高压低噪音水压叶片泵的制作方法

本实用新型是设计一种高压低噪音水压叶片泵，属于液体定容式机械装置。

背景技术：

目前，在国际上已有的中高压水液压泵中，丹麦DANFOSS公司的PAH 系列轴向柱塞泵工作运行时噪音较大。英国FENNER公司的F系列水压柱塞泵其噪音较低，但是价格较高。日本技术研究所开发的水压叶片泵，虽然噪音低，但是最高压力只有7MPa，工作压力较低。

以上这些泵，它们在不同程度上存在着不足之处。如：英国FENNER公司和丹麦DANFOSS公司的水压柱塞泵结构上较为复杂，加工工艺性较差，性价比较低。并且由于结构上的原因，水压柱塞泵的噪音都比较大。而日本技术研究所开发的水压叶片泵和美国威格士公司生产的高水基液F6系列叶片泵由于结构设计方面的问题，使用压力较低并且寿命很短，因此都没有进入市场。

另外，现有技术中，本人设计的公开号201496266U《高性能水压叶片泵》，该技术公开一种高性能水压叶片泵，它虽然采用压力分段配流的设计方法，但是在一些重要的设计结构方面还存在不足。因此该泵在应用于水、高水基液以及乳化液等粘度较低液体作为工作介质的场合时，在压力和噪音方面尚无法完全满足设计要求。

技术实现要素：

为了克服上述水液压泵结构设计方面的不足，本实用新型的目的是向本领域提供一种能够较好适应水作为工作介质，并且在高压工况下工作，要求低噪音的叶片泵。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种高压低噪音水压叶片泵，它包括后盖1、侧板2、定子3、叶片5、转子6、压力板7、前盖8、传动轴9等。在与转子叶片槽根部的底孔相接触的压力板7、侧板2上设有四段圆弧形通水槽，分别是对称分布；其中两段是通高压水的压力水槽14，另两段是通低压水的水槽16并在侧板2上的吸水窗靠近压力板压水窗V形槽13 一侧设有V形减振槽20；其特征是在定子3的两端面上，位于定子吸水区曲线的起始处向吸水区曲线的长径方向设有四段防气蚀槽18：在压水区曲线的终止处向压水区曲线的长径方向设有四段压力平衡槽19；在位于定子吸水区的曲线处设有两段长圆孔形状的径向吸水通道4；叶片5顶部采用正圆弧形状；压力板7和侧板2上的吸水窗17所占的角度在52～54度之间。

所述的高压低噪音水压叶片泵，其特征在于所述的压力板7、侧板2上的圆弧形压力槽14的压力水是通过侧板2上压水窗12中的孔10、斜孔11与其沟通，其孔径在3～6mm之间。

所述的高压低噪音水压叶片泵，其特征在于所述的定子3两端面上设有四段防气蚀槽18，槽深3～6mm。角度为吸水区曲线的1/2。

所述的高压低噪音水压叶片泵，其特征在于所述的定子3两端面上设有四段压力平衡槽19，槽深3～6mm。角度为压水区曲线的1/2。

所述的高压低噪音水压叶片泵，其特征在于所述的定子3吸水区曲线处设有长圆孔形状的径向吸水通道4，其角度为吸水曲线角度的3/4。

本实用新型的的技术特点是在定子3两端面面上，位于定子吸水区曲线的起始处向吸水区曲线的长径方向设有四段防气蚀槽18：在压水区曲线的终止处向压水区曲线的长径方向设有四段压力平衡槽19；在位于定子吸水区的曲线处设有两段长圆孔形状的吸水通道4；叶片5顶部采用正圆弧形状；同时在转子槽底孔位置上采用压力分段配水的设计方法。使泵在吸水区时，叶片5 底部通低压水，减少了叶片对定子3的压应力，又确保了叶片5与定子3内表面的可靠接触。而在压水区时，则要求叶片5底部的压力要稍大于顶部的压力。叶片基本处于平衡状态。由于叶片5顶部采用正圆弧形状，使叶片5由吸水区进入过渡区，或者由压水区进入小圆弧区都有相当于作用于叶片5底部压力的二分之一的力作用于叶片5的顶部，使叶片5在这两个区域对定子的接触应力明显降低。同时避免出现叶片5刚进入压水窗口时，其底部的压力不足，而引起叶片5脱空产生的冲击定子3现象的发生。因此泵在整个工作过程中不会形成由于压力升高所引起的叶片5顶部与定子3内表面产生过大的接触应力以及叶片5因前后压力不平衡产生脱空的现象的发生。在侧板2上的吸水窗17靠近压力板上的压水窗V形槽13一侧设有V形减振槽20，有效避免了叶片5 在刚完成吸水时，由于过渡区间水流突然关闭引发气穴而产生的噪音。

