一种球形转子泵的制作方法

本实用新型涉及转子泵技术领域，尤其涉及一种球形转子泵。

背景技术：

现有的转子式容积泵主要包括：齿轮泵、螺杆泵、凸轮泵和容积式叶片泵，但对于齿轮泵来说其流量脉动较大且流量不均匀性最严重；此外，由于液体的可压缩性很小，当困液容积大小发生变化时，流量相应变化进而导致压力发生变化，所产生的流量脉动将引起压力脉动，进而使系统管道及阀产生振动和噪声，影响泵的性能和使用寿命。对于螺杆泵来说，其额定排出压力容易受密封性能、结构强度和原动机功率的限制；螺杆的轴向尺寸较长，刚性较差，加工和装配要求较高；泵的性能对液体的粘度变化较敏感，这些缺点在一定程度上也制约了螺杆泵的应用和发展。对于凸轮泵来说，凸轮有两根传动轴，需要两组机械密封结构，密封件失效易导致泄漏；轴承结构复杂，安装不方便；在输送低粘度物料时效率不高、易打滑；泵体与流量接触，有双向污染的倾向，这些因素在一定成度上都会制约凸轮泵的使用。对于容积式叶片泵来说，在工作过程中会存在机械噪声和流体噪声，机械噪声主要来源于叶片、定子和转子的振动；流体噪声主要来源于输出流量脉动，泵的噪声不仅污染环境，而且也会影响其本身的寿命和高压化。因此现有的转子泵大都存在噪音较大，且结构相对复杂，加工制作成本高的问题。

综上所述，如何解决转子泵工作时存在噪音较大和加工制作成本高的问题，已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种球形转子泵，以降低转子泵的工作噪音和加工制作成本。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种球形转子泵，包括球窝座和与所述球窝座配合构成球窝腔体的球窝盖，所述球窝腔体包括设置在所述球窝盖上的上半球窝腔和设置在所述球窝座上的下半球窝腔；

所述球窝盖上设置有进油管接头和出油管接头；

所述上半球窝腔内设置有能够绕所述上半球窝腔的中心线转动的从动泵球、与所述进油管接头连通的进油口和与所述出油管接头连通的出油口，且所述从动泵球上设置有柱面凹槽、与所述进油口位置相对应且与所述球窝腔体连通的进气口和与所述出油口位置相对应且与所述球窝腔体连通的出气口，且当所述进油口与所述进气口正对时，所述出油口与所述出气口正对；当所述进油口与所述出气口正对时，所述出油口与所述进气口正对；

所述下半球窝腔内设置有与电机泵的输出轴传动连接的主动轴和设置在所述主动轴上的主动泵球；所述主动轴的轴心线经过所述球窝腔体的球心；所述主动泵球的周向表面与所述球窝腔体的内表面相贴合，且所述主动泵球上设置有与所述柱面凹槽相适配的柱面凸起，所述柱面凸起的球心与所述球窝腔体的球心重合，所述主动泵球的中心线与所述主动轴的轴心线偏离预设角度a，且预设角度a大于零。

