自润滑支承的变容积新型双螺杆泵的制作方法
【专利摘要】自润滑支承的变容积新型双螺杆泵，属于螺杆泵技术领域，左泵壳体上设有介质输入端，右泵壳体上设有介质输出端，左泵壳体与右泵壳体连接处内部设有自润滑轴承装置，泵体内贯穿设有变螺距的主动螺杆和从动螺杆，左泵壳体端部连接设有后支承盖，后支承盖内设有相啮合的主动齿轮和从动齿轮，后支承盖的端面设有后端盖，右泵壳体的端部连接设有前支承盖，前支承盖的端面设有前端盖，主动螺杆的头部伸出前端盖作为双螺杆泵的动力输入端；通过改变螺杆固定的螺距而改变容积，使得能够降低双螺杆泵工作工程中螺杆的中部的变形、以及降低运输气液介质时的振动与噪声、改善了螺杆泵传动的平稳性，提高了齿轮的承载力，从而提高了螺杆泵的工作效率。
【专利说明】
自润滑支承的变容积新型双螺杆泵
技术领域
[0001]本发明属于螺杆栗技术领域，涉及自润滑支承的变容积新型双螺杆栗，特别是涉及一种轴承支承、圆弧齿轮栗传动、变容积场合的新型双螺杆栗。
【背景技术】
[0002]双螺杆栗是一种容积式定量栗，栗中的螺杆相互啮合，螺杆与容纳螺杆的孔壁、栗体等构成一个个彼此连接的密封腔。两根螺杆的端部经同步齿轮传动连接，同步齿轮设置在齿轮箱中，有独立的润滑，与栗腔隔开。同步齿轮保证螺杆的相对连续静止转动，从而使密封腔毫无搅动地沿轴向连续平稳地向前推移，从而实现栗送目的。双螺杆栗的突出特点是具有良好的自吸性能，能够无脉动、连续平稳地供液，其输送介质的压力稳定，流量恒定、振动小、噪声低。双螺杆栗的上述性能，使它具有广泛的应用领域，常用于油田、炼油、钢铁、热电、化工等各行业，输送各种粘度尤其是高粘度的液体介质。
[0003]但其缺点是:
1.输送介质从输入口向输出口移动时，输送介质的有效体积在栗腔内的体积保持不变，只有在栗的输入口和输出口位置发生变化，所以当输入口和输出口有较大的压差时，尤其是输送气体时，由于气体极易压缩，在输出口的压力不会太高，容易产生喘振，大大降低栗的输出效率。
[0004]2.由于目前双螺杆栗采用的同步齿轮传动装置的结构主要为直齿轮、斜齿轮。虽然直齿轮传动装置制造及装配工艺比较简单，但是在齿轮啮合与退出时，容易产生冲击、振动和噪音，其承载力也较差;斜齿轮传动装置重合系数大、传动平稳、齿轮强度高、适于重负载传、噪声低，但斜齿会产生轴向力、装配工艺较直齿轮复杂。
[0005]3.在双螺杆栗工作过程中，螺杆会受流体的压力的影响，螺杆会发生变形，特别是螺杆中部会发生较大变形。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是针对现有的技术问题，提出自润滑支承的变容积新型双螺杆栗，通过改变螺杆固定的螺距而改变容积，使得能够降低双螺杆栗工作工程中螺杆的中部的变形、以及降低运输气液介质时的振动与噪声、改善螺杆栗传动的平稳性，提高齿轮的承载力，从而提高螺杆栗的工作效率。
[0007]本发明的技术方案是:自润滑支承的变容积新型双螺杆栗，包括双螺杆栗壳体;其特征在于:所述双螺杆栗壳体由左栗壳体和右栗壳体连接构成，所述左栗壳体上设有介质输入端，所述右栗壳体上设有介质输出端，所述左栗壳体与右栗壳体连接处内部设有自润滑轴承装置，所述左栗壳体与右栗壳体内贯穿设有变螺距的主动螺杆和从动螺杆，所述主动螺杆和从动螺杆的外轮廓与双螺杆栗壳体内壁相配合，所述左栗壳体端部连接设有后支承盖，所述后支承盖内设有相啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮与所述主动螺杆作用相连，所述从动齿轮与所述从动螺杆作用相连，所述后支承盖的端面设有后端盖，所述右栗壳体的端部连接设有前支承盖，所述前支承盖的端面设有前端盖，所述主动螺杆的头部伸出所述前端盖作为双螺杆栗的动力输入端，所述后端盖、后支承盖、左栗壳体、右栗壳体、前支承盖和前端盖通过机械密封形成封闭的腔体。