本实用新型的有益效果：

本实用新型与现有技术相比，有效地解决了现有柱塞泵的存在的噪音高、压力脉动大并且结构复杂、加工成本高的问题。

目前使用的液压叶片泵是不能直接用水作为介质的，除了泄漏和磨损等问题外，气蚀问题也是一个关键性的问题。在常温下，水的蒸气压力大约是液压油的10⁷倍，这意味着水极容易气化和沸腾。由于水的密度大，高速流动时惯性也大，因此在泵的吸水窗口等处更容易形成局部真空而产生大量气穴。由于叶片泵设计原理与结构上的需要，在吸水曲线的起始处和压曲线的终止处附近的叶片间容腔的容积都是很小的。当叶片5刚进入吸水窗17，它的后腔具有最大的吸水速度，水在此区域的流速特别的高，使溶解在水里的气体析出来而产生大量气穴。当气穴进入压水窗12附近受压而溃灭，并产生很高的冲击力和瞬时局部高温，从而使定子3内表面严重磨损和气蚀。因此在定子3两端面上，在位于吸水区曲线的起始处设有四段防气蚀槽18，以及在定子3吸水曲线处设有径向长圆孔吸水通道4，将使该区域水的流速明显降低，泵的噪音显著改善。当叶片5即将离开压水窗12，接近短径时，它的前腔具有最大的排水速度。由于在定子3压水区的终止处的附近水的流速特别高，会使处于该区间叶片5的顶部受力变大，容易引起叶片5脱空而产生冲击噪音。因此在定子 3两端面上，压水区曲线终止处附近设有四段的压力平衡槽19，使压水区的相邻叶片腔水的速度差值减小，叶片5前后受力趋于稳定，消除了由于叶片5 受力不稳引起的冲击噪音，泵的噪音明显降低。将压力板7、侧板2上的吸水窗所占角度设定为52～54，增大了吸水窗17的吸水面积，进一步降低了整个吸水区的流速和因气蚀产生的噪音。本专利采用了的压力分段配流的设计方法，在压力板7、侧板2上分别设有四段圆弧形通水槽。(四段圆弧形通水槽是轴对称分布的，其中两段是通高压水的槽，另两段是通低压水的槽。四段圆弧形通水槽的中心线与转子叶片槽根部底孔的中心线所处位置相同。)以及叶片5 顶部采用正圆弧形状，使泵在工作时，叶片5在吸、压水区、过渡区以及圆弧区对定子3内表面的接触应力明显降低，提高了泵的机械效率和定子3的寿命。同时由于叶片5底部在吸水区通的是低压水，因而对泵的瞬时流量脉动没有影响。从而避免了因流量脉动而引起的压力脉动。在通高压水的圆弧形槽14的两端分别设有V形减震槽15，有效消除了由于叶片底部压力迅速变化，而引起的叶片5对定子3内表面的冲击产生的噪音。

附图说明

图1为本发明高压低噪音水压叶片泵的结构示意图。

图2为本发明高压低噪音水压叶片泵的装配图。

图3为本发明高压低噪音水压叶片泵的定子结构示意图。

图4为本发明高压低噪音水压叶片泵的侧板结构示意图。

图5为本发明高压低噪音水压叶片泵的压力板结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细叙述。

本实施例的高压低噪音水压叶片泵，属于液体定容式机械装置。其主要技术特点是在与转子叶片槽根部的底孔相接触的压力板、侧板上设有四段圆弧形通水槽，分别是对称分布；其中两段是通高压水的槽，另两段是通低压水的槽；在侧板上的吸水窗一侧设有V形减振槽；在定子的两端面上，设有四段防气蚀槽和四段压力平衡槽；在位于定子吸水区的曲线处设有长圆孔形状的径向吸水通道；叶片顶部采用正圆弧形状；压力板和侧板上的吸水窗所占的角度在 52～54度之间。泵在工作时，母叶片不论在吸、压水区、过渡以及小圆弧区域都保持平衡。压力高、压力脉动小、噪音低、效率高、寿命长。广泛应用于食品、医药、电子、包装等对环境污染要求严格的场合；冶金、铸造、热轧等高温明火场合；环境卫生、消防、原子炉周边作业机械；生活用品成形机械等领域。