优选地，所述主动轴与所述主动泵球之间设置有活动轴，所述活动轴的一端嵌在所述主动泵球上，所述活动轴的另一端嵌在所述主动轴上。

优选地，所述主动轴的轴心线、所述主动泵球的中心线和所述下半球窝腔的中心线共面。

优选地，所述主动轴的轴心线与所述下半球窝腔的中心线的夹角为预设角度b，且所述预设角度a＝预设角度b。

优选地，所述进油管接头和所述出油管接头均与所述球窝盖螺纹连接。

优选地，所述电机泵通过连接板固定在所述球窝座上。

优选地，所述连接板与所述球窝座通过螺栓固定连接。

优选地，所述球窝座与所述连接板之间设置有用于密封所述主动轴的密封装置。

优选地，所述密封装置包括套设在所述主动轴上的齿形滑环和套设在所述齿形滑环上的密封圈。

相比于背景技术介绍内容，上述球形转子泵，包括球窝座和与球窝座配合构成球窝腔体的球窝盖，球窝腔体包括设置在球窝盖上的上半球窝腔和设置在球窝座上的下半球窝腔；球窝盖上设置有进油管接头和出油管接头；上半球窝腔内设置有能够绕上半球窝腔的中心线转动的从动泵球、与进油管接头连通的进油口和与出油管接头连通的出油口，且从动泵球上设置有柱面凹槽、与进油口位置相对应且与球窝腔体连通的进气口和与出油口位置相对应且与球窝腔体连通的出气口，且当进油口与进气口正对时，出油口与出气口正对；当进油口与出气口正对时，出油口与进气口正对；下半球窝腔内设置有与电机泵的输出轴传动连接的主动轴和设置在主动轴上的主动泵球；主动轴的轴心线经过球窝腔体的球心；主动泵球的周向表面与球窝腔体的内表面相贴合，且主动泵球上设置有与柱面凹槽相适配的柱面凸起，柱面凸起的球心与球窝腔体的球心重合，主动泵球的中心线与主动轴的轴心线偏离预设角度a，且预设角度a大于零。上述球形转子泵，在实际工作过程中，通过电机泵的输出轴转动带动主动轴转动，主动轴带动主动泵球转动，主动泵球通过柱面凸起作用于柱面凹槽，继而带动从动泵球转动，由于主动泵球与主动轴的轴心线偏离预设角度a，且预设角度a大于零，且主动泵球的周向与球窝腔体的内表面相贴合，而主动轴的轴心又经过球窝腔体的球心，因此主动泵球的中心线心也会始终经过球窝腔体的球心，进而主动泵球的运动是两种运动的组合，其一是绕主动泵球的中心线转动，其二是在以球窝腔体的球心为顶点，锥角为2a、轴线与主动轴的轴心线重合的锥体表面做周向移动，并且移动的周期与主动轴的旋转周期同步。而从动泵球与主动泵球之间会形成周期性的相对摆动，摆动的周期与主动轴的旋转周期相同，摆幅为4a，由于主动泵球与从动泵球的相对摆动，会使主动泵球、从动泵球以及球窝腔体围成的腔体对应从动泵球的进气口侧的容积和出气口侧的容积不断变化，继而产生吸排油所需的压力；而当从动泵球转动至第一预设位置时，对应进气口与进油口连通，出气口与出油口连通；当从动泵球转动至第一预设位置以外的其他位置时，进气口与进油口关闭，出气口与进油口关闭。当主动轴旋转两周时，上述球形转子泵正好完成吸排油一次。而上述球形转子泵的运动件均为旋转运动，无纯粹的往复运动件和能引起高振动的运动件，因此转子泵运转平稳，噪声低，高速变频性好，避免了转子泵工作时噪音大的问题；并且上述球形转子泵中各零件多为球面、圆柱面、平面，并且数量少，所以易于制造，降低了加工制作成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的球形转子泵的剖视结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的主动轴的结构示意图。

上图1-图2中，

球窝座1、球窝盖2、进油管接头3、从动泵球4、进气口5、出气口6、主动轴7、主动泵球8、柱面凸起9、活动轴10、滚针11、连接板12、齿形滑环13、密封圈14。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种球形转子泵，以降低转子泵的工作噪音和加工制作成本。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1和图2所示，本实用新型实施例提供的一种球形转子泵，包括球窝座1和与球窝座1配合构成球窝腔体的球窝盖2，球窝腔体包括设置在球窝盖2上的上半球窝腔和设置在球窝座1上的下半球窝腔；球窝盖2上设置有进油管接头3和出油管接头(图1中未示出)；上半球窝腔内设置有能够绕上半球窝腔的中心线转动的从动泵球4、与进油管接头3连通的进油口和与出油管接头连通的出油口，且从动泵球4上设置有柱面凹槽、与进油口位置相对应且与球窝腔体连通的进气口5和与出油口位置相对应且与球窝腔体连通的出气口6，且当进油口与进气口5正对时，出油口与出气口6正对；当进油口与出气口6正对时，出油口与进气口5正对；下半球窝腔内设置有与电机泵的输出轴传动连接的主动轴7和设置在主动轴7上的主动泵球8；主动轴7 的轴心线经过球窝腔体的球心；主动泵球8的周向表面与球窝腔体的内表面相贴合，且主动泵球8上设置有与柱面凹槽相适配的柱面凸起9，柱面凸起9 的球心与球窝腔体的球心重合，主动泵球8的中心线与主动轴7的轴心线偏离预设角度a，且预设角度a大于零。

