专利名称：多功能旋转球形泵的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种流体动力机械，它主要用于抽吸泵、压縮泵、计量泵，作为液 压发动机或液压机使用。
背景技术：
目前被广泛使用的泵大概有下列几种；用来抽水的离心泵,它的优点是结构简单，流 量大。它的缺点是启动麻烦，泵体内的空气会影响它的正常工作，还有它的抽吸压力是 有限制的。单泵扬程不高,使用对象有限。再就是变容活塞泵，结构相对比较简单，但它 不是以旋转的方式工作，而现有的动力源多为旋转型，如用电动机不能直接带动工作。 且它的工作状态即流体在泵体内的运动不是稳定连续的，相对噪音也要大，转速也受到 制约。它的优点是压力高。再其次，诸如刮片泵、齿轮泵、十字抛物线旋转泵，结构都 要复杂一些，制造工艺要求就相对高，流量小，所以一般只用在小功率的家电上。 发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术中所存在的上述不足，而提供一种 整体紧密性好效率高，成本低、实用性好、噪音低的多功能旋转球形泵。
本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是该多功能旋转球形泵包括缸体和中 轴，其特征是所述缸体由球形外缸和锥形端盖组成，缸体内设置有球形内缸、斜孔轴承 座、中盘和中叶，斜孔轴承座内设有中轴安装孔，中轴位于中轴安装孔内，斜孔轴承座 固定安装在中盘内，中盘的水平面与中轴的轴线成一倾斜角度，中盘与球形外缸内壁紧 密滑动接触，中盘内设置有中叶滑块，呈板状的中叶嵌置在中叶滑块中，中叶与球形内 缸外壁紧密滑动接触，且中叶平行于中轴的轴线。
本实用新型锥形端盖包括上端盖和下端盖，球形外缸内壁呈内凹的球弧面，球形外 缸内壁上开有中叶基座槽，上端盖和下端盖的内壁呈锥面，且其内壁上开有中叶槽，球 形外缸内壁、球形内缸外壁和锥形端盖内壁共同组成缸体环腔，球形外缸上开有外缸接 口，接口设置在缸体上。
本实用新型接口设置在球形外缸上，外缸接口和接口分别位于中叶基座槽的两侧。
本实用新型两个接口分别设置在上端盖和下端盖上，在中叶基座槽另 一侧的外缸上 设置外缸接口。
本实用新型斜孔轴承座的两端安装有轴承，轴承两端分别安装有将斜孔轴承座固定在中盘内的球形内缸，球形内缸的外壁呈外凸的球弧面，斜孔轴承座的中轴安装孔与斜
孔轴承座端面之间的倾斜角度与锥形端盖内壁的锥面斜度相同。
本实用新型所述中叶四个端面中的一个端面为弧形面且嵌置在位于中盘内的中叶滑
块中，该弧形面与球形内缸表面紧密相切滑配，其余三个端面分别嵌置在上、下端盖上
的中叶槽和球形外缸上的中叶基座中。
本实用新型所述的中叶滑块可呈实心人字形，也可呈空心的D字形，其内开有中叶 滑块槽，中叶呈弧形面的端面嵌置在中叶滑块槽内。
本实用新型在上、下端盖内还设置有中轴轴承，中轴位于中轴轴承内。
本实用新型球形内缸和上、下端盖之间安装有密封罩和弹簧。
本实用新型所述中盘的外圈上嵌置有气缸环。
本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果1、利用斜孔轴承座的斜孔设计， 使中盘与缸体内壁紧密接触无泄漏，并且斜孔轴承座上的轴承为标准件，降低了制造和 维护成本；2、将中叶放置在中叶滑块中的中叶滑块槽中，保证中盘与中叶在滑动时不泄 漏，并且提高了整体紧密性，降低了噪音；3、将接口、外缸接口设置在球形外缸上，提 高了整机效率；4、综合了各种泵的功能，具有较高的实用性。
