阅读说明：本技术 一种双端贯穿轴的螺旋反曲轮油泵 (Spiral reverse-curve wheel oil pump with two ends penetrating through shaft ) 是由 刘小龙 于 2020-04-07 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种双端贯穿轴的螺旋反曲轮油泵,包括主轴、螺旋轮、泵壳、泵盖、柱塞组件,泵壳内部中空并在一端安装泵盖,主轴穿过泵壳、泵盖,螺旋轮安装在主轴上,螺旋轮位于泵壳内；柱塞组件包括至少两个柱塞,螺旋轮包括端板和设置在端板一侧的螺旋形叶片,端板外缘紧贴泵壳内缘面,螺旋形叶片背离端板的一侧敞开,螺旋形叶片构造螺旋形的流道,流道宽度保持不变,柱塞可沿轴向插入流道内,柱塞分布在螺旋轮径向的两个圆周角度,柱塞插入流道内后随着螺旋轮的旋转而将柱塞一侧介质往螺旋轮中央或外缘挤送。(The invention discloses a spiral reverse-curve wheel oil pump with two ends penetrating through a shaft, which comprises a main shaft, a spiral wheel, a pump shell, a pump cover and a plunger assembly, wherein the pump shell is hollow, the pump cover is arranged at one end of the pump shell, the main shaft penetrates through the pump shell and the pump cover, the spiral wheel is arranged on the main shaft, and the spiral wheel is positioned in the pump shell; the plunger assembly comprises at least two plungers, the spiral wheel comprises an end plate and spiral blades arranged on one side of the end plate, the outer edge of the end plate is tightly attached to the inner edge face of the pump shell, one side, deviating from the end plate, of each spiral blade is opened, each spiral blade is provided with a spiral flow channel, the width of each flow channel is kept unchanged, the plungers can be inserted into the flow channels along the axial direction, the plungers are distributed at two radial circumferential angles of the spiral wheel, and media on one side of the plungers are extruded to the center or the outer edge of the spiral wheel along with the rotation of the spiral wheel after the.)

一种双端贯穿轴的螺旋反曲轮油泵

技术领域

本发明涉及油液输送领域，具体是一种双端贯穿轴的螺旋反曲轮油泵。

背景技术

油泵是一种常用的输送机械，在工业中常常用来进行润滑油、原油、冷却油等的输送，油泵只是个统称，在输送除水外的液体介质时使用的泵，有时可统称为油泵。

现有技术中，粘度较高的油常常使用齿轮油泵、隔膜泵等类型的泵输送，但是，齿轮油泵由于设计原理的限定，其流量的提高需要通过提供转速来实现，齿轮油泵转速提高后，其压力波动很大，尤其对于含有微量气体的油气混合物的输送，不仅压力波动大，而且噪声高，振动大，油泵常常不能稳定运行；隔膜泵的隔膜必须是柔性材料，所以，其输出压力受限，工况适用性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双端贯穿轴的螺旋反曲轮油泵，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种双端贯穿轴的螺旋反曲轮油泵，包括主轴、螺旋轮、泵壳、泵盖、柱塞组件，泵壳内部中空并在一端安装泵盖，主轴穿过泵壳、泵盖，螺旋轮安装在主轴上，螺旋轮位于泵壳内；

柱塞组件包括至少两个柱塞，螺旋轮包括端板和设置在端板一侧的螺旋形叶片，端板外缘紧贴泵壳内缘面，螺旋形叶片背离端板的一侧敞开，螺旋形叶片构造螺旋形的流道，流道宽度保持不变，柱塞可沿轴向插入流道内，柱塞分布在螺旋轮径向的两个圆周角度，柱塞插入流道内后随着螺旋轮的旋转而将柱塞一侧介质往螺旋轮中央或外缘挤送。

柱塞插入流道中成为流道的分隔部件，两个柱塞配合螺旋叶片封闭起来的流道随着螺旋轮的旋转不断流向中心位置，柱塞可沿径向滑动，配置相应的柱塞径向滑动结构即可，在柱塞快到达中间位置处时，通过抽起或顶起柱塞的方式使其脱离流道，然后回到径向的远端等待下一周期时柱塞重新插入流道内进行介质的挤压鼓送。两根柱塞使得螺旋流总是和泵进口隔离的，单级螺旋叶片时，螺旋轮进口处外的区域作为进口区域，在该区域设置连接接口连接至外界吸油管，泵送往螺旋轮中间的油液介质在螺旋轮中间位置处进行引流，作为泵出口。为了保持进出口被隔离开，螺旋轮的螺旋结构应当至少设置两圈。

