专利名称：高效率滚柱转子泵的制作方法
技术领域：
高效率滚柱转子泵技术领域实用新型是对滚柱转子泵的改进，尤其是涉及一种高效率双作用滚柱 转子泵，及具有防腐功能的双作用滚柱转子泵。
技术背景现有滚柱转子泵，如中国专利CN87209851、 CN2284868、 CN2381813、 CN 2418275等所述，都是只有一个吸入口和一个排出口的单作用式(图1)， 转子体每运转一周只能作一次吸排。这种结构滚柱泵，动力效率相对较低； 并且由于吸排口在对应相对位置，吸产生的径向偏心力与排产生的径向偏 心力方向一致，主轴运行时偏心力作用大，易造成轴承的损坏。中国专利 CN2391032公开的滚柱转子泵，虽然提出泵体可以有多进口单出口、单进口 多出口、多进口多出口，泵腔体可以是蜗形、环形、螺线形，但转子体转 动一周仍只有一次变容，即只能作一次吸排，其多进口多出口，仅是轴向 上增加，其目的是縮短进口和/或出口流程，可以使滚柱泵轴向得到加长。此外，现有滚柱转子泵，过流部件基本都是纯金属件，耐腐蚀性能相 对较差，不能用于腐蚀性介质的泵送，尤其是不能用于腐蚀性强例如盐酸 等介质的泵送。中国专利CN2344584公开的滚柱转子泵，滚柱采用不锈钢 外包塑料结构。中国专利CN2380722公开的滚柱泵转子，采用带燕尾环槽 的金属柱体外包工程塑料滚柱。但其防腐仅涉及滚柱，泵腔、泵盖、转子 体仍然不耐腐蚀，因此同样只能用于腐蚀性较小的介质(稀硫酸、碱液) 泵送，不能用于盐酸、氰氟酸等强腐蚀性介质的泵送。并且滚柱长期在壳 体、转子凹槽间滚动挤压，如同干面杖干面，衬(包)防腐层受其挤压， 极易产生变形剥离脱落，因此难以通过像离心泵衬里方式获得防腐结构； 若采用全塑结构，由于滚柱转子泵的转子体、滚柱端面与泵盖间安装间隙 要求极小(例如小于0.2皿)，而塑料的热膨胀相对较大，在温度环境(例 如50-8(TC)中使用，塑料产生热膨胀，轴向大的热变形膨胀，又易造成转 子体、滚柱与泵盖间隙变小而卡死；加大间隙，又会造成容积效率的明显 下降；采用耐腐合金制造，虽然能够使泵具有较好耐腐蚀性，但会造成制 造成本的大幅度增加，实际应用不可能。所以至今为止没有出现真正具有 防腐功能的滚柱转子泵。3实用新型内容实用新型目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种输送效率高， 运转无偏心力，轴承使用寿命长的高效率滚柱转子泵。实用新型另一目的在于提供一种防腐性能好，可以输送各种腐蚀性强 介质的高效率滚柱转子泵。实用新型第一目的实现，主要改进是将泵腔径向截面由现有的圆形、 蜗形、螺线形改为椭圆形结构，以及在椭圆截面长弧与短弧相交处附近(四角处附近)，对向设置2个进口与2个出口，使得转子体在椭圆截面泵腔 中旋转一周，可产生两次变容，通过设置2个进口与2个出口，可以实现 转子体旋转一周产生2次吸排，从而较单次吸排提高了泵的效率，实现实 用新型目的。具体说，实用新型高效率滚柱转子泵，包括金属泵壳和内置 圆周表面有相间轴向凹槽的转子体，以及活动放入转子体各凹槽中的滚柱， 其特征在于泵腔径向截面为椭圆形，椭圆截面泵腔的长弧与短弧相交处附 近，对向设置有2个进口与2个出口。泵腔椭圆长轴视滚柱直径而定，以确保滚柱在长轴方向不脱出转子体 凹槽为限。2个进口与2个出口设置， 一种更好是使长轴两端的进出口夹角呈120 一150° ，较大的夹角，有利于加大进口与出口间距离，从而拉大高、低压 区距离，降低输出高压区流体向吸入低压区的返流，提高泵的容积效率。2个进口与2个出口，可以如通常滚柱泵，设置在泵轴向中间部位，或 者两侧端盖上，如果转子体轴向较长，还可以分别在泵轴向排列设置2组 或以上，或同时在轴向中间部位及两侧泵盖上均设置进出口，达到縮短介 质流程。