图1为本实用新型实施例的结构示意图。
图2为本实用新型实施例锥形端盖的一种结构示意图。
图2'为本实用新型实施例锥形端盖的另一种结构示意图。
图3为图2的右视图。
图4为本实用新型实施例球形外缸的一种结构示意图。 图4'为本实用新型实施例球形外缸的另一种结构示意图。 图5为图4的左视图。 图5'为图4'的左视图。
图6为本实用新型实施例斜孔轴承座的结构示意图。 图7为图6的左视图。
图8为本实用新型实施例中盘的结构示意图。 图9为图8的左视图。
图10为本实用新型实施例球形内缸的结构示意图。图11为图10的左视图。
图12为本实用新型实施例中叶的一种结构示意图。 图13为本实用新型实施例中叶基座的结构示意图。 图14为本实用新型实施例中中叶滑块的结构示意图。 图15为图14的左视图。
图16为本实用新型实施例中叶的另一种结构示意图。 图17为图16的左视图。
图18为本实用新型实施例使用状态一的示意图。 图19为本实用新型实施例使用状态二的示意图。 图20为本实用新型实施例使用状态三的示意图。 图21为本实用新型实施例使用状态四的示意图。 图22为本实用新型实施例使用状态五的示意图。 图23为本实用新型实施例使用状态六的示意图。
具体实施方式
参见图1 图17，本实施例包括缸体和中轴1，缸体由球形外缸13和锥形端盖11 组成，锥形端盖11包括对称的上端盖ll一l和下端盖11一2，球形外缸13的内壁呈内凹 的球弧面，上端盖11一1和下端盖11一2的内壁呈锥面，球形外缸13的内壁、球形内缸 4的外壁，上端盖11一1和下端盖11一2的内壁共同组成缸体内壁，从而形成一个环腔; 球形外缸13上开有一个外缸接口 14，接口 9可以是分别开在上端盖ll一l和下端盖11 一2上(参见图3)，接口 9与外缸接口 14也可以均开在球形外缸13上(参见图4)。球 形外缸13的外壁上可设置若干散热片31。在上端盖ll一l和下端盖11一2内还分别安装 有中轴轴承24，中轴1位于两个中轴轴承24内。
本实施例缸体内安装有斜孔轴承座2、中盘5和中叶10，由于斜孔轴承座2内开有 中轴安装孔32，中轴安装孔32是一个倾斜于斜孔轴承座2端面的通孔，中轴1位于斜孔 轴承座2的中轴安装孔32内时，斜孔轴承座2的端面与中轴1的轴线成一倾斜角度；斜 孔轴承座2的两端分别安装轴承3,轴承3两端则安装有两个对称放置的球形内缸4，球 形内缸4将中盘5固定安装在轴承3上，同时也将斜孔轴承座2固定在中盘5内；球形 内缸4的外壁呈外凸的球弧面；且斜孔轴承座2的中轴安装孔32与斜孔轴承座2端面之 间的倾斜角度与锥形端盖ll内壁的锥面斜度相同；球形内缸4和上端盖11一1之间、球 形内缸4和下端盖11 一2之间分别安装有密封罩8和弹簧7，使各部件之间的连接更为气密可靠。
由于斜孔轴承座2的端面与中轴1的轴线成一倾斜角度，故安装在缸体内的中盘5 的水平面也与中轴1的轴线成一相同的倾斜角度，且此时中盘5与缸体内壁所接触到的 部分均与缸体内壁紧密接触，也就是说中盘5水平面与中轴1轴线所成的倾斜角度与上、 下端盖11一1和11一2的锥面斜度一致，且中盘5水平面的左、右两边上下端与锥形端 盖ll紧密相切，中盘5的外圈周面与球形外缸13的内壁紧密相切；中盘5的外圈周面 上还嵌置有气缸环6，使中盘5外圈与球形外缸13内壁的接触更为气密。
