专利名称：圆锥环片旋转活塞泵的制作方法
圆锥环片旋转活塞泵是一种旋转变容式泵，旋转活塞为缸体圆形腔内的圆锥环片。该泵是对圆锥环片摆动活塞泵的改进，圆锥环片与轴相交固定连接，随轴转动，将圆锥环片开有与挡板相吻合的缺口改为挡板开有与圆锥面相吻合的缺口，挡板随着轴、圆锥环片的转动而在槽内往复摆动。该泵主要用于粘稠液体的输送。
现有的圆锥环片摆动活塞泵(参见附
图1、2)由缸体1、3、圆锥环片5、挡板6、轴2、球体38组成。缸体带有圆形腔4，缸体的圆形腔周面处、侧面处开有轴径向槽，槽装有挡板6。槽一侧周面处开有进口10，槽另一侧周面处开有出口11。进口、出口在周面一般呈三角形。缸体圆形腔中部两侧带有对称的两球缺腔37。轴2位于圆形腔4中部的轴孔。轴线与圆形腔中心线共线。球体38位于球缺腔并共球37。球体固定套接于轴，与轴连为一体。轴线穿过球体及圆形腔球周面的球心。球体与圆锥环片5之间转动连接，球体随轴相对圆锥环片转动。一般是圆锥环片的凸起环33与球体轴承40连接，凸起环33与球体共球，圆锥环片其余部分两侧面为对称的圆锥面。两侧圆锥母线分别与圆形腔两侧面近似共面，圆锥环片处周面与圆形腔周面近似共球面。形成圆锥环片中心线与轴线相交，交于球心。圆锥环片开有与挡板两侧相吻的径向缺口，挡板穿过缺口，挡板径向顶端与凸起环外缘近似共球面，挡板在槽中固定不动。
当球体随轴转动时，靠球体与圆锥环片的倾斜转动连接作用，圆锥环片两侧圆锥面的各母线沿圆形腔侧面连续交替与圆形腔侧面相应处近似共面，各母线在圆形腔两侧面间往复摆动。圆锥环片呈摇摆运动。至使挡板两侧，由圆形腔壁、圆锥面、凸起环外缘、挡板组成的吸腔、排腔连续变化，形成吸排工作过程。但在这种结构中，圆锥环片与球体之间转动连接，连接的结构件比较多，结构复杂，加工装配困难。球体及球缺腔加工成本高。圆锥环片相对圆形腔摆动易产生撞击，噪声比较大。把轴及球体的转动转化成圆锥环片的摆动，运动的转化要损耗一定的功。
本发明的目的是对圆锥环片摆动活塞泵加以改进，改变圆锥环片的运动方式，简化结构，提供一种结构比较简单、比较容易加工安装、圆锥环片活塞随轴转动的圆锥环片旋转活塞泵。
本发明的圆锥环片旋转活塞泵(参见附图3)由缸体1、3、圆锥环片5、轴2、挡板6组成。缸体带有圆形腔4，缸体的圆形腔周面处、侧面处开有轴径向的槽8，槽一侧的周面处开有进口10槽另一侧的周面处开有出口11。轴2位于圆形腔中部的轴孔。圆锥环片外周面与圆形腔周面12近似共面，位于槽的挡板6的径向端边与圆锥环片的凸起33外缘近似共面。圆锥环片旋转活塞泵的特点是圆锥环片5与轴2固定连接，圆锥环片与轴连为一体，省去球体、轴承，随轴转动，圆锥环片一侧指定的圆锥母线13与圆形腔一侧面近似共面，圆锥环片另一侧指定的圆锥母线15与圆形腔另一侧面16近似共面，不再是任意的圆锥母线交替地与圆形腔侧面近似共面;挡板6开有与两圆锥面相吻的径向缺口，圆锥环片的圆锥面处沿周向穿过缺口，随着圆锥环片的转动，挡板往复摆动;挡板轴向宽(a)应大于两倍的圆形腔轴向宽(2b)再减去两圆锥面间的轴向宽(c);槽轴向长d应大于挡板轴向宽(a)加上圆形腔轴向宽再减去两圆锥面间的轴向宽(c)。
圆锥环片的凸起环33两侧面可以同圆形腔的侧面14、16近似共面，可省去圆形腔中部的球缺腔。圆锥环片外周面可与圆形腔周面12近似共圆柱面，而不只是共球面，易以加工。
这里的轴向、径向、周向都是以转动轴而定的。所谓近似共面，是指两者之间平行而是两者之间距离尽量小，以达到两者之间形成密封，一般是指两者之间形成动配合的尺寸。
