专利名称：多级变速螺杆泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液体介质输送机械，特别涉及一种输出压力较高的螺杆泵。
背景技术：
螺杆泵是利用螺杆的回转来吸排液体的。螺杆泵分为单螺杆泵和多螺杆泵，多螺杆泵一般包括主动螺杆和与之配合的从动螺杆，主动螺杆由原动机带动回转，从动螺杆随主动螺杆作反向旋转。螺杆泵通过螺杆和在泵的吸入口和排出口之间形成若干密封空间， 随着螺杆的转动和啮合，这些密封空间在泵的吸入端不断形成，将吸入室中的液体封入其中，并自吸入室沿螺杆轴向连续地推移至排出端，将封闭在各空间中的液体不断排出。由以上叙述可以看出，螺杆泵具有损失小、经济性能好、压力高而均勻、流量均勻、转速高且能与原动机直联的特点，因而广泛应用于各个领域。但是，对于压力要求偏高的环境中，同时对流量也有较大的要求，则单个螺杆泵是无法达到要求的。利用普遍使用的串联方式可以提高泵的终极压力，但是无法实现大流量的目的；并且，串联后的螺杆泵占地面积增大。并联泵组可以提高最终的流量，但是压力并不能得到提高。对于流量和压力要求均较高的场合，使用并联加串联的泵组，会使占地面积较大增加，管线阀门布置凌乱复杂，增加成本的同时，提高操作难度。而独立的螺杆泵不能满足对输出压力及流量要求较高的场合使用。因此，需要一种螺杆泵，相对于串并联的泵组来说，具有较小体积，管路及其附件布置相对简单，并且能够较大程度的提高螺杆泵的输出压力和流量，能够满足对流量和压力具有较高要求的场合使用，节约使用成本，降低操作难度。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的提供一种多级变速螺杆泵，相对于串并联的泵组来说，具有较小体积，管路及其附件布置相对简单，并且能够较大程度的提高螺杆泵的输出压力和流量，能够满足对流量和压力具有较高要求的场合使用，节约使用成本，降低操作难度。本发明的多级变速螺杆泵，包括串联成一体的η级螺杆泵腔，前一级螺杆泵腔的介质出口连通于后一级螺杆泵腔的介质入口，每级螺杆泵腔内分别形成独立的螺杆泵，后一级螺杆泵转速高于前一级螺杆泵转速，后一级螺杆泵的螺杆螺距小于前一级螺杆泵的螺杆螺距；所述η彡2。进一步，每级螺杆泵均为双螺杆泵，双螺杆泵包括主动螺杆和从动螺杆；前一级螺杆泵的主动螺杆与后一级泵的主动螺杆变速传动；进一步，所述η = 2 ；螺杆泵包括箱体，所述箱体内通过固定的支撑板分为沿轴向并列的一级螺杆泵腔和二级螺杆泵腔，所述支撑板为使一级螺杆泵腔和二级螺杆泵腔连通的镂空结构；一级螺杆泵腔内设置有主动螺杆I和与其配合的从动螺杆I，二级螺杆泵腔内设置有主动螺杆II和与其配合的从动螺杆II ；与主动螺杆I传动配合设有主动齿轮，与主动螺杆II传动配合设有与主动齿轮啮
3合的从动齿轮，主动齿轮与从动齿轮的传动比小于1 ；进一步，所述主动齿轮固定设置有主动齿轮轴，从动齿轮固定设置有从动齿轮轴； 所述主动齿轮位于一级螺杆泵腔内，主动齿轮轴与主动螺杆I同轴并在圆周方向固定配合；所述从动齿轮位于一级螺杆泵腔内，从动齿轮轴转动配合穿过支撑板后与主动螺杆II 