一种组合式球形泵的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明专利涉及一种栗类机械，特别是一种组合式球形栗。
【背景技术】
[0002] 把多个液体栗组合使用可以增加管路系统的压力和流量，弥补单个液体栗的由于 体积、流量、压力上的不足，为此组合式液体栗在某些特定的场合具有非常重要的应用。但 是对现有的液体栗(包括柱塞栗、转子式栗、齿轮栗等几乎所有的现有栗型)来说，存在以下 缺陷:首先是液体栗组合后，其合成的液体流量脉动大，系统噪音大;第二，液体栗组合后运 行所要的动力不均衡，即扭矩波动大，导致电机运行环境恶化;第三，液体栗组合后体积庞 大安装使用受到限制。
[0003] 球形压缩机是近年来新发明的一种全新结构的变容式机构，其优点是无进/排气 阀、运动件少、振动小、机械效率高、密封可靠等，球形压缩机用于液体栗有着不同于现有栗 类机械的运行特征，球形栗具有运行噪音小、进排液连续、容积效率高等优点。目前，针对球 形栗的各种应用研究正在进行，把球形栗组合后用于液体栗有着广泛的应用前景。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的就是设计一种组合式球形栗，用于液体栗系统，对球形栗数量、安装 组合方式、运行特征和参数进行研究，寻找出球形栗最佳的组合形式，优化系统的运行工况 和减小组合流量脉动和噪音。
[0005] 本发明的技术方案是，一种组合式球形栗，包括安装底座、动力箱和N个球形栗，其 特征是:动力箱有一个输入轴和N个输出轴，每个输出轴的转速相同；动力箱和N个球形栗固 定连接在安装底座上，动力从动力箱的输入轴输入，动力箱的N个输出轴分别与N个球形栗 的主轴连接传输动力；每个球形栗从液体源抽吸液体，每个球形栗的高压排液端汇入主排 液管道形成压力输出端;每个球形栗的主轴旋转360度为一个完整工作循环，把球形栗在同 一个工作循环内开始吸入液体的主轴位置设定为初始参照位置，第一个球形栗的主轴位于 参照初始位置，其余球形栗的主轴起始旋转位置依次相差360/N度；
[0006] 进一步的，球形栗的数量为四个，四个球形栗在安装底座上沿同一圆周均布，而且 四个球形栗主轴的轴线平行;动力从动力箱的输入轴输入，经过变速后从四个平行的输出 轴输出，动力箱的输入轴的轴线与四个输出轴的轴线平行，动力箱的四个输出轴分别与相 应的四个球形栗主轴连接传输动力；
[0007] 进一步的，球形栗的数量为八个，八个球形栗在安装底座上沿同一圆周均布，而且 八个球形栗主轴的轴线平行;动力从动力箱的一个输入轴输入，经过变速后从八个平行的 输出轴输出，动力箱的输入轴的轴线与八个输出轴的轴线平行，动力箱的八个输出轴分别 与相应的八个球形栗主轴连接传输动力；
[0008] 进一步的，对于N个球形栗组合，N个球形栗在安装底座上沿同一圆周均布，而且N 球形栗主轴的轴线平行;动力从动力箱的一个输入轴输入，经过变速后从N个平行的输出轴 输出，动力箱的输入轴的轴线与N个输出轴的轴线平行，动力箱的N个输出轴分别与相应的N 个球形栗主轴连接传输动力；当N为偶数时，以过圆周中心的对角线上的每两个球形栗1主 轴的转向相反；
[0009] 进一步的，两组组合式球形栗串联，每组组合式球形栗包含N个球形栗，分别在第 一组组合式球形栗的动力箱和安装底座上设置主轴延伸孔和动力轴过孔，第一组组合式球 形栗动力箱上的输入轴从动力箱侧面的主轴延伸孔延伸出来，再经过安装底座上的动力轴 过孔后伸出，再与第二组组合式球形栗的动力箱输入轴连接，为第二组组合式球形栗提供 动力，从而形成双联组合式球形栗;两组组组合式球形栗的高压排液管汇入总高压排液管； 调整两组组合式球形栗主轴之间的起始转动位置，第二组组合式球形栗的主轴的起始转角 与第一组组合式球形栗的主轴起始转角相差360/(2N)度；
[0010] 进一步的，M组组合式球形栗串联，每组组合式球形栗包含N个球形栗，分别在第一 组组合式球形栗的动力箱和安装底座上设置主轴延伸孔和动力轴过孔，第一组组合式球形 栗动力箱上的输入轴从动力箱侧面的主轴延伸孔延伸出来，再经过安装底座上的动力轴过 孔后伸出，再与第二组组合式球形栗的动力箱(2)的输入轴（201)连接;第二组组合式球形 栗的输入轴（201)再以同样的方式从第二组组合式球形栗的主轴延伸孔(204)和动力轴过 孔(302)中伸出，与第三组组合式球形栗的输入轴（201)连接，为后续各组合式球形栗提供 动力，从而形成M组组合式球形栗;每组组合式球形栗的高压排液管汇入总高压排液管；调 整每组组合式球形栗主轴之间的起始转动位置，每组组合式球形栗的主轴的起始转角与第 一组组合式球形栗的主轴起始转角依次相差360/(M*N)度。
