專利名稱：旋轉葉片泵的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種容積式葉片泵，特別是一種可實現泵壓超過額定壓力時葉片會自動打開使油液返流空轉，具有自動調壓功能，和實現因細小顆粒雜物進入泵內使葉片所受阻力超過額定阻力時葉片也會自動打開防止將泵卡死，泵內每個葉片都具有溢流保險功能的容積式葉片泵。它適用于汽油、煤油、柴油等油液介質的輸送裝卸作業，并適用于清掃油庫、油罐、油輪底油的作業。
背景技術：
容積式葉片泵由于其良好的自吸性能以及適應性強而被廣泛使用于各類油庫和油料輸送單位。目前使用較多的是滑片泵和柔性葉片泵。滑片泵的缺點是一旦臟物進入泵內后容易造成卡住滑片，且往復摩擦也易損壞；柔性葉片泵的缺點是由于葉片為橡膠制成，長時間使用容易造成疲勞折斷損壞，在汽油等油料介質中長時間浸泡也容易膨脹失效；因此，這兩種泵都存在使用壽命短的缺陷。本申請人曾于1997年11月7日向中國專利局提出一種“擺轉葉片泵”的發明專利申請并被授權。該專利申請號為97120933.2。本申請是在該專利的基本構思的基礎上針對使用過程中出現的問題而從新設計的。具體來講，97120933.2號發明專利存在以下不足之處1)輸送低密度油料時易氣化和產生空穴現象，輸送效率降低。究其原因是，轉子和葉片旋轉速度高，進出油流速高而流量小，故汽油容易在泵中氣化和造成空穴。原泵殼定子內設置的隨動內套不僅使泵的結構復雜而且不能實現泵內軸向和徑向同時混合進出油液，不適用于低密度易氣化的油料介質的輸送，因此應用范圍受到很大的限制。2)轉子的調整鎖定裝置由于設置在泵內，調整時需拆開泵蓋才能進行，操作非常不便且反復拆卸也易造成零件損壞。3)葉片與轉板的連接方式和轉板本身結構設計不盡合理。由于將葉片擺軸壓裝在葉片主體上，軸孔設置在轉板上，影響密封且拆裝更換也不方便；轉板上設計的“C”形孔，制作工藝復雜。4)進出油流板和泵蓋結構不合理。原進出油通道集中設置在泵的前蓋上，不利于增大進出油流量以防止低密度油料介質的氣化，同時，泵蓋進出油口設置位置固定，在安裝連接泵的進出油管道時受空間限制大，很不方便。以上所述的不足之處嚴重影響這種泵的優良性能的發揮，使得推廣應用受到很大的限制。
發明內容
本發明的目的是提供一種具有在輸送低密度油料介質時不氣化、不產生空穴現象，轉子間隙調整方便，結構更加合理且方便實用的旋轉葉片泵。
本發明的目的是這樣實現的一種旋轉葉片泵，其特征在于在泵殼定子的前內端面上固定有進油流板，在后內端面上固定有出油流板；在泵殼定子BC弧段的低壓進油區位置有徑向進油流道，該進油流道與進油流板上的軸向進油窗口相連通；進油流板上的軸向進油窗口同時還與泵殼定子內腔相通；在泵殼定子AD弧段的高壓出油區位置有徑向出油流道，該出油流道與出油流板上的軸向出油窗口相連通；出油流板上的軸向出油窗口同時還與泵殼定子內腔相通；泵殼定子內腔中裝有轉子，泵殼定子內徑與轉子有一偏心距e；轉子兩端面上固定有轉板，葉片轉軸以過盈配合方式裝于兩側轉板上，旋轉葉片以間隙配合方式裝于葉片轉軸上；在轉子外圓柱面上相對于每個葉片的根部開有軸向條槽，槽內裝有密封條；轉子通過轉子鍵裝于泵軸上，泵軸兩端分別裝有前軸承和后軸承；在泵軸的前部安裝有轉子鎖定裝置，其結構為，在泵軸前部開有軸向帶螺紋的軸孔，軸孔的底端開有徑向銷孔，銷孔內裝有可滑動的頂銷，軸孔中置放有鋼球，頂緊螺桿與軸孔裝配后頂緊在鋼球上并有鎖緊螺母鎖定；
進油泵蓋、出油泵蓋分別固定于泵殼定子兩端，進油泵蓋、出油泵蓋內分別設置有環形進油通道、環形出油通道，在環形進油通道、環形出油通道的任意方位設置進出油口；在進油泵蓋、出油泵蓋的中央裝有軸承支撐及密封裝置。
