专利名称：流体泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种流体泵(比如水泵)，它用于强制循环内燃机中所必需的发动机冷却液(比如水)或防冻液(比如LLC--长效冷却剂)。本发明尤其涉及一种有利于用在内燃机中作为冷却水泵使发动机冷却水通过发动机冷却系统加以循环的流体泵，但本发明不仅仅局限于这种用途的水泵。
通常，用于发动机冷却系统的水泵包括一根动力驱动的叶轮轴，该轴带有与例如内燃机的输出构件等动力源相连的一端和带有一个叶轮的另一端，所述叶轮用于从例如水箱等的水源抽吸水并将水流推向泵的出口。
为了防止液体从上述泵的两端泄漏，泵采用具有高机械密封性能的机械密封件进行密封。但是，存在这样一种情况，即液体中的异物会对密封产生不利影响，这样，在持续一段时间后，可能无法稳定地保持密封性能。
因此，如日本实开(KOKAI)平3-8696号(1991)和日本特开(KOKAI)昭63-189690号(1988)说明书中所揭示的那样，对机构已进行了改进，即通过将所使用磁力仅和被传递来的旋转力藕联，使液体与大气隔离。
但是，根据这种已有技术的流体泵，已经认识到使用磁力意味着泵的转动力矩不能突然改变。另外，应注意到因为需要使用一定数量的磁铁，使得费用增高并且泵的尺寸较大。
因此，本发明的目的是提供一种流体泵，其内部不依赖磁铁而在液体和大气之间实现良好的密封。
根据本发明，上述目的由提供一种包括一个外壳、一个驱动装置、一根轴、一个叶轮和一个弹性构件的流体泵达到，所述驱动装置与外部动力源相连以能够旋转，所述轴带有第一端和第二端，并相对于驱动装置的轴向倾斜安装，轴的第一端可转动地支撑在驱动装置内，所述叶轮可转动地支撑在外壳上以与驱动装置同轴转动，该叶轮用于可转动地支撑轴的第二端并且通过旋转推动液体，所述弹性构件位于轴和外壳之间，用于在轴和叶轮一侧的外壳间形成液密的密封。
旋转驱动装置引起轴进动并转动叶轮，由此推动液体通过泵。因为轴进动并不绕其自身轴线旋转，所以只有轴的两端作旋转运动，结果是在弹性构件和轴之间保持了稳固的密封并且在叶轮一侧可以得到良好的、液密的密封。
流体泵还包括固定在外壳上的万向节，用于支撑轴的中部，并使轴相对外壳作进动运动。
轴绕作为进动运动中心的万向节平顺地旋转，这样弹性构件不承受负载。
在本发明的一个实施例中，驱动装置可旋转地支撑在外壳上，润滑剂被密封在由外壳、驱动装置和弹性构件构成的空间内。
在润滑剂的作用下，驱动装置和轴之间的滑动或万向节的滑动平稳顺畅，结果是泵被平稳地驱动。
在本发明的一个实施例中，轴在其进动中心处带有一个球形部分，弹性构件与该球形部分紧密接触而形成唇形密封。
因为轴绕球形部分作进动运动，所以在唇形密封和球形部分之间的密封件的密封性能可保持在稳定状态并且唇形密封不受到任何磨损。
在本发明的一个实施例中，弹性构件是一个O形圈，它与轴在轴的进动运动的中心部分接触。
因为轴绕O形圈作进动运动，在O形圈和轴之间的O形圈的密封性能可保持在稳定状态并且O形圈不受到任何磨损。
在本发明的一个实施例中，轴是套筒形的，并且叶轮带有一个大致呈V形的泵轴，该泵轴带有可转动地支撑在外壳上并沿叶轮旋转轴心线延伸的第一轴部分和从第一轴部分上延伸并伸入套筒形轴内的第二轴部分。
当驱动装置旋转时，轴进动。轴的这种运动传递给第二轴部分并且泵轴绕第一轴部分旋转以推动液体穿过泵。轴并不绕其自身轴线旋转。因此，在弹性构件和轴之间保持了稳固的密封并且在叶轮一侧可以得到良好的、液密的密封。
在一个实施例中，驱动装置和叶轮沿泵的轴向分隔一个固定距离，轴的第一和第二端均带有一个用于容纳球形部分的球形凹座。
旋转驱动装置引起轴进动并转动叶轮，由此推动液体穿过泵。轴一端的球形部分在驱动装置的球形凹座中顺畅地滑动，轴的另一端的球形部分在叶轮的球形凹座中顺畅地滑动。
