专利名称：摆斗式转子泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种容积式流体泵，尤其是一种摆斗式转子泵，其中 转子与壳体不直接接触。
背景技术：
现有的工业用泵主要有叶片泵和容积泵两大类，叶片式泵可分为 离心泵、旋涡泵、混流泵、轴流泵等，容积泵也有往复式和转子式两 大类。叶片泵的特点是流量大而扬程相对小，容积泵的特点是扬程大 而流量相对小。而要以比较小的体积产生高扬程大流量的泵，目前还 很难做到。
在转子式泵中有一种滑片泵，此类泵的滑片是不固定的，旋转时 动力直接驱动转子，转子再带动滑片，而滑片在内置弹簧和离心力的 作用下与壳体内壁接触而形成压液腔。这样，它在低转速运转时，不
能形成高扬程，使用场合受限制；而转速高时，滑片的离心力很大， 并且由内壁提供反作用力平衡该离心力，使得滑片与壳体之间的相互 作用力就很大，二者之间的磨损就很严重，机器运转不可靠，寿命短。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种能产生相对高扬程、 大流量、运转可靠的泵。
上述目的是通过以下方案实现的 一种泵，包括筒形外壳，该 筒形外壳具有一定容积的腔室并且两端分别安装有前端盖和后端盖； 转子，该转子相对于筒形外壳的轴线偏心地定位在上述腔室中，转子 的中心轴的一端从前端盖中延伸穿出以接收来自外部的动力输入并借 助于轴承由前端盖支撑，转子具有多个径向切口，从而将转子分为多个部分，每个部分沿周向的一端为连接端，另一端具有圆弧面；固定 曲轴，该固定曲轴在泵的运转过程中固定不转动并分为第一部分和第 二部分，第一部分与转子的中心轴同轴并借助于轴承由转子的中心轴 支撑，第二部分与圆筒形外壳同轴并固定于后端盖；多个支臂，每个 支臂的一端与固定曲轴的第二部分可枢转地连接；多个摆斗，每个摆 斗分别安装在对应转子切口中，每个摆斗的一端与转子的一个部分的 连接端可枢转地连接，每个摆斗的另一端与相应一个支臂的另一端可 枢转地连接；其中所述摆斗的另一端包括两段相切的圓弧面，其中一 段圆弧面与转子的所述一个部分的相邻部分的圆弧面配合从而密封转
子切口 ，另一段圆弧面的半径等于圆筒形外壳内径与支臂长度之差， 从而保证摆动运动期间所述另 一 段圆弧面始终与外壳内壁相切，这样，
所述多个摆斗将转子与外壳之间的空间分成多个工作腔。
此外，所述泵在横向于外壳轴向的方向上具有入口和出口。 当动力通过转子输入时，转子旋转带动所述多个摆斗，并带动所
述多个支臂旋转。此时由壳体、转子、摆斗组成的工作腔的容积就处
于不断变化之中，在入口处形成吸力、出口处形成压力，流体就从入
口处p及入、从出口处压出。
根据本发明的转子泵的旋转速度和结构强度均得以提高，与同体
积的其它泵相比，扬程和流量也显著提高，而且它本身又可做双向泵使用。
优选地，所述切口、支臂和摆斗的数量均为三个。 优选地，上述所有的可枢转连接均通过枢轴销实现。 优选地，所述相邻部分的圆弧面以所述枢轴销为中心。
下面参照附图对本发明的实施例进行详细说明，附图中 图1是根据本发明的实施例的摆斗式转子泵的局部剖开透视图； 图2是根据本发明的实施例的摆斗式转子泵的轴向示意图，分别 显示了具有最小工作腔容积和最大工作腔容积的情形；图3是转子以及曲轴组装透视图； 图4是摆斗的透视图； 图5是支臂的透视图； 图6是曲轴的透视图。
具体实施例方式
图1中所示为根据本发明的一种摆斗式转子泵的示例性实施例， 其具有筒形外壳15、该筒形外壳具有用于容纳转子1的腔室。前端盖 13和14以及后端盖16和18分别沿轴向装在外壳15的前后两侧，用 螺栓紧固成一体并通过销定位。
转子泵的外接设备如电机、输入装置(如轴联轴器)以及进出水 口接管以及与转子泵的装备等为本领域普通技术人员所熟知，因此在 此省略其描述。