本实施例中盘5上开有中叶括弧型槽25，中叶滑块15位于中叶括弧型槽25内，中 叶滑块15的结构可以是如图16所示的实心人字形，其内开有中叶滑块槽26。中叶滑块 15也可由弹性金属冲压成如图17所示的空心D字形。
本实施例球形外缸13的内壁上开有中叶基座槽28，开有中叶基座中叶槽30的中叶 基座29位于中叶基座槽28内，接口9与外缸接口 14分别位于中叶基座槽28的两侧。 上端盖ll一l和下端盖11一2的锥形内壁上开有中叶槽27;中叶10呈板状，其四个端面 中的一个端面设有弧形面，中叶嵌置在位于中盘5内的中叶滑块15中，且该端面与球形 内缸4的表面紧密相切滑配，中叶10的其余三个端面分别嵌置在上端盖ll一l和下端盖 11一2上的端盖中叶槽27和球形外缸13上的中叶基座29中；此时中叶10与中轴1的轴 线平行，将缸体内的环腔一分为二，且中叶10与球形内缸4表面之间紧密相切；中叶IO 可在中盘中叶滑块槽26内滑动，中叶滑块15的作用是保证中盘5在中叶10滑动时不产 生泄漏、减轻噪音。
参见图1，中轴1的两端分别位于中轴轴承24内，轴承盖12通过螺栓将中轴轴承 24固定在上下端盖11的中轴孔内。
使用时，在图18所示的使用状态一中，中盘5在球缸环腔中的位置形态前高后低， 其上端与上端盖ll一l的锥形内壁紧密接触并形成上切线，其下端与下端盖11一2的锥 形内壁紧密接触并形成下切线，上、下两切线均在中叶10中间，上切线与上端盖ll一l 相切，下均线与下端盖11一2相切。如果此时中轴l作逆时针方向运动，如图19所示， 上切线向左移动，中叶滑块15向下移动，此时在中叶10左边，上切线右边，内、外缸 壁之间生出一密闭空间，称其为"A室"(它在中盘5上方)，上端盖11一1上的上接口9 一l成为流体的进口。中轴l继续作逆时针旋转，"A室"也随之扩大，如图20。图21 与图18相似，只不过此时中叶10的位置形态是前低后高，表示将有新的密闭空间要发 生。中轴1继续作逆时针旋转，如图22。中盘5与下端盖11一2的切线移至中叶10的左面，下切线与中叶10左面内外缸壁之间新的室"B室"诞生(它在中盘5下方)。下端盖 11-2上的下接口 9一2又成为流体进入B室的通道。如果中轴1继续作逆时针旋转，A、 B两室继续扩大，流体通过时上、下端盖接口源源不断流进A、 B两室，如图23。当中盘 5回到图18形态时，中盘5上方的A室容积为最大，如果中轴1再继续作逆时针旋转的 话，A室容积将为逐渐压缩，室内的流体将随中轴l的逆向旋转，A室与外缸壁上，中叶 IO右侧的外缸接口 M接通而被压出缸腔外，与此同时，新的A室又在中盘5上方，上切 线的左面，中叶10的右面，内外缸壁之间产生，中盘5下方的B室继续扩大，到图21 时达到最大，图22时与外缸壁上的外缸接口 14接通，同时新的B室在中盘5下方，下 端盖ll一l上，下切线右边，中叶10左边，内外缸壁之间诞生。如果中轴l继续作逆向 运动，那么上述现象也周而复始不断循环不断完成泵的功能。要是中轴1做的顺时针运 动，那顺序将为反向工作，如果把所有接口都开在外缸壁的中叶槽27两侧，工作原理基 本不会改变，结果不变，只是效果有所区别(如图2'、图4'、图5')。
