專(zhuān)利名稱(chēng)：小型轉(zhuǎn)子式潛水泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種容積泵，特別是適用于液下作業(yè)的小型轉(zhuǎn)子式潛水泵.
背景技術(shù)：
目前公知潛水泵都是離心式潛水泵，這種泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零部件少、成本低，因此市 場(chǎng)擁有量極大，但其效率低，特別是小型離心式潛水泵效率極低，例如中國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JB/T 8902-96 “小型潛水電泵”中制訂的效率，每小時(shí)流量為1. 5噸、揚(yáng)程為7米的泵，其 效率為14. 2 %，每小時(shí)流量為3噸、揚(yáng)程為8米的泵，其效率為21.9%，可見(jiàn)效率極低，屬 耗能產(chǎn)品，究其原因是泵的比轉(zhuǎn)速的數(shù)值小，對(duì)離心泵來(lái)說(shuō)，比轉(zhuǎn)速小、效率低是一個(gè)固有 的致命缺點(diǎn)，至今都無(wú)法克服的難題；此外小型離心式潛水泵的葉輪出口寬度小，鑄造工 藝性差，葉輪內(nèi)的葉片通道表面粗糙，容易被水草、螺絲殼、雜質(zhì)等堵塞，嚴(yán)重時(shí)容易燒毀 電機(jī)；針對(duì)離心式潛水泵的缺點(diǎn)，采用容積式泵取代離心式泵是一個(gè)方向，因?yàn)槿莘e泵的 效率一般都在60% -90%，專(zhuān)利CN87100461. A提出了 “活塞式正排量潛水泵”，但該泵的 電機(jī)部分仍在液面之上，只能算是液下泵，不是潛水泵；專(zhuān)利89203158. 1提出了 “螺桿潛 水電泵”，螺桿式潛水泵與離心式潛水泵相比，效率有所提高，但在潛水電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)下，螺 桿泵的萬(wàn)向聯(lián)軸器容易損壞，并且由橡膠制作的定子對(duì)雜物敏感，也容易磨損，此外，由傳 動(dòng)箱和螺桿箱組成的泵體的體積大、造價(jià)高，使用受到限制；專(zhuān)利ZL93203998.7” 一種潛 水泵"為軸向柱塞泵，帶有進(jìn)、排單向閥，對(duì)水中雜質(zhì)敏感，不宜用于水，只宜用于油；專(zhuān)利 ZL200520114706. 7” 一種鋼絲電纜式電潛永磁直線往復(fù)泵”及公開(kāi)號(hào)CN1563715. A”電潛 式永磁直線往復(fù)泵”其往復(fù)運(yùn)動(dòng)是由直線電機(jī)帶動(dòng)，體積大、造價(jià)高，僅適用于輸送油品； ZL98238153.0”棱閥潛油泵”其結(jié)構(gòu)為轉(zhuǎn)子式，但體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)部多處裝有滾珠軸 承，只適用于抽油；公開(kāi)號(hào)CN101054968. A”液力抽油泵”為活塞式往復(fù)結(jié)構(gòu)，但其動(dòng)力為液 力，因此，體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、需要液力動(dòng)力源，難于在小型潛水泵推廣.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述離心潛水泵與其他潛水泵存在的缺點(diǎn)，提出一種體 積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、流道通暢、運(yùn)行安全可靠、多功能、效率在70%以上、高效節(jié)能的小 型轉(zhuǎn)子式潛水泵.為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明小型轉(zhuǎn)子式潛水泵，包括潛水電機(jī)6、與潛水電機(jī)6固 接并帶有吸入口和排出口的泵體1、裝在泵體1內(nèi)腔并和潛水電機(jī)6伸出軸直聯(lián)的轉(zhuǎn)子2、 以及和泵體1固接的泵座11，其特殊之處在于所述轉(zhuǎn)子2沿軸向制有至少一排徑向通孔， 該徑向通孔內(nèi)裝有借助偏心軸4的作用可移動(dòng)的活塞3 ；所述轉(zhuǎn)子2的外圓固裝一轉(zhuǎn)子套 13，該轉(zhuǎn)子套13上開(kāi)有和轉(zhuǎn)子2的徑向通孔同軸的直徑較小的徑向孔，該徑向孔的兩側(cè)制 有和徑向孔相通的窄槽，形成徑向流道；所述泵體1內(nèi)固裝一隔舌套12，該隔舌套12內(nèi)腔 沿軸向?qū)?yīng)于轉(zhuǎn)子套13徑向流道部位制有一對(duì)等寬并對(duì)稱(chēng)于中心線的隔舌5，該隔舌5的 寬度與轉(zhuǎn)子套13徑向流道的寬度相等，并將泵體1的內(nèi)腔分隔為吸入腔和排出腔.