在上述实施例中的一种变型例中，驱动装置和叶轮沿泵的轴向分隔一个固定距离，轴的第一和第二端均带有球形部分，叶轮带有支撑在外壳上的驱动皮带轮，从而使叶轮绕驱动装置的旋转轴线旋转，驱动装置和驱动皮带轮分别带有一个用于容纳球形部分的球形凹座。
旋转驱动装置引起轴的进动，转动驱动皮带轮并且旋转叶轮，由此推动液体通过泵，轴一端的球形部分在驱动装置的球形凹座中顺畅地滑动，轴的另一端的球形部分在驱动皮带轮的球形凹座中顺畅地滑动。
在一个实施例中，叶轮带有一根支撑在外壳上的泵轴，以使叶轮可绕驱动装置的旋转轴线旋转。泵轴的一端带有一个斜面，用于与轴的外表面接触。
旋转驱动装置引起轴进动。此时，泵轴的斜面受到依照轴的表面运动产生的力的作用，结果是泵轴旋转。因此，叶轮旋转并推动液体通过泵。
在一种变形中，叶轮带有一根支撑在外壳上的泵轴，以使叶轮可以绕驱动装置的旋转轴线转动，泵轴的一端带有一个第一锥形齿轮，轴的一端固装有用于与第一锥形齿轮啮合的第二锥形齿轮。
旋转驱动装置引起轴的进动。此时，第一锥形齿轮公转而不旋转，第二锥形齿轮旋转。因此，叶轮旋转并且推动液体穿过泵。
本发明的其它特征和优点将通过以下结合附图的描述显现出来，在全部的附图中，相同的序号表示的是同一个或相类似的部件。
图1是依据本发明第一实施例所述的流体泵的截面图；图2是万向节的立体图；图3是依据本发明第二实施例所述的流体泵的截面图；图4是依据本发明第三实施例所述的流体泵的截面图；图5是依据本发明第四实施例所述的流体泵的截面图；图6是依据本发明第五实施例所述的流体泵的截面图；图7是依据本发明第六实施例所述的流体泵的截面图；图8是依据本发明第七实施例所述的流体泵的截面图；图9是依据本发明第八实施例所述的流体泵的截面图；图10是依据本发明第九实施例所述的流体泵的截面图；图11是依据本发明第十实施例所述的流体泵的截面图；图12是依据本发明第十一实施例所述的流体泵的截面图；图13是表示本发明第十二实施例的截面图；现在对本发明第一实施例加以描述。
依据此实施例所述的流体泵10有一个通过螺栓装在缸体16上的圆柱形外壳17。外壳17带有台阶孔，该台阶孔具有小直径部分17a、中间直径部分17b和大直径部分17c。小直径部分17a上制有一对通向叶轮一侧并相对于台阶孔的轴线对称的槽17a1。万向节20的一对轴部件20a分别通过由例如酚醛树脂制成的浸入式滑动轴承41、42而支承在槽17a1中。
如图2所示，万向节20带有一对轴部件20a和一个轴部件20b，所述一对轴部件20a从相对于台阶孔的轴线对称的环20c的外圆面部分向外伸出，所述一个轴部件20b装在环20c上形成的一对孔中，沿相对于轴部件20a的垂直方向延伸。在环20c内，轴11松驰地装于其中，并且轴部件20b贯穿轴11。浸入式滑动轴承41、42压装入槽17a1内，轴部件20a分别可转动地装进浸入式滑动轴承41、42的孔中。
一个圆筒形构件15被压装进中间直径部分17b中。该圆筒形构件15的一端带有法兰15a，通过该法兰15a可以防止浸入式滑动轴承41、42向中间直径部分17b移动。叶轮12位于大直径部分17c内，所述大直径部分17c与缸体16一起组成一个泵室P。在叶轮12的背面带有台阶部分12a，叶轮12通过一个位于台阶部分12a中的由例如酚醛树脂制成的浸入式滑动轴承14可转动地支承在圆筒形构件15内。台阶部分12a位于与叶轮12的轴线同轴的圆上。叶轮12带有位于偏离轴心(＝旋转中心)的位置上并相对于它的轴线倾斜的孔12b。轴11的一端通过由酚醛树脂制成的浸入滑动轴承13可转动地支承在孔12b中。在轴11的一端的外圆部分上装有一个卡环，通过卡环和浸入式滑动轴承13的接触防止叶轮12向右移动，并且通过圆筒形构件15和浸入式滑动轴承14的接触防止叶轮12向左移动。