该设计不仅是一台很好的抽吸泵、压縮泵、计量泵，而且有优良的动力特性，把流 体的动能，压縮能转化为机械功，或者称其为液压发动机吧。无论从它的哪个接口输入 一具有压力能的工质，中轴1将旋转，完成发动机的功能。多功能球型旋转泵的可以快 速旋转， 一切旋转的动力源都可以直接带动，变容性、流量稳定连续，压力相对高，流 量大，噪音低。其缺点是制造要复杂一些，工艺精度要求高。
权利要求1、一种多功能旋转球形泵，包括缸体和中轴，其特征是所述缸体由球形外缸、球形内缸和锥形端盖组成，缸体内设置有斜孔轴承座、中轴、中盘和中叶，斜孔轴承座内设有中轴安装孔，中轴位于中轴安装孔内，斜孔轴承座固定安装在中盘内，中盘的水平面与中轴的轴线成一倾斜角度，中盘与球形外缸内壁紧密滑动接触，中盘内设置有中叶滑块，呈板状的中叶嵌置在中叶滑块中，中叶与球形内缸外壁紧密滑动接触，且中叶平行于中轴的轴线。
2、 根据权利要求1所述的多功能旋转球形泵，其特征是锥形端盖包括上 端盖和下端盖，球形外缸内壁呈内凹的球弧面，球形外缸内壁上开有中叶基座槽， 上端盖和下端盖的内壁呈锥面，且其内壁上开有中叶槽，球形外缸内壁、球形内 缸外壁和锥形端盖内壁共同组成缸体环腔，球形外缸上开有外缸接口，接口设置 在缸体上。
3、 根据权利要求2所述的多功能旋转球形泵，其特征是接口设置在球形 外缸上，接口和外缸接口分别位于中叶基座槽的两侧。
4、 根据权利要求2所述的多功能旋转球形泵，其特征是两个接口分别设 置在上端盖和下端盖上，在中叶基座槽另一侧的外缸上设置外缸接口。
5、 根据权利要求l所述的多功能旋转球形泵，其特征是斜孔轴承座的两 端安装有轴承，轴承两端分别安装有将斜孔轴承座固定在中盘内的球形内缸，球 形内缸的外壁呈外凸的球弧面，斜孔轴承座的中轴安装孔与斜孔轴承座端面之间 的倾斜角度与锥形端盖内壁的锥面斜度相同。
6、 根据权利要求2所述的多功能旋转球形泵，其特征是中叶的一个端面 设置有弧形面且嵌置在中叶滑块中，该弧形面与缸体内壁紧密相切滑配。
7、 根据权利要求1或6所述的多功能旋转球形泵，其特征是中叶滑块呈 实心人字形或空心的D字形，中叶滑块内开有中叶滑块槽，中叶嵌置在中叶滑 块槽内。
8、 根据权利要求2所述的多功能旋转球形泵，其特征是在锥形端盖内还 设置有中轴轴承，中轴位于中轴轴承内。
9、 根据权利要求2所述的多功能旋转球形泵，其特征是球形内缸和锥形 端盖之间安装有密封罩和弹簧。
10、 根据权利要求1所述的多功能旋转球形泵，其特征是所述中盘的外圈 上嵌置有气缸环。
专利摘要本实用新型涉及一种流体动力机械，特别是一种多功能旋转球形泵，包括缸体和中轴，所述缸体由球形外缸和锥形端盖组成，缸体内设置有球形内缸、斜孔轴承座、中盘和中叶，斜孔轴承座内设有中轴安装孔，中轴位于中轴安装孔内，斜孔轴承座固定安装在中盘内，中盘的水平面与中轴的轴线成一倾斜角度，中盘与球形外缸内壁紧密滑动接触，中盘内设置有中叶滑块，呈板状的中叶嵌置在中叶滑块中，中叶与球形内缸外壁紧密滑动接触，且中叶平行于中轴的轴线。本实用新型具有以下有益效果1.利用斜孔轴承座的斜孔设计，使中盘与缸体内壁紧密接触无泄漏，提高了整体紧密性，降低了噪音；2.接口即可设置在锥形端盖上也可设置在球形外缸上，提高了整机效率；3.综合了各种泵的功能，成本低，实用性好。
文档编号F04C2/00GK201232632SQ20082008436
公开日2009年5月6日 申请日期2008年3月13日 优先权日2008年3月13日
发明者程佩镇 申请人:程雪波