本發(fā)明的技術(shù)解決方案中的所述的偏心軸4可以是一根可旋轉(zhuǎn)并活裝在所述泵 座11上偏心孔內(nèi)的偏心軸4，該偏心軸4的伸出端插在活塞3腰部相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)槽內(nèi)，與其鉸 接·本發(fā)明的技術(shù)解決方案中的所述的偏心軸4可以是一根可旋轉(zhuǎn)雙支承的偏心軸 4，該偏心軸4的一端支承在所述泵座11上偏心孔內(nèi)，該偏心軸4的另一端支承在偏心輪14 的偏心孔中，該偏心輪14活裝在轉(zhuǎn)子2的內(nèi)腔并與之同軸，該偏心軸4穿過(guò)活塞3腰部相 對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)槽，并與之鉸接.本發(fā)明的技術(shù)解決方案中的所述偏心軸4與活塞3腰部長(zhǎng)槽鉸接處可以套有滾圈 10. 本發(fā)明的技術(shù)解決方案中的所述的偏心軸4可以是一根由基軸19和拐軸20組成 的偏心軸4，該偏心軸4的基軸19部分套裝在所述泵座11上的偏心孔內(nèi)，該偏心軸4的拐 軸20部分插在活塞3腰部相對(duì)應(yīng)的圓孔內(nèi)，與其鉸接，該偏心軸4的拐軸20部分的偏心距 大于泵座11內(nèi)偏心孔的偏心距.本發(fā)明的技術(shù)解決方案中的所述的泵體1內(nèi)的隔舌5可以成為一個(gè)獨(dú)立的零件隔 舌套12，該隔舌套12上隔舌5的兩側(cè)制成不同形狀、不同尺寸的通道.本發(fā)明利用偏心機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)原理，實(shí)現(xiàn)泵的吸排功能，如圖1所示，當(dāng)潛水電機(jī)6 帶動(dòng)轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)時(shí)，活塞3繞偏心軸4 一邊旋轉(zhuǎn)一邊沿轉(zhuǎn)子2上的徑向通孔作相對(duì)往復(fù)運(yùn) 動(dòng)，往復(fù)運(yùn)動(dòng)的行程是偏心軸的偏心距的二倍，活塞3的往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生容積變化，從吸入腔 吸入液體再?gòu)呐懦銮慌懦鲆后w，具體過(guò)程如圖2中1-9小圖所示，圖中顯示轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)了半 周，活塞3的上腔逐漸增大，從吸入腔吸入液體，活塞3的下腔逐漸縮小，向排出腔排出液 體，不斷循環(huán)；由于泵體上的隔舌5的阻隔，使排出腔和吸入腔之間產(chǎn)生壓力差；這種容積 變化的容積泵原理，水力損失和容積損失都小，效率很高，活塞3是雙作用工作，轉(zhuǎn)子每旋 轉(zhuǎn)一周送液兩次，在電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)下，液流輸出平穩(wěn)無(wú)脈沖，振動(dòng)小、噪音低；本發(fā)明采用最 簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和最少量的零部件組成泵的總成，外形體積和零件數(shù)量都和現(xiàn)有離心式潛水泵 相似，加工工藝性好，成本也低，流道寬敞不易堵塞.此外，本泵具有良好的自吸性能和流道寬敞，除能泵吸水類(lèi)液體外，還可泵吸粘性 液體、帶纖維狀或帶顆粒狀雜質(zhì)的液體，擴(kuò)大了泵的使用范圍。本發(fā)明的高壓腔和低壓腔的隔離是依靠隔舌5的間隙密封，它起了傳統(tǒng)往復(fù)泵中 閥的作用；根據(jù)間隙密封原理.