进一步的，螺旋轮靠近中心位置处的流道端部设置连通螺旋轮背面的叶轮芯口；

泵盖端面外缘处设置接口，泵盖上设置沿径向的柱塞滑槽；

柱塞组件还包括塞盒、滑片、挡块、第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧，滑片滑动安装在泵盖的外表面上，滑片沿柱塞滑槽方向滑动且滑动过程始终覆盖柱塞滑槽，滑片上设有一形状与柱塞截面形状相同的过塞孔，塞盒安装在滑片背离泵盖的表面上，塞盒中间位置带有凸起且对外封闭的导槽，柱塞滑动安装在导槽内，柱塞受到安装在导槽内的第三弹簧的挤压而具有顶向流道的趋势，柱塞从导槽中下落并插入流道时，需要依次穿过过塞孔和柱塞导槽，柱塞的底部形状需要与流道底部形状契合，才能完成流道隔离，挡块安装在泵盖外表面的径向中央位置处，挡块与塞盒之间安装第一弹簧，挡块与滑片之间安装第二弹簧，第二弹簧的弹性系数大于第一弹簧，流道在末端位置处设有顶升凸台，顶升凸台的宽度小于流道宽度，顶升凸台顶部紧邻泵盖内表面。

本结构给出介质的进出口位置以及柱塞的往复路线、往复结构：

本发明介质进口位置在于接口处，接口处进入的介质充满在螺旋轮的外圈位置，柱塞从螺旋叶片进口往内移动后，重新有新的低压油液充满在这一区域，被挤压的油液在流道的末端通过叶轮芯口往外，叶轮芯口需要旋转运动，所以，需要使用如同气动领域驱动用的配气阀芯等类似物件将旋转的叶轮芯口转换成定点输出，当然，本实施例后文还会给出另一种结构方式，也能达到定点输出的效果。

柱塞的往复通过柱塞组件全体结构实现：柱塞插入流道内并抵触在流道底面，随着螺旋轮的旋转，柱塞被带往径向中心处，当其到达顶升凸台时，柱塞被顶升凸台顶起，被顶起的柱塞收入到导槽内，柱塞底部还尚未与顶升凸台顶面脱离，但是，因为滑片所连接的第二弹簧弹性系数大于塞盒所连接的第一弹簧，所以，只要过塞孔和柱塞有一丝轮廓重叠面积变化，那么，滑片就会受到弹性而插入到柱塞和顶升凸台之间，柱塞底部的特定圆弧形状使得滑片进一步地将柱塞推挤往导槽内被收纳起来，柱塞脱离柱塞滑槽后，塞盒、滑片、柱塞一同径向往外滑动，进行柱塞复位过程，通过在径向位置的外端设置相应的限位结构可以在一定位置处截停塞盒、滑片、柱塞，截停下来的塞盒、滑片端部重新对齐使得导槽和过塞孔对齐，从而柱塞可以受到第三弹簧的弹力而具备再次插入流道的条件，只待螺旋轮后其螺旋进口位置到达柱塞下端时，柱塞再次插入流道内进行下一周期的流道隔离，柱塞在空间上画出一个矩形形状。

进一步的，柱塞底部为半圆球形，流道底部为半圆形。半圆球形和半圆形槽底是方便加工的一套形状，还可以是例如半球形削去一个顶的帽子形状。

进一步的，滑片朝向泵盖的表面上设有一钩块，钩块嵌入柱塞滑槽内并沿柱塞滑槽滑动，钩块抵靠柱塞滑槽径向在外的一端时，对应柱塞的径向在外一端。钩块勾住柱塞滑槽时作为滑片的径向外端的限位。该限位结构使用柱塞滑槽，减轻结构复杂程度。

进一步的，塞盒以主轴为轴线的径向长度小于滑片，滑片两端向外翘起翻边，当塞盒远离挡块的一端抵靠滑片在此端的翻边时，导槽底部与过塞孔对齐。

翻边用于塞盒相对于滑片的径向限位，在柱塞处于径向外端以及柱塞插入流道后直至柱塞被顶升凸台顶起时刻，都是塞盒的径向外端抵靠滑片径向外端翻边，而在柱塞复位过程时：即柱塞被顶升凸台顶起后直至滑片到达泵盖外缘处，是塞盒的径向内端抵靠滑片径向内端。