[0008]所述主动螺杆和从动螺杆都是均匀变螺距的单头螺杆，牙型为梯形，主动螺杆为上凸的梯形齿，从动螺杆为下凹的梯形齿，主动螺杆与从动螺杆相互啮合。
[0009]所述均匀变螺距是主动螺杆和从动螺杆上螺距由大到小发生的变化，初始螺距为P，升距为d，螺距由大到小以p+d、p+ (n-1) d、p+ (n-2) d、p+ (n-3) d依次类推。
[0010]所述主动齿轮和从动齿轮均为双圆弧齿轮，主动齿轮和从动齿轮的模数、齿数均相等，主动齿轮通过齿轮套与主动螺杆连接，齿轮套通过平键与主动螺杆连接。
[0011]所述主动齿轮和从动齿轮的轴向分别设置衬套及锁紧圆螺母。
[0012]所述自润滑轴承装置处于左栗壳体和右栗壳体之间，并嵌入左栗壳体与右栗壳体内；自润滑轴承装置由轴承定位装置、设置在轴承定位装置内的主动润滑轴承和从动润滑轴承以及和轴承定位装置相连的挡片组成；自润滑轴承装置的两侧开有矩形孔;主动润滑轴承和从动润滑轴承均由上半轴承体与下半轴承体通过榫接方式连接构成。
[0013]所述主动润滑轴承和从动润滑轴承的内壁均设有圆弧形水槽，水槽的条数6条。
[0014]所述主动润滑轴承的下半轴承体为平底，从动润滑轴承的上半轴承体为平底，两个半轴承体的平底面相互接触形成支撑，以降低螺杆中部的变形。
[0015]所述上半轴承体和下半轴承体的材料为超高相对分子质量聚乙烯材料。
[0016]所述主动螺杆和从动螺杆的中间部位均为光轴结构，光轴结构与主动润滑轴承、从动润滑轴承的内径形成间隙配合。
[0017]本发明的有益效果为:本发明提出的自润滑支承的变容积新型双螺杆栗，结构新颖，工作原理清晰，结构上采用了相互啮合的主、从动变螺距螺杆，在主、从动螺杆中部设有自润滑轴承装置，主动螺杆与从动螺杆相对逆向转动，输送介质从大螺距端进入，主动螺杆和从动螺杆和栗腔形成的空腔体，随着螺杆的相对转动，螺牙不断挤压空腔体，使空腔体向小螺距端方向移动，直至输出，在这过程中腔体的体积逐渐减小，给了输送介质有效的预压缩，通过改变螺杆固定的螺距而改变容积，使得能够降低双螺杆栗工作工程中螺杆的中部的变形、以及降低运输气液介质时的振动与噪声、改善了螺杆栗传动的平稳性，提高了齿轮的承载力，从而提高了螺杆栗的工作效率。
[0018]具体有益效果如下:
1.采用的螺杆的螺距均匀变小，从而在栗腔内对输送介质有预压缩，这对输出口的喘振有抑制作用，从而使栗的工作更趋平稳，降低振动与噪声。
[0019]2.采用双圆弧齿轮传动，其传动较平稳，振动和噪声小。此外，由于其齿根厚度较大，其承载能力也很高。
[0020]3.双螺杆栗自润滑轴承使主从螺杆之间形成相互支撑，从而减少螺杆的中部变形，提高双螺杆栗的工作效率。
[0021 ] 4.本发明中的双螺杆栗自润滑轴承是由复合材料制造的，螺杆栗工作时能在轴承表面形成一层润滑水膜，使轴承形成自润滑，减少螺杆的磨损。
【附图说明】
[0022]图1为本发明总装结构示意图。
[0023]图2为本发明中介质流经自润滑轴承装置的流向示意图。
[0024]图3为本发明中变螺距的主动螺杆和从动螺杆啮合结构示意图。
[0025]图4为本发明中涉及其他改变螺杆栗容积方法示意图。