本实施例的高压低噪音水压叶片泵是由侧板2、定子3、转子6、叶片5、压力板7并用圆柱销以及螺钉紧固成一个组件，然后装入后盖1、前盖8内。转子6中心和定子3内表面上的四段圆弧是同心的，定子内表面形状似椭圆形。

本实施例的高压低噪音水压叶片泵在与转子6叶片槽根部的底孔相接触的压力板7、侧板2上设有四段圆弧形通水槽，分别是对称分布；并在侧板上的吸水窗靠近压力板上的压水窗12的V形槽13一侧设有V形减振槽20；其特征是在定子3的两端面上，位于定子吸水区曲线的起始处向吸水区曲线的长径方向设有四段防气蚀槽18：在压水区曲线的终止处向压水区曲线的长径方向设有四段压力平衡槽19；在位于定子吸水区的曲线处设有两段长圆孔径向吸水通道4；叶片5顶部采用正圆弧形状；压力板和侧板上的吸水窗17所占的角度在52～54度之间。

所述的高压低噪音水压叶片泵，其特征在于所述的压力板7、侧板2上的圆弧形压力槽14的压力水是通过侧板2上压水窗12中的孔10、斜孔11与其沟通，其孔径在3～6mm之间。

所述的高压低噪音水压叶片泵，其特征在于所述的定子3两端面上设有四段防气蚀槽18，槽深3～6mm。角度为吸水区曲线的1/2。

所述的高压低噪音水压叶片泵，其特征在于所述的定子3两端面上设有四段压力平衡槽19，槽深3～6mm。角度为压水区曲线的1/2。

所述的高压低噪音水压叶片泵，其特征在于所述的定子3吸水区曲线处设有长圆孔吸水通道4，其角度为吸水曲线角度的3/4。

由于采用了以上的设计方法，使该泵在整个工作过程中实现了压力高、流量脉动和压力脉动小、噪音明显降低的效果。

当转动轴9带动转子6旋转时，由于离心力的作用，使叶片5的顶部贴在定子的内表面上。当叶片5进入吸水区时，叶片5向外伸出，相邻叶片5间的容积逐渐增大，叶片5槽底部由压力板7、侧板2上的圆弧形通低压的水槽16 供水。当叶片5进入过渡区和压水区时，叶片5受到定子3曲线形状的限制向中心移动，相邻叶片5间的容积逐渐减小，使水经过压力板7的压水窗口12 排出。与此同时叶片5的底部已经进入到压力板7、侧板2上的圆弧形压力水槽14，该水槽的压力水是由侧板2上的压水窗口12，通过所设的孔10、斜孔 11引入的。从而确保了叶片5顶部与底部的作用力基本保持平衡。当叶片5 由吸水区刚进入过渡区时，叶片5的底部同时与设在压力板7、侧板2上的圆弧形压力槽14外端的减振槽15相通，有效减轻了叶片5底部压力突然升高引起的冲击定子现象的发生。由于叶片5顶部采用正圆弧形状，使叶片5由吸水区进入过渡区，或者由压水区进入小圆弧区都有相当于作用于叶片5底部压力的二分之一的力作用于叶片5的顶部，使叶片5在这两个区域对定子3的接触应力明显降低。避免出现叶片5刚进入压水窗口12附近时，由于叶片5底部的压力不足，而引起叶片5脱空，产生的冲击定子3现象的发生。在定子3 两端面上设有四段防气蚀槽18和四段压力平衡槽19以及在定子3吸水曲线处设有两段长圆孔形状的径向吸水通道4，将压力板7、侧板2上的吸水窗17 所占角度设定为52～54，增大了吸水窗17的面积，有效降低了吸水区的水的流速。明显降低了该泵在工作时，由于气蚀以及叶片5在由过渡区刚进入压水区时，受力不稳等结构设计方面的问题引起的叶片5冲击定子3内表面而产生的噪音。

本实用新型的长圆孔形状的径向吸水通道4通水面积大，效果更好。

本实用新型在工作时，转子7每转一转，每个密封容积完成两次吸、压水的过程。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。