当圆锥环片随轴转动时，圆锥环片相对圆形腔转动，圆锥面指定的母线13、15(两侧指定的母线相隔180°)沿着圆形腔侧面旋转，总是与圆形腔侧面近似共面，而同圆锥面相吻的挡板随着圆锥环片的转动而沿着槽往复摆动，并始终将进口、出口隔开。同样，由圆形腔壁、圆锥面、凸起环外缘、挡板组成的吸腔、排腔连续变化。在圆锥环片一侧与出口连通的排腔由大变小时，在圆锥环片同一侧、挡板的另一侧与进口连通的吸腔由小到大，排腔变化到零时(与圆形腔侧面近似共面的母线转到挡板处)吸腔变化到最大，随着圆锥环片的转动，吸腔与进口断开而与排口连通成为排腔。吸排过程反复进行，形成了同圆锥环片摆动活塞泵大致相同的吸排工作过程。
圆锥环片旋转活塞泵同圆锥环片摆动活塞泵相比具有如下优点1.由于省去了球体、轴承，还可省去球缺腔，简化了结构，形成了结构比较简单的泵;并且2.省去了多个球面的加工和装配，圆锥环片外周面及圆形腔周面可为圆柱面，比较容易加工和装配，降低了泵的成本;
3.圆锥环片相对圆形腔转动，避免了圆锥环片与圆形腔间的撞击，减少了噪声。
下面结合附图进一步说明本发明。
图1表示了圆锥环片摆动活塞泵的结构示意图，图2是其侧视图。
图3表示了圆锥环片旋转活塞泵的结构示意图，图4是其侧视图。
图5表示了挡板开有连通孔的结构图，图6表示挡板上端的压块开有连通槽的结构图。
图7表示带有圆形补偿块挡板的结构图，图8表示了带有矩形补偿块挡板的结构图，图9表示了带有磁铁补偿块的非磁性挡板的结构图。
图10表示了一种实施例的圆锥环片旋转活塞泵装配简图。
圆锥环片旋转活塞泵(参见图3、图4)其缸体由本体1和端盖2组成，本体和端盖组合后形成圆形腔4，一般是由端盖对接而成的圆形腔4。在本体上端径向开有通槽、在端盖组成圆形腔的周面及侧面开有轴径向槽8。槽装有挡板6，槽的轴向尺寸为圆形腔宽的3倍，而挡板轴向宽是圆形腔宽的2倍。挡板上端压有压块7，压块下端与挡板上端共弧面，压块的上面装有槽的盖9。在槽的两侧，沿圆形腔的周面12对称开有三角形的进口10出口11。圆锥环片的凸起环33为双截球缺体，凸起环两侧可与圆锥面的母线13、15共面，圆锥面部分的中心线与凸起环的中心线交角为6°左右，也就是圆锥面的底角为6°左右。圆锥环片的圆锥面部分、凸起环为一体。凸起环33中部开有轴孔，与位于端盖轴孔的轴2固定套接，一般采用过盈配合式轴键连接。圆锥环片与轴之间也可以采用粘接或焊接。凸起环33两侧的槽内可装有与凸起环共球的球缺块17，以便挡板6的底边在凸起环33外缘球面及球缺块17的球面滑动，也避免槽内留有过多的空间。
挡板6轴向中部开有与两圆锥面相吻的径向缺口(见图5)缺口的两侧边与两圆锥面分别相吻合28、29(近似共面)，缺口的底边可与圆锥环片外周面近似共面30，形成缺口的形状与圆锥环片圆锥面处的轴径向截面近似相同，最好是与指定的圆锥母线13、15垂直方向的轴径向截面相同。当圆锥底角较小时，小于12°时，圆锥面处各轴径向截面近似相同，挡板缺口与各处圆锥面相吻合比较好，一般圆锥底角在6°左右，各轴径向截面几乎无多大差别。但为了补偿由于圆锥面处各轴径向截面的差异而引起挡板缺口与圆锥面之间的间隙，挡板可以采用一块以上沿周向重叠的挡板6(图4)。另一种方案是(见图7、8、9)挡板6缺口两侧面开有槽，槽内放置一块或一块以上的补偿块18，补偿块的一侧与圆锥面近似共面19(相接触)，补偿块与挡板之间连有使补偿块向圆锥面压紧的弹簧20，或者，非磁性材料的挡板21缺口两侧开有槽，槽放置磁铁补偿块22，磁铁补偿块一侧与钢质圆锥环片的圆锥面近似共面23(相接触)。
挡板(见图6)轴向宽a应保证大于两部的b再减去c，即a＞2b-c(见图6)。而挡板径向高还应大于凸起环33外缘到圆形腔周面12的距离。挡板的周向厚(轴径的垂直方向的厚)一般同槽这个方向宽相同，也可小于槽的宽。挡板厚与槽宽相同时，(见图5、6)也就是挡板6与槽8的轴径垂直方向形成动配合尺寸时，挡板轴向两侧24、25之间可带有连通孔2627，这孔26(或槽27)可以开在挡板6，也可开在槽8壁，如挡板有压块7，压块可以开有连通孔或槽27，以减少挡板两侧24、25的槽腔对挡板往复运动的阻力。