間隙越小、密封面積越大、密封性能越好，其結(jié)果是減少了 液體的回流，增加兩端的壓力差，并提高了泵的容積效率和排出壓力，所以本發(fā)明將隔舌套 12上隔舌兩側(cè)通道做成不同形狀和不同尺寸，再將轉(zhuǎn)子套13上的徑向流道做成不同形狀 與不同尺寸，然后采用不同組合，可形成不同的密封面積，來(lái)滿(mǎn)足不同的壓力需求與雜質(zhì)通 過(guò)能力.小型轉(zhuǎn)子式潛水泵中活塞3的往復(fù)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是短行程、高往復(fù)次數(shù)，每一次輸送 的流量不大，因此轉(zhuǎn)子套13的徑向孔直徑可以做得比轉(zhuǎn)子2的徑向通孔直徑??；此外，活 塞3在不同轉(zhuǎn)角位置的輸送量也不相等，活塞在行程的兩終極位置，即0度位置時(shí)輸送量最 小，然后輸送量逐漸增大，90度位置時(shí)輸送量最大，之后，又逐漸變小，因此，可以在轉(zhuǎn)子套 13的徑向孔的兩側(cè)制成窄槽，以適應(yīng)小流量通過(guò)，從而達(dá)到增大隔舌密封面積的效果.本發(fā)明的積極效果是；
1高效節(jié)能，水力損失小、容積效率高，總效率可達(dá)70%以上，屬高效節(jié)能產(chǎn)品，社 會(huì)效益明顯，符合當(dāng)前國(guó)家節(jié)能減排產(chǎn)業(yè)政策；2.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、外形、體積和離心式潛水泵相似、造價(jià)低、運(yùn)轉(zhuǎn)平衡、水流無(wú)脈沖、低 噪音、低振動(dòng)；3.流道通暢，除可輸送一般清水外，還可輸送污水、污泥、帶顆?；蚶w維狀雜質(zhì)的 液體，轉(zhuǎn)子套13徑向流道的邊緣和隔舌5的邊緣對(duì)長(zhǎng)纖維有剪切作用；4.具有容積泵的優(yōu)點(diǎn)，可輸送粘性液體，如油品，用作潛油泵；能進(jìn)行氣、水、油混 輸；5.本泵的結(jié)構(gòu)具有雙向送液功能，反向送液功能可用來(lái)沖洗過(guò)濾網(wǎng)，不必停機(jī)清 理過(guò)濾網(wǎng)，只要電機(jī)反轉(zhuǎn)即可清洗；
6.活塞的直徑、行程和電機(jī)的每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)決定了泵的流量，而泵的排出壓力卻 決定于電機(jī)的輸出功率，即一臺(tái)泵配不同功率的電機(jī)，可達(dá)到不同的揚(yáng)程，不像離心式潛水 泵，一種泵只能對(duì)應(yīng)一種揚(yáng)程；


圖1是本發(fā)明基本原理圖；圖2中的1-9小圖是工作原理分解圖；圖3是本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；圖4是圖3的A-A剖視圖；圖5是圖3的B-B剖視圖；圖6是第二個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；圖7是圖6的A-A剖視圖；圖8是圖6的B-B剖視圖；圖9是第三個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；圖10是圖9的A-A剖視圖；圖11是圖9的B-B剖視圖；圖12是第四個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；圖13中a、b、c是表示隔舌套12上隔舌5兩側(cè)三種不同形狀流道的結(jié)構(gòu)圖；圖14中a、b、c是表示轉(zhuǎn)子套13上三種不同形狀徑向流道的結(jié)構(gòu)圖；圖15中a、b、c、d是不同結(jié)構(gòu)隔舌套12和不同結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子套13組合后的密封面投 影圖.
