專利名稱：擺斗式轉(zhuǎn)子泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種容積式流體泵，尤其是一種擺斗式轉(zhuǎn)子泵，其中 轉(zhuǎn)子與殼體不直接接觸。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的工業(yè)用泵主要有葉片泵和容積泵兩大類，葉片式泵可分為 離心泵、旋渦泵、混流泵、軸流泵等，容積泵也有往復(fù)式和轉(zhuǎn)子式兩 大類。葉片泵的特點(diǎn)是流量大而揚(yáng)程相對小，容積泵的特點(diǎn)是揚(yáng)程大 而流量相對小。而要以比較小的體積產(chǎn)生高揚(yáng)程大流量的泵，目前還 很難做到。
在轉(zhuǎn)子式泵中有一種滑片泵，此類泵的滑片是不固定的，旋轉(zhuǎn)時 動力直接驅(qū)動轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子再帶動滑片，而滑片在內(nèi)置彈簧和離心力的 作用下與殼體內(nèi)壁接觸而形成壓液腔。這樣，它在低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時，不
能形成高揚(yáng)程，使用場合受限制；而轉(zhuǎn)速高時，滑片的離心力很大， 并且由內(nèi)壁提供反作用力平衡該離心力，使得滑片與殼體之間的相互 作用力就很大，二者之間的磨損就很嚴(yán)重，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不可靠，壽命短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種能產(chǎn)生相對高揚(yáng)程、 大流量、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠的泵。
上述目的是通過以下方案實(shí)現(xiàn)的 一種泵，包括筒形外殼，該 筒形外殼具有一定容積的腔室并且兩端分別安裝有前端蓋和后端蓋； 轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子相對于筒形外殼的軸線偏心地定位在上述腔室中，轉(zhuǎn)子 的中心軸的一端從前端蓋中延伸穿出以接收來自外部的動力輸入并借 助于軸承由前端蓋支撐，轉(zhuǎn)子具有多個徑向切口，從而將轉(zhuǎn)子分為多個部分，每個部分沿周向的一端為連接端，另一端具有圓弧面；固定 曲軸，該固定曲軸在泵的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中固定不轉(zhuǎn)動并分為第一部分和第 二部分，第一部分與轉(zhuǎn)子的中心軸同軸并借助于軸承由轉(zhuǎn)子的中心軸 支撐，第二部分與圓筒形外殼同軸并固定于后端蓋；多個支臂，每個 支臂的一端與固定曲軸的第二部分可樞轉(zhuǎn)地連接；多個擺斗，每個擺 斗分別安裝在對應(yīng)轉(zhuǎn)子切口中，每個擺斗的一端與轉(zhuǎn)子的一個部分的 連接端可樞轉(zhuǎn)地連接，每個擺斗的另一端與相應(yīng)一個支臂的另一端可 樞轉(zhuǎn)地連接；其中所述擺斗的另一端包括兩段相切的圓弧面，其中一 段圓弧面與轉(zhuǎn)子的所述一個部分的相鄰部分的圓弧面配合從而密封轉(zhuǎn)
子切口 ，另一段圓弧面的半徑等于圓筒形外殼內(nèi)徑與支臂長度之差， 從而保證擺動運(yùn)動期間所述另 一 段圓弧面始終與外殼內(nèi)壁相切，這樣，
所述多個擺斗將轉(zhuǎn)子與外殼之間的空間分成多個工作腔。
此外，所述泵在橫向于外殼軸向的方向上具有入口和出口。 當(dāng)動力通過轉(zhuǎn)子輸入時，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)帶動所述多個擺斗，并帶動所
述多個支臂旋轉(zhuǎn)。此時由殼體、轉(zhuǎn)子、擺斗組成的工作腔的容積就處
于不斷變化之中，在入口處形成吸力、出口處形成壓力，流體就從入
口處p及入、從出口處壓出。
根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子泵的旋轉(zhuǎn)速度和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度均得以提高，與同體
