[發明專利]多級雙圓弧齒輪高壓大流量泵

無效

• 申請號: 200710089932.8
• 申請日: 2007-03-21
• 公開（公告）號: CN101067417A
• 公開（公告）日: 2007-11-07
• 發明（設計）人: 趙明
• 申請（專利權）人: 趙明
• 主分類號: F04C11/00
• 分類號: F04C11/00;F04C2/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域

本發明涉及一種將多級雙圓弧齒輪副并聯裝在二根平行軸上，中間分隔，殼體并聯之后設置傳動，并將多級流體外串聯，逐級增壓，和逐級齒厚減薄，以增加前一級阻力，獲得高壓的泵；又減少齒數，增大模數，增大齒隙空間，以獲取大流的泵。大流量又高壓即構成大功率泵。本泵可用于液體也可用于氣體的輸送。

二、背景技術

本人已發明“雙圓弧齒輪葉片泵”，專利申請號031062253。這是一種單級泵，為了提高泵的壓力，減少泄漏是采用齒頂設置葉片的方法，齒輪高速旋轉時，葉片在離心力的作用下，與泵殼內壁發生滑動磨擦，最大的線速高達100米/秒，因而葉片極易磨損，而失去功能。

今去掉齒頂葉片，將多級同齒數、同模數，齒寬還有變化來增壓的，雙圓弧齒輪副，安裝在二根平行軸上，中間設置流體分隔件，然后將殼體都并聯起來之后再設傳動軸和軸承殼，形成多級高壓泵。將前一級分泵出口與后一級分泵入口，用管相連接，使流體獲逐級增壓。

用所述結構，不存在因葉片磨損而失去功能。更有多設幾級分泵，下一級齒厚比前一級齒厚減薄，增加前級阻力，壓力逐級傳遞中增加，理論上沒有高壓上限。因液體不可壓縮，齒輪泵是容積泵，單級就可以獲得高壓力，今又串聯起來增壓，這種結構是活塞泵類容積泵，無法實施的串聯，也是絕無僅有的容積泵串聯的技術方案。

除了高壓之外還有一個大流量，和高效率，才能制取“高效率大功率泵”以滿足現代超高速船噴水推進的要求。

本齒輪的傳動效率在99.5％以上，制取齒輪泵效率在0.83左右，比多級離心泵效率在0.4～0.6左右，高出一倍之多。所以說齒輪泵是一種高效率泵。

大流量是借雙圓弧齒輪先進的、成熟的嚙合原理(如按GB12759-91制造)，及沒有漸開線齒輪，因齒數小于17就會發生根切的缺點，因而在確保泵中一對嚙合齒輪副有自傳動能力的前提下，盡量減少齒數，增大模數，增大齒隙輸送流體的空間，以獲取大流量。例如，齒數12、模數50，齒寬200毫米，齒嚙合中心距600毫米，全齒高100毫米，由全齒形成圓環截面積0.185米²，圓環體積即輸送物料空間體積為0.037米³。當3000轉/分下，輸送流量111米³/分，按效率0.83，實際輸送92米³/分。雙圓弧齒輪寶貴特點是傳動效率高更適合高速，現最高轉速已達9215轉/分。按此轉速前述例的流量要增至276米³/分。

此外，羅茨風機在造紙業中廣泛用于吸真空或鼓風，噪聲大，效率低，本泵工作原理上有極相似之處，只是將羅茨風機“花生狀”葉輪，改為嚙合原理更先進的雙圓弧齒輪，并省去羅茨風機殼體外的一對齒輪副，使結構更加簡化和自重減輕。因而，本泵不僅可輸液體，也可輸送氣體。輸送氣體可于氣墊船等，要求氣流量大，而壓力高的應用環境下。公知，空氣壓縮幾乎全部采用活塞泵，而活塞是往復運動，有前后死點，不可能高速往復。而本泵以高速旋轉取代往復運動，是符合現代機器的設計方向而獲取高效率。

本人早在1993年8月16日在北京請“中國科學院計算所”和“中國石油規劃設計總院設備開發中心”，對本泵進行聯合論證，并獲“創新的圓弧齒輪泵原理是正確的，具有獨特的結構，能將圓弧點嚙合這一成熟的原理應用于制泵，實現了漸進性創新。我們認為結構新穎、布局合理和理論計算說細”、“該泵在石油工業生產中具有較好的發展前景，能為石油工業提供更新換代產品，”的評價。十五年中，我堅持實際試驗和不斷改進設計，主要是突破高效率大流量下，高壓力問題。將原聯合論證所采用的單圓弧齒輪，改為流量可增大68％之多的雙圓弧齒輪，因當時還沒看見雙圓弧齒輪的國標。為提高壓力在齒頂增設葉片，試驗表明葉片使用壽命不長。產品改進是無止境的，最終漸進性創新本結構方案。

三、發明內容

本發明目的是：對本人已發明的“雙圓弧齒輪葉片泵，”去掉葉片，改為多級雙圓弧齒輪副并聯裝，中間分隔，再將級間流體外串聯，齒厚逐級漸減薄，增加前一級阻力，流體逐級增壓獲得更高壓力的泵，達到漸進性創新。