小流量高扬程径向活塞泵

1.一种小流量高扬程径向活塞泵，包括带有吸入口和排出口的泵体(1)，该泵体(1)内腔装有沿轴向至少有一排径向通孔的转子(2)，该转子(2)的径向通孔内装有借助偏心机构或凸轮轴机构能产生往复运动的活塞(3)，其特征在于：所述转子(2)的外圆固装有一转子套(6)，该转子套(6)制有与转子(2)径向通孔同轴的径向孔，该径向孔的直径小于转子(2)径向通孔的直径，两侧开有与径向孔连通的窄槽，形成径向通道；所述泵体(1)圆柱形内腔固装有一个隔舌套(5)，该隔舌套(5)的内腔设置一对等宽并将泵体(1)内腔隔离为高压区与低压区的隔舌(4)，该隔舌(4)的宽度对称于泵体(1)的中心线，所述隔舌(4)内装有密封补偿块(8)，该密封补偿块(8)内设有排出单向阀(10)；所述隔舌套(5)的隔舌(4)的宽度大于转子套(6)上径向通道的宽度。
2.根据权利要求1所述的小流量高扬程径向活塞泵，其特征在于：所述密封补偿块(8)上装有将密封补偿块(8)压向转子套(6)表面的弹性压套(9)。
3.根据权利要求1所述的小流量高扬程径向活塞泵，其特征在于：所述隔舌套(5)的隔舌(4)两侧可制成各种不同形状和大小的通道。
4.根据权利要求1所述的小流量高扬程径向活塞泵，其特征在于：所述密封补偿块(8)上的排出单向阀(10)为钢球单向阀。
5.根据权利要求1所述的小流量高扬程径向活塞泵，其特征在于：所述排出单向阀(10)的出口与隔舌套(5)上通向泵体(1)高压区的小孔(11)相通。

小流量高扬程径向活塞泵 \n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种容积泵，特别是一种小流量高扬程径向活塞泵. \n背景技术\n[0002] 流量小于10M3/h，扬程大于100M的小流量高扬程泵，在航天、化工、制药、冶金及轻工业受到广泛应用，泵的类型有多级离心泵、高速离心泵、旋涡泵、往复泵等，它们各有优缺点. \n[0003] 对于离心泵来说，这种小流量高扬程泵的比转速都在20以下，属超低比转速泵，\n3\n效率很低，一般都在30％以下，如QDLA型立式不锈钢多级离心泵，当流量为0.6M/h扬程为\n100M时，需要12级叶轮串联，当扬程为198M时，需24级叶轮串联，效率只有30％，而且装配工艺性差，刚性不足. \n[0004] 高速离心泵可以做到泵和电机直联，体积小，但其转速极高，在5000-16000rpm，有的达到20000rpm，需通过齿轮加速，并要采用复合叶轮和前置诱导轮，结构复杂，加工精度高，特别是高速齿轮，高速轴承高速机械密封要求都很高，加工和维护费用相对较高，而效率并不高. \n[0005] 小流量高扬程水泵目前采用较多的是旋涡泵，因其结构简单、维修方便、体积小、重量轻、价格低，开式旋涡泵还具有自吸性能，可以进行汽、液混输，在国民经济的许多部门受到广泛使用，但无论是闭式旋涡泵、开式旋涡泵、离心旋涡泵、单吸旋涡泵或多级旋涡泵其最大缺点是效率都极低，最高不超过50％，大多数旋涡泵效率在20％-40％，有的只有百分之十几，如专利ZL96203684.6″轴向入口旋涡泵″，效率只有12-24％，是耗能产品，不符合节能要求，此外旋涡泵不能用来抽送粘性较大的介质，也只能输送纯净的液体，当液体中含有颗粒类杂质时，就会因磨损引起轴向和径向的间隙的增大而降低泵的性能，或导致泵不能工作. \n[0006] 