[0011] 本发明的优点是：
[0012] 1、由于球形栗有着优越的流量输出特性，组合后流量脉动小，所以系统压力和流 量稳定，噪音低；同时，对电机或其它动力输入设备的要求降低，电机的负载工况优化，没有 峰值波动，而且降低了电机的峰值功率，降低了电机成本和提高了电机的寿命;具体分析如 下
[0013] 对单个球形栗运动分析如下：
[0014]设定：
[0015] Θ 一一主轴的绕其轴线旋转的转角；
[0016] φ一一活塞绕其轴线的转角；
[0017] Φ1一一转盘绕其轴线的转角；
[0023] α一一活塞轴线和转盘轴线与主轴轴线的夹角；
[0028] V--工作容积(对称两个工作腔vl工作室1001和V2工作室1002);
[0029]根据以上公式，由空间机构运动、动力分析得工作容积的公式如下：
[0031 ]在上式中，K为结构常数，结构尺寸确定后K为定值，。
[0036] α取值为15度，K取值为1，从而计算出单个球形栗1运转过程中工作室的容积，在对 工作室的容积相对于主轴转角求导，即可换算出球形栗1的容积变化也就球形栗1的流量， 从而得到单个球形栗的流量公式：
[0038]根据球形压缩机理论，球形栗主轴每旋转720度，活塞和转盘旋转360度，完成一个 完整的工作循环，但是对于球形栗，在球形栗一个完整的工作循环，Vl工作室1001和V2工作 室1002分别进行一次完整的吸液和排液工作，即Vl工作室1001和V2工作室1002分别发生一 个工作循环，所以主轴每旋转一周，球形栗进行一次完整的吸油和排油过程。
[0039] 如图7到图9所示，分别为单栗、四栗组合、八栗组合后根据单栗流量公式绘制的流 量变化曲线，图中横轴为主轴的转角Θ，单位为度，纵轴为流量相对值即球形栗的容积变化， 主轴每旋转360度，流量变化为一个循环，可以看出，对于单栗液体输出流量接近于正弦曲 线，流量脉动较大;对于四栗组合，流量脉动合成后较为平缓，八栗组合相对于四栗组合流 量脉动更趋于平缓。
[0040] 下表是对单栗到八栗组合后实际测试的流量脉动值，流量变化率=(最大流量一 平均流量)/平均流量*100%。
[0042] ~2、球形栗由于没有进排液阀I各运动件之间为面密封，密封可靠，整机及组合后机_ 械效率高；
[0043] 3、球形栗体积小，而且多个球形栗采取圆周布置的方式，整体组合后的体积小，适 合于对空间要求比较高的场合。
【附图说明】
[0044] 图1:本发明所述组合式球形栗主视图；
[0045] 图2:本发明所示组合式球形栗左视图；
[0046] 图3:动力箱主视图；
[0047]图4:动力箱左视图；
[0048]图5:安装底座主视图；
[0049] 图6:安装底座左视图；
[0050] 图7:单栗流量曲线；
[0051]图8:四栗组合后流量曲线；
[0052]图9:八栗组合后流量曲线；
[0053]图10:球形栗剖面图；
[0054]图11:缸盖结构示意图；
[0055] 图12:图11中A-A剖视图；
[0056] 图13:缸体主视图；
[0057] 图14:缸体俯视图；
[0058]图15:转盘结构示意图；
[0059] 图16:活塞结构示意图；
[0060] 图17:动力柄结构示意图；
[0061] 图18:活塞镶块结构示意图；
[0062] 图19:缸体座结构不意图；
[0063] 图20:主轴结构示意图；
[0064] 图21:图19中B-B剖视图；
[0065] 图22:图20中D-D剖视图；
[0066]图中：卜球形栗;2-动力箱;3-安装底座;4-螺栓;5-吊环螺钉；
[0067] 101-缸盖；102-缸体；103-活塞；104-转盘；105-中心销；106-主轴；107-主轴支架； 108-缸体座；109-动力柄；110-导向销；111-活塞镶块；112-平衡块；113-盖板；114-A滚针轴 承；115-A端面轴承；116-B滚针轴承；117-B端面轴承；118-C滚针轴承；119-D滚针轴承;200-箱体;201-输入轴;202-输出轴;203-连接法兰;204-主轴延伸孔;300-底座体;301-栗座孔； 302-动力轴过孔；
[0068] 1001-V1工作室；