本發明的目的還可以這樣實現所述的旋轉葉片的結構為，葉片主體的頭部安裝有耐磨鑲頭，根部軸孔中裝有軸套。
轉子鎖定裝置的頂銷有3個，與之對應在軸孔的底端開有3個徑向銷孔，3個徑向銷孔在圓周上均勻布置。
所述的軸承支撐及密封裝置的結構為前封套內裝有密封圈，前封套固定在進油泵蓋上，軸前蓋與前封套固定連接，在軸前蓋與前封套之間安裝有前軸承，口蓋固定在軸前蓋上；后封套內也裝有密封圈，后封套固定在出油泵蓋上，軸后蓋與后封套固定連接，在軸后蓋與后封套之間安裝有后軸承，在軸后蓋上還開有徑向螺孔并在其內配裝有緊固螺栓。
在前軸承、后軸承的外側還裝有密封圈。
在泵殼定子BC弧段的低壓進油區位置的徑向進油流道的結構為沿軸向開有進油流槽，在進油流槽內向定子腔內開有徑向進油窗孔；在泵殼定子AD弧段的高壓出油區位置的徑向出油流道的結構為沿軸向開有出油流槽，在出油流槽內向定子腔內開有徑向出油窗孔。
所述的徑向進油窗孔至少為一排，每排有多個方形窗孔或圓形窗孔。
所述的沿軸向的進油流槽、出油流槽分別設置為至少一個，其開口寬度為上寬下窄或上下相同。
在進油泵蓋和出油泵蓋上連接有法蘭，進油法蘭口內設置有濾網，在進油泵蓋、出油泵蓋的法蘭口上均設置有護口蓋。
進油流板與出油流板結構相同，進油泵蓋與出油泵蓋結構相同。
本發明具有以下優點和有益的效果1)通過改進泵殼定子的結構，在泵殼定子上開有徑向進出油流道，實現軸向和徑向同時進出油，增大了進出油流量，減小了進出油流速，降低了泵軸轉速和葉片的線速度，消除了泵內的空穴現象，避免了低密度油料在泵內產生氣化，大大提高了汽油等低密度油料介質的輸送效率。2)改進轉子的調整鎖定裝置，使得不用打開泵蓋就可以很方便的對轉子的位置進行調整和鎖定，省時省力且能避免拆裝泵蓋帶來的零件磨損和損壞。3)轉板和葉片及其連接方式設計更加合理。改進后在轉板上過盈配合安裝葉片轉軸，軸孔設計在葉片主體上，避免原來從轉板的軸孔向外漏油，同時，改轉板的“C”形孔為在圓盤形轉板上直接開孔，工藝上更加合理，結構也更加簡單。4)泵蓋設計簡單實用，進出油系統設計科學合理。改進后，采用從泵的前蓋進油，從泵的后蓋出油，同時，設置前后流板，可以滿足大流量、低流速進出油的需要。泵蓋內設置的環形油道，可在任意方位開進出油口并連接法蘭。安裝時，可以根據安裝地點的周圍環境調整法蘭出口的方向。例如，在泵殼定子與泵蓋的固定螺栓為8個的情況下，可以每隔45度調整一個法蘭口朝向方位，即可以通過調整泵蓋和泵殼定子的安裝角度以適應安裝地點的環境，避免泵的固定進出口位置造成連接管道布置的不便，極大的方便了用戶，實現以人為本的人性化設計理念。同時，這種設計可以使進油泵蓋和出油泵蓋的結構完全相同，工藝上做到了最大限度的節約。同理，進油流板與出油流板結構也是完全相同的。
圖1本發明沿軸向半剖結構示意2為拆除進油泵蓋、進油流板和前轉板后泵的徑向端面視3為定子部分主視4為圖3的左視5為圖4沿F-F局部剖視6為圖3的右視7為圖6沿G-G局部剖視8為圖1沿E-E局部剖視9為旋轉葉片主視10為圖9的左視圖具體實施方式
本發明由定子部分、轉子部分、泵軸部分和泵蓋部分組成。下面分述如下一、定子部分包括泵殼定子25，進油流板1和出油流板14。
參見圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7，在泵殼定子25的前內端面上固定有進油流板1，在后內端面上固定有出油流板14；在泵殼定子25的BC弧段的低壓進油區位置有徑向進油流道，該進油流道與進油流板1上的軸向進油窗口相連通；進油流板1上的軸向進油窗口同時還與泵殼定子25內腔相通；在泵殼定子25的AD弧段的高壓出油區位置有徑向出油流道，該出油流道與出油流板14上的軸向出油窗口相連通；出油流板14上的軸向出油窗口同時還與泵殼定子25內腔相通；在泵殼定子25的BC弧段的低壓進油區位置的徑向進油流道的結構為沿軸向開有進油流槽，在進油流槽內向定子腔內開有徑向進油窗孔；在泵殼定子25的AD弧段的高壓出油區位置的徑向出油流道的結構為沿軸向開有出油流槽，在出油流槽內向定子腔內開有徑向出油窗孔。