驱动装置19通过滚动轴承21支承在外壳17的左侧(从图1所示的视点看)，这样它能绕叶轮12的轴心旋转。驱动装置19的旋转中心、叶轮12的旋转中心和其中带有万向节20的轴部件20b的轴11上的部分相互同轴。驱动装置19带有位于偏离其轴心(＝旋转中心)的位置上并相对于其轴心倾斜的孔19a。轴11的另一端通过一个滚动轴承22可转动地支承在孔19a中。一个皮带轮(未表示)固装在驱动装置19上，发动机动力通过动力传动机构(如皮带)在皮带轮的皮带接收部分传递给皮带轮。皮带轮的皮带接收部分(未表示)有一个皮带中心，它在轴向上与滚动轴承21的滚动面对准，这样不平衡负载将不会作用在滚动轴承21上。
在本发明的上下文中，一个形成弹性构件的环形膜件(隔膜)18带有一个通过环构件29液密地紧固在轴11的外表面上的内端，上述轴11的外表面位于轴11的上述另一端和万向节20的轴部件20b贯穿的部分之间。隔膜20的外端通过一个环构件9液密地夹持在外壳17的台阶部分17d。由驱动装置19的内侧和隔膜18形成的空间26充满了从孔27进入的空气。
根据这种结构，驱动装置19相对于外壳17的旋转引起轴11的左端(在图1中)公转。轴11以万向节20为中心作进动运动，从而轴11的右端(在图1中)也在与驱动装置19的旋转轴线(也即叶轮12的旋转轴线)垂直相交的面内公转。依据轴11右端的公转，叶轮12受到旋转力作用而转动，把液体从进口23排到排放口24。此时，万向节20的环20c以小摆幅绕轴部件20a作重复摆动运动。因为液体通过浸入式滑动轴承14和圆筒形构件15间的滑动面流进隔膜18的叶轮一侧空间25内，并从浸入式滑动轴承13和轴11间的滑动面流出到叶轮12低压侧的中心部分，剩余高压不作用在隔膜18上，隔膜18完成密封作用，即阻止液体向驱动装置19一侧泄漏。另一方面，如上所述，因为液体通过空间25循环，利用隔膜18使浸入式滑动轴承13、14、41、42得以适当润滑和冷却。
现参照图3对本发明第二实施例进行描述。
根据第二实施例所述的流体泵30带有一个用螺栓装在缸体35上的圆柱状外壳36。一个万向节40通过由例如酚醛树脂制成的浸入式滑动轴承39装在外壳36的内侧，该万向节40以能使轴31作进动运动的方式支撑着轴31。固装在外壳36内侧的一个圆筒形构件46通过由例如酚醛树脂制成的浸入式滑动轴承34可转动地支承叶轮32。
叶轮32带有位于偏离其旋转中心的位置上且相对于它的旋转轴线倾斜的孔。该孔通过一个由例如酚醛树脂制成的浸入式滑动轴承33容纳轴31的右端(从图3所示的视点看)。一个组成驱动装置的皮带轮38通过滚动轴承43可转动地支承在外壳36的内部左侧(从图3所示的视点看)并与叶轮32同轴。皮带轮38带有相对于其旋转轴线倾斜的孔，该孔通过一个滚动轴承44容纳轴31的左端(从图3所示的视点看)。一个形成弹性构件的环形隔膜37带有液密地紧固在轴31的外圆周部分的内圆周部分。隔膜37的外圆周部分液密地固装在外壳36和圆筒形构件46之间。由皮带轮38的内侧和隔膜37形成的空间45充满作为润滑剂的脂。叶轮32带有沿轴向穿过叶轮32的通孔32a。圆筒形构件46带有与浸入式滑动轴承34相通的通孔46a。
依据这种结构，皮带轮38接受从皮带(未表示)传递来的驱动力而相对于外壳36旋转，并引起轴31的左端(在图3中)公转。轴31以万向节40为中心作进动运动。从而轴31的右端(在图3中)也在与皮带轮38的旋转轴线(也即叶轮32的旋转轴线)垂直相交的面内公转。依据轴31的右端的公转，叶轮32受到旋转力的作用而转动以推动液体。尽管液体充满隔膜37的叶轮一侧的空间，隔膜37仍可完成密封作用，即阻止液体向皮带轮38一侧泄漏。尽管隔膜37和浸入式滑动轴承34由于滑动而产生热，但由于液体容易通过孔32a和46a流入隔膜37的叶轮一侧的空间，所以可以冷却隔膜37和浸入式滑动轴承34。
图4表示了本发明第三实施例。第三实施例仅在叶轮结构上不同于第二实施例。