[0026]图5为本发明中齿轮啮合结构示意图。
[0027]图6为本发明中自润滑轴承装置结构示意图。
[0028]图7为本发明中上半轴承体与下半轴承体连接结构示意图。
[0029]图中:从动齿轮1、从动齿轮衬套1-1、从动齿轮平键1-2、主动齿轮2、主动齿轮衬套2-1、齿轮套2-2、紧固螺栓2-3、锁紧圆螺母2-4、平键2-5、后端盖3、后支承盖4、锁紧螺栓5、从动螺杆6、主动螺杆7、左栗壳体8、自润滑轴承装置9、轴承定位装置9-1、紧定螺钉9-2、上半轴承9-3、主动螺杆中间光轴9-4、下半轴承9-5、从动螺杆中间光轴9-6、挡片9_7、右栗壳体10、前支承盖11、前端盖12、支承轴承13、介质输入端14、介质输出端15。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图对本发明作进一步说明:
如图1-7所示，自润滑支承的变容积新型双螺杆栗，包括双螺杆栗壳体;双螺杆栗壳体由左栗壳体8和右栗壳体10连接构成，左栗壳体8上设有介质输入端14，右栗壳体10上设有介质输出端15，左栗壳体8与右栗壳体10连接处内部设有自润滑轴承装置9，左栗壳体8与右栗壳体10内贯穿设有变螺距的主动螺杆7和从动螺杆6，主动螺杆7和从动螺杆6的外轮廓与双螺杆栗壳体内壁相配合，左栗壳体8端部连接设有后支承盖4，后支承盖4内设有相啮合的主动齿轮2和从动齿轮I，主动齿轮2与主动螺杆7作用相连，从动齿轮2与从动螺杆6作用相连，后支承盖4的端面设有后端盖3，右栗壳体10的端部连接设有前支承盖11，前支承盖11的端面设有前端盖12，主动螺杆7的头部伸出前端盖12作为双螺杆栗的动力输入端，后端盖3、后支承盖4、左栗壳体8、右栗壳体10、前支承盖11和前端盖12通过机械密封形成封闭的腔体。
[0031 ]如图1-7所示，自润滑支承的变容积新型双螺杆栗，主动螺杆7和从动螺杆6都是均匀变螺距的单头螺杆，牙型为梯形，主动螺杆7为上凸的梯形齿，从动螺杆6为下凹的梯形齿，主动螺杆7与从动螺杆6相互啮合;均匀变螺距是主动螺杆7和从动螺杆6上螺距由大到小发生的变化，初始螺距为P，升距为d，螺距由大到小以p+d、p+ (η-1) d、p+ (n-2) d、p+ (n-3) d依次类推;主动齿轮2和从动齿轮I均为双圆弧齿轮，主动齿轮2和从动齿轮I的模数、齿数均相等，主动齿轮2通过齿轮套2-2与主动螺杆7连接，齿轮套2-2通过平键2-5与主动螺杆7连接;主动齿轮2和从动齿轮I的轴向分别设置衬套2-1及锁紧圆螺母2-4;自润滑轴承装置9处于左栗壳体8和右栗壳体10之间，并嵌入左栗壳体8与右栗壳体10内；自润滑轴承装置9由轴承定位装置9-1、设置在轴承定位装置9-1内的主动润滑轴承和从动润滑轴承以及和轴承定位装置9-1相连的挡片9-7组成；自润滑轴承装置9的两侧开有矩形孔;主动润滑轴承和从动润滑轴承均由上半轴承体9-3与下半轴承体9-5通过榫接方式连接构成;主动润滑轴承和从动润滑轴承的内壁均设有圆弧形水槽，水槽的条数6条;主动润滑轴承的下半轴承体9-5为平底，从动润滑轴承的上半轴承体9-3为平底，两个半轴承体的平底面相互接触形成支撑，以降低螺杆中部的变形;上半轴承体9-3和下半轴承体9-5的材料为超高相对分子质量聚乙烯材料;主动螺杆7和从动螺杆6的中间部位均为光轴结构，光轴结构与主动润滑轴承、从动润滑轴承的内径形成间隙配合。