图10所表示的一种圆锥环片旋转活塞泵的实例，该泵的缸体由本体1及端盖3构成。缸体的圆形腔4由两端盖3的凹筒对接而成。在凹筒对接处铣成斜口31，对接后形成了三角形进口、出口，本体开有进口、出口与三角形的进口、出口对应连通。在本体进口出口之间的径向开有通槽32，两端盖开有相对称的轴径向槽8，本体槽、端盖槽连通。槽的轴向长为圆形腔轴向宽的3倍。槽装有三块周向重叠的挡板6，挡板总厚度与槽宽动配合，挡板上端压有压块7，压块下端开有连通槽27，压块上端装有槽的封板9，封板9与本体1固定连接。封板与压块7之间装有压力弹簧34。挡板也同时开有连通孔26，中间的一块挡板缺口两侧开有槽，槽各装有一块补偿块18。补偿块与挡板6的槽内之间连有压力弹簧20。挡板的径向缺口同圆锥环片的圆锥面处的轴径向截面形状相同，呈梯形。挡板的轴向宽为圆形腔轴向宽的2倍。位于圆形腔4内的圆锥环片5的圆锥面部分28、29穿过同其相吻合的挡板径向缺口。挡板6的下端边与圆锥环片的凸起环33外缘动配合，近似共球。凸起环33的两侧面及圆锥面垂直于轴线的母线13、15与圆形腔两侧14、16平面动配合。圆锥底角为6°，轴线与圆锥面中心线交角也为6°。圆锥环片的凸起环33中部开有轴孔，轴孔与轴2过盈配合，并通过轴键连接。轴2与端盖3中部轴孔之间通过滚动轴承35转动连接。凸起环33两侧面的槽8内装有球缺块17，球缺块17的球面与凸起环33外缘共球，球缺块的下端固定插入轴套36的外槽。端盖的凹筒37对接成的圆形腔4周面12与圆锥环片外周面近似共球面，形成动配合。
权利要求
1.圆锥环片旋转活塞泵由缸体1、3圆锥环片5、轴2、挡板6组成，缸体带有圆形腔4，缸体的圆形腔周面处、侧面处开有轴径向的槽8，槽一侧的周面处开有进口10，槽另一侧的周面处开有出口11，轴2位于圆形腔中部的轴孔，圆锥环片5外周面与圆形腔周面12近似共面，位于槽的挡板6的径向端边与圆锥环片的凸起环33外缘近似共面，其特征在于圆锥环片5与轴2固定连接，圆锥环片一侧指定的圆锥母线13与圆形腔一侧面14近似共面，圆锥环片另一侧指定的圆锥母线15与圆形腔另一侧面16近似共面，挡板6开有与两圆锥面相吻的径向缺口，圆锥环片的圆锥面处沿周向穿过缺口，挡板6轴向宽a应大于两倍的圆形腔4轴向宽2b再减去两圆锥面间的轴向宽c，槽的轴向长应大于a+b-c。
2.如权利要求1所述的圆锥环片旋转活塞泵，其特征在于圆锥环片的凸起环33两侧面同圆形腔的两侧面近似共面。
3.如权利要求1所述的圆锥环片旋转活塞泵，其特征在于圆锥环片外周面与圆形腔周面12近似共圆柱面。
4.如权利要求2所述的圆锥环片旋转活塞泵，其特征在于凸起环33两侧的槽8内装有与凸起环共球的球缺块17。
5.如权利要求1所述的圆锥环片旋转活塞泵，其特征在于挡板为一块以上沿周向重叠的挡板6。
6.如权利要求1或5所述的圆锥环片旋转活塞泵，其特征在于挡板6缺口两侧开有槽，槽内放置一块或一块以上的补偿块18，补偿块一侧与圆锥面近似共面19，补偿块与挡板之间连有使补偿块向圆锥面压紧的弹簧20，或者非磁性材料的挡板21缺口两侧开有槽，槽内放置磁铁补偿块22，磁铁补偿块的一侧与钢质圆锥面近似共面23。
7.如权利要求1或2或3或4或5所述的圆锥环片旋转活塞泵，其特征在于挡板轴向两侧24、25之间带有连通孔26、27。
全文摘要
圆锥环片旋转活塞泵是一种旋转变容式泵，旋转部件为缸体圆形腔内的圆锥环片，圆锥环片两侧面为圆锥环片。圆锥环片固定套接于轴，随轴旋转，位于进口、出口之间的挡板开有与圆锥环片相吻的缺口，圆锥环片沿周向穿过缺口。该泵是对圆锥环片摆动活塞泵的改进，简化了结构，提高了工作性能。该泵主要用于液体的输送。
文档编号F01C3/06GK1039643SQ8810458
公开日1990年2月14日 申请日期1988年7月20日 优先权日1988年7月20日
发明者张本元, 徐春明, 罗维 申请人:张本元, 徐春明, 罗维