上述球形转子泵，在实际工作过程中，通过电机泵的输出轴转动带动主动轴转动，主动轴带动主动泵球转动，主动泵球通过柱面凸起作用于柱面凹槽，继而带动从动泵球转动，由于主动泵球与主动轴的轴心线偏离预设角度a，且预设角度a大于零，且主动泵球的周向与球窝腔体的内表面相贴合，而主动轴的轴心又经过球窝腔体的球心，因此主动泵球的中心线心也会始终经过球窝腔体的球心，进而主动泵球的运动是两种运动的组合，其一是绕主动泵球的中心线转动，其二是在以球窝腔体的球心为顶点，锥角为2a、轴线与主动轴的轴心线重合的锥体表面做周向移动，并且移动的周期与主动轴的旋转周期同步。而从动泵球与主动泵球之间会形成周期性的相对摆动，摆动的周期与主动轴的旋转周期相同，摆幅为4a，由于主动泵球与从动泵球的相对摆动，会使主动泵球、从动泵球以及球窝腔体围成的腔体对应从动泵球的进气口侧的容积和出气口侧的容积不断变化，继而产生吸排油所需的压力；而当从动泵球转动至第一预设位置时，对应进气口与进油口连通，出气口与出油口连通；当从动泵球转动至第一预设位置以外的其他位置时，进气口与进油口关闭，出气口与进油口关闭。当主动轴旋转两周时，上述球形转子泵正好完成吸排油一次。而上述球形转子泵的运动件均为旋转运动，无纯粹的往复运动件和能引起高振动的运动件，因此转子泵运转平稳，噪声低，高速变频性好，避免了转子泵工作时噪音大的问题；并且上述球形转子泵中各零件多为球面、圆柱面、平面，并且数量少，所以易于制造，降低了加工制作成本。

这里需要说明的是，一般来说，主动泵球与球窝腔体的内表面和从动泵球与球窝腔体的内表面均相贴合的方式进行布置，因为这样球形转子泵的主动泵球和从动泵球与球形内腔之间为面配合动密封，这样可以达到可靠的密封效果，并成为良好的润滑面，降低了工质泄漏的风险。

在一些具体的实施方案中，由于在主动轴带动主动泵球旋转过程中容易产生侧向力而导致应力集中的现象，为防止主动轴带动主动泵球旋转的过程中出现转动卡死和应力集中的现象，上述主动轴7与主动泵球8之间设置有活动轴10，活动轴10的一端嵌在主动泵球8上，活动轴10的另一端嵌在主动轴7上。一般来说，活动轴通过过盈配合的方式压入主动泵球当中，当然可以理解的是，上述过盈配合压入的方式仅仅是本实用新型实施例的优选举例而已，还可以是本领域技术人员常用的其他嵌入连接方式。

另外需要说明的是，上述主动轴7的轴心线、主动泵球8的中心线和下半球窝腔的中心线共面。通过设置成共面的方式，使得主动泵球性对从动泵球的摆幅更容易计算，这样对于球形转子泵的泵油效率计算和布置都更加方便。当然可以理解的是，在实际应用过程中，也可以根据实际需求选择设置成非共面的布置方式。

此外，上述主动轴7的轴心线与下半球窝腔的中心线的夹角为预设角度b，并且预设角度a＝预设角度b。当然可以理解的是，上述预设角度b还可以布置成与预设角度a不相同的其他角度，比如也可以布置成0度。

这里需要说明的是，本领域技术人员都应能够理解的是，预设角度a大于零的同时，还应该能够保证预留给从动泵球足够的布置空间，因此主动泵球的中心线偏离下半球窝腔的中心线的角度应当小于90°，也即主动轴的轴心线偏离下半球窝腔的中心线的预设角度b与预设角度a之和小于90°(这里是指预设角度a和预设角度b同一侧偏离的情况下)，一般情况，优选主动轴的轴心线偏离下半球窝腔的中心线的预设角度b与预设角度a之和为10 度-45度之间，优选为30度。

另外需要说明的是，一般来说，进油管接头3和出油管接头均与球窝盖2 螺纹连接。当然可以理解的是，也可以采用本领域技术人员常用的其他连接方式，比如焊接或者卡接的方式等，只不过本实用新型优选采用螺纹连接的方式而已。

一般来说，电机泵是通过连接板12固定在球窝座1上。并且，电机泵的输出轴可以直接作为主动轴，也可以通过传动装置与主动轴传动连接。连接板12与球窝座1可以通过螺栓固定连接。也可以采用本领域技术人员常用的其他连接方式进行连接，比如焊接，只不过焊接的方式不便于拆卸，因此本实用新型优选采用螺栓连接的方式。

为了放置球窝座与连接板处的主动轴出现油液泄漏的问题，上述球窝座1 与连接板12之间设置有用于密封主动轴7的密封装置。具体的该密封装置包括套设在主动轴7上的齿形滑环13和套设在齿形滑环13上的密封圈14。齿形滑环和密封圈组合使用主要作用是进行单向密封，防止主动轴在转动过程中油液的泄漏。此外，在球窝座1和球窝盖2的连接处也设置有防止油液的泄漏的密封圈。

以上对本实用新型所提供的球形转子泵进行了详细介绍。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。