CN113217319A - 环缸两组活塞两轴输入旋转式压力泵 - Google Patents

Abstract

环缸两组活塞两轴输入旋转式压力泵：泵体通过外力对流体做功，有着杨高和扬程，适用于流体远距离输送、泵体密闭腔室输送流体同时适用于流量精确计量、金属泵体适用于高温高压工作环境。圆环形泵体内，两组活塞架端面与泵体组成密闭环形空腔；活塞随着活塞架在泵体密闭的环形空腔内旋转工作；一组活塞架通过泵壁制退器撑牙锁止，把泵体内压缩时产生的反作用力通过止推撑牙传递给泵体壁；外力输入，通过差速装置带动另一组活塞组旋转运动；运动活塞两侧为吸入区和压缩区；活塞组旋转时，吸入区泵体积增大，负压吸入流体；压缩区压缩泵内体积，压缩挤压排出流体；循环往复。

Description

环缸两组活塞两轴输入旋转式压力泵

技术领域

这是一款新型旋转式压力泵体设计：

环缸两组活塞两轴输入旋转式压力泵，主轴通过差速装置把动力传输给两组活塞组；一组活塞组被安装在泵壁制退器锁止，把泵内压缩带来的反作用力通过制退器止推撑牙传递给泵体壁；另一组活塞在差速装置输入的外力推动下旋转工作，泵体吸入区负压吸入流体；压缩区压缩泵体空间挤出流体；

环缸两组活塞两轴输入旋转式压力泵，可作为防静电油泵、水泵、气泵或其他流体泵使用、也可以适用于计量泵，或者其他高温、高压环境工作。

背景技术

人们使用泵的历史很悠久，泵体的作用是通过人力或其他机械动力远距离输送流体（杨高、扬程）；泵体结构种类很多，压力泵、离心泵等；根据不同的使用场景，人们会选择更优质的泵体设计；

环缸两组活塞两轴输入旋转式压力泵，有着结构简单、适用环境广、远距离输送流体效率高、输送流体流量计算精密度高等特点。

发明内容

环缸两组活塞两轴输入旋转式压力泵结构：

⑴．圆环形缸泵体；

⑵．两组活塞架；

⑶．每组活塞架顶端通过活塞架连杆，对应连接两个活塞；两组活塞架共四个活塞；

⑷．泵体两侧泵壁制退器底座，对应分别安装两组制退器；

⑸．活塞架复位顶柱导管内嵌有制退器复位顶柱；

⑹．两组活塞架分别连接对应动力输入轴，两轴同轴向、同轴心；

⑺．通过差速装置的行星架、行星齿轮，动力总轴把动力输入到两组活塞。

活塞架结构：

～活塞架环形端面2-03-10：活塞架环形端面与泵体组成环形空腔，活塞侧面与活塞架的环形端面贴合、与泵体内壁贴合，形成气密效果；

～ 每组活塞架两侧有两个圆形盘面：与泵体接触面定义为外视面2-01；与两组活塞组接触面定义为内视面2-02；

～ 活塞架外视面结构：①外圈为活塞架密封环槽2-01-6； ②活塞架制退器止推凸台 2-01-2； ③制退器撑牙运行导轨2-01-4； ④复位顶柱导管2-01-3；

～活塞架内视面结构：①外圈为活塞架密封环槽 2-02-6； ②活塞架制退器限位锁止凸台 2-02-8；③运行抬升复位顶柱斜面凸台 2-02-7；④复位顶柱导管 2-02-3；

～ 活塞架密封环：靠密封环弹簧弓面弹力支撑，紧贴环槽，把环形泵体形成密闭环状空腔 3-01； 密封环支撑弹簧限位柱安装在环槽限位孔内，限制支撑弹簧移位 3-02。

