专利名称：一种四线啮合内压密封新型泵的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机械工程领域，国际专利分类为F04D非变容式泵，涉及一种将机械能转换为液体压力能的能量转换容积泵，特别是指一种四线啮合内压密封新型泵。
背景技术：
公知的容积泵主要结构形式有柱塞泵、螺杆泵、罗茨泵和滑片泵。作为容积泵具有效率高的优点，但都存在长期运行磨损后其效率明显降低，造成上述缺陷的主要原因在于高压腔和低压腔之间的端面动态隔离没能起到有效密封。端面配合公差尺寸过小容易热胀卡死住，端面配合公差尺寸过大则没能起到有效密封，且长期运行磨损后密封效果更差， 不得不停下生产线更换泵设备，造成很大的直接浪费和间接损失。柱塞泵适合高压但脉冲大，磨损后不具备自我补偿；螺杆泵适合高粘度但在单位容积上制造成本高，磨损后也不具备自我补偿；罗茨泵适合液体和气体但其径向存在间隙， 且径向和端面磨损后都不具备自我补偿；滑片泵能做到径向磨损后自我补偿，但端面磨损后仍然不具备自我补偿，且滑片卡死现象时有发生。国内外至今没能见到一种切实有效的容积泵，能同时具备端面磨损密封补偿和径向磨损密封补偿的结构功能。美国三大工程科技杂志(《SCI》美国《科学引文索引》其英文全称为kience Citation Index，简称SCI; ((EI))美国《工程索引》其英文全称为The Engineering Index，简称EI ； ((ISTP))美国《科技会议录索引》其英文全称为 hdex to Scientific & Technical Proceedings，简称 ISTP。) 收纳全球工程科技论文，也未曾见有一种能同时具备端面磨损密封补偿和径向磨损密封补偿的容积泵。
发明内容本实用新型的目的是提供一种四线啮合内压密封新型泵，同时具备端面磨损密封补偿和径向磨损密封补偿的技术，以实现高压腔和低压腔之间长时间处在良好的动态隔离密封状态，弥补现有技术的不足，填补容积泵同时具备端面磨损密封补偿和径向磨损密封补偿的技术空白。为了实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案一种四线啮合内压密封新型泵，包括泵体4以及安装在泵体4的中心通孔41上的转子轴1和安装在泵体4的偏心半孔 42上的从转子2，两转子的工作里端面贴着偏心半孔42的底平面40，两转子的工作外端面还贴着补偿盘6的正平面，并有固定在偏心端盖5上的定位销7限制补偿盘6只能做轴向滑动，偏心端盖5用至少三颗的螺钉8来密闭固定在偏心半孔42的工作区外端面，所述的补偿盘6的背面与偏心端盖5之间的空间与内压回流道9相通，内压回流道9的另一端通往出口 49 ；且转子轴1和从转子2在旋转中相互啮合，同步产生四条轴向延伸的密封带，构成 A、B、C以及D四个工作空间。内压回流道9引入的压力使得补偿盘6的背面受力大于正面受力，其正面能紧贴着两转子的工作外端面，继而迫使两转子的工作里端面也紧贴着底平面40，具备端面磨损密封补偿；且转子轴1和从转子2同步产生四条轴向延伸的密封带，构成A、B、C以及D四个工作空间，经历长期使用均勻磨损后仍能保证四条轴向延伸的密封带同步形成，同步产生的四条轴向延伸的密封带确保了四个工作空间的径向滑动始终处于有效密封。该结构做到了同时具备端面磨损密封补偿和径向磨损密封补偿，实现高压腔和低压腔之间长时间处在良好的动态隔离密封状态。所述泵体4上的中心通孔41里带一个“0”型圈槽，中心通孔41的中心轴线仏与偏心半孔42的中心轴线O1之间具有偏心距t，底平面40上的一个月牙形吸口 47联通着进口 46，底平面40上的另一个月牙形排口 48联通着出口 49，出口 49有一旁通的内压回流道 9通往到补偿盘6的背面与偏心端盖5之间的空间。所述转子轴1包括四个等分弧面工作段13以及无键槽轴段11和带键槽轴段12， 四个等分弧面工作段13的工作里端面贴着底平面40，四个等分弧面工作段13的工作外端面被补偿盘6的正平面紧贴着。所述从转子2包括五个等分弧面全段，全段两端面的宽度与四个等分弧面工作段 13的两端面宽度的尺寸相等一致。