積的其它泵相比，揚(yáng)程和流量也顯著提高，而且它本身又可做雙向泵使用。
優(yōu)選地，所述切口、支臂和擺斗的數(shù)量均為三個。 優(yōu)選地，上述所有的可樞轉(zhuǎn)連接均通過樞軸銷實(shí)現(xiàn)。 優(yōu)選地，所述相鄰部分的圓弧面以所述樞軸銷為中心。


下面參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，附圖中 圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的擺斗式轉(zhuǎn)子泵的局部剖開透視圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的擺斗式轉(zhuǎn)子泵的軸向示意圖，分別 顯示了具有最小工作腔容積和最大工作腔容積的情形；圖3是轉(zhuǎn)子以及曲軸組裝透視圖； 圖4是擺斗的透視圖； 圖5是支臂的透視圖； 圖6是曲軸的透視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1中所示為根據(jù)本發(fā)明的一種擺斗式轉(zhuǎn)子泵的示例性實(shí)施例， 其具有筒形外殼15、該筒形外殼具有用于容納轉(zhuǎn)子1的腔室。前端蓋 13和14以及后端蓋16和18分別沿軸向裝在外殼15的前后兩側(cè)，用 螺栓緊固成一體并通過銷定位。
轉(zhuǎn)子泵的外接設(shè)備如電機(jī)、輸入裝置(如軸聯(lián)軸器)以及進(jìn)出水 口接管以及與轉(zhuǎn)子泵的裝備等為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知，因此在 此省略其描述。
繼續(xù)參見圖1,筒形轉(zhuǎn)子1偏心地設(shè)置在筒形外殼15的腔室中， 并且轉(zhuǎn)子1不與界定所述腔室的外殼的內(nèi)壁切口。轉(zhuǎn)子1的中心軸的 一端la穿過前端蓋13、 14伸出以從動力輸入裝置(未示出)接受動 力，并通過軸承2支承在前端蓋13、 14上。
如圖3所示，轉(zhuǎn)子沿周向在預(yù)定位置處具有切口 lc。例如，在圖 3中示出轉(zhuǎn)子在周向上均勻間隔的三個位置處具有切口，從而將轉(zhuǎn)子 分成三個部分。每個部分沿周向的一端為連接端，另一端具有圓弧面。 當(dāng)然，切口的數(shù)量和布置并不局限于此，而是可以根據(jù)情況適當(dāng)選擇。
重新回到圖1，擺斗12 (例如三個)布置在轉(zhuǎn)子1的切口 lc中。 擺斗12的一端12a通過銷軸1與轉(zhuǎn)子1的一部分的連接端連接。擺斗 12可以繞銷軸19相對于轉(zhuǎn)子1的所述一部分旋轉(zhuǎn)。
一曲軸4的第一部分4a與轉(zhuǎn)子同軸，并利用軸承5或其它裝置以 下述方式支承在轉(zhuǎn)子的中心軸上，即在泵的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中曲軸4固定不 轉(zhuǎn)動。曲軸4的笫二部分4b與外殼15同軸，并通過固定端蓋17和未 示出的軸承支承在后端蓋16上。
順便提及，后端蓋18例如為封閉端蓋，用于封閉外殼的與轉(zhuǎn)子動力輸入側(cè)相對的一側(cè)。
支臂6、 7、 8的一端通過軸承9、 10可樞接地安裝在固定曲軸4 的第二部分4b上，且在軸向最外側(cè)通過固定圏11固定，防止軸向運(yùn) 動。支臂6、 7、 8的另一端通過銷軸20與擺斗12的另一端12b可樞 轉(zhuǎn)地鉸接。
參見圖1-3，擺斗12的另一端12b具有兩段相切的圓弧面，其中 一段圓弧面與轉(zhuǎn)子1的所述一部分的相鄰部分(所述相鄰部分與所述 一部分界定所述切口 )的另一端的圓弧面配合，從而密封轉(zhuǎn)子1的切 口 lc,另一段圓弧面的曲率半徑等于筒形外殼15的內(nèi)徑與支臂的長 度之差，從而保證擺動運(yùn)動期間所述另一段圓弧面始終與外殼15的內(nèi) 壁面相切。因此，連接支臂另一端與擺斗另一端的銷軸位于所述另一 段圓弧面的曲率中心。
圖3為實(shí)施例的轉(zhuǎn)子1的透視圖，由圖中可以看出，轉(zhuǎn)子例如可 以由兩件實(shí)體用螺栓連接而成，這是為了裝配的工藝要求。轉(zhuǎn)子的每 個部分的連接端設(shè)有銷軸孔(例如三個)，另 一端的圓弧面以該銷軸孔 中心為中心。