同轴并在圆周方向固定配合；进一步，所述主动齿轮轴伸入主动螺杆I设置的端面沉槽内与主动螺杆I在圆周方向同轴固定配合；且主动齿轮轴转动配合穿过支撑板并伸入从动螺杆II设置的端面沉槽内与从动螺杆II在圆周方向同轴转动配合；进一步，所述从动齿轮轴转动配合穿过支撑板并伸入主动螺杆II设置的端面沉槽内与主动螺杆II在圆周方向同轴固定配合；所述从动齿轮轴伸入从动螺杆I设置的端面沉槽内与从动螺杆I在圆周方向同轴转动配合；进一步，所述箱体为由一级箱体和二级箱体可拆卸式固定连接形成的分体式结构，所述支撑板位于一级箱体和二级箱体之间并与其可拆卸式固定连接形成整体；进一步，所述主动齿轮轴通过滚动轴承I与支撑板转动配合，通过圆锥滚动轴承I 与从动螺杆II在圆周方向同轴转动配合；从动齿轮轴通过滚动轴承II与支撑板转动配合， 通过圆锥滚动轴承II与从动螺杆I在圆周方向同轴转动配合；进一步，所述支承板为支撑架结构，所述支撑架结构与滚动轴承I和滚动轴承II 分别对应设有轴承座。本发明的有益效果本发明的多级变速螺杆泵，采用包括串联成一体且连通的η 级螺杆泵腔，后一级螺杆泵腔的螺杆转速高于前一级螺杆泵腔的螺杆转速，后一级螺杆泵的螺杆螺距小于前一级螺杆泵的螺杆螺距，该结构前一级由于螺距较大，因而吸入介质的流量较大，后一级的螺距较小，因而具有较高的输出压力；通过提高后一级的转速，能够较好的接收前一级的大流量输入，并保持较高的压力输出，即采用一台泵即能达到较高的流量和较高的压力，相对于串并联的泵组来说，具有较小体积，管路及其附件布置相对简单， 并且能够较大程度的提高螺杆泵的输出压力和流量，能够满足对流量和压力具有较高要求的场合使用，节约使用成本，降低操作难度。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。图1为本发明的结构示意图；图2为支撑板平面图。
具体实施例方式图1为本发明的结构示意图，图2为支撑板平面图，如图所示本实施例的多级变速螺杆泵，包括串联成一体的η级螺杆泵腔，前一级螺杆泵腔的介质出口连通于后一级螺杆泵腔的介质入口，每级螺杆泵腔内分别形成独立的螺杆泵，后一级螺杆泵转速高于前一级螺杆泵转速，后一级螺杆泵的螺杆螺距小于前一级螺杆泵的螺杆螺距；所述η >2 ；当然， 根据泵的特点，首级螺杆泵腔设有介质吸入口，末级螺杆泵腔设有介质输出口，以适应于实际需要；且对于用于输送流体的螺杆泵来说，主动螺杆当然具有动力输入的设置，可以是组成动力输入传动链结构，也可以是各自独立的的动力输入。 本实施例中，每级螺杆泵腔内均为双螺杆副，双螺杆副包括主动螺杆和从动螺杆； 前一级螺杆泵腔的主动螺杆与后一级泵腔的主动螺杆变速传动；形成传动链进行传动，结构紧凑，节省传动动力，从而节约能源成本和材料成本；利于根据压力和打量需要精确控制前一级螺杆泵腔的主动螺杆与后一级泵腔的主动螺杆的传动比，易于控制。本实施例中，所述η = 2 ；螺杆泵包括箱体，所述箱体内通过固定的支撑板4分为沿轴向并列的一级螺杆泵腔2和二级螺杆泵腔8，所述支撑板4为使一级螺杆泵腔2和二级螺杆泵腔8连通的镂空结构；一级螺杆泵腔2内设置有主动螺杆I 1和与其配合的从动螺杆I 14，二级螺杆泵腔8内设置有主动螺杆1116和与其配合的从动螺杆1115 ；通过支撑板4分隔成泵腔的整体式结构，使螺杆泵结构进一步紧凑，并利于提高泵整体的稳定性，减小压力头损失，更能适用于大流量和高压的需要，节约能源；与主动螺杆I 1传动配合设有主动齿轮5，与主动螺杆1116传动配合设有与主动齿轮5啮合的从动齿轮12，主动齿轮5与从动齿轮12的传动比小于1，传主动螺杆1116的转速高于主动螺杆I 1，以适应较大流量输入；主动螺杆I 1当然具有动力输入端，并与主动螺杆1116实现传动链传动，节约动力设备投入，降低成本；直接采用齿轮传动，节约传动空间的同时避免传动过多损失，提高传动效率，从而保证泵的效率。