所述的补偿盘6上的带“0”型圈槽通孔61的中心轴线O2与带“0”型圈槽外圆62 的中心轴线O1之间具有偏心距t，补偿盘6的偏心定位孔67与定位销7滑动配合。借助于内压回流道9所引入的出口压力，造成补偿盘6的正面是一半通往出口，另一半通往进口， 而背面是全面积通往出口，使得补偿盘6的背面受力大于正面受力，补偿盘6的正平面可以始终紧贴着两转子的工作外端面，继而迫使两转子的工作里端面也紧贴着底平面40，确保四个工作空间的端面滑动始终处于有效密封。所述的转子轴1的中心轴线A与从转子2的中心轴线O1之间具有偏心距t，转子轴1的四个等分弧面工作段13与从转子2的五个等分弧面之间在旋转中相互啮合，同步产生四个接触点，过接触点形成四条轴向延伸的密封带，结合底平面40和补偿盘6的正平面， 构成A、B、C以及D四个工作空间，经历长期使用均勻磨损后仍能保证四条轴向延伸的密封带同步形成，同步产生的四条轴向延伸的密封带确保四个工作空间的径向滑动始终处于有效密封。端面磨损密封补偿和径向磨损密封补偿的同时具备，实现高压腔和低压腔之间长时间处在良好的动态隔离密封状态。安装步骤和工作原理转子轴1的带键槽轴段12从底平面40 —侧，穿过中心通孔41与之滑动配合，四个等分弧面工作段13的工作里端面贴着底平面40。从转子2安放在偏心半孔42内滑动配合，从转子2的工作里端面也贴着底平面40。转子轴1的中心轴线&与从转子2的中心轴线O1之间具有偏心距t，转子轴1的四个等分弧面工作段13与从转子2的五个等分弧面之间在旋转中相互啮合，同步产生四个接触点，过接触点形成四条轴向延伸的密封带，结合底平面40和补偿盘6的正平面，构成A、B、C以及D四个工作空间，经历长期使用均勻磨损后仍能保证四条轴向延伸的密封带同步形成，确保四个工作空间的径向始终有效密封。补偿盘6上的带“0”型圈槽通孔61的中心轴线O2与带“0”型圈槽外圆62的中心轴线O1之间具有偏心距t，补偿盘6的偏心定位孔67与定位销7滑动配合。补偿盘6的正平面朝里，带“0”型圈槽通孔61从转子轴1的无键槽轴段11 一端套入滑动配合，带“0” 型圈槽外圆62与偏心半孔42滑动配合。
4[0015]偏心端盖5上的带“0”型圈槽通孔51从转子轴1的无键槽轴段11 一端套入滑动配合，定位销7紧固在偏心端盖5里侧面上。将偏心端盖5加垫片M后用至少三颗的螺钉 8沿着偏心端盖5的外圆边缘密闭固定在泵体4的偏心半孔42的工作区外端面上。补偿盘6的背面有定位孔67与定位销7滑动配合，定位销7与偏心端盖5固定连接，因而补偿盘6相对于偏心端盖5只能作轴向滑移。所有“0”型圈槽中的“0”型圈在所处部位起到动密封作用。工作时，外力通过带键槽轴段12带动转子轴1旋转，继而拨动从转子2旋转，从转子2与转子轴1两者的旋转中心具有偏心距t，转子轴1的四个等分弧面工作段13与从转子2的五个等分弧面之间在旋转中相互啮合，同步产生四条轴向延伸的密封带，结合底平面40和补偿盘6的正平面，构成A、B、C以及D四个工作空间。旋转时，A、B、C以及D四个工作空间的随着旋转将逐渐变大的一侧为月牙形吸口 47，通向进口 46 ；A、B、C以及D四个工作空间的随着旋转将逐渐变小的一侧为月牙形排口 48，通向出口 49。转子轴1连续旋转驱使A、B、C以及D四个工作空间周而复始完成吸、排工作。本实用新型的有益效果是转子轴1和从转子2之间在旋转中相互啮合，同步产生四条轴向延伸的密封带，借助于内压回流道9使得补偿盘6的背面受力大于正面受力，补偿盘6的距平面一侧始终紧贴着两转子的工作外端面，继而迫使两转子的工作里端面也紧贴着底平面40，所构成A、B、C以及D四个工作空间同时具备了端面磨损密封补偿和径向磨损密封补偿，实现高压腔和低压腔之间长时间处在良好的动态隔离密封状态。
图1是本实用新型整体通过轴线的剖面图；图2是图1中W-W截面的剖面图；图3是内转子轴1相对于从转子2在运行中同步产生四个工作空间的相对位置关系；图4是相对于图3，转子轴1逆时针旋转50度，从转子2逆时针旋转40度后的相对位置关系；图5是相对于图3，转子轴1逆时针旋转100度，从转子2逆时针旋转80度后的相对位置关系；图6是相对于图3，转子轴1逆时针旋转150度，从转子2逆时针旋转120度后的相对位置关系；图7是相对于图3，转子轴1逆时针旋转200度，从转子2逆时针旋转160度后的相对位置关系；图8是相对于图3，转子轴1逆时针旋转250度，从转子2逆时针旋转200度后的相对位置关系；图9是相对于图3，转子轴1逆时针旋转300度，从转子2逆时针旋转240度后的相对位置关系；图10是相对于图3，转子轴1逆时针旋转350度，从转子2逆时针旋转280度后的
