一种叶片泵的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种叶片泵，它包括壳体、转子、叶片、密封条、配油锥和垫块，转子位于中心，壳体位于外部，配油锥位于转子两端空心圆台面内，叶片安放在壳体对角的空心圆环内，同时也位于转子的槽内，并与转子成一个角度，叶片的一个平面与配油锥的圆台侧面相贴合，密封条位于转子和叶片之间，其平面一侧与转子贴合，圆台面一侧则与叶片的圆台面E1贴合，垫块位于壳体对角的空心圆环内，正好填满由壳体、叶片、转子和密封条形成的空缺。本发明所有密封处均为面密封；排量大，压力高，效率高；比功率大；结构紧凑，加工相对容易；成本较低，寿命长。
【专利说明】一种叶片泵
【技术领域】
[0001]本发明涉及叶片泵，尤其涉及一种高性能叶片泵。
【背景技术】
[0002]现有的叶片泵结构均为一转子偏心置于油缸体内，叶片径向或与转子半径成一定角度置于转子内，工作时转子高速旋转，叶片在离心力的作用下甩出，与油缸体形成密封腔，旋转时容积变化产生压力。这种形式叶片泵由于叶片和油缸体之间是靠一条接触线密封，因此密封性能较差，输出压力较低，加上旋转时叶片与转子及油缸体间产生很大摩擦，致使叶片泵整体磨损快，寿命短，效率低。另外，旋转时为了保证叶片能在转子内安全进出，转子必须有相当的直径，这样势必排量较小，虽然有双叶片式液压泵，但由于只有两片叶片，流量脉动较大，流量也欠大。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种既能实现大排量，流量脉动又小，全部密封处又均为面密封，且不易磨损的高性能叶片泵。
[0004]为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下:一种高性能叶片泵，包括壳体、转子、叶片、密封条、配油锥和垫块，转子位于中心，壳体位于外部，配油锥位于转子两端空心圆台面内，叶片安放在壳体对角的空心圆环内，同时也位于转子的槽内，并与转子成一个角度，叶片的一个平面与配油锥的圆台侧面相贴合，密封条位于转子和叶片之间，其平面一侧与转子贴合，圆台面一侧则与叶片的圆台面E1贴合，垫块位于壳体对角的空心圆环内，正好填满由壳体、叶片、转子和密封条形成的空缺。
[0005]在上述的高性能叶片泵中，所述叶片为四分之一圆形，共有相同的四片，其中一片叶片由两个平面Al、B1和柱面C1、球面D1及两圆台面El、J1围合而成；其中，C1是中心为球心01、半径与壳体的空心圆环的柱面E4的半径相同的柱面，D1是球心为01半径与转子球台C2半径相同的球面，E1和J1是圆台面，其上底面和下底面的直径分别是直线R1S1和直线MINI，M1R1和N1S1则是其侧面母线；两个平面A1和B1平行；两平行平面A1和B1的距离为叶片的厚度，叶片厚度与壳体的空心圆环宽度相等；
所述密封条共有相同的八条，其中一条E1侧是圆台面，其上底面和下底面的直径分别是直线R1S1和P1Q1，P1R1和N1S1则是其侧面母线，K1侧是平面，过球心01的轴线与该平面平行，其垂直距离为转子正交的十字板板厚的一半，G1是球心为01半径与转子中心球台C2半径相等的球面，F1是球心为01半径等于转子线段02M2的球面，H1和II两个面是平行的平面，其半长0P1与壳体柱面F4半径相等，R1和S1是两斜度与面D4对于B4的斜度相等的斜面，密封条的宽度与叶片厚度相等；叶片和密封条均为轴对称；
所述转子当中是两头平行截掉两个球冠的腰鼓形球台，球台中间如同对称插入一正交的十字板，A2和B2是平行的圆平面，C2和D2是球心为02的球面，12和J2是相互垂直的两平面，一个叶片和两条密封条垂直安放在12和J2之间的凹槽内，正好完全密合，E2和F2是中心轴过02半径与壳体柱面F4半径相同的柱面，G2和H2是两相同的空心圆台部分侧面，其中一个空心圆台上下两底分别是圆平面B2和以直线K2L2为直径的圆面，K2M2的直线段长度为转子的宽度，整个转子不仅关于球台中心02对称，也是轴对称；