徑向進油窗孔至少為一排，可根據泵體的大小設計多排，每排有多個方形窗孔或圓形窗孔。
沿軸向的進油流槽、出油流槽分別設置為至少一個，可根據泵體大小設計多個，圖示為兩個開口，其開口寬度為上寬下窄流線型，也可以為上下相同的方孔形。
二、轉子部分包括轉子24，轉板3，密封條28，葉片轉軸29，葉片主體27，軸套30，耐磨鑲頭26。
參見圖1、圖2、圖9、圖10，泵殼定子25內腔中裝有轉子24，泵殼定子25內徑與轉子24有一偏心距e；轉子24兩端面上固定有轉板3，葉片轉軸29以過盈配合方式裝于兩側轉板3上，旋轉葉片以間隙配合方式裝于葉片轉軸29上；在轉子24外圓柱面上相對于每個葉片的根部開有軸向條槽，槽內裝有密封條28；葉片主體(27)的頭部安裝有耐磨鑲頭(26)，根部軸孔中裝有軸套(30)。
三、泵軸部分包括泵軸22，轉子鍵23，聯軸鍵19，頂銷12，鋼球13，頂緊螺桿8，鎖緊螺母9。
參見圖1、圖8，轉子24通過轉子鍵23裝于泵軸22上，泵軸22兩端分別裝有前軸承10和后軸承21；在泵軸22的前部安裝有轉子鎖定裝置，其結構為，在泵軸22前部開有軸向帶螺紋的軸孔，軸孔的底端開有徑向銷孔，銷孔內裝有可滑動的頂銷12，軸孔中置放有鋼球13，頂緊螺桿8與軸孔裝配后頂緊在鋼球上并有鎖緊螺母9鎖定；轉子鎖定裝置的頂銷有3個，與之對應在軸孔的底端開有3個徑向銷孔，3個徑向銷孔在圓周上均勻布置。在泵軸22的后端部還裝有與聯軸器相聯的聯軸鍵19。
四、泵蓋部分包括進油泵蓋2，調整墊5，彈簧擋圈6，前封套11，密封圈20，前軸承10，軸前蓋4，口蓋7，出油泵蓋15，后封套16，后軸承21，軸后蓋17，緊固螺栓18，濾網31，護口蓋32。
參見圖1、圖2，進油泵蓋2、出油泵蓋15分別固定于泵殼定子25兩端，可以采用螺栓螺母方式連接。進油泵蓋2、出油泵蓋15內分別設置有環形進油通道、環形出油通道，在環形進油通道、環形出油通道的任意方位設置進出油口并連接法蘭；在進油泵蓋2、出油泵蓋15的中央裝有軸承支撐及密封裝置。
軸承支撐及密封裝置的結構為前封套11內裝有密封圈20，前封套11固定在進油泵蓋2上，軸前蓋4與前封套11固定連接，在軸前蓋4與前封套11之間安裝有前軸承10，口蓋7固定在軸前蓋4；后封套16內也裝有密封圈20，后封套16固定在出油泵蓋15上，軸后蓋17與后封套16固定連接，在軸后蓋17與后封套16之間安裝有后軸承21，在軸后蓋17上還開有徑向螺孔并在其內配裝有緊固螺栓18，用以在拆裝聯軸器時將泵軸22固定防止泵內軸向間隙變動。
在前軸承10、后軸承21的外側還可裝有密封圈20以進一步防止軸承和泵內油液外漏。
在進油泵蓋2的法蘭口內設置有濾網31以防較大的顆粒硬質臟物進入泵內，在進油泵蓋2、出油泵蓋15的法蘭口上均設置有護口蓋32。
由于本發明結構的對稱性，進油流板1與出油流板14的結構可以完全相同，進油泵蓋2與出油泵蓋15結構也可以完全相同，使得制造工藝更加簡便，大大節約了制造成本。