相对位置关系。图11是转子轴1的外部立体图。[0030]图12是转子轴1和从转子2的曲面线制作图。
具体实施方式
结合附图和实施例，进一步对本实用新型的结构和工作原理作详细说明。图12借助于CAD举例说明转子轴1和从转子2的曲面线制作过程先画线X以及与之垂直的线Yl和线Y2，交点分别为Op O2, O1与仏相距为偏心距 t。这里取偏心距t为6讓；以O1为圆心，Rl为半径作基圆R1。这里取Rl半径为60mm ；以基圆Rl与线X的一个交点为圆心，R2为半径作圆弧段R2，再以O1为圆心，将圆弧段R2环绕O1五等分环形阵列。这里取R2半径为33mm ；以圆弧段R2与线X的交点外延到R3的距离为圆心，以R3为半径过圆弧段R2与线X的交点作圆弧段R3，再以&为圆心，将圆弧段R3环绕&四等分环形阵列。这里取R3 半径为50mm ；分别选取两条圆弧段R3和一条圆弧段R2，四线相切作圆弧段R4，这里取R4半径近似为4. 8mm ；以R5为半径分别作圆弧段R5连接相邻的两条圆弧段R2，这里R5半径为40mm。四条圆弧段R4交替地与五条圆弧段R2同步产生的四个接触点，过接触点形成四条轴向延伸的密封带，构成A、B、C以及D四个工作空间。即使长期使用均勻磨损后，同步产生的四个接触点形成四条轴向延伸的密封带仍能保证四条轴向延伸的密封带同步形成，确保四个工作空间的径向始终处于有效密封。转子轴1的四个等分弧面工作段13的两端面宽度与从转子2的两端面宽度的尺寸相等一致，这里取两端面宽度都为50mm，转子轴1的四个等分弧面工作段13的两端面宽度与从转子2的的两端面宽度的尺寸相等一致，两个转子的工作里端面分别贴着底平面 40，补偿盘6的正平面分别贴着两个转子的工作外端面。借助于内压回流道9使得补偿盘 6的背面受力大于正面受力，补偿盘6的正平面始终紧贴着两转子的工作外端面，继而迫使两转子的工作里端面也紧贴着底平面40，确保四个工作空间的端面滑动始终处于有效密封。所有“0”型圈槽中的“0”型圈在所处部位起到动密封作用。一种四线啮合内压密封新型泵，包括泵体4以及安装在泵体4的中心通孔41上的转子轴1和安装在泵体4的偏心半孔42内的从转子2，偏心半孔42的工作区外端面有偏心端盖5，所述的从转子2的工作外端面与偏心端盖5之间有补偿盘6的正平面贴着从转子2 的工作外端面，定位销7滑动固定补偿盘6相对于偏心端盖5的周向位置。泵体4上的中心通孔41里带一个“0”型圈槽，中心通孔41的中心轴线仏与偏心半孔42的中心轴线O1之间具有偏心距t，底平面40上的一个月牙形吸口 47联通着进口 46，另一个月牙形排口 48联通着出口 49，出口 49有一旁通的内压回流道9通往到补偿盘6 的背面与偏心端盖5之间的空间。先将转子轴1的带键槽轴段12从底平面40 —侧，穿过中心通孔41与之滑动配合， 四个等分弧面工作段13的工作里端面贴着底平面40。将从转子2安放在偏心半孔42内滑动配合，从转子2的工作里端面也贴着底平面40。使得转子轴1的中心轴线O2与从转子 2的中心轴线O1之间具有偏心距t。再从无键槽轴段11 一端上依次装上补偿盘6，定位销7固定在偏心端盖5的背面，最后将偏心端盖5加垫片54，用四颗的螺钉8沿着偏心端盖5 的外圆边缘，密闭固定在泵体4的偏心半孔42的工作区外端面上。工作时，外力通过带键槽轴段12带动转子轴1旋转，继而拨动从转子2旋转，从转子2与转子轴1两者的旋转中心具有偏心距t，转子轴1的四个等分弧面工作段13与从转子2的五个等分弧面之间同步产生四条轴向延伸的密封带，结合底平面40和补偿盘6的正平面，构成A、B、C以及D四个工作空间。旋转时，A、B、C以及D四个工作空间的随着旋转将逐渐变大的一侧为月牙形吸口 47，通向进口 46 ；A、B、C以及D四个工作空间的随着旋转将逐渐变小的一侧为月牙形排口 48，通向出口 49。