圖4為實(shí)施例的擺斗12的透視圖。該擺斗12具有兩組平行的銷 軸孔，其中一組銷軸孔(例如兩個)與轉(zhuǎn)子1的相應(yīng)部分的連接端上 的銷軸孔通過銷軸19相鉸接，另一組銷軸孔(例如5個)與支臂6、 7、 8上的銷軸孔通過銷軸鉸接。
圖5為實(shí)施例三個支臂的透視圖。下端圓孔通過軸承與固定曲軸 的第二部分相配合，上端的銷軸孔通過銷軸與擺斗相鉸接。
上述轉(zhuǎn)子l、擺斗12及支臂6、 7、 8上的銷軸孔內(nèi)既可以設(shè)計(jì)安 裝軸承以使得各銷軸19、 20為滾動摩擦，也可以直接安裝銷軸19、 20而產(chǎn)生滑動摩擦。
圖6為實(shí)施例固定曲軸4的透視圖。其兩部分的偏心距與轉(zhuǎn)子和 殼體安裝時形成的偏心距完全相等。
當(dāng)然轉(zhuǎn)子、擺斗以及支臂等之間的具體樞轉(zhuǎn)連接結(jié)構(gòu)也可以為任 何合適的其他結(jié)構(gòu)，這在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的能力之內(nèi)，在這里不再舉例說明。
下面參考圖2的軸向示意圖描述根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子泵的運(yùn)轉(zhuǎn)。
當(dāng)動力輸入，轉(zhuǎn)子1旋轉(zhuǎn)時，在銷軸19的聯(lián)結(jié)下帶動三組擺斗 12運(yùn)動，而擺斗12又在銷軸20的聯(lián)結(jié)下帶動三組支臂6、 7、 8—起 轉(zhuǎn)動，這樣整個機(jī)構(gòu)就動作起來。在此先假設(shè)動力輸入使得轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn) 方向?yàn)轫槙r針，當(dāng)然逆時針也是允許的。
圖2(A)顯示由支臂6、 7所連接的擺斗、轉(zhuǎn)子1及殼體15組成 的工作腔處于容積最小的狀態(tài)，即該工作腔剛剛通過出水口 a結(jié)束排 水，正處于即將從吸水口 b吸水之時。此時，支臂6所連接的擺斗與 出水口 a的連接處剛剛關(guān)閉，而支臂7所連接的擺斗與吸水口 b的連 接處即將開啟。轉(zhuǎn)子l繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時，此工作腔的容積將慢慢增大，水 被吸入進(jìn)來。繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，工作腔容積不斷增大，即該泵繼續(xù)吸水。當(dāng) 轉(zhuǎn)至圖2(B)所示位置時，支臂6、 7所連接的擺斗所組成的工作腔 則正處于容積最大之時。此時，支臂6所連接的擺斗與吸水口 b的連 接處剛剛關(guān)閉，而支臂7所連接的擺斗與出水口 a的連接處即將開啟， 水將從出水口 a被排出。轉(zhuǎn)子l繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時，支臂6、 7所組成的工作 腔體積將不斷變小，直至變到最小，回到圖2 ( A)中所示的容積最小 的位置。這樣，在轉(zhuǎn)子l旋轉(zhuǎn)的一個周期內(nèi)，由三組擺斗12組成的三 個工作腔依次完成吸水和排水的過程，完成了泵水的目的。
從上述介紹可以看出，本發(fā)明的實(shí)施例中轉(zhuǎn)子、支臂都被支承于 殼體內(nèi)的固定位置，在加工時保證其公差，就可以使得轉(zhuǎn)子與殼體內(nèi) 壁留有一定的間隙(間隙的大小根據(jù)泵的功能、介質(zhì)類型等不同而不 等)，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子與殼體的不接觸，即無磨損，提高了機(jī)器的使用壽命。 而且，也由于各部件都固定，繞各自中心旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)動慣量的動態(tài)變 化也較小，機(jī)構(gòu)就可以處于較高的旋轉(zhuǎn)速度，產(chǎn)生相對高的揚(yáng)程和流 量。另外在上述介紹中，設(shè)定泵的轉(zhuǎn)向?yàn)轫槙r針，若設(shè)定泵的轉(zhuǎn)向?yàn)?逆時針，即動力輸入反向時，則各部件運(yùn)轉(zhuǎn)相應(yīng)反向，此時吸水口變 為出水口，出水口變?yōu)槲冢瑥亩摫镁蛯?shí)現(xiàn)了雙向泵水的功能。