制退器结构：止推撑牙、复位弹簧、制退器基座 5-01；在两侧泵壁制退器底座分别装有两组制退器；

～制退器作用：制退器安装在泵壁底座内 3-01-2；制退器撑牙锁止活塞架止推凸台，把压缩区压缩气体反作用力通过锁止撑牙传递给泵体壁。

差速装置结构：7-02动力输入总轴连接大端盖；行星齿安装在行星架上；行星架固定在大端盖； 两组大端齿，大端齿同轴向、同轴心分别连接两组活塞架动力输入轴；

～ 差速装置作用：把输入主轴的动力，通过差速装置行星齿啮合两组大端齿，输出到活塞架，活塞架带动活塞旋转：吸入、压缩排出工作。

环缸两组活塞两轴输入旋转式压力泵工作原理：

圆环形泵体内，两组活塞架端面与泵体组成密闭环形空腔；活塞架两端连杆连接活塞；活塞随着活塞架在泵体密闭的环形空腔内旋转工作；四只活塞把泵体分成两两轴向对称的四个区域：吸入区、压缩区、吸入区、压缩区；一组活塞架通过泵壁制退器撑牙锁止，把泵体内压缩产生的反作用力通过止推撑牙传递给泵体壁；外力输入总轴，通过差速装置带动另一组活塞组旋转运动，运动活塞两侧为吸入区和压缩区，吸入区泵体积增大，负压吸入流体；压缩区压缩泵内体积，压缩挤压排出流体；循环往复。

环缸两组活塞两轴输入旋转式压力泵工作过程：

～把两组活塞组定义为：活塞组A和活塞组B

⑴． 当活塞组A的限位凸台被制退器止推撑牙锁止；活塞组B在输入轴动力驱使下旋转；吸入区泵体积增大负压吸入；压缩区泵体积变小，压缩排出；

⑵． 平移：当运动的活塞组B旋转运动到一定角度，活塞组B上的复位凸台斜面抬升活塞组A制退器复位顶柱，复位顶柱顶开泵壁制退器撑牙，释放锁定的活塞组A，此时A、B两组活塞组同时在输入动力牵引力下开始同时旋转，产生平移。运动到活塞组B被泵壁制退器锁止，平移结束；

⑶．当活塞组B的限位凸台被制退器止推撑牙锁止；活塞组A在输入轴动力驱使下旋转；吸入区泵体积增大负压吸入；压缩区泵体体积变小，压缩排出流体；

⑷．平移：当运动的活塞组A旋转运动到一定角度，活塞组A上的复位凸台斜面抬升复位顶柱，复位顶柱顶开泵壁制退器撑牙，释放锁定的活塞组B，此时A、B两组活塞组同时在输入轴动力牵引下开始同时旋转，产生平移。运动到活塞组A被制退器锁止，平移结束；

～ 两组活塞组经过八个运行状态，刚好运行一周，泵体负压吸入四次，同时压缩挤压排出四次，循环往复；

～ 活塞组平移概念：每次压缩做功末端，制退器撑牙释放锁止的活塞架，在外力牵引下，两组活塞组同时、同方向旋转一定角度，直至另一组活塞被制退器撑牙锁止；活塞组这一运动过程称为平移。