继续参见图1,筒形转子1偏心地设置在筒形外壳15的腔室中， 并且转子1不与界定所述腔室的外壳的内壁切口。转子1的中心轴的 一端la穿过前端盖13、 14伸出以从动力输入装置(未示出)接受动 力，并通过轴承2支承在前端盖13、 14上。
如图3所示，转子沿周向在预定位置处具有切口 lc。例如，在图 3中示出转子在周向上均匀间隔的三个位置处具有切口，从而将转子 分成三个部分。每个部分沿周向的一端为连接端，另一端具有圆弧面。 当然，切口的数量和布置并不局限于此，而是可以根据情况适当选择。
重新回到图1，摆斗12 (例如三个)布置在转子1的切口 lc中。 摆斗12的一端12a通过销轴1与转子1的一部分的连接端连接。摆斗 12可以绕销轴19相对于转子1的所述一部分旋转。
一曲轴4的第一部分4a与转子同轴，并利用轴承5或其它装置以 下述方式支承在转子的中心轴上，即在泵的运转过程中曲轴4固定不 转动。曲轴4的笫二部分4b与外壳15同轴，并通过固定端盖17和未 示出的轴承支承在后端盖16上。
顺便提及，后端盖18例如为封闭端盖，用于封闭外壳的与转子动力输入侧相对的一侧。
支臂6、 7、 8的一端通过轴承9、 10可枢接地安装在固定曲轴4 的第二部分4b上，且在轴向最外侧通过固定圏11固定，防止轴向运 动。支臂6、 7、 8的另一端通过销轴20与摆斗12的另一端12b可枢 转地铰接。
参见图1-3，摆斗12的另一端12b具有两段相切的圆弧面，其中 一段圓弧面与转子1的所述一部分的相邻部分(所述相邻部分与所述 一部分界定所述切口 )的另一端的圆弧面配合，从而密封转子1的切 口 lc,另一段圓弧面的曲率半径等于筒形外壳15的内径与支臂的长 度之差，从而保证摆动运动期间所述另一段圆弧面始终与外壳15的内 壁面相切。因此，连接支臂另一端与摆斗另一端的销轴位于所述另一 段圆弧面的曲率中心。
图3为实施例的转子1的透视图，由图中可以看出，转子例如可 以由两件实体用螺栓连接而成，这是为了装配的工艺要求。转子的每 个部分的连接端设有销轴孔(例如三个)，另 一端的圆弧面以该销轴孔 中心为中心。
图4为实施例的摆斗12的透视图。该摆斗12具有两组平行的销 轴孔，其中一组销轴孔(例如两个)与转子1的相应部分的连接端上 的销轴孔通过销轴19相铰接，另一组销轴孔(例如5个)与支臂6、 7、 8上的销轴孔通过销轴铰接。
图5为实施例三个支臂的透视图。下端圆孔通过轴承与固定曲轴 的第二部分相配合，上端的销轴孔通过销轴与摆斗相铰接。
上述转子l、摆斗12及支臂6、 7、 8上的销轴孔内既可以设计安 装轴承以使得各销轴19、 20为滚动摩擦，也可以直接安装销轴19、 20而产生滑动摩擦。
图6为实施例固定曲轴4的透视图。其两部分的偏心距与转子和 壳体安装时形成的偏心距完全相等。
当然转子、摆斗以及支臂等之间的具体枢转连接结构也可以为任 何合适的其他结构，这在本领域普通技术人员的能力之内，在这里不再举例说明。
下面参考图2的轴向示意图描述根据本发明的转子泵的运转。
当动力输入，转子1旋转时，在销轴19的联结下带动三组摆斗 12运动，而摆斗12又在销轴20的联结下带动三组支臂6、 7、 8—起 转动，这样整个机构就动作起来。在此先假设动力输入使得转子旋转 方向为顺时针，当然逆时针也是允许的。
图2(A)显示由支臂6、 7所连接的摆斗、转子1及壳体15组成 的工作腔处于容积最小的状态，即该工作腔刚刚通过出水口 a结束排 水，正处于即将从吸水口 b吸水之时。此时，支臂6所连接的摆斗与 出水口 a的连接处刚刚关闭，而支臂7所连接的摆斗与吸水口 b的连 接处即将开启。转子l继续旋转时，此工作腔的容积将慢慢增大，水 被吸入进来。继续旋转，工作腔容积不断增大，即该泵继续吸水。当 转至图2(B)所示位置时，支臂6、 7所连接的摆斗所组成的工作腔 则正处于容积最大之时。此时，支臂6所连接的摆斗与吸水口 b的连 接处刚刚关闭，而支臂7所连接的摆斗与出水口 a的连接处即将开启， 水将从出水口 a被排出。转子l继续旋转时，支臂6、 7所组成的工作 腔体积将不断变小，直至变到最小，回到图2 ( A)中所示的容积最小 的位置。这样，在转子l旋转的一个周期内，由三组摆斗12组成的三 个工作腔依次完成吸水和排水的过程，完成了泵水的目的。
