl)里帶一個“0”型圈槽，中心通孔的中心軸線O2與偏心半孔G2)的中心軸線O1之間偏心距離t，底平面00)上的一個月牙形吸口 G7)聯(lián)通著進口(46)，底平面 (40)上的另一個月牙形排口 G8)聯(lián)通著出口(49)，出口 09)有一旁通的內(nèi)壓回流道(9) 通往到補償盤(6)的背面與偏心端蓋(5)之間的空間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三線嚙合內(nèi)壓密封新型泵，其特征是所述轉(zhuǎn)子軸(1) 包括三個等分弧面工作段(1 以及無鍵槽軸段(11)和帶鍵槽軸段(12)，三個等分弧面工作段(13)的工作里端面貼著底平面(40)，三個等分弧面工作段(13)的工作外端面被補償盤(6)的正平面貼著。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三線嚙合內(nèi)壓密封新型泵，其特征是所述從轉(zhuǎn)子(2) 包括四個等分弧面全段，全段兩端面的寬度與三個等分弧面工作段(1 的兩端面寬度的尺寸相等一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三線嚙合內(nèi)壓密封新型泵，其特征是補償盤(6)上的帶“0”型圈槽通孔(61)的中心軸線與帶“0”型圈槽外圓(62)的中心軸線之間偏心距離t， 補償盤(6)的偏心定位孔(67)與定位銷(7)滑動配合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三線嚙合內(nèi)壓密封新型泵，其特征是所述的轉(zhuǎn)子軸(1) 的中心軸線O2與從轉(zhuǎn)子O)的中心軸線O1之間偏心距離t，轉(zhuǎn)子軸(1)的三個等分弧面工作段(1 與從轉(zhuǎn)子O)的四個等分弧面之間在旋轉(zhuǎn)中相互嚙合，同步產(chǎn)生三個接觸點，過接觸點形成三條軸向延伸的密封帶，結(jié)合底平面GO)和補償盤(6)的正平面，構(gòu)成A、B以及C三個工作空間。
全文摘要
一種三線嚙合內(nèi)壓密封新型泵，包括泵體4以及安裝在泵體4的中心通孔41上的轉(zhuǎn)子軸1和安裝在泵體4的偏心半孔42上的從轉(zhuǎn)子2，兩轉(zhuǎn)子的工作里端面貼著偏心半孔42的底平面40，兩轉(zhuǎn)子的工作外端面還貼著補償盤6的正平面，并有固定在偏心端蓋5上的定位銷7限制補償盤6只能做軸向滑動，偏心端蓋5用至少三顆的螺釘8來密閉固定在偏心半孔42的工作區(qū)外端面，所述的補償盤6的背面與偏心端蓋5之間的空間與內(nèi)壓回流道9相通，；且轉(zhuǎn)子軸1和從轉(zhuǎn)子2在旋轉(zhuǎn)中相互嚙合，構(gòu)成A、B、以及C三個工作空間。該結(jié)構(gòu)做到了同時具備端面磨損密封補償和徑向磨損密封補償，實現(xiàn)高壓腔和低壓腔之間長時間處在良好的動態(tài)隔離密封狀態(tài)。
文檔編號F04C2/10GK102182678SQ20111015679
公開日2011年9月14日 申請日期2011年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月1日
發(fā)明者張意立 申請人:張意立