本实施例中，所述主动齿轮5固定设置有主动齿轮轴51，从动齿轮12固定设置有从动齿轮轴121 ；所述主动齿轮5位于一级螺杆泵腔2内，主动齿轮轴121与主动螺杆I 1 同轴并在圆周方向固定配合，可采用花键、平键或者螺纹、法兰连接等结构均能实现；所述从动齿轮12位于一级螺杆泵腔2内，从动齿轮轴121以可绕自身轴线转动的方式穿过支撑板4后与主动螺杆1116同轴并在圆周方向固定配合，可采用花键、平键或者螺纹、法兰连接等结构均能实现；分体式结构利于安装和拆卸，便于更换泵腔内齿轮轴副，进而改变二级螺杆传动的转速，降低制造难度，提高工作效率。本实施例中，所述主动齿轮轴51伸入主动螺杆I 1设置的端面沉槽内与主动螺杆 Il在圆周方向同轴固定配合；且主动齿轮轴转动配合穿过支撑板并伸入从动螺杆1115设置的端面沉槽内与从动螺杆II在圆周方向同轴转动配合；主动齿轮轴51两端分别支撑于支撑板4及从动螺杆II15和主动螺杆I 1，能够提高齿轮轴与螺杆之间的相互支撑作用，提高螺杆泵整体的运行稳定性和传动可靠性。本实施例中，所述从动齿轮轴121转动配合穿过支撑板4并伸入主动螺杆1116设置的端面沉槽内与主动螺杆1116在圆周方向同轴固定配合；所述从动齿轮轴121伸入从动螺杆I 14设置的端面沉槽内与从动螺杆I 14在圆周方向同轴转动配合；从动齿轮轴两端分别支撑于支撑板及从动螺杆I 14和主动螺杆1116 ；保证整体结构的紧凑性、整体性和稳定性，保证螺杆泵的运行可靠性，从而保证高压大流量的特性能够长期运行。如图所示，主动螺杆I 1和从动螺杆I 14分别与主动齿轮轴51对应设有端面沉槽，主动螺杆1116和从动螺杆1115分别与从动齿轮轴121对应设有端面沉槽。本实施例中，所述箱体为由一级箱体3和二级箱体9可拆卸式固定连接形成的分体式结构，所述支撑板4位于一级箱体3和二级箱体9之间并与一级箱体3和二级箱体9 可拆卸式固定连接形成整体，如图所示，分体式箱体结构与支撑板通过螺栓固定连接并与外界形成密封，并通过设置于支撑板两侧的密封垫11实现密封，支撑板设有用于穿过固定螺栓的螺栓孔41 ；该结构利于安装和拆卸，方便定期清理泵腔，简化维修过程，提高工作效率。本实施例中，所述主动齿轮轴51通过滚动轴承I 6与支撑板4转动配合，通过圆锥滚动轴承I 7与从动螺杆1115在圆周方向同轴转动配合，；从动齿轮轴121通过滚动轴承IIlO与支撑板4转动配合，通过圆锥滚动轴承1113与从动螺杆I 14在圆周方向同轴转动配合；减小运动阻力，提高传动效率，保证螺杆泵的整体效率；采用圆锥滚动轴承I 7和圆锥滚动轴承Π13的结构，能够抵消螺杆泵运行时产生的轴向分力，在轴向分力下依然保持较好的运行，利于提高泵的运行效率。本实施例中，所述支承板4为支撑架结构，所述支撑架结构与滚动轴承I 6和滚动轴承IIlO分别对应设有轴承座，图中分别为轴承座42和轴承座43，如图所示，轴承座42和轴承座43分别通过放射性布置的支撑杆一体连接于支承板4，形成支撑架结构；支撑架结构制造简单，重量较轻，并具有较好的抗变形能力，使流体的运行阻力较低，提高泵的输送效率，节约能源。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种多级变速螺杆泵，其特征在于包括串联成一体的η级螺杆泵腔，前一级螺杆泵腔的介质出口连通于后一级螺杆泵腔的介质入口，每级螺杆泵腔内分别形成独立的螺杆泵，后一级螺杆泵转速高于前一级螺杆泵转速，后一级螺杆泵的螺杆螺距小于前一级螺杆泵的螺杆螺距；所述η彡2。