小型活塞泵或柱塞泵如计量泵，也可以达到小流量高扬程，具备高效、自吸、汽液混输、能输送粘性液体等优点，由于有阀结构，往复次数很低，一般都在100次/分以内，液流脉冲严重，对后续加工带来不良影响，外加振动、噪音等缺陷. \n[0007] 新出现的无阀结构的转子泵，引起了人们的关注，它自吸性能好，消除了阀的滞后现象，结构简单、体积小、往复次数高并能输送粘性液体，如专利ZL021127763.8的“转子式活塞泵”，ZL96228726.1″双缸双作用转子活塞泵″，ZL00211851.3”同步吸排转子泵”便是，但这些转子泵都存在同一个共性缺陷是只能小流量，不能高扬程，原因是泵体上的隔舌密封宽度与转子上装活塞的径向孔直径相等，如图1所示，图中有泵体1、转子2、活塞3、隔舌4，这种泵高压腔和低压腔的隔离是依靠泵体上将内腔分隔为吸入腔和排出腔的隔舌4，它起到了阀的密封作用，其密封宽度的长短决定了密封的性能的好坏和排出压力的高低，在运转过程中，当活塞孔直径对上隔舌4宽度时，由于两者宽度相等，其密封长度瞬时为零，产生液体回流和容积效率损失，因此使提高排出压力达到高扬程受到很大制约，限制了它在小流量高扬程中使用. \n[0008] 发明内容\n[0009] 本发明的目的在于：针对转子泵及上述各式泵及存在的缺点，提出一种结构紧凑、液流平稳、密封性能好、排出压力高的小流量高扬程径向活塞泵. \n[0010] 为了达到上述目的，本发明小流量高扬程径向活塞泵，包括带有吸入口和排出口的泵体1，该泵体1内腔装有沿轴向至少有一排径向通孔的转子2，该转子2的径向通孔内装有借助偏心机构或凸轮轴机构能产生往复运动的活塞3，其特殊之处在于：所述转子2的外圆固装有一转子套6，该转子套6制有与转子2径向通孔同轴的径向孔，该径向孔的直径小于转子2径向通孔的直径，两侧开有与径向孔连通的窄槽，形成径向通道；所述泵体1圆柱形内腔固装有一个隔舌套5，该隔舌套5的内腔设置一对等宽并将泵体1内腔隔离为高压区与低压区的隔舌4，该隔舌4的宽度对称于泵体1的中心线，所述隔舌4内装有密封补偿块8，该密封补偿块8内设有排出单向阀10；所述隔舌套5的隔舌4的宽度大于转子套6上径向通道的宽度. \n[0011] 本发明的技术解决方案中所述密封补偿块8上装有将密封补偿块8压向转子套6表面的弹性压套9. \n[0012] 本发明的技术解决方案中所述隔舌套5的隔舌4两侧可制成各种不同形状和大小的通道. \n[0013] 本发明的技术解决方案中所述密封补偿块8上的排出单向阀10可为钢球单向阀. [0014] 本发明的技术解决方案中所述排出单向阀10的出口可与隔舌套5上通向泵体1高压区的小孔11相通. \n[0015] 本发明重点放在解决目前转子泵的薄弱环节：即高压腔和低压腔的密封隔离上，转子泵取消传统往复泵的阀结构后，转子泵的高压区与低压区靠隔舌密封隔离，目前已有的转子泵都采用隔舌4的密封宽度和转子的径向通孔的直径相等，如图1所示，其中有泵体\n1、转子2、活塞3、隔舌4，图2中的格网表示图1密封面的投影，从图中可知，当转子上的径向通孔转到对准隔舌时，由于俩者宽度相等，这时最大直径处的密封面瞬时为零，高压腔和低压腔瞬时串通，液体回流，降低了容积效率，也降低了排出压力.