依据此实施例，流体泵50带有外壳56和57，它们相互紧固在一起。叶轮53由螺栓55通过由例如酚醛树脂制成的浸入式滑动轴承54可转动地支承在外壳56上。叶轮53带有位于偏离其旋转中心的位置上且相对其旋转中心倾斜的孔。该孔通过一个由例如酚醛树脂制成的浸入式滑动轴承52容纳轴51的右端(从图4所示的视点看)。这种流体泵的其它部件与第二实施例相似。
根据这种结构，叶轮53和皮带轮相互面对，轴51位于它们中间。结果是流体泵结构上变得简单并减小了轴向上的厚度，因而形成了一种结构更加紧凑的装置。
现在参照图5对本发明第四实施例加以描述。
根据此实施例所述的流体泵60带有一个圆柱形外壳64，其内侧装有圆筒形构件66。圆筒形构件66通过由例如酚醛树脂制成的滑动轴承67可转动地支承一个叶轮62。叶轮62带有一个位于偏离其旋转中心的位置上且相对于它的旋转中心倾斜的孔。该孔通过一个由例如酚醛树脂制成的浸入式滑动轴承63容纳轴61的右端(从图5中的视点看)，驱动装置68通过滚动轴承69可转动地支承在外壳64的内部左侧上(从图5中的视点看)并与叶轮62同轴。驱动装置68带有相对于其转动轴线倾斜的孔，该孔通过转动轴承70容纳轴61的左端(从图5中的视点看)。一个组成弹性构件的环形隔膜65带有通过销71液密地紧固在轴61的外圆周部分的内圆周部分。隔膜65的外圆周部分液密地紧固在外壳64和圆筒形构件66之间。驱动装置68与一个皮带轮(未表示)相连并随着皮带轮的旋转而旋转。
依据装置结构，驱动装置68相对于外壳64的旋转引起轴61的左端(在图5中)公转。轴61的右端由叶轮62支承，叶轮62可转动地支承在外壳64上。结果是轴61作进动运动并引起叶轮62的旋转。尽管液体充满隔膜65的叶轮一侧的空间，隔膜65仍能完成密封作用，防止液体向驱动装置18一侧泄漏。
现参照图6对本发明第五实施例加以描述。
依据本实施例所述的流体泵80带有一个圆柱形外壳85、一根轴81，所述外壳85的内侧通过一个固定构件83装加有一个环状唇形密封82，就象第四实施例中所述的形式那样，所述轴81的一端带有一个驱动装置，另一端带有一个叶轮。轴81带有一个球形部件81a，其中心是轴作进动运动的中心。唇形密封82通过紧靠球形部件81a完成其密封作用。一个环84使唇形密封82的密封作用更加稳定。
依据这种结构，就可以通过一种简单结构实现密封。另外，由于球形部件81a并不旋转，唇形密封82不受到磨损。这使得运转的可靠性更高。
现在将参照图7对本发明第六实施例加以描述。在第六实施例中，O形圈92代替了第五实施例中的唇形密封。
更准确地说，根据此实施例所述的流体泵90带有一个圆柱形外壳93和一根轴91，在所述外壳93内侧装有O形圈92，就象第四实施例所述的方式所述的那样，所述轴91的一端带有一个驱动装置，另一端带有一个叶轮。O形圈在轴91的进动中心处与其紧密接触。
依据这种结构，就可以通过一种简单结构实现密封。另外，由于轴作进动运动的中心并不旋转，O形圈92不受到磨损。这使得运转的可靠性更高。
现在参照图8对本发明第七实施例加以描述。
依据此实施例所述的流体泵100带有外壳106和107，它们相互固装在一起。外壳107制成带有内向延伸的法兰的形式，该法兰带有球形凹座107a，它可以容纳轴101中部带有的球形部分101b。一个叶轮102通过由例如酚醛树脂制成的浸入式滑动轴承103、104和105由螺栓111可转动地装在泵轴109上。叶轮102带有位于偏离叶轮旋转中心位置上的球形凹座102a，并且轴101的右端(在图8中)上带有的球形部分101a被装入凹座102中。一个驱动装置108位于轴1的左端并由外部施加的动力驱动旋转。驱动装置108布置成与叶轮102同轴并与外壳107隔开一定距离。驱动装置108带有一个球形凹座108a，它位于偏离驱动装置的旋转中心的位置上，并且轴101的左端(在图8中)上带有的球形部分101c被装人球形凹座108中。