为有利于与外连接管连接，2个进口及2个出口可以分别合并为1 个进口和l个出口， 2个进口及2个出口相互连接方式，可以是外连接，即 将设置于轴向中间或端盖上的2个进口和2个出口，分别通过管路连接成 对外l个进口和l个出口；也可以是通过在端盖外设置2个进口及2个出 口可相互连接的合并板，和/或设置内套筒的内连接。此外，还可以制成单 边支承的悬臂结构，或两端支承结构。第二目的实现，其特征是在泵壳内腔表面、端盖内侧表面，有锚固覆 层的凹凸和/或锚固龟甲，以及覆盖于表面的非金属防腐层；转子体为表面 有凹凸和/或有锚固龟甲的金属体外包非金属防腐层，滚柱为防腐型滚柱。泵腔、端盖表面的凹凸，主要作用是通过被覆盖表面的凹凸与衬层形成相互嵌入连接结构，达到增强对防腐覆层的拉固作用，减轻滚柱径向滚 压对覆层产生拉伸变形松动。凹凸可以是凹槽，其形状不限，可以为环槽，也可以是环向分布的轴向沟槽，或其它形式的凹槽；凹坑形式也无特别限定；凸起可以是各种凸出的条筋、铆钉等凸起物。转子体表面凹凸，其作用也与上述泵腔、端盖表面的凹凸作用相仿。 锚固龟甲，是固定于被覆盖基体、且嵌入覆盖层的连接加强物，其作用是进一步增强对衬层的锚固，其形式无特别限定，可以是但不限于如钢丝网、锚钉等。防腐型滚柱，可以是如现有技术的包塑滚柱、包聚氨酯滚柱，还可以 是线膨胀系数小、耐腐蚀性能好的非金属体滚柱，例如陶瓷、酚醛树脂滚 柱，以及贵金属如哈氏合金滚柱等。滚柱可以是现有技术的圆形截面结构， 一种较好是将滚柱截面也设计成椭圆形结构，椭圆形截面结构，有利于腔 的增加，从而增加泵腔的有效工作容积，可以提高泵送输出流量。实用新型一种较好是，在被包覆表面同时采用凹凸和锚固龟甲，形成 对防腐覆层更好的锚固作用，以有效抵抗滚柱滚压对衬层的挤压拉伸，确 保覆层长期使用不脱落。过流部件表面覆盖的防腐层，可以是各种耐腐塑料，根据腐蚀要求不 同，可以是常规塑料、氟塑料、超高分子量聚乙烯，以及其他功能性塑料， 还可以是各种耐腐耐磨橡胶、聚氨酯、陶瓷等非金属防腐材料。试验表明转子体两端及泵盖内侧防腐层厚度， 一种较好为2-12mm， 防腐层过薄，则会影响防腐性能，容易被磨损而产生漏点；防腐层过厚， 则可能造成热防胀加大，会影响转子体端面与泵盖的间隙，易造成膨胀卡 死。此外，转子体端面与泵盖间， 一种较好是增设有热膨胀小的耐磨隔板， 例如但不限于为镶嵌和/或衬贴有陶瓷环板，可以进一步确保泵盖与转子体 端面间隙稳定性，并且其极好的耐磨性，能够承受物料长期冲刷磨损，可 以防止磨损导致两端间隙增大，造成泵容积效率降低。耐磨隔板设置，可 以是外加，例如固定上于转了体端面，也可以是与泵盖呈一体，例如直接 用陶瓷作泵盖。如果泵进出口设置在泵盖上，则耐磨隔板相应位置上设有 进出孔口。对于泵盖内表面有耐磨隔板，若滚柱采用硬质耐腐材料，如陶瓷、耐 腐合金等， 一种较好是在各滚柱两端面设置软质耐磨垫块，以减小滚柱与耐磨隔板间的磨损和撞击。转子体端面， 一种更好是镶嵌有可更换放射状外凸辐条(凸出端平面)， 此结构，可以在外凸辐条被磨损后，通过更换嵌入外凸辐条(而不需更换转子体)，实现确保转子体端面与泵盖间间隙，降低维修成本；此外，此结构还为转子体及泵盖选材，提供了便利，扩大了选择范围。实用新型滚柱转子泵， 一种更好是将泵腔设计成可更换结构，即将泵 腔设计成一独立环套，插放于泵壳内腔，这样在泵腔磨损后，只需更换泵 腔环套，而可以保持其他部件的继续使用，从而达到降低使用、维修成本。 