本发明的解决方案是：\n在加大加长隔舌密封面的同时，减少径向密封间隙使之为零，其措施是：在泵体1内加一隔舌套5，转子2外圆加一转子套6，如图3所示，图中有泵体1、转子2、活塞3、隔舌4，隔舌套\n5、转子套6、偏心轴7、密封补偿块8、偏心轴7、弹性压套9、排出单向阀10、小通道11等零件，本结构将隔舌套5上隔舌4的两侧制成由小变大，又由大变小的通道；并将转子套6对应转子2上径向通孔部位的同轴径向孔的直径缩小，并在该径向孔的两侧制有与径向孔连通的窄槽，隔舌的宽度设置成大于转子套6径向通道的宽度，改进后的密封面的投影如图\n4，其密封的面积和长度都大为增加，同时，在隔舌4内装有密封补偿块8，利用弹性压套9将密封补偿块8压向转子套6表面，使在这部分密封面的间隙为零，其结果是减少了回流，提高了排出压力. \n[0016] 本发明小流量高扬程径向活塞泵的特点是活塞的“短行程、高频率”，它的往复次数很高，但每一次输送的流量不大，因此转子套6的径向孔直径可以缩小，此外，活塞在每一吸排周期中其单位时间排放量也并不相等，活塞在90度位置时排放量最大，活塞在两个极限位置时，排出量最小，所以在活塞极限位置时的转子套6的径向通道可缩小到成窄槽. [0017] 本发明中在密封补偿块8内设有排出单向阀10，是为了避免活塞3在隔舌4的封闭区中运行时而产生闷车现象，当活塞3进入隔舌宽度的封闭区后，活塞继续前进排液时，液体经排出单向阀和小通道11向排出腔排液，消除泵的闷车现象. \n[0018] 这种利用曲柄连杆机构的运动原理，实现泵的吸排功能的转子泵，水力损失和容积损失都小，效率很高，活塞3是双作用工作，每一转送液两次，在高速运转下，液流输出平稳无脉冲，由于取消了阀结构，因此振动小、 噪音低，采用本发明的结构后，其积极效果是：\n由于密封面积和长度加大，密封补偿块8和转子套6之间的径向间隙为零，可明显提高排出压力，达到小流量高扬程；再加上转子泵原有的高效节能、自吸性能优越、流道通畅、可输送粘性和有纤维状或颗粒状杂质的液体等优点，将会获得广泛的使用前景. \n[0019] 附图说明\n[0020] 图1是现有转子式活塞泵隔舌密封的结构图. \n[0021] 图2是图1中密封面的投影图. \n[0022] 图3是本发明提高密封性能的结构图. \n[0023] 图4是图3的密封面的投影图. \n[0024] 图5是本发明的实施例. \n[0025] 图6为图5的B-B剖视图. \n[0026] 具体实施方式\n[0027] 图5是本发明的实施例-具有双支承偏心轴7和双活塞3的径向活塞泵，图6为图5的B-B剖视图. \n[0028] 图中显示有泵体1、转子2、活塞3、隔舌4、隔舌套5、转子套6、偏心轴7、密封补偿块8、弹性压套9、排出单向阀10、小通道11、泵盖12、轴承13、轴封装置14、电机15、滚圈\n16、偏心轮17. \n[0029] 本例中采用一根可旋转双支承的偏心轴7，该偏心轴7的一端支承在泵盖12上偏心孔内，另一端穿过活塞3腰部长槽支承在偏心轮17的偏心孔中，该偏心轮17活装在转子\n2的内腔并与之同轴，偏心轴7与活塞3腰部长槽铰接处装有滚圈16. \n[0030] 当电机15带动转子2旋转时，活塞3绕偏心轴7一边旋转一边沿转子2上的径向通孔作相对往复运动，活塞3的往复运动产生容积变化，从吸入腔吸入液体再从排出腔排出液体，其中偏心轴7、滚圈16、活塞3、密封补偿块8等磨擦副的表面需作硬化处理. [0031] 本实例通过隔舌套5和转子套6的巧妙结合，增大了密封面积和长度，并利用密封补偿块8减小了密封面的径向间隙，并使之为零，可明显提高排出压力，达到小流量高扬程；再加上双活塞结构，活塞互成90度，每个活塞双作用工作，每转输液四次，在电机高速运转下，液流输出平稳无脉冲，振动小、噪音低，这种容积变化的容积泵原理，水力损失和容积损失都小，效率很高.