形成一个弹性构件的隔膜110位于外壳107和轴101的球形部分101b附近之间，以在两个部件之间形成密封。
依据这种结构，驱动装置108的旋转引起轴101的球形部分101c的公转。轴101以凹座107为中心作进动运动。从而轴101的球形部分101a也在与驱动装置101a的旋转轴线(也即叶轮102的旋转轴线)垂直相交的面内公转。根据球形部分101a的公转，叶轮102承受旋转力作用并转动以推动液体。尽管液体充满隔膜110的叶轮一侧的空间，隔膜110仍能完成密封作用，防止液体向驱动装置108一侧泄漏。
在第七实施例中，应注意到如果驱动装置108由发动机的输出轴形成并且外壳107由皮带罩或链条箱制成，就可以很容易地制造流体泵100。
现参照图9对本发明第八实施例加以描述。它表示了第七实施例的一种改进形式。
流体泵120带有外壳123和127，它们相互固装在一起。一根泵轴125通过一个由例如酚醛树脂制成的浸入式滑动轴承126可转动地支承在外壳127的内侧。一个叶轮122固装在泵轴125的右端(在图9中)。一个驱动构件124固装在泵轴125的左端(在图9中)。驱动构件124带有一个位于偏离驱动构件124的旋转中心的位置上的球形凹座124a，由驱动皮带轮129通过一个球形部分121c驱动旋转的轴121的右端(在图8中)上所设置的一个球形部分121a被装入球形凹座124a中。此流体泵的其它部件与第七实施例相似，其中使用了装在侧板128和轴121上的隔膜110。
依据这种结构，轴121的球形部分121a绕球形部分121b公转并使驱动构件124旋转。根据皮带轮的旋转，叶轮122受到旋转力的作用并转动以推动液体。
现在参照图10对本发明第九实施例加以描述。
根据此实施例所述的流体泵130带有一个圆柱形外壳133。一根泵轴132通过由例如酚醛树脂形成的一个浸入式滑动轴承126可转动地支承在外壳133的内侧。
一个叶轮131固装在泵轴132的右端(在图10中)，一个驱动皮带轮134固装在外壳133的左端(在图9中)。泵轴132的左端带有位于偏离其旋转中心的位置上并相对于它的旋转轴线倾斜的一个孔。该孔通过由例如酚醛树脂制成的浸入式滑动轴承137容纳轴136的右端(从图10所示的视点看)。作为驱动装置的皮带轮134通过一个滚动轴承135可转动地支承在外壳133的左边外侧并与叶轮131同轴。皮带轮134带有一个相对于其旋转轴线倾斜的孔，该孔通过一个滑动轴承138容纳轴136的左端。
依据这种结构，皮带轮134相对于外壳133的旋转引起轴136的左端(在图10中)的公转。轴136的右端由泵轴132支撑，泵轴132可转动地支撑在外壳133上。结果是轴136进动，使泵轴132转动，从而使叶轮131旋转并推动液体。
现在参照图11对本发明第十实施例加以描述。
依据此实施例的液体泵140带有一个圆柱形外壳143。一根泵轴142通过一个由例如酚醛树脂制成的浸入式滑动轴承144可转动地支承在外壳143的内侧。一个叶轮141固装在泵轴142的右端(在图11中)，一个锥形齿轮145固装在泵轴142的左端(在图11中)。一根从作为驱动装置的发动机伸出的输出轴150可以转动地安装着，并向外壳143的左侧伸出。输出轴150与驱动皮带152接合。输出轴150带有一个相对于轴的旋转轴线倾斜的孔。该孔通过一个滑动轴承137容纳轴147的左端(从图11所示的视点看)。一个万向节148位于轴147的中间部分和固装在外壳143上的皮带罩149之间以使轴147能进动。一个锥形齿轮146固定在轴147的右端(在图11中)并与锥形齿轮145啮合。一个构成弹性构件的隔膜153在皮带罩149和轴147间形成密封。
依据这种结构，输出轴150相对外壳143的旋转引起轴147左端公转。轴147以万向节148为中心作进动运动。由此锥形齿轮146公转并向锥形齿轮145传递动力，从而旋转泵轴并推动液体。