所述配油锥是一圆台，共有相同的两个，其中一个圆台上下两底A3和B3的半径分别和转子空心圆台侧面G2和H2上下两底的半径相等，高度也与转子空心圆台侧面G2和H2的高度相等，一侧面是被一平面相截的平面C3，平面C3最宽处的宽度不大于转子正交的十字板板厚，平面C3和相应的壳体圆环平行平面C4和D4相贴合；
所述壳体是两头平行截掉两个球冠的腰鼓形球面，厚度与转子的宽度K2M2相等，A4和B4是两个半径相等的平行的圆平面，F4是柱面，其中心轴过04，半径与转子左右外侧E2和F2柱面的半径相等，壳体柱面的对角是一空心圆环，圆环宽度与叶片厚度相等，空心圆环的两个侧面C4和D4是平行的圆环平面,E4是中心轴通过04的柱面，位于壳体的对角线上,其外径与叶片柱面C1的外径相等，且大于壳体球面F4的外径，圆环平行的C4和D4两平面与一配油锥侧面的平面C3及另一配油锥侧面的相应平面贴合，整个壳体关于球台中心04对称；
垫块是一段圆环，共有相同的四条，其中一条外侧A5是半径与壳体对角圆环E4外径相等的柱面，内测B5是半径等于图4转子线段02M2的球面，其上下厚度与转子正交的十字板宽度K2M2相等，两腰部C5和D5是圆台面，该圆台面上底面和下底面的直径分别是直线P1Q1和MINI，M1P1则是其侧面母线，垫块形状为轴对称。
[0006]本发明具有的优点是:
1)所有密封处均为面密封；
2)排量大，压力高，效率高；
3)比功率大；
4)结构紧凑，加工相对容易；
5)成本较低，寿命长。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0008]图1是本发明的叶片和密封条形状示意图；
图2是图1的左视图；
图3是图1的S向和T向示意图；
图4是本发明的转子形状示意图；
图5是图4的W-W剖面示意图；
图6是本发明的配油锥形状示意图；
图7是图6的P向示意图图8是本发明的壳体的俯视图；
图9是本发明的壳体的主视图；
图10是图9的M-M剖面示意图；
图11是本发明的整体结构示意图；
图12是图11的K向示意图；图13是图11的N-N剖面示意图；
图14是本发明的运行原理示意图；
图15是图11的U-U剖面示意图；
图16是本发明的工作过程原理示意图；
图17是图14的V-V剖面示意图；
图18是本发明的工作过程原理示意图。
[0009]图中:1.壳体，2.转子，3.叶片，4.密封条，5.配油锥，6.垫块。
【具体实施方式】
[0010]本发明的结构如图14所示，转子2位于中心，壳体1位于外部，配油锥5位于转子2两端空心圆台面内，叶片3安放在壳体1对角的空心圆环(导向槽)内，同时也位于转子2的槽内，并与转子2成一个角度，叶片3的一个平面与配油锥5的圆台侧面相贴合，密封条4位于转子1和叶片3之间，其平面一侧与转子2贴合，圆台面一侧则与叶片3的圆台面E1贴合，垫块6位于壳体1对角的空心圆环内，正好填满由壳体1，叶片3，转子2和密封条4形成的空缺。
[0011]图1和图3所示为本发明的叶片3和密封条4的形状。叶片3为四分之一圆形或近似四分之一圆形，共有相同的四片，其中一片叶片3由两个平面A1、B1和柱面C1、球面D1及两圆台面El、J1围合而成；其中，C1是中心为球心01、半径与壳体1的空心圆环的柱面E4的半径相同的柱面，D1是球心为01半径与图5转子2球台C2半径相同的球面，E1和J1是圆台面，其上底面和下底面的直径分别是直线R1S1和直线MINI，M1R1和NISI则是其侧面母线；两个平面A1和B1平行；两平行平面A1和B1的距离为叶片3的厚度，叶片3厚度与图9壳体1的空心圆环宽度相等。
[0012]密封条4共有相同的八条，其中一条E1侧是圆台面，其上底面和下底面的直径分别是直线R1S1和P1Q1，P1R1和N1S1则是其侧面母线，K1侧是平面，过球心01的轴线(如图1所示)与该平面平行，其垂直距离为图5转子2正交的十字板板厚的一半，G1是球心为01半径与图5转子2中心球台C2半径相等的球面，F1是球心为01半径等于图4转子2线段02M2的球面，H1和II两个面是平行的平面，其半长0P1与图9壳体1柱面F4半径相等，R1和S1是两斜度与图9中面D4对于B4的斜度相等的斜面，密封条4的宽度(即平面H1和II的距离)与叶片3厚度相等；叶片3和密封条4均为轴对称。