[0032]如图2所示，自润滑支承的变容积新型双螺杆栗，为了便于安装自润滑轴承装置9，双螺杆栗壳体分为8、10两部分。输入端与输出端分别在壳体8和壳体10上面，液体经螺杆栗壳体8的入口进入栗腔，从壳体10的出口排出，流向如图2中箭头所示。
如图3所示，自润滑支承的变容积新型双螺杆栗，以主动螺杆的螺距为例，螺杆螺距为初始螺距为P，升距为d，其他变容积方案如图4-a、4-b、4_c所示，图4-a通过改变螺杆槽的深度，配对螺杆分别增减Ad，图4-b通过改变螺杆槽的宽度，配对螺杆分别增减At，图4-c则通过螺杆的锥度来实现变容积。
[0033]如图5所示，自润滑支承的变容积新型双螺杆栗，壳体10与支承轴承13为螺杆提供支承;主、从动螺杆7和6相互啮合;与主动螺杆7相连接的为主动齿轮2，主动齿轮2通过齿轮套2-2与主动螺杆7连接，齿轮套2-2与主动螺杆7之间用平键2-5连接，为防止主动齿轮2轴向移动，轴向分别设置衬套2-1及锁紧圆螺母2-4;从动螺杆6通过键1-2与从动齿轮I连接，为防止从动齿轮I轴向移动，轴向分别设置衬套1-1及锁紧圆螺母1-4。
[0034]如图6所示，自润滑支承的变容积新型双螺杆栗，由上半轴承体9-3与下半轴承体9-5通过榫接组成两个个整体轴承，两个整体轴承放置在自润滑轴承定位装置9-1中，由定位装置9-1提供支撑，防止轴承径向移动;通过紧定螺钉9-2将挡片9-7固定在定位装置9-1上，防止轴承轴向移动。自润滑轴承内径与主动螺杆7和从动螺杆6中部配合处为间隙配合，自润滑轴承定位装置外轮廓9-1和组合的螺杆栗壳体8、10内部槽相配合。同时在自润滑轴承定位装置9-1的两侧开有矩形孔便于液体的流通。
[0035]当螺杆啮合工作时，流经壳体8的液体通过自润滑轴承定位装置9-1的两侧开有矩形孔分流到壳体10的腔内，然后液体从两端汇合流到输出端。同时由于啮合时的扭矩及压差的作用螺杆中部容易变形，安装自润滑轴承装置后为螺杆中部提供支撑，可以有效减小变形。
[0036]如图1所示，自润滑支承的变容积新型双螺杆栗的工作原理如下:在双螺杆栗体内设有两个啮合的变螺距梯形螺杆，螺杆外周与栗腔之间相配合，螺杆上设有单头螺牙，大螺距为输入口，小螺距一端为输出口，栗体两端分别设有支撑盖，螺杆的转轴可转动地支撑在支撑盖上，主动螺杆的端部伸出一个端盖作为动力输入端。工作时，从主动螺杆上输入动力，主动齿轮通过主动螺杆与齿轮套之间的平键传递转矩，齿轮套与主动齿轮之间通过紧固螺栓连接压紧，主动齿轮与从动齿轮啮合传递转矩，从动齿轮通过与从动螺杆之间的键传递转矩，同步齿轮驱使从动螺杆相对逆向转动，随着螺杆的相对转动，在大螺距的输入端一侧不断形成封闭的容腔，容腔向螺距逐渐变小的出气口移动。在移动过程中，由于螺距不断减小，单位容腔的体积会逐渐减小，导致压力不断上升，在输出口会达到预期的压力值。
[0037]上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非是对本发明范围的任何限定，本发明领域的技术人员根据上述内容所作的修改，特别是通过改变螺杆槽的槽深、槽宽或螺杆锥度来改变双螺杆栗的容积，均属于本发明所属的保护范围。
【主权项】