现在参照图12对本发明第十一实施例加以描述。
依据此实施例所述的流体泵160带有一个通过螺栓安装在缸体162上的圆柱形外壳164。泵轴163有一个由第一轴部分163a和第二轴部分163b组成的大致呈V形的结构。一个叶轮161固装在其上的第一轴部分163a沿着叶轮161的旋转中心轴线延伸，并通过一个例如由酚醛树脂制成的浸入式滑动轴承165可转动地支承在外壳164的内侧。第二轴部件163b相对于第一轴部件163a倾斜延伸并穿进一个筒形轴的内部。一个作为驱动装置的皮带轮167通过一个滚动轴承可转动地支承在外壳164的左边外侧并与叶轮161同轴。皮带轮134带有一个相对于其旋转轴线倾斜的孔，该孔通过一个滚动轴承168容纳轴166的左端。一个构成弹性构件的环形隔膜169带有一个液密地固装在轴66的外圆周部分的内圆周部分。隔膜169的外圆周部分液密地固装在外壳164上。
依据这种结构，皮带轮167相对于外壳164的旋转引起轴166的左端(在图12中)公转。轴166的旋转受到隔膜169的限制。当轴166运动时，第二轴部分163b旋转并向叶轮161施加转动力。结果是叶轮161旋转并推进液体。尽管液体充满隔膜169的叶轮一侧的空间，隔膜169仍能完成密封作用，防止液体向皮带轮167一侧泄漏。
图13表示了本发明的第十二实施例。图13所示的流体泵210带有一个圆柱形的第一壳体216和一个圆柱形的第二壳体217，所述第二壳体217通过螺栓(未表示)液密地固装在缸体(未表示)上。第一壳体216带有一个直径分级的台阶孔，该台阶孔包括一个直径减小的部分216a，其中压装有一个例如由酚醛树脂制成的圆筒形浸入式滑动轴承215。如图13所示，在直径减小的部分216a的右侧，上述第一壳体216的孔带有一个直径增大的部分216c，其中装有一个叶轮212。叶轮212的背面带有一个圆柱形支撑部分212a，并由浸入式滑动轴承215孔中的套筒214b可转动地支撑。套筒214b带有一个压装在叶轮212的圆柱形支撑部分212a上的内圆周面和可转动地装在浸入式滑动轴承215的孔中的外圆周面。上述叶轮212的圆柱形支撑部分212a形成一个台阶，一个板214a装在其上。由滑动轴承215支撑的叶轮212的外圆台阶212a位于与叶轮212的旋转轴线同轴的圆周上。
第一和第二壳体216和217用螺旋(未表示)液密地连接在一起，并且它们固装在缸体(未表示)上。如图所示，在第二壳体217的右端带有一个连接法兰217a，其上有一个与第二壳体217的孔同轴的环形槽217a1，一个厚度与槽217a1的深度相等的环形板240装在槽中，并被连接在一起的壳体216和217夹在中间。一个O形圈230在第一壳体216和环形板240之间保持液密的密封作用。上述环形板240带有一个从其内缘伸向中间直径部分216b的圆筒形部分240a，所述中间直径部分216b形成靠近第二壳体217的第一壳体216上的直径方向分级的台阶孔。圆筒形部分240a带有一对直径方向上相对的孔240a1。
万向节220装在圆筒形部分240a内。万向节220带有一个环220a，该环220a上有一对在直径方向上相对的孔220a1。由例如酚醛树脂制成的圆筒形浸入式滑动轴承241分别被压装进环220a的每个孔220a1中。每个浸入式滑动轴承241带有一个孔，其中安装有一个可相对转动的销242，该销242压装在环形板240的圆筒形部分240a的每个孔240a1内。轴211松驰地装在环220a内，在环220a内相对于销242垂直延伸的轴部件220b穿过轴211。
叶轮212安装在泵室P中，该泵室P位于缸体(未表示)和第一壳体216的直径增大的孔部分216c之间，叶轮212上制有偏离其旋转中心并相对其旋转轴线倾斜的一个孔212b，轴211的一端通过一个例如由酚醛树脂制成的浸入式滑动轴承213相对可转动地支撑在孔212b中，浸入式滑动轴承213被压装进叶轮212的孔212b中。