[0013]图4和图5所示为本发明的转子2的形状。转子2当中是两头平行截掉两个球冠的腰鼓形球台，球台中间如同对称插入一正交的十字板，A2和B2是平行的圆平面，C2和D2是球心为02的球面，12和J2是相互垂直的两平面，将图1的整个图形，即一个叶片3和两条密封条4垂直安放在12和J2之间的凹槽内，正好完全密合，E2和F2是中心轴过02半径与壳体1柱面F4半径相同的柱面，G2和H2是两相同的空心圆台部分侧面，其中一个空心圆台上下两底分别是圆平面B2和以直线K2L2为直径的圆面，K2M2的直线段长度为转子2的宽度，整个转子2不仅关于球台中心02对称，也是轴对称。
[0014]图6和图7所示为本发明的配油锥5的形状。配油锥5是一圆台，共有相同的两个，其中一个圆台上下两底A3和B3的半径分别和转子2空心圆台侧面G2和H2上下两底的半径相等，高度也与转子2空心圆台侧面G2和H2的高度相等，一侧面是被一平面相截的平面C3，该平面可以与配油锥5圆台侧面的母线平行，也可以不与配油锥5圆台侧面的母线平行，平面C3最宽处的宽度不大于转子2正交的十字板板厚，平面C3的空间位置以如下而定:保证装配好后平面C3和相应的壳体1圆环平行平面C4和D4相贴合，点D3至E3的圆台面为进油面，点E3的位置是当转子2转到图16所示位置时腔Q3和Q4之间的转子2平板靠Q4侧平面的位置，点F3至G3的圆台面为排油面，点G3的位置是当转子2转到图16所示位置时腔Q4和Q5之间的转子2平板靠Q4侧平面的位置。
[0015]图8、图9和图10所示为本发明的壳体1的形状。壳体1是两头平行截掉两个球冠的腰鼓形球面，厚度与转子2的宽度K2M2相等，A4和B4是两个半径相等的平行的圆平面，F4是柱面，其中心轴过04，半径与转子2左右外侧E2和F2柱面的半径相等，壳体1柱面的对角是一空心圆环，圆环宽度与叶片3厚度相等，空心圆环的两个侧面C4和D4是平行的圆环平面，E4是中心轴通过04的柱面，位于壳体1的对角线上，其外径与叶片3柱面C1的外径相等，且大于壳体1球面F4的外径，圆环平行的C4和D4两平面的空间位置以如下而定:保证装配好后C4和D4两平面与一配油锥5侧面的平面C3及另一配油锥5侧面的相应平面贴合。整个壳体1关于球台中心04对称。
[0016]图13中6所示为本发明的垫块6的形状。垫块6是一段圆环，共有相同的四条，其中一条外侧A5是半径与壳体1对角圆环E4外径相等的柱面，内测B5是半径等于图4转子2线段02M2的球面，其上下厚度与转子2正交的十字板宽度K2M2相等，两腰部C5和D5是圆台面，该圆台面上底面和下底面的直径分别是直线P1Q1和MINI (如图1所示)，M1P1则是其侧面母线，垫块6形状为轴对称。
[0017]本发明的运行工作原理如下:
如图17所示，在叶片泵的一端，转子2、叶片3、密封条4、配油锥5和壳体1将油腔分割成三个各自独立的密封腔Ql、Q2和Q3。
[0018]当转子2自图11或图15位置顺时针旋转时，腔Q2开始吸油，Q3为吸油腔，Q1为排油腔，如图16。转子2顺时针继续旋转，吸油腔Q2和Q3不断扩大，排油腔Q1不断缩小。
[0019]当转子2转到图14或图17位置时，吸油腔Q3达到最大。这时，吸油腔Q2及Q3和排油腔Q1仍保持隔离。当转子2继续旋转时，腔Q3开始排油，这时腔Q2仍为吸油腔，腔Q1仍为排油腔，如图18。
[0020]当转子2转到图11或图15位置时，腔Q1油排尽，这时腔Q2仍为吸油腔，腔Q3仍为排油腔。当转子2继续旋转，新的吸油腔开始吸油，腔Q2还在吸油，腔Q3还在排油。
[0021]当转子2又转到图17位置时，吸油腔Q2达到最大，继而开始排油，这时，新的吸油腔仍在吸油，腔Q3仍在排油。如此周而复始。在叶片泵的另一端，情况也和这一端完全相同。