实用新型高效率滚柱转子泵，由于将泵腔径向截面由圆形、蜗形、螺线形改为椭圆形，以及在椭圆截面的长弧与短弧相交处附近，对向设置有2 个进口与2个出口，使得转子体旋转一周，可以实现二次吸排，大大提高 了泵的输送效率，效率可以较单作用提高20-25%左右，并且对置的2个进 口与2个出口，还均衡或相互抵消了泵运转过程中的轴向偏心力，转轴基 本无偏心应力，有效延长了轴承使用寿命。此外，在泵过流部件表面增加 锚固衬层的凹凸和/或嵌入防腐层的锚固龟甲结构，使得覆盖于过流表面的 防腐层，与被覆盖基体的抗脱连接得到增强，以致于滚柱长期滚压覆合防 腐层也不易脱落，延长了防腐覆层使用寿命，有效克服了因滚柱对覆层表 面长期滚压，对覆层产生挤压，易造成覆层产生变形剥离脱落的不足，而 具有实际使用价值；增加防腐覆层，可以使滚柱转子泵适应腐蚀性介质， 特别是如盐酸、浓硫酸等强腐蚀性介质的输送，扩大了滚柱泵的使用范围， 例如一些原来滚柱泵不能使用，而防腐离心泵又难以应用场合，如运送腐 蚀性介质车辆贮槽的清仓、扫仓，可以提高运输效率。此外锚固覆层的凹 凸和/或嵌入的锚固龟甲结构，还可以克服温度对覆层产生的热膨胀不利， 减小了覆层的受热膨胀，可以使防腐滚柱转子泵用于输送具有一定温度的 介质。以下结合几个具体实施方式
，进一步说明及帮助理解实用新型构思。
图1为现有技术滚柱转子泵结构示意图。图2为实用新型第一实施例滚柱转子泵结构示意图。图3为图2进出液口连接示意图。图4为实用新型第二实施例滚柱转子泵结构示意图。图5为图4过流部位覆合防腐层结构示意图。图6为实用新型第三实施例滚柱转子泵结构示意图。 图7为实用新型第四实施例滚柱转子泵结构示意图。 图8为实用新型第五实施例滚柱结构示意图。 图9为实用新型第六实施例转子体端面结构示意图。 图10为图9轴向结构示意图。图11为实用新型第七实施例滚柱转子泵结构示意图。 图12为实用新型第八实施例滚柱转子泵结构示意图。 图13为图12进口及出口连接端板结构示意图。 图14为图13左视图。图15为实用新型第九实施例滚柱转子泵结构示意图。 图16为图15液体排出套结构示意图。 图17为图16轴向剖视结构图。
具体实施方式
实施例1:参见图2、 3，实用新型高效率滚柱转子泵，金属泵壳1径向截面4呈椭圆形，椭圆截面的长弧与短弧相交处附近(四角处附近)， 对向设置有2个进口 5. 1和5.2，及2个出口6. 1和6.2，其中长轴两端的 进出口夹角a为150。 ， 2个进口及2个出口，通过外接管道连接为对外一 个进口5和一个出口6;泵腔内有周面有相间轴向凹槽的转子体3，各凹槽 内有活动的陶瓷滚柱2。实施例2:参见图4、 5，如前述，泵腔及两侧端盖(图中未显示)内表 面加工有锚固衬层的轴向凹槽10，表面焊接有钢丝网9，通过模压衬里超 高分子量聚乙烯防腐层8. 1，转子体3为表面齿状金属芯外覆有防腐层8. 2， 构成防腐型滚柱转子泵。实施例3:参见图6，如前述，各滚柱2. l截面呈椭圆结构，相应转子体表面凹槽截面为长方形或椭圆形。实施例4:参见图7，如前述，转子体端面与泵盖间有陶瓷耐磨衬板11。 实施例5:参见图8，如实施例4，表面包覆有耐腐层的滚柱2，端面镶嵌有橡胶耐磨垫12。实施例6:参见图9、 10，如前述，转子体3端面径向有放射状凹槽，各凹槽中镶嵌有凸出端平面的外凸辐条13，其中辐条13中心端有防径向甩出弯钩14。实施例7:参见图11，如前述，泵体1内腔镶嵌有可更换塑料泵腔套715，使滚柱转子泵的泵腔呈可更换结构。实施例8:参见图12、 13、 14，如前述，实用新型滚柱转子泵为单端 支承悬臂结构(也可以是两端支承)，2个进口及2个出口，设置于轴向泵盖 端面(端进出口)，泵盖外有进口及出口合并(二合一)板16及外端盖，使泵 对外呈1个进口及1个出口结构。