第二壳体217加工成碗形，对应于碗底的部分上带有一个开口217c，驱动构件219的轴部分219a由一个滚动轴承223可转动地支承在该开口217c中。一个皮带轮座219c压装到位于第二壳体217外部的轴部分219a的一端。轴部分219a的旋转中心与叶轮212的旋转中心成一条直线。在轴部分219a的另一端制有直径扩大的盘形部分219b，它由一个位于第二壳体217的圆柱形部分217b的孔中的滚动轴承221可转动地支撑。驱动构件219的盘形部分219b带有一个偏离其旋转中心并相对于其旋转轴线倾斜的孔219b1，轴211的另一端由孔219b1中的滚动轴承222可相对转动地支承。叶轮212的旋转中心、驱动构件219的旋转中心和轴211的旋转中心相互共线，万向节220的轴部件220b穿过所述轴211的旋转中心。一个皮带轮(未表示)固装在皮带轮座219c上并带有容纳皮带的部分，但是当驱动构件219由两个滚动轴承可转动地支承在的二壳体217上时，容纳皮带部分的中心(或皮带中心)的轴向位置不必等于任一滚动轴承的滚动面的中心轴向位置，而可以更加自由的选择。尽管不存在这种任一轴向定位，但几乎没有不平衡负载作用在滚动轴承上，使它们具有长的寿命。
轴211的外表面带有一个环形槽211a，它位于万向节220的轴部件220b所穿过的轴211部位与由滚动轴承222支撑在驱动构件219上的轴211的另一端之间，一个形成弹性构件的环形隔膜218带有一个通过紧固件229液密地固装在槽211a内的内部卷边。隔膜218带有一个液密地夹持在环形板240和第二壳体217的槽217a之间的外部端边。
依据如上所述的第十二实施例，由皮带轮(未表示)带动的驱动构件219的旋转引起轴211的左端(如图所示)绕驱动构件219的旋转中心公转，结果是轴211绕其上由万向节220支撑部分作“旋转”运动或“进动“运动。相应的，轴211的右端(如图所示)绕叶轮212的旋转轴线在垂直于驱动构件219(或叶轮212)的旋转轴线的平面内公转。因为轴211绕其自身的轴线的旋转被万向节220限制，所以隔膜218只重复进行直径上的弹性变形，并不扭转。结果，如图所示的轴211的右端旋转，叶轮212受到旋转力作用并旋转以引导液体从进口(未表示)向出口流动。隔膜218在其叶轮一侧形成一个空间225，由于液体循环流动，使得高压液体可以绕叶轮212并沿滑动轴承215的滑动面流进空间225，并且从轴211和滚动轴承213之间流入叶轮中心部分的前方低压区并引入到进口，没有剩余高压作用在隔膜218上，隔膜218的内部和外部边缘在轴211和壳体217之间保持良好的密封，防止任何液体向驱动构件219泄漏。在上述的轴211的旋转运动期间，万向节220的环220a在小角度范围内绕销242重复进行摆动运动。浸入式滑动轴承213、215和241由上述循环液体进行适当润滑，并由隔膜冷却。叶轮212带有一个通孔212c，该通孔212c将空间225与位于叶轮中心部分前方的低压区连通并引入到进口，这就保证了上述的液体循环。此外，由于驱动构件219由两个滚动轴承在两点支撑，因此，不论皮带轮(未表示)的皮带中心的位置位于何处，都不会有不平衡负荷作用在滚动轴承上，这就可以平稳地传递转动动力并延长任一浸入式滑动轴承的寿命。
依据本发明的任一不同实施例，因为包括皮带、隔膜、唇形密封或O形圈的弹性构件保持良好的密封，还因为采用了直接轴驱动，所以可以适当采用变化的旋转速度。
这样，依据上述本发明的内容，在弹性构件和轴之间保持了稳固的密封，并在叶轮侧实现良好的、液密的密封。因为弹性构件不受负载，其使用寿命延长。
润滑剂使驱动装置和轴间的滑动或万向节的滑动变得平滑顺畅，结果是泵可被平稳驱动。这使运转更加稳定。
在唇形密封和球形部分间的密封构件的密封性能保持在一个稳定的状态，并且唇形密封不受任何磨损。