[0022]上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本方面进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本方面作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1.高性能叶片泵，其特征在于，包括壳体(1)、转子(2)、叶片(3)、密封条(4)、配油锥(5)和垫块(6)等，转子(2)位于中心，壳体(1)位于外部，配油锥(5)位于转子(2)两端空心圆台面内，叶片(3)安放在壳体(1)对角的空心圆环内，同时也位于转子(2)的槽内，并与转子(2)成一个角度，叶片(3)的一个平面与配油锥(5)的圆台侧面相贴合，密封条(4)位于转子(2)和叶片(3)之间，其平面一侧与转子(2)贴合，圆台面一侧则与叶片(3)的圆台面E1贴合，垫块(6)位于壳体(1)对角的空心圆环内，正好填满由壳体(1)、叶片(3)、转子(2)和密封条(4)形成的空缺。
2.根据权利要求1所述的高性能叶片泵，其特征在于，所述叶片(3)为四分之一圆形，共有相同的四片，其中一片叶片(3)由两个平面Al、B1和柱面C1、球面D1及两圆台面E1、J1围合而成；其中，C1是中心为球心01、半径与壳体(1)的空心圆环的柱面E4的半径相同的柱面，D1是球心为01半径与转子(2)球台C2半径相同的球面，E1和J1是圆台面，其上底面和下底面的直径分别是直线R1S1和直线MINI，M1R1和N1S1则是其侧面母线；两个平面A1和B1平行；两平行平面A1和B1的距离为叶片(3)的厚度，叶片(3)厚度与壳体(1)的空心圆环宽度相等；所述密封条(4)共有相同的八条，其中一条E1侧是圆台面，其上底面和下底面的直径分别是直线R1S1和P1Q1，P1R1和N1S1则是其侧面母线，K1侧是平面，过球心01的轴线与该平面平行，其垂直距离为转子(2)正交的十字板板厚的一半，G1是球心为01半径与转子(2)中心球台C2半径相等的球面，F1是球心为01半径等于转子(2)线段02M2的球面，H1和II两个面是平行的平面，其半长0P1与壳体(1)柱面F4半径相等，R1和S1是两斜度与面D4对于B4的斜度相等的斜面，密封条(4)的宽度与叶片(3)厚度相等；叶片(3)和密封条(4)均为轴对称；所述转子(2)当中是两头平行截掉两个球冠的腰鼓形球台，球台中间如同对称插入一正交的十字板，A2和B2是平行的圆平面，C2和D2是球心为02的球面，12和J2是相互垂直的两平面，一个叶片(3)和两条密封条(4)垂直安放在12和J2之间的凹槽内，正好完全密合，E2和F2是中心轴过02半径与壳体(1)柱面F4半径相同的柱面，G2和H2是两相同的空心圆台部分侧面，其中一个空心圆台上下两底分别是圆平面B2和以直线K2L2为直径的圆面，K2M2的直线段长度为转子(2)的宽度，整个转子(2)不仅关于球台中心02对称，也是轴对称；所述配油锥 (5)是一圆台，共有相同的两个，其中一个圆台上下两底A3和B3的半径分别和转子(2)空心圆台侧面G2和H2上下两底的半径相等，高度也与转子(2)空心圆台侧面G2和H2的高度相等，一侧面是被一平面相截的平面C3，平面C3最宽处的宽度不大于转子(2)正交的十字板板厚，平面C3和相应的壳体(1)圆环平行平面C4和D4相贴合；所述壳体(1)是两头平行截掉两个球冠的腰鼓形球面，厚度与转子(2)的宽度K2M2相等，A4和B4是两个半径相等的平行的圆平面，F4是柱面，其中心轴过04，半径与转子(2)左右外侧E2和F2柱面的半径相等，壳体(1)柱面的对角是一空心圆环，圆环宽度与叶片(3)厚度相等，空心圆环的两个侧面C4和D4是平行的圆环平面，E4是中心轴通过04的柱面，位于壳体(1)的对角线上，其外径与叶片(3)柱面C1的外径相等，且大于壳体(1)球面F4的外径，圆环平行的C4和D4两平面与一配油锥(5)侧面的平面C3及另一配油锥(5)侧面的相应平面贴合，整个壳体(1)关于球台中心04对称；垫块(6)是一段圆环，共有相同的四条，其中一条外侧A5是半径与壳体(1)对角圆环E4外径相等的柱面，内测B5是半径等于图4转子(2)线段02M2的球面，其上下厚度与转子(2)正交的十字板宽度K2M2相等，两腰部C5和D5是圆台面，该圆台面上底面和下底面的直径分别是直线P1Q1和MINI，M1P1则是其侧面母线，垫块(6)形状为轴对称。
【文档编号】F04C15/00GK103671097SQ201310688818
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】陈行 申请人:浙江大学