具體實(shí)施例方式圖3、圖4、圖5表示小型轉(zhuǎn)子式潛水泵的第一種實(shí)施例，如圖所示，1是泵體，2是 轉(zhuǎn)子，3是活塞，4是偏心軸，5是隔舌套13上的隔舌，6是潛水電機(jī)，7是過(guò)濾網(wǎng)，8是軸封裝 置，9是軸承，10是滾圈，11是泵座，12是隔舌套，13是轉(zhuǎn)子套.這個(gè)實(shí)施例中隔舌套13上的一對(duì)隔舌5將泵體1內(nèi)腔分隔為吸入腔和排出腔，隔 舌5的寬度與轉(zhuǎn)子套13上徑向通道的寬度相等，當(dāng)潛水電機(jī)6帶動(dòng)轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)時(shí)，活塞3也 隨著旋轉(zhuǎn)，由于活塞3受偏心軸4的制約，使它在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中沿徑向通孔作相對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生容積變化，從吸入腔吸入液體，轉(zhuǎn)到排出腔時(shí)排出液體，偏心軸4活裝在泵座上偏 心孔中，偏心孔內(nèi)固裝一自潤(rùn)滑軸承9，偏心軸4伸出端插在活塞3腰部的長(zhǎng)槽內(nèi)，與之鉸 接，并裝有滾圈10，由于兩者是線接觸，所以接觸面要作表面硬化處理，提高耐磨度.
圖6、圖7、圖8、是小型轉(zhuǎn)子式潛水泵的第二個(gè)實(shí)施例，采用一根可旋轉(zhuǎn)雙支承的 偏心軸4，該偏心軸4的一端支承在泵座11上偏心孔內(nèi)，該偏心軸4的另一端穿過(guò)活塞3腰 部長(zhǎng)槽支承在偏心輪14的偏心孔中，該偏心輪14活裝在轉(zhuǎn)子2的內(nèi)腔并與之同軸，偏心軸 4與活塞3腰部長(zhǎng)槽鉸接，并裝有滾圈10.圖9、圖10、圖11、是小型轉(zhuǎn)子式潛水泵的第三個(gè)實(shí)施例，本例與上例結(jié)構(gòu)基本相 同，有一根較長(zhǎng)的偏心軸4，以及二個(gè)活塞3和二個(gè)滾圈10，流量可以增倍，每轉(zhuǎn)有四次出 水，二個(gè)活塞互成90度，液流更為平穩(wěn).圖12是小型轉(zhuǎn)子式潛水泵的第四個(gè)實(shí)施例，偏心軸4是一根由基軸19和拐軸20 組成，該偏心軸4的基軸19部分套裝在泵座11的偏心孔內(nèi)，該偏心軸4的拐軸20部分插 在活塞3腰部相對(duì)應(yīng)的圓孔內(nèi)，與其鉸接，該偏心軸4的拐軸20部分的偏心距大于泵座11 上偏心孔的偏心距，由于拐軸20和活塞3同步旋轉(zhuǎn)，相互之間只有小角度擺動(dòng)，磨損情況大 為改善.為了增加隔舌5密封面的密封面積，可將隔舌套12和轉(zhuǎn)子套13制成不同的形狀， 采用不同組合，可達(dá)到不同的密封面積.圖13中a、b、c是表示隔舌套12上隔舌5兩側(cè)三種不同形狀流道的結(jié)構(gòu)圖；a將 隔舌5兩側(cè)制成平面形，b將隔舌5兩側(cè)制成園弧形，c將隔舌5兩側(cè)制成窄槽形；圖14中a、b、c是表示轉(zhuǎn)子套13上三種不同形狀徑向流道的結(jié)構(gòu)圖；a，徑向流道 制成與活塞直徑相同，b，徑向流道制成橄欖形，c，徑向流道制成衛(wèi)星形，它們的不同組合可 形成不同的密封面積，如圖15中a、b、c、d是不同結(jié)構(gòu)隔舌套12和不同結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子套13組 合后的密封面投影圖；密封面積小的適用于低揚(yáng)程，但雜質(zhì)通過(guò)能力較強(qiáng)，密封面積大的適用于較高揚(yáng) 程.但雜質(zhì)通過(guò)能力要差一些，不管采用那一種結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子套13上的徑向流道的總寬度必 須與隔舌5的寬度相等。
權(quán)利要求
一種小型轉(zhuǎn)子式潛水泵，包括潛水電機(jī)(6)、與潛水電機(jī)(6)固接并帶有吸入口和排出口的泵體(1)、裝在泵體(1)內(nèi)腔并和潛水電機(jī)(6)伸出軸直聯(lián)的轉(zhuǎn)子(2)、以及和泵體(1)固接的泵座(11)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子(2)沿軸向制有至少一排徑向通孔，該徑向通孔內(nèi)裝有借助偏心軸(4)的作用可移動(dòng)的活塞(3)；所述轉(zhuǎn)子(2)的外圓固裝一轉(zhuǎn)子套(13)，該轉(zhuǎn)子套(13)上開(kāi)有和轉(zhuǎn)子(2)的徑向通孔同軸的直徑較小的徑向孔，該徑向孔的兩側(cè)制有和徑向孔相通的窄槽，形成徑向流道；所述泵體(1)內(nèi)固裝一隔舌套(12)，該隔舌套(12)內(nèi)腔沿軸向?qū)?yīng)于轉(zhuǎn)子套(13)徑向流道部位制有一對(duì)等寬并對(duì)稱(chēng)于中心線的隔舌(5)，該隔舌(5)的寬度與轉(zhuǎn)子套(13)徑向流道的寬度相等，并將泵體(1)的內(nèi)腔分隔為吸入腔和排出腔.