进口及出口合并板16，为板体两面分别 有径向凹槽17和18(也可以为其他弯曲凹槽)，凹槽分别与端盖上2上进口 和2个出口对位连通，2个进口及2个出口分别通过凹槽连通，凹槽17和 18 —端部各有外连通出口 17. 1 (图中未显示)和18. 1 。实施例9:参见图15、 16、 17，对于轴向较长滚柱转子泵，还可以在 镶嵌的泵腔衬套19，壁厚上对应端部2个进口及2个出口位置，加工有轴 向惯通孔20，通孔两端有进出液豁口。这样泵轴向左侧进、出液直接通过 设置于端部的进、出口通道；右侧的进、出液则通过右侧豁口进入衬套轴 向通孔，通过轴向通孔连通左端部进、出口，最后通过进口及出口合并板 16对外连接。此外，衬塑连接凹槽还可以采用凹坑替代，上述实施例附加特征可以 不限于实施例配合，进行任意交互组合。
权利要求1、高效率滚柱转子泵，包括金属泵壳和内置圆周表面有相间轴向凹槽的转子体，以及活动放入转子体各凹槽中的滚柱，其特征在于泵腔径向截面为椭圆形，椭圆截面泵腔的长弧与短弧相交处附近，对向设置有2个进口与2个出口。
2、 根据权利要求1所述高效率滚柱转子泵，其特征在于泵壳内腔表面、 端盖内侧表面，有锚固覆层的凹凸和/或锚固龟甲，以及覆盖于表面的非金属 防腐层；转子体为表面有凹凸和/或有锚固龟甲的金属体外包非金属防腐层， 滚柱为防腐型滚柱。
3、 根据权利要求2所述高效率滚柱转子泵，其特征在于转子体两端及泵 盖内侧防腐层厚度为2-12mm。
4、 根据权利要求2所述高效率滚柱转子泵，其特征在于转子体端面与泵 盖间有热膨胀小的耐磨隔板。
5、 根据权利要求4所述高效率滚柱转子泵，其特征在于滚柱两端面嵌有 软质耐磨块。
6、 根据权利要求l、 2、 3、 4或5所述高效率滚柱转子泵，其特征在于 椭圆长轴两端的进出口夹角为120 — 150° 。
7、 根据权利要求l、 2、 3、 4或5所述高效率滚柱转子泵，其特征在于 滚柱截面为椭圆形，转子体表面凹槽截面为长方形或椭圆形。
8、 根据权利要求l、 2、 3、 4或5所述高效率滚柱转子泵，其特征在于 转子体端面镶嵌有可更换放射状外凸辐条。
9、 根据权利要求l、 2、 3、 4或5所述高效率滚柱转子泵，其特征在于 泵体内腔镶嵌有可更换的泵腔套。
10、 根据权利要求l、 2、 3、 4或5所述高效率滚柱转子泵，其特征在于 2个进口及2个出口设置在轴向泵盖端面，外有进口及出口合并板及外端盖， 进口及出口合并板两面分别有连通2个进口及2个出口的凹槽，各凹槽一端 有外连通出口。
11、 根据权利要求10所述高效率滚柱转子泵，其特征在于泵体内腔镶嵌 有可更换的泵腔套，泵腔套壁厚上对应端部2个进口及2个出口位置，有轴 向惯通孔，通孔两端有进出液豁口。
12、 根据权利要求ll所述高效率滚柱转子泵，其特征在于滚柱转子泵为 悬臂结构。
专利摘要本实用新型涉及一种高效率双作用滚柱转子泵，其特征是泵腔径向截面为椭圆形，椭圆截面泵腔的长弧与短弧相交处附近，对向设置有2个进口与2个出口。使得转子体旋转一周，可以实现二次吸排，效率可以较单作用提高20-25％左右，并且均衡或相互抵消了泵运转过程中的轴向偏心力，有效延长了轴承使用寿命。此外，在泵过流部件表面覆有防腐层及增加锚固衬层的凹凸和/或嵌入防腐层的锚固龟甲结构，不仅使泵可以吸送腐蚀性介质，扩大了应用范围，而且防腐层不易剥离脱落，并可用于输送具有一定温度的介质，具有实际使用价值。
文档编号F04C15/06GK201347858SQ20072013094
公开日2009年11月18日 申请日期2007年12月9日 优先权日2007年12月9日
发明者将龙福, 张生昌, 方宏生, 邓鸿英, 邵晓敏 申请人:宜兴市宙斯泵业有限公司;浙江工业大学