在O形圈和轴之间的O形圈的密封性能保持在一个稳定状态，并且O形圈不受任何磨损。
轴一端的球形部分在驱动装置的球形凹座中顺畅滑动，并且轴另一端的球形部分在叶轮的球形凹座中顺畅滑动。这使运转更加稳定。
轴一端的球形部分在驱动装置的球形凹座中顺畅滑动，并且轴另一端的球形部分在驱动皮带轮的球形凹座中顺畅滑动。这使运转更加稳定。
在不脱离本发明的主旨和范围的情况下，可以做出许多明显很不相同的实施例，应理解到除了在后述的权利要求限定的范围之外，本发明不应仅限于具体实施例。
权利要求
1.一种流体泵，包括一个带有内部空间的外壳；一个与外部动力源相连以能够旋转并且可转动地支撑在所述外壳上的驱动装置；一根带有第一端和第二端的轴，所述轴设置成相对于所述驱动装置的轴向倾斜的形式，所述轴的第一端可转动地支撑在所述驱动装置上；一个可转动地支撑在所述外壳上以与所述驱动装置同轴旋转的叶轮，用于可转动地支撑相对于所述叶轮的轴向倾斜设置的所述轴的第二端并通过旋转来推动液体；一个位于所述轴和所述外壳之间的弹性构件，用于在所述轴和所述外壳之间形成液密的密封。
2.如权利要求1所述的流体泵，其特征在于，还包括一个固装在所述外壳上用于支撑所述轴的中部并造成所述轴相对于所述外壳进动的万向节。
3.如权利要求1或2所述的流体泵，其特征在于，所述驱动装置可转动地支撑在所述外壳上，润滑剂封闭在由所述外壳、所述驱动装置和所述弹性构件形成的空间内。
4.如权利要求1所述的流体泵，其特征在于，所述轴在其上进动运动的中心处带有一个球形部分，所述弹性构件形成唇形密封并与所述球形部分紧密接触。
5.如权利要求1所述的流体泵，其特征在于，所述弹性构件是一个O形圈，它与所述轴在轴作进动运动的中心部分相接触。
6.如权利要求1所述的流体泵，其特征在于，所述轴呈套筒形，所述叶轮带有大致呈V形的泵轴，所述泵轴带有可转动地支撑在所述外壳上并沿所述叶轮的旋转中心轴线延伸的第一轴部分和从所述第一轴部分上伸出并伸进所述套筒轴的内部的第二轴部分。
7.如权利要求1所述的流体泵，其特征在于，所述的驱动装置和所述叶轮沿泵的轴向分隔开一个固定距离，轴的第一和第二端各带有一个球形部分，所述驱动装置带有一个球形凹座，用于容纳所述轴的第一端的球形部分，所述叶轮带有一个球形凹座，用于容纳所述轴的第二端的球形部分。
8.如权利要求1所述的流体泵，其特征在于，所述的驱动装置和所述叶轮沿泵的轴向隔开一个固定距离，轴的第一和第二端各带有一个球形部分，所述叶轮带有一个支撑在所述外壳上的驱动皮带轮，以使叶轮能够绕所述驱动装置的旋转轴线旋转，所述驱动装置带有一个球形凹座，用于容纳所述轴的第一端的球形部分，所述驱动皮带轮带有一个球形凹座，用于容纳所述轴的第二端的球形部分。
9.如权利要求1所述的流体泵，其特征在于，所述叶轮带有一根支撑在所述外壳上以绕所述驱动装置旋转轴线转动的泵轴，所述泵轴一端带有一个用于与所述轴的外表面接触的倾斜表面。
10.如权利要求1所述的流体泵，其特征在于，所述叶轮带有一根支撑在所述外壳上以绕所述驱动装置旋转轴线转动的泵轴，所述泵轴一端带有一个第一锥形齿轮，所述轴带有一个用于与所述第一锥形齿轮啮合的第二锥形齿轮。
全文摘要
一种流体泵，其内可以不用磁铁而实现液体和大气间的良好密封，该流体泵包括一个驱动装置、一根轴、一个叶轮和一个隔膜，所述驱动装置与外部动力源相连以能够转动，所述轴相对于驱动装置的轴向倾斜安装并且轴的一端可转动地支撑在驱动装置上，所述叶轮可转动地支撑在外壳上以与驱动装置同轴转动，所述叶轮用于可转动地支撑轴的另一端并通过旋转推动液体，所述隔膜位于轴和外壳之间，用于在轴和叶轮一侧的外壳之间形成液密的密封。
文档编号F16J15/32GK1140808SQ9611107
公开日1997年1月22日 申请日期1996年6月29日 优先权日1995年6月29日
发明者小泽保夫, 桥口逸朗 申请人:阿伊信精机株式会社