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型轉(zhuǎn)子式潛水泵，其特征在于所述偏心軸(4)是一根可 旋轉(zhuǎn)并活裝在所述泵座(11)上偏心孔內(nèi)的偏心軸(4)，該偏心軸(4)的伸出端插在活塞 (3)腰部相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)槽內(nèi)，與其鉸接.
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型轉(zhuǎn)子式潛水泵，其特征在于所述偏心軸(4)是一根可 旋轉(zhuǎn)雙支承的偏心軸(4)，該偏心軸(4)的一端支承在所述泵座(11)上偏心孔內(nèi)，該偏心 軸(4)的另一端支承在偏心輪(14)的偏心孔中，該偏心輪(14)活裝在轉(zhuǎn)子(2)的內(nèi)腔并 與之同軸，該偏心軸(4)穿過(guò)活塞(3)腰部相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)槽，并與之鉸接.
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的小型轉(zhuǎn)子式潛水泵，其特征在于所述偏心軸(4)與活 塞(3)腰部長(zhǎng)槽鉸接處套有滾圈(10).
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型轉(zhuǎn)子式潛水泵，其特征在于所述偏心軸(4)是一根由 基軸(19)和拐軸(20)組成的偏心軸(4)，該偏心軸(4)的基軸(19)部分套裝在所述泵座 (11)內(nèi)偏心孔內(nèi)，該偏心軸(4)的拐軸(20)部分插在活塞(3)腰部相對(duì)應(yīng)的圓孔內(nèi)，與其 鉸接，該偏心軸(4)的拐軸(20)部分的偏心距大于泵座(11)內(nèi)偏心孔的偏心距.
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型轉(zhuǎn)子式潛水泵，其特征在于所述泵體(1)內(nèi)的隔舌(5) 成為一個(gè)獨(dú)立的零件隔舌套(12)，該隔舌套(12)上隔舌(5)的兩側(cè)制成不同形狀、不同尺 寸的通道。
全文摘要
本發(fā)明是適用于液下作業(yè)的小型轉(zhuǎn)子式潛水泵，由泵體、隔舌套、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子套、活塞、偏心軸、泵座、過(guò)濾網(wǎng)和潛水電機(jī)組成。本發(fā)明利用偏心機(jī)構(gòu)原理實(shí)現(xiàn)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)潛水電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，活塞繞偏心軸一邊旋轉(zhuǎn)一邊作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，吸排液體，由于高速運(yùn)轉(zhuǎn)，每轉(zhuǎn)活塞輸液兩次，因此液流輸出平穩(wěn)無(wú)脈沖、振動(dòng)小、噪音低；此外，體積小、零件少、成本低、水力損失和容積損失都小，效率在70％以上，是離心式潛水泵的更新?lián)Q代的高效節(jié)能產(chǎn)品。此外，本泵具有容積泵良好的自吸性能和寬敞的流道，除能輸送水類(lèi)液體外，還可泵吸粘性液體如油品、以及帶纖維狀雜質(zhì)和顆粒狀雜質(zhì)的液體，擴(kuò)大了泵的使用范圍。
文檔編號(hào)F04C15/00GK101871449SQ201010202658
公開(kāi)日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2010年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月8日
發(fā)明者余文凌 申請(qǐng)人:余文凌