环缸两组活塞两轴输入旋转式压力泵设计优势：

⑴．使用寿命长：结构部件少，泵体设计安全运行周期更长；活塞在环形泵体内做规则的圆周运动、机械磨损小，大大延长了泵的使用寿命；

⑵．压缩效率高：两组活塞运转一周压缩排出流体四次；

⑶．适用范围广：适用于防静电、高温、高压、精密计量环境，可用于防静电油泵、远距离输送高压泵、高温高压锅炉用泵、精密计量油泵等；

⑷．压缩倍率可控：因压缩机压缩倍率受活塞架限位凸台角度限制，调节限位凸台角度即可以调节压缩倍率。

插图说明：

⑴．图1-01：环形﹨圆缸适配活塞，以及圆面活塞适配活塞环视图；3-活塞架连杆与活塞连接孔；4-活塞环定位孔；5-活塞环开口处；

～图1-02：环形﹨方缸适配活塞，以及方面活塞适配活塞环视图；6-方面活塞L型活塞环；7-方面活塞多片环安装样式图；8-活塞环L型弓面支撑簧；

⑵．图2-01：活塞架外视图；1-活塞架活塞连杆；2-撑牙止推凸台；3-撑牙复位顶柱孔；4-撑牙运动导轨；5-活塞架触发器磁极安装凸台；6-活塞架密封环槽；

～ 图2-02：活塞架内视图；7-复位顶柱运行斜面凸台；8-活塞架运动限位凸台；

～图2-03：活塞架斜视图；1-活塞架活塞连杆；10-活塞架侧向环形端面；

～图2-04：活塞架侧视图；1-活塞架活塞连杆；10-活塞架侧向环形端面；

⑶．图3-01：活塞架密封环三视图；

～ 图3-02：活塞架密封环支撑簧视图；1-活塞架密封环；2-活塞架密封环侧视图；4-密封环支撑簧限位柱；5-密封环支撑簧弓面；

⑷．图4-01：环形泵体①；1-环形泵内壁；2-制退器底座；3-活塞架密封环槽；4-吸入口；6-活塞架输出轴轴承位；

～图4-02：环形泵体②；5-排出口；

⑸．图5-01：制退器侧视图；1-撑牙；2-制退器基座；3-撑牙复位弹簧；

～ 图5-02：制退器斜视图；

～ 图5-03：制退器撑牙；

～图5-04：撑牙底视图；4-撑牙复位弹簧孔；

⑹．图6-01：制退器复位顶柱侧视图；1-顶柱与活塞架凸台接触面；2-撑牙复位顶柱；3-顶柱复位弹簧；4-顶柱与撑牙接触面；

～ 图6-02：制退器复位顶柱顶视图；5-顶柱与活塞架限位孔接触面；

～ 图6-03：制退器复位顶柱斜视图；

⑺．图7-01：差速装置正视图；

～ 图7-02：差速装置透视图；1-差速装置连接活塞架A轴；2-连接活塞架B轴；3-大端盖；4-A轴大端齿；5-行星齿轮；6-B轴大端齿；7-动力输入总轴；

⑻．图8-01：活塞组A锁止，活塞组B旋转移动，吸入区体积增大，负压吸入；压缩区体积变小，压缩排出；

～ 图8-02：平移：

～ 图8-03：活塞组B锁止，活塞组A旋转移动，吸入区体积增大，负压吸入；压缩区体积变小，压缩排出；

～ 图8-04：平移；

～ 图8-01至8-08：活塞组运行一周要经历八个运行状态；压缩机负压吸入四次，同时压缩做功排出四次；

⑼．图9-01：环形泵体剖面位置图；

～ 图9-02：环形泵体剖面图；-活塞架A；2-活塞架B；3-制退器撑牙复位顶柱；4-制退器；5-活塞架连接输出轴孔位；6-泵体环形空腔；7-活塞架密封环槽；8-活塞架撑牙止推凸台；9-环形泵体；

⑽．图10-01：环缸两组活塞两轴输入旋转式压力泵正视图；1-环形泵体；2-差速装置；

～ 图10-02：环缸两组活塞两轴输入旋转式压力泵透视图；3-动力输入轴；4-行星齿轮；5-活塞；6-活塞架；7-活塞组A轴；8-活塞组B轴；9-A轴大端齿；10-B轴大端齿。

Claims (10)

1.环缸两组活塞两轴输入旋转式压力泵：

圆环形泵体内，两组活塞架端面与泵体组成密闭环形空腔；活塞架两端连杆连接活塞；活塞随着活塞架在泵体密闭的环形空腔内旋转工作；四只活塞把泵体分成两两轴向对称的四个区域：吸入区、压缩区、吸入区、压缩区；一组活塞架通过泵壁制退器撑牙锁止，把泵体内压缩产生的反作用力通过止推撑牙传递给泵体壁；外力输入总轴，通过差速装置带动另一组活塞组旋转运动；运动活塞两侧为吸入区和压缩区；活塞组旋转时，吸入区泵体积增大，负压吸入流体；压缩区压缩泵内体积，压缩挤压排出流体；循环往复。