1.自润滑支承的变容积新型双螺杆栗，包括双螺杆栗壳体;其特征在于:所述双螺杆栗壳体由左栗壳体(8)和右栗壳体(10)连接构成，所述左栗壳体(8)上设有介质输入端(14)，所述右栗壳体(10)上设有介质输出端(15)，所述左栗壳体(8)与右栗壳体(10)连接处内部设有自润滑轴承装置(9)，所述左栗壳体(8)与右栗壳体(10)内贯穿设有变螺距的主动螺杆(7)和从动螺杆(6)，所述主动螺杆(7)和从动螺杆(6)的外轮廓与双螺杆栗壳体内壁相配合，所述左栗壳体(8)端部连接设有后支承盖(4)，所述后支承盖(4)内设有相啮合的主动齿轮(2)和从动齿轮(I)，所述主动齿轮(2)与所述主动螺杆(7)作用相连，所述从动齿轮(2)与所述从动螺杆(6)作用相连，所述后支承盖(4)的端面设有后端盖(3)，所述右栗壳体(10)的端部连接设有前支承盖(11)，所述前支承盖(11)的端面设有前端盖(12)，所述主动螺杆(7)的头部伸出所述前端盖(12)作为双螺杆栗的动力输入端，所述后端盖(3)、后支承盖(4)、左栗壳体(8)、右栗壳体(10)、前支承盖(11)和前端盖(12)通过机械密封形成封闭的腔体。2.根据权利要求1所述的自润滑支承的变容积新型双螺杆栗，其特征在于:所述主动螺杆(7)和从动螺杆(6)都是均匀变螺距的单头螺杆，牙型为梯形，主动螺杆(7)为上凸的梯形齿，从动螺杆(6)为下凹的梯形齿，主动螺杆(7)与从动螺杆(6)相互啮合。3.根据权利要求1所述的自润滑支承的变容积新型双螺杆栗，其特征在于:所述的均匀变螺距是主动螺杆(7)和从动螺杆(6)上螺距由大到小发生的变化，初始螺距为p，升距为d，螺距由大到小以p+d、p+ (n-1) d、p+ (n-2) d、p+ (n_3) d依次类推。4.根据权利要求1所述的自润滑支承的变容积新型双螺杆栗，其特征在于:所述主动齿轮(2)和从动齿轮(I)均为双圆弧齿轮，主动齿轮(2)和从动齿轮(I)的模数、齿数均相等，主动齿轮(2)通过齿轮套(2-2)与主动螺杆(7)连接，齿轮套(2-2)通过平键(2-5)与主动螺杆(7)连接。5.根据权利要求1所述的自润滑支承的变容积新型双螺杆栗，其特征在于:所述主动齿轮(2)和从动齿轮(I)的轴向分别设置衬套(2-1)及锁紧圆螺母(2-4)。6.根据权利要求1所述的自润滑支承的变容积新型双螺杆栗，其特征在于:所述自润滑轴承装置(9)处于左栗壳体(8)和右栗壳体(10)之间，并嵌入左栗壳体(8)与右栗壳体(10)内；自润滑轴承装置(9)由轴承定位装置(9-1 )、设置在轴承定位装置(9-1)内的主动润滑轴承和从动润滑轴承以及和轴承定位装置(9-1)相连的挡片(9-7)组成；自润滑轴承装置(9)的两侧开有矩形孔;主动润滑轴承和从动润滑轴承均由上半轴承体(9-3)与下半轴承体(9-5)通过榫接方式连接构成。7.根据权利要求6所述的自润滑支承的变容积新型双螺杆栗，其特征在于:所述主动润滑轴承和从动润滑轴承的内壁均设有圆弧形水槽，水槽的条数6条。8.根据权利要求6所述的自润滑支承的变容积新型双螺杆栗，其特征在于:所述主动润滑轴承的下半轴承体(9-5)为平底，从动润滑轴承的上半轴承体(9-3)为平底，两个半轴承体的平底面相互接触形成支撑，以降低螺杆中部的变形。9.根据权利要求6所述的自润滑支承的变容积新型双螺杆栗，其特征在于:所述上半轴承体(9-3)和下半轴承体(9-5)的材料为超高相对分子质量聚乙烯材料。10.根据权利要求1所述的自润滑支承的变容积新型双螺杆栗，其特征在于:所述主动螺杆(7)和从动螺杆(6)的中间部位均为光轴结构，光轴结构与主动润滑轴承、从动润滑轴承的内径形成间隙配合。
【文档编号】F04C15/00GK105952636SQ201610292279
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月5日
【发明人】竺志大, 曾励, 孙冲, 张帆
【申请人】扬州大学