本發明旋轉葉片泵的工作原理簡述如下參見附圖2，泵殼定子25內徑與轉子24有一偏心距e，當泵啟動順時針旋轉后，旋轉葉片在離心力的作用下會自動壓靠在泵殼定子25的內徑上，在上面的AB弧段和下面的CD弧段封閉區中時刻都有葉片將泵殼定子25內腔封閉，隔離后形成右側低壓進油區和左側高壓出油區，當葉片轉到右側低壓進油區時，葉片旋出使進油區容積增大，形成真空負壓，油液通過法蘭口進入進油泵蓋的環形進油通道，然后通過進油流板的軸向進油窗口，一部分由軸向直接進入泵腔，一部分通過泵殼定子上的軸向進油流槽、徑向進油窗孔由徑向進入泵腔；當葉片轉到左側高壓出油區時，葉片旋入使出油區容積縮小形成正壓力，油液同樣通過軸向和徑向兩個通道進入出油泵蓋的環形出油通道然后排出泵外。
旋轉葉片泵每小時理論排量Q的計算公式為Q＝(2πDe-FZ)Bn60 m3/h式中D-定子內徑 me-定子內徑與轉子偏心距 mF-單個葉片所占定子軸向有效截面積 m2Z-葉片數B-葉片軸向寬度 mn-泵軸轉速 r/min本發明旋轉葉片泵設計合理，密封性好，特別是干吸真空度高，在啟動使用前不需要往泵內或管道中灌油液，啟動后即可立即輸送油液。使用后也不需要放凈油液，對下次啟動使用無影響。即使是在泵內充滿油液進出口閥門完全關閉的情況下仍可啟動。
轉子調整鎖定裝置設置在泵殼外面，調整時只要將鎖緊螺母松開，旋轉頂緊螺桿，調整使轉子轉動輕松自如即可鎖定。轉子鎖定在泵軸上后，轉子不能沿軸向自由竄動，可保持各軸向微小間隙不變。啟動運轉前，泵內主要密封面之間均處在無壓緊力的松弛狀態，啟動阻力和啟動電流均較小。
由于本發明旋轉葉片泵的葉片的工況狀態不象滑片泵那樣在轉子槽中往復滑動摩擦，易磨壞；也不象柔性葉片泵那樣葉片往復彎曲伸展，易老化斷裂；也不象轉子泵、齒輪泵、螺桿泵那樣磨損后的間隙不能自動補償，影響吸力和流量。旋轉葉片是以葉片根部為轉軸在一定角度內往復旋轉擺動，根部的密封條在離心力的作用下自動密封，摩擦力和線速度很低，磨損量很小且能自動補償磨損后的間隙。葉片頭部有耐磨鑲頭也能自動補償磨損后的間隙。所以，旋轉葉片泵可以恒久的保持流量和自吸性能的穩定。葉片由高強度、耐油、耐高溫、耐磨材料制成，不怕油液浸泡、不會發生老化變質和膨脹斷裂的問題，也不會發生卡泵、抱軸悶車不能啟動的問題，性能穩定，安全可靠，使用壽命長。
泵內和泵的油路中，不需要設置溢流閥。因為在泵壓超過額定壓力時，葉片會自動打開使油液返流空轉自動調壓，一旦有細小顆粒硬質雜物進入泵內，使葉片所受阻力超過額定阻力時，葉片也會自動打開防止將泵卡死損壞泵和電機。因為，泵內每個葉片都具有溢流保險的功能。即使一旦將電線接錯造成泵軸反轉，由于旋轉葉片的特殊結構短時間內也不會損壞泵內機件。
改進前的泵，其泵軸與電機軸為一體的，由于軸較長，制造精度要求高，且在使用中易震動，改進后采用泵軸與電機軸分體式，用聯軸器連接，解決了上述問題，使制造安裝更加便利。
權利要求
1.一種旋轉葉片泵，其特征在于在泵殼定子(25)的前內端面上固定有進油流板(1)，在后內端面上固定有出油流板(14)；在泵殼定子(25)BC弧段的低壓進油區位置有徑向進油流道，該進油流道與進油流板(1)上的軸向進油窗口相連通；進油流板(1)上的軸向進油窗口同時還與泵殼定子(25)內腔相通；在泵殼定子(25)AD弧段的高壓出油區位置有徑向出油流道，該出油流道與出油流板(14)上的軸向出油窗口相連通；出油流板(14)上的軸向出油窗口同時還與泵殼定子(25)內腔相通；泵殼定子(25)內腔中裝有轉子(24)，泵殼定子(25)內徑與轉子(24)有一偏心距e；轉子(24)兩端面上固定有轉板(3)，葉片轉軸(29)以過盈配合方式裝于兩側轉板(3)上，旋轉葉片以間隙配合方式裝于葉片轉軸(29)上；在轉子(24)外圓柱面上相對于每個葉片的根部開有軸向條槽，槽內裝有密封條(28)；轉子(24)通過轉子鍵(23)裝于泵軸(22)上，泵軸(22)兩端分別裝有前軸承(