2.根据权利要求1所述的多级变速螺杆泵，其特征在于每级螺杆泵均为双螺杆泵，双螺杆泵包括主动螺杆和从动螺杆；前一级螺杆泵的主动螺杆与后一级泵的主动螺杆变速传动。
3.根据权利要求2所述的多级变速螺杆泵，其特征在于所述η= 2 ；螺杆泵包括箱体， 所述箱体内通过固定的支撑板分为沿轴向并列的一级螺杆泵腔和二级螺杆泵腔，所述支撑板为使一级螺杆泵腔和二级螺杆泵腔连通的镂空结构；一级螺杆泵腔内设置有主动螺杆I 和与其配合的从动螺杆I，二级螺杆泵腔内设置有主动螺杆II和与其配合的从动螺杆II ；与主动螺杆I传动配合设有主动齿轮，与主动螺杆II传动配合设有与主动齿轮啮合的从动齿轮，主动齿轮与从动齿轮的传动比小于1。
4.根据权利要求3所述的多级变速螺杆泵，其特征在于所述主动齿轮固定设置有主动齿轮轴，从动齿轮固定设置有从动齿轮轴；所述主动齿轮位于一级螺杆泵腔内，主动齿轮轴与主动螺杆I同轴并在圆周方向固定配合；所述从动齿轮位于一级螺杆泵腔内，从动齿轮轴转动配合穿过支撑板后与主动螺杆II同轴并在圆周方向固定配合。
5.根据权利要求4所述的多级变速螺杆泵，其特征在于所述主动齿轮轴伸入主动螺杆I设置的端面沉槽内与主动螺杆I在圆周方向同轴固定配合；且主动齿轮轴转动配合穿过支撑板并伸入从动螺杆II设置的端面沉槽内与从动螺杆II在圆周方向同轴转动配合。
6.根据权利要求5所述的多级变速螺杆泵，其特征在于所述从动齿轮轴转动配合穿过支撑板并伸入主动螺杆II设置的端面沉槽内与主动螺杆II在圆周方向同轴固定配合； 所述从动齿轮轴伸入从动螺杆I设置的端面沉槽内与从动螺杆I在圆周方向同轴转动配I=I O
7.根据权利要求6所述的多级变速螺杆泵，其特征在于所述箱体为由一级箱体和二级箱体可拆卸式固定连接形成的分体式结构，所述支撑板位于一级箱体和二级箱体之间并与其可拆卸式固定连接形成整体。
8.根据权利要求7所述的多级变速螺杆泵，其特征在于所述主动齿轮轴通过滚动轴承I与支撑板转动配合，通过圆锥滚动轴承I与从动螺杆II在圆周方向同轴转动配合；从动齿轮轴通过滚动轴承II与支撑板转动配合，通过圆锥滚动轴承II与从动螺杆I在圆周方向同轴转动配合。
9.根据权利要求8所述的多级变速螺杆泵，其特征在于所述支承板为支撑架结构，所述支撑架结构与滚动轴承I和滚动轴承II分别对应设有轴承座。
全文摘要
本发明公开了一种多级变速螺杆泵，包括串联成一体的n级螺杆泵腔，前一级螺杆泵腔的介质出口连通于后一级螺杆泵腔的介质入口，每级螺杆泵腔分别形成一级螺杆泵，后一级螺杆泵转速高于前一级螺杆泵转速，后一级螺杆泵的螺杆螺距小于前一级螺杆泵的螺杆螺距；本发明前一级由于螺距较大，因而吸入介质的流量较大，后一级的螺距较小，因而具有较高的输出压力；通过提高后一级的转速，能够较好的接收前一级的大流量输入，并保持较高的压力输出，相对于串并联的泵组来说，具有较小体积，管路及其附件布置相对简单，并且能够较大程度的提高螺杆泵的输出压力和流量，能够满足对流量和压力具有较高要求的场合使用，节约使用成本，降低操作难度。
文档编号F04C2/16GK102182680SQ20111014794
公开日2011年9月14日 申请日期2011年6月2日 优先权日2011年6月2日
发明者吴杰, 唐倩, 张元勋, 张慧, 杨晓虎 申请人:重庆大学