位于出口 49旁通上的内压回流道9将压力传送到补偿盘6的背面与偏心端盖5之间的空间，使得补偿盘6的背面受力大于正面受力， 补偿盘6的正平面可以始终紧贴着两转子的外端面，继而迫使两转子的里端面也紧贴着底平面40，确保四个工作空间的端面滑动始终处于有效密封。转子轴1连续旋转驱使A、B、C 以及D四个工作空间周而复始完成吸、排工作。最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的一个具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认定为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种四线啮合内压密封新型泵，包括泵体以及安装在泵体(4)的中心通孔Gl) 上的转子轴(1)和安装在泵体的偏心半孔0 内的从转子O)，两转子的工作里端面贴着偏心半孔0 的底平面(40)，两转子的工作外端面还贴着补偿盘(6)的正平面，并有固定在偏心端盖( 上的定位销(7)限制补偿盘(6)只能做轴向滑动，偏心端盖( 用至少三颗的螺钉(8)来密闭固定在偏心半孔0 的工作区外端面，其特征是所述的补偿盘 (6)的背面与偏心端盖(5)之间的空间与内压回流道(9)相通，内压回流道(9)的另一端通往出口 G9)；且转子轴(1)和从转子( 在旋转中相互啮合，同步产生四条轴向延伸的密封带，构成A、B、C以及D四个工作空间。
2.根据权利要求1所述的一种四线啮合内压密封新型泵，其特征是所述泵体(4)上的中心通孔(41)里带一个“0”型圈槽，中心通孔(41)的中心轴线O2与偏心半孔(42)的中心轴线O1之间具有偏心距t，底平面00)上的一个月牙形吸口 G7)联通着进口(46)， 底平面GO)上的另一个月牙形排口 G8)联通着出口(49)，出口 09)有一旁通的内压回流道(9)通往到补偿盘(6)的背面与偏心端盖(5)之间的空间。
3.根据权利要求1所述的一种四线啮合内压密封新型泵，其特征是所述转子轴(1) 包括四个等分弧面工作段(1 以及无键槽轴段(11)和带键槽轴段(12)，四个等分弧面工作段(13)的工作里端面贴着底平面GO)，四个等分弧面工作段(13)的工作外端面被补偿盘(6)的正平面贴着。
4.根据权利要求1所述的一种四线啮合内压密封新型泵，其特征是所述从转子(2) 包括五个等分弧面全段，全段两端面的宽度与四个等分弧面工作段(1 的两端面宽度的尺寸相等一致。
5.根据权利要求1所述的一种四线啮合内压密封新型泵，其特征是补偿盘(6)上的带“0”型圈槽通孔(61)的中心轴线O2与带“0”型圈槽外圆(62)的中心轴线O1之间具有偏心距t，补偿盘(6)的偏心定位孔(67)与定位销(7)滑动配合。
6.根据权利要求1所述的一种四线啮合内压密封新型泵，其特征是所述的转子轴(1) 的中心轴线O2与从转子O)的中心轴线O1之间具有偏心距t，转子轴(1)的四个等分弧面工作段(1 与从转子O)的五个等分弧面之间在旋转中相互啮合，同步产生四个接触点， 过接触点形成四条轴向延伸的密封带，结合底平面GO)和补偿盘(6)的正平面，构成A、B、 C以及D四个工作空间。
专利摘要一种四线啮合内压密封新型泵，包括泵体(4)以及安装在泵体(4)的中心通孔(41)上的转子轴(1)和安装在泵体(4)的偏心半孔(42)上的从转子(2)，两转子的工作里端面贴着偏心半孔(42)的底平面(40)，两转子的工作外端面还贴着补偿盘(6)的正平面，并有固定在偏心端盖(5)上的定位销(7)限制补偿盘(6)只能做轴向滑动，所述的补偿盘(6)的背面与偏心端盖(5)之间的空间与内压回流道(9)相通；且转子轴(1)和从转子(2)在旋转中相互啮合，构成A、B、C以及D四个工作空间。该结构做到了同时具备端面磨损密封补偿和径向磨损密封补偿，实现高压腔和低压腔之间长时间处在良好的动态隔离密封状态。
文档编号F04C2/10GK202187910SQ201120195480
公开日2012年4月11日 申请日期2011年6月1日 优先权日2011年6月1日
发明者张意立 申请人:张意立