10)和后軸承(21)；在泵軸(22)的前部安裝有轉子鎖定裝置，其結構為，在泵軸(22)前部開有軸向帶螺紋的軸孔，軸孔的底端開有徑向銷孔，銷孔內裝有可滑動的頂銷(12)，軸孔中置放有鋼球(13)，頂緊螺桿(8)與軸孔裝配后頂緊在鋼球上并有鎖緊螺母(9)鎖定；進油泵蓋(2)、出油泵蓋(15)分別固定于泵殼定子(25)兩端，進油泵蓋(2)、出油泵蓋(15)內分別設置有環形進油通道、環形出油通道，在環形進油通道、環形出油通道的任意方位設置進出油口；在進油泵蓋(2)、出油泵蓋(15)的中央裝有軸承支撐及密封裝置。
2.根據權利要求1所述的旋轉葉片泵，其特征在于所述的旋轉葉片的結構為，葉片主體(27)的頭部安裝有耐磨鑲頭(26)，根部軸孔中裝有軸套(30)。
3.根據權利要求1所述的旋轉葉片泵，其特征在于轉子鎖定裝置的頂銷有3個，與之對應在軸孔的底端開有3個徑向銷孔，3個徑向銷孔在圓周上均勻布置。
4.根據權利要求1所述的旋轉葉片泵，其特征在于所述的軸承支撐及密封裝置的結構為前封套(11)內裝有密封圈(20)，前封套(11)固定在進油泵蓋(2)上，軸前蓋(4)與前封套(11)固定連接，在軸前蓋(4)與前封套(11)之間安裝有前軸承(10)，口蓋(7)固定在軸前蓋(4)上；后封套(16)內也裝有密封圈(20)，后封套(16)固定在出油泵蓋(15)上，軸后蓋(17)與后封套(16)固定連接，在軸后蓋(17)與后封套(16)之間安裝有后軸承(21)，在軸后蓋(17)上還開有徑向螺孔并在其內配裝有緊固螺栓(18)。
5.根據權利要求1所述的旋轉葉片泵，其特征在于在前軸承(10)、后軸承(21)的外側還裝有密封圈(20)。
6.根據權利要求1所述的旋轉葉片泵，其特征在于在泵殼定子(25)BC弧段的低壓進油區位置的徑向進油流道的結構為沿軸向開有進油流槽，在進油流槽內向定子腔內開有徑向進油窗孔；在泵殼定子(25)AD弧段的高壓出油區位置的徑向出油流道的結構為沿軸向開有出油流槽，在出油流槽內向定子腔內開有徑向出油窗孔。
7.根據權利要求6所述的旋轉葉片泵，其特征在于所述的徑向進油窗孔至少為一排，每排有多個方形窗孔或圓形窗孔。
8.根據權利要求6所述的旋轉葉片泵，其特征在于所述的沿軸向的進油流槽、出油流槽分別設置為至少一個，其開口寬度為上寬下窄或上下相同。
9，根據權利要求1所述的旋轉葉片泵，其特征在于在進油泵蓋(2)和出油泵蓋(15)上連接有法蘭，進油法蘭口內設置有濾網(31)，在進油泵蓋(2)、出油泵蓋(15)的法蘭口上均設置有護口蓋(32)。
10.根據權利要求1所述的旋轉葉片泵，其特征在于進油流板(1)與出油流板(14)結構相同，進油泵蓋(2)與出油泵蓋(15)結構相同。
全文摘要
一種旋轉葉片泵，其主要特點是在泵殼定子的兩端固定有進出油流板；在泵殼定子上開有徑向進出油流道，可實現軸向和徑向同時進出油；泵殼定子內腔中裝有轉子，泵殼定子內徑與轉子有一偏心距e；轉子兩端面上固定有轉板，轉板上裝有旋轉葉片；轉子通過轉子鍵裝于泵軸上，在泵軸前部裝有轉子鎖定裝置；進出油泵蓋分別固定于泵殼定子兩端，進出油泵蓋內設置有環形進出油通道并在任意方位設置進出油口；在進出油泵蓋的中央裝有軸承支撐及密封裝置。本發明具有在輸送低密度油料介質時不氣化、不產生空穴現象，自吸性能好，輸油效率高，轉子間隙調整方便，結構合理，使用方便等優點，可廣泛應用于油庫、油罐車和油輪輸油裝卸及清理油倉的作業。
文檔編號F04C2/44GK1818386SQ20061005984
公開日2006年8月16日 申請日期2006年3月15日 優先權日2006年3月15日
發明者王振忠, 董惠蘭 申請人:王振忠, 董惠蘭