雖然已經(jīng)參考了具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是根據(jù)前面所述，應(yīng)當(dāng)理解的是，上述說明中包含的或者附圖中所示的所有對
象應(yīng)當(dāng)解釋為示意性的而非限制性的；在不脫離由所附權(quán)利要求書所
限定的本發(fā)明的范圍的情況下本發(fā)明可以有各種改型和變體。因此， 應(yīng)當(dāng)理解其他可能的變體和改型。
權(quán)利要求
1.一種泵，包括筒形外殼，該筒形外殼具有一定容積的腔室并且兩端分別安裝有前端蓋和后端蓋；轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子相對于筒形外殼的軸線偏心地定位在上述腔室中，轉(zhuǎn)子的中心軸的一端從前端蓋中延伸穿出以接收來自外部的動力輸入并借助于軸承由前端蓋支撐，轉(zhuǎn)子具有多個徑向切口，從而將轉(zhuǎn)子分為多個部分，每個部分沿周向的一端為連接端，另一端具有圓弧面；固定曲軸，該固定曲軸在泵的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中固定不轉(zhuǎn)動并分為第一部分和第二部分，第一部分與轉(zhuǎn)子的中心軸同軸并借助于軸承由轉(zhuǎn)子的中心軸支撐，第二部分與圓筒形外殼同軸并固定于后端蓋；多個支臂，每個支臂的一端與固定曲軸的第二部分可樞轉(zhuǎn)地連接；多個擺斗，每個擺斗分別安裝在對應(yīng)轉(zhuǎn)子切口中，每個擺斗的一端與轉(zhuǎn)子的一個部分的連接端可樞轉(zhuǎn)地連接，每個擺斗的另一端與相應(yīng)一個支臂的另一端可樞轉(zhuǎn)地連接；其中所述擺斗的另一端包括兩段相切的圓弧面，其中一段圓弧面與轉(zhuǎn)子的所述一個部分的相鄰部分的圓弧面配合從而密封轉(zhuǎn)子切口，另一段圓弧面的半徑等于圓筒形外殼內(nèi)徑與支臂長度之差，從而保證擺動運(yùn)動期間所述另一段圓弧面始終與外殼內(nèi)壁相切，這樣，所述多個擺斗將轉(zhuǎn)子與外殼之間的空間分成多個工作腔。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的泵，其中，所述切口、支臂和擺斗的數(shù)量均 為三個。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的泵，其中，每個擺斗的一端與轉(zhuǎn)子的所述一 個部分的連接端通過樞軸銷連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的泵，其中，所述相鄰部分的圓弧面以所述樞 軸銷為中心。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l的泵，其中，每個擺斗的另一端與相應(yīng)一個支 臂的另一端通過樞軸銷連接。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的泵，其中，所述泵在橫向于外殼 軸向的方向上具有入口和出口 。
全文摘要
一種擺斗式轉(zhuǎn)子泵，包括筒形外殼；轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子相對于筒形外殼的軸線偏心定位，轉(zhuǎn)子具有多個徑向切口，將轉(zhuǎn)子分為多個部分，每個部分沿周向的一端為連接端，另一端具有圓弧面；曲軸，該曲軸分為第一部分和第二部分，第一部分與轉(zhuǎn)子的中心軸同軸并由轉(zhuǎn)子的中心軸支撐，第二部分與圓筒形外殼同軸；多個支臂，每個支臂的一端與固定曲軸的第二部分可樞轉(zhuǎn)連接；多個擺斗，每個擺斗分別安裝在對應(yīng)轉(zhuǎn)子切口中，擺斗的一端與轉(zhuǎn)子的一個部分的連接端可樞轉(zhuǎn)地連接，另一端與相應(yīng)一個支臂的另一端可樞轉(zhuǎn)連接；其中擺斗的另一端包括兩段相切的圓弧面，其中一段圓弧面與一個相鄰部分的圓弧面配合，另一段圓弧面的半徑等于圓筒形外殼內(nèi)徑與支臂長度之差。
文檔編號F04C15/00GK101672275SQ20081021204
公開日2010年3月17日 申請日期2008年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月12日
發(fā)明者毅 丑 申請人:丑 毅;冷旭東