專利名稱：擺斗式轉子泵的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種容積式流體泵，尤其是一種擺斗式轉子泵，其中 轉子與殼體不直接接觸。
背景技術：
現有的工業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，容積泵也有往復式和轉子式兩 大類。葉片泵的特點是流量大而揚程相對小，容積泵的特點是揚程大 而流量相對小。而要以比較小的體積產生高揚程大流量的泵，目前還 很難做到。
在轉子式泵中有一種滑片泵，此類泵的滑片是不固定的，旋轉時 動力直接驅動轉子，轉子再帶動滑片，而滑片在內置彈簧和離心力的 作用下與殼體內壁接觸而形成壓液腔。這樣，它在低轉速運轉時，不
能形成高揚程，使用場合受限制；而轉速高時，滑片的離心力很大， 并且由內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重，機器運轉不可靠，壽命短。
發明內容
本發明的目的在于克服上述缺陷，提供一種能產生相對高揚程、 大流量、運轉可靠的泵。
上述目的是通過以下方案實現的 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； 轉子，該轉子相對于筒形外殼的軸線偏心地定位在上述腔室中，轉子 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，轉子具有多個徑向切口，從而將轉子分為多個部分，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轉過程中固定不轉動并分為第一部分和第 二部分，第一部分與轉子的中心軸同軸并借助于軸承由轉子的中心軸 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地連接；多個擺斗，每個擺 斗分別安裝在對應轉子切口中，每個擺斗的一端與轉子的一個部分的 連接端可樞轉地連接，每個擺斗的另一端與相應一個支臂的另一端可 樞轉地連接；其中所述擺斗的另一端包括兩段相切的圓弧面，其中一 段圓弧面與轉子的所述一個部分的相鄰部分的圓弧面配合從而密封轉
子切口 ，另一段圓弧面的半徑等于圓筒形外殼內徑與支臂長度之差， 從而保證擺動運動期間所述另 一 段圓弧面始終與外殼內壁相切，這樣，
所述多個擺斗將轉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。 當動力通過轉子輸入時，轉子旋轉帶動所述多個擺斗，并帶動所
述多個支臂旋轉。此時由殼體、轉子、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。
根據本發明的轉子泵的旋轉速度和結構強度均得以提高，與同體
積的其它泵相比，揚程和流量也顯著提高，而且它本身又可做雙向泵使用。
優選地，所述切口、支臂和擺斗的數量均為三個。 優選地，上述所有的可樞轉連接均通過樞軸銷實現。 優選地，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明的實施例進行詳細說明，附圖中 圖1是根據本發明的實施例的擺斗式轉子泵的局部剖開透視圖； 圖2是根據本發明的實施例的擺斗式轉子泵的軸向示意圖，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。
具體實施例方式
圖1中所示為根據本發明的一種擺斗式轉子泵的示例性實施例， 其具有筒形外殼15、該筒形外殼具有用于容納轉子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，用 螺栓緊固成一體并通過銷定位。
轉子泵的外接設備如電機、輸入裝置(如軸聯軸器)以及進出水 口接管以及與轉子泵的裝備等為本領域普通技術人員所熟知，因此在 此省略其描述。
繼續參見圖1,筒形轉子1偏心地設置在筒形外殼15的腔室中， 并且轉子1不與界定所述腔室的外殼的內壁切口。轉子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，轉子沿周向在預定位置處具有切口 lc。例如，在圖 3中示出轉子在周向上均勻間隔的三個位置處具有切口，從而將轉子 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。 當然，切口的數量和布置并不局限于此，而是可以根據情況適當選擇。
重新回到圖1，擺斗12 (例如三個)布置在轉子1的切口 lc中。 擺斗12的一端12a通過銷軸1與轉子1的一部分的連接端連接。擺斗 12可以繞銷軸19相對于轉子1的所述一部分旋轉。
一曲軸4的第一部分4a與轉子同軸，并利用軸承5或其它裝置以 下述方式支承在轉子的中心軸上，即在泵的運轉過程中曲軸4固定不 轉動。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子動力輸入側相對的一側。
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，且在軸向最外側通過固定圏11固定，防止軸向運 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的內徑與支臂的長 度之差，從而保證擺動運動期間所述另一段圓弧面始終與外殼15的內 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為實施例的轉子1的透視圖，由圖中可以看出，轉子例如可 以由兩件實體用螺栓連接而成，這是為了裝配的工藝要求。轉子的每 個部分的連接端設有銷軸孔(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)與轉子1的相應部分的連接端上 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。