2.环形泵体按机械设计和机械加工方式不同，以过泵体轴心环形剖面区分：圆面环形泵体与方面环形泵体；

～两种环形泵体只是设计加工、外形结构不同，不会影响泵体运行效果。

3.活塞，对应与泵体内壁贴合；活塞从外形结构上同样区分为：圆形环状活塞和方形环状活塞 1-01、1-02；

～每组活塞架有两个活塞，活塞安装在活塞架两端的活塞连杆上 2-01-1；

～两组活塞组、四个活塞把环形气缸分成轴向对称的四个区域：吸入区、压缩区、吸入区、压缩区；

～活塞环根据适用环境：可使用特种钢质，或者使用易于加工的胶质环，或者其他材质。

4.活塞架结构：每组活塞架有内外两个圆形盘面和侧向环形端面；

～活塞架与泵体接触面定义：外视面；两组活塞组接触面定义：内视面； 活塞架环形端面与泵体组成环形密闭空腔；

～活塞架外视面结构：①外圈为活塞架密封环槽 2-01-6；②活塞架制退器止推凸台2-01-2；③制退器撑牙运行导轨 2-01-4；④复位顶柱导孔 2-01-3；

～活塞架内视面结构：①外圈为活塞架密封环槽 2-02-6；②活塞架制退器限位锁止凸台 2-02-8；③复位顶柱运行斜面凸台 2-02-7；④复位顶柱导孔 2-02-3；

～活塞架密封环：密封环弹簧弓面弹力支撑，紧贴环槽，增加泵体内的气密性 3-01；密封环支撑弹簧限位柱安装在环槽限位孔内，限制支撑弹簧移位 3-02。

5.制退器组成：止推撑牙、复位弹簧、制退器底座 5-01；两组活塞架，在对应两侧泵体分别有两组制退器；

～制退器作用：制退器安装在泵体底座内 3-01-2；制退器撑牙锁止活塞架止推凸台，把压缩区压缩反作用力通过锁止撑牙传递给泵体；

～制退器止推工作过程：

⑴．两组活塞架A、B，活塞架 A运动到相应角度，活塞架止推凸台被泵壁制退器撑牙锁止，输入动力通过差速装置推动活塞架B旋转；活塞两侧，吸入区负压吸入，压缩区压缩排出；

⑵．活塞架B旋转到一定角度，活塞架B斜面凸台顶起活塞架A复位顶柱，复位顶柱顶开制退器撑牙；制退器撑牙复位，释放活塞架A；外力通过差速装置驱动A、B两组活塞架同时旋转，平移；

⑶．平移相应角度，制退器锁止活塞架 B；输入动力通过差速装置推动活塞架A旋转；活塞两侧，吸入区负压吸入，压缩区压缩排出；循环往复。

6.差速装置结构：动力输入总轴连接大端盖；行星齿安装在行星架上；行星架固定在大端盖； 两组大端齿，大端齿同轴向、同轴心分别连接两组活塞架动力输入轴 7-02；

～差速装置作用：把输入主轴的动力，通过差速装置行星齿啮合两组大端齿，输出到活塞架，活塞架带动活塞旋转：吸入、压缩工作；

～差速装置工作过程：

⑴．两组活塞架A、B；活塞架A被制退器撑牙锁止；

⑵．在外力驱动下，主轴带动差速装置大端盖，带动行星架，牵引行星齿旋转；因A大端齿固定，行星齿啮合带动B大端齿旋转，驱使活塞架B旋转；活塞组旋转，吸入区负压吸入，压缩区压缩排出；

⑶．活塞架B旋转到一定角度，止退撑牙被活塞架B复位顶柱复位，活塞架A锁止解除；

行星齿平行牵引两组大端齿旋转，同时带动两组活塞旋转；两组活塞架平移；

⑷．循环往复，主轴输入动力通过差速装置，牵引两组活塞协调运转。

7.活塞组平移：每次压缩排出末端，制退器撑牙释放锁止的活塞架，在外力驱动下，差速装置行星齿啮合两组大端齿，同时带动两组活塞组同方向旋转一定角度，直至另一组活塞被制退器撑牙锁止；活塞组这一运动过程称为平移。

8.因泵体压缩倍率受活塞架限位凸台角度限制，调节限位凸台角度既可以调节压缩倍率。

9.环缸两组活塞两轴输入旋转式压力泵；因为每次行程活塞旋转运动角度均等，且吸入区等于压缩排出区体积，因而可以作为精准的计量泵使用。

10.泵体适用范围广：适用于防静电、高温、高压、精密计量环境，可用于防静电油泵、远距离输送高压泵、高温高压锅炉用泵、精密计量油泵等。

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