从上述介绍可以看出，本发明的实施例中转子、支臂都被支承于 壳体内的固定位置，在加工时保证其公差，就可以使得转子与壳体内 壁留有一定的间隙(间隙的大小根据泵的功能、介质类型等不同而不 等)，实现了转子与壳体的不接触，即无磨损，提高了机器的使用寿命。 而且，也由于各部件都固定，绕各自中心旋转，其转动惯量的动态变 化也较小，机构就可以处于较高的旋转速度，产生相对高的扬程和流 量。另外在上述介绍中，设定泵的转向为顺时针，若设定泵的转向为 逆时针，即动力输入反向时，则各部件运转相应反向，此时吸水口变 为出水口，出水口变为吸水口，从而该泵就实现了双向泵水的功能。
虽然已经参考了具体实施方式
对本发明进行了描述，但是根据前面所述，应当理解的是，上述说明中包含的或者附图中所示的所有对
象应当解释为示意性的而非限制性的；在不脱离由所附权利要求书所
限定的本发明的范围的情况下本发明可以有各种改型和变体。因此， 应当理解其他可能的变体和改型。
权利要求
1.一种泵，包括筒形外壳，该筒形外壳具有一定容积的腔室并且两端分别安装有前端盖和后端盖；转子，该转子相对于筒形外壳的轴线偏心地定位在上述腔室中，转子的中心轴的一端从前端盖中延伸穿出以接收来自外部的动力输入并借助于轴承由前端盖支撑，转子具有多个径向切口，从而将转子分为多个部分，每个部分沿周向的一端为连接端，另一端具有圆弧面；固定曲轴，该固定曲轴在泵的运转过程中固定不转动并分为第一部分和第二部分，第一部分与转子的中心轴同轴并借助于轴承由转子的中心轴支撑，第二部分与圆筒形外壳同轴并固定于后端盖；多个支臂，每个支臂的一端与固定曲轴的第二部分可枢转地连接；多个摆斗，每个摆斗分别安装在对应转子切口中，每个摆斗的一端与转子的一个部分的连接端可枢转地连接，每个摆斗的另一端与相应一个支臂的另一端可枢转地连接；其中所述摆斗的另一端包括两段相切的圆弧面，其中一段圆弧面与转子的所述一个部分的相邻部分的圆弧面配合从而密封转子切口，另一段圆弧面的半径等于圆筒形外壳内径与支臂长度之差，从而保证摆动运动期间所述另一段圆弧面始终与外壳内壁相切，这样，所述多个摆斗将转子与外壳之间的空间分成多个工作腔。
2. 根据权利要求l的泵，其中，所述切口、支臂和摆斗的数量均 为三个。
3. 根据权利要求l的泵，其中，每个摆斗的一端与转子的所述一 个部分的连接端通过枢轴销连接。
4. 根据权利要求3的泵，其中，所述相邻部分的圆弧面以所述枢 轴销为中心。
5. 根据权利要求l的泵，其中，每个摆斗的另一端与相应一个支 臂的另一端通过枢轴销连接。
6. 根据上述权利要求中任一项的泵，其中，所述泵在横向于外壳 轴向的方向上具有入口和出口 。
全文摘要
一种摆斗式转子泵，包括筒形外壳；转子，该转子相对于筒形外壳的轴线偏心定位，转子具有多个径向切口，将转子分为多个部分，每个部分沿周向的一端为连接端，另一端具有圆弧面；曲轴，该曲轴分为第一部分和第二部分，第一部分与转子的中心轴同轴并由转子的中心轴支撑，第二部分与圆筒形外壳同轴；多个支臂，每个支臂的一端与固定曲轴的第二部分可枢转连接；多个摆斗，每个摆斗分别安装在对应转子切口中，摆斗的一端与转子的一个部分的连接端可枢转地连接，另一端与相应一个支臂的另一端可枢转连接；其中摆斗的另一端包括两段相切的圆弧面，其中一段圆弧面与一个相邻部分的圆弧面配合，另一段圆弧面的半径等于圆筒形外壳内径与支臂长度之差。
文档编号F04C15/00GK101672275SQ20081021204
公开日2010年3月17日 申请日期2008年9月12日 优先权日2008年9月12日
发明者毅 丑 申请人:丑 毅;冷旭东