上述轉子l、擺斗12及支臂6、 7、 8上的銷軸孔內既可以設計安 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而產生滑動摩擦。
圖6為實施例固定曲軸4的透視圖。其兩部分的偏心距與轉子和 殼體安裝時形成的偏心距完全相等。
當然轉子、擺斗以及支臂等之間的具體樞轉連接結構也可以為任 何合適的其他結構，這在本領域普通技術人員的能力之內，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本發明的轉子泵的運轉。
當動力輸入，轉子1旋轉時，在銷軸19的聯結下帶動三組擺斗 12運動，而擺斗12又在銷軸20的聯結下帶動三組支臂6、 7、 8—起 轉動，這樣整個機構就動作起來。在此先假設動力輸入使得轉子旋轉 方向為順時針，當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、轉子1及殼體15組成 的工作腔處于容積最小的狀態，即該工作腔剛剛通過出水口 a結束排 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。轉子l繼續旋轉時，此工作腔的容積將慢慢增大，水 被吸入進來。繼續旋轉，工作腔容積不斷增大，即該泵繼續吸水。當 轉至圖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。轉子l繼續旋轉時，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，在轉子l旋轉的一個周期內，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，本發明的實施例中轉子、支臂都被支承于 殼體內的固定位置，在加工時保證其公差，就可以使得轉子與殼體內 壁留有一定的間隙(間隙的大小根據泵的功能、介質類型等不同而不 等)，實現了轉子與殼體的不接觸，即無磨損，提高了機器的使用壽命。 而且，也由于各部件都固定，繞各自中心旋轉，其轉動慣量的動態變 化也較小，機構就可以處于較高的旋轉速度，產生相對高的揚程和流 量。另外在上述介紹中，設定泵的轉向為順時針，若設定泵的轉向為 逆時針，即動力輸入反向時，則各部件運轉相應反向，此時吸水口變 為出水口，出水口變為吸水口，從而該泵就實現了雙向泵水的功能。
雖然已經參考了具體實施方式
對本發明進行了描述，但是根據前面所述，應當理解的是，上述說明中包含的或者附圖中所示的所有對
象應當解釋為示意性的而非限制性的；在不脫離由所附權利要求書所
限定的本發明的范圍的情況下本發明可以有各種改型和變體。因此， 應當理解其他可能的變體和改型。
權利要求
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；轉子，該轉子相對于筒形外殼的軸線偏心地定位在上述腔室中，轉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，轉子具有多個徑向切口，從而將轉子分為多個部分，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轉過程中固定不轉動并分為第一部分和第二部分，第一部分與轉子的中心軸同軸并借助于軸承由轉子的中心軸支撐，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地連接；多個擺斗，每個擺斗分別安裝在對應轉子切口中，每個擺斗的一端與轉子的一個部分的連接端可樞轉地連接，每個擺斗的另一端與相應一個支臂的另一端可樞轉地連接；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子的所述一個部分的相鄰部分的圓弧面配合從而密封轉子切口，另一段圓弧面的半徑等于圓筒形外殼內徑與支臂長度之差，從而保證擺動運動期間所述另一段圓弧面始終與外殼內壁相切，這樣，所述多個擺斗將轉子與外殼之間的空間分成多個工作腔。
2. 根據權利要求l的泵，其中，所述切口、支臂和擺斗的數量均 為三個。
3. 根據權利要求l的泵，其中，每個擺斗的一端與轉子的所述一 個部分的連接端通過樞軸銷連接。
4. 根據權利要求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. 根據權利要求l的泵，其中，每個擺斗的另一端與相應一個支 臂的另一端通過樞軸銷連接。
6. 根據上述權利要求中任一項的泵，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
一種擺斗式轉子泵，包括筒形外殼；轉子，該轉子相對于筒形外殼的軸線偏心定位，轉子具有多個徑向切口，將轉子分為多個部分，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，第一部分與轉子的中心軸同軸并由轉子的中心軸支撐，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連接；多個擺斗，每個擺斗分別安裝在對應轉子切口中，擺斗的一端與轉子的一個部分的連接端可樞轉地連接，另一端與相應一個支臂的另一端可樞轉連接；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 優先權日2008年9月12日
發明者毅 丑 申請人:丑 毅;冷旭東