进一步的，螺旋轮为双叶片结构，端板作为中心面而且两侧分别设置螺旋叶片构造流道和反曲流道，反曲流道的螺旋方向与流道旋向相反，反曲流道通过另一个泵盖盖住，反曲流道上用于隔离流道的柱塞组件的柱塞头部运动方向是：插入反曲流道时径向往外，复位时径向往里。

使用双叶片结构，介质可以受到两次叶片挤压输送，加压翻倍，而且，原先一端的叶轮芯口直接作为另一侧螺旋叶轮的进口，经历径向往外流动，在螺旋线外进入到静止的泵壳空间，在通过该侧泵盖上的第二接口泵往外界，径向往外鼓送侧的柱塞组件，其柱塞画出的矩形的方向是和径向往内鼓送的螺旋轮所对应的柱塞矩形移动方向是相反的。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过螺旋轮和柱塞构建介质流动通道，螺旋轮旋转时一并带着柱塞径向滑动，当其靠近主轴时被一个顶升凸台顶起然后在泵盖表面上沿径向复位，在下一周期时重新插入流道内进行介质鼓送；介质的鼓送是连续进行的，而且，以径向往内的泵送作为主流动的泵送流动，可以预先压缩一部分压力势能存于介质内，压缩比例可以通过调配螺旋线的形状和选择特定的压缩通道起始终止位置来进行改变，使油泵适合泵送的油液特性，双侧设置螺旋轮后可以进行定点输入输出。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明螺旋轮运行原理示意图一；

图2为本发明螺旋轮运行原理示意图二；

图3为本发明柱塞滑槽位置示意图；

图4为本发明侧视结构下的介质流动示意图；

图5为本发明柱塞组件的运行示意图一；

图6为本发明柱塞组件的运行示意图二；

图7为本发明柱塞组件的运行示意图三；

图8为本发明带有反曲流道结构时的侧视图；

图9为本发明流道与反曲流道的轴面投影示意图。

图中：1-主轴、2-螺旋轮、20-端板、21-流道、22-叶轮芯口、23-顶升凸台、29-反曲流道、3-泵壳、4-泵盖、41-接口、42-柱塞滑槽、49-第二接口、5-柱塞组件、51-柱塞、52-塞盒、521-导槽、53-滑片、531-过塞孔、532-钩块、54-挡块、55-第一弹簧、56-第二弹簧、57-第三弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1~4所示，双端贯穿轴的螺旋反曲轮油泵，包括主轴1、螺旋轮2、泵壳3、泵盖4、柱塞组件5，泵壳3内部中空并在一端安装泵盖4，主轴1穿过泵壳3、泵盖4，螺旋轮2安装在主轴1上，螺旋轮2位于泵壳3内；

柱塞组件5包括至少两个柱塞51，螺旋轮2包括端板20和设置在端板一侧的螺旋形叶片，端板20外缘紧贴泵壳3内缘面，螺旋形叶片背离端板20的一侧敞开，螺旋形叶片构造螺旋形的流道21，流道21宽度保持不变，即螺旋线为等距螺旋线，极坐标系下：数学表达为ρ（t）=a*t+b，其中a、b为常数，t为自变量，ρ为极半径，柱塞51可沿轴向插入流道21内，柱塞51分布在螺旋轮2径向的两个圆周角度，柱塞51插入流道21内后随着螺旋轮2的旋转而将柱塞51一侧介质往螺旋轮2中央或外缘挤送。

柱塞51插入流道21中成为流道的分隔部件，两个柱塞配合螺旋叶片封闭起来的流道随着螺旋轮2的旋转不断流向中心位置，柱塞51可沿径向滑动，配置相应的柱塞51径向滑动结构即可，在柱塞51快到达中间位置处时，通过抽起或顶起柱塞51的方式使其脱离流道21，然后回到径向的远端等待下一周期时柱塞51重新插入流道21内进行介质的挤压鼓送。两根柱塞51使得螺旋流总是和泵进口隔离的，单级螺旋叶片时，螺旋轮2进口处外的区域作为进口区域，在该区域设置连接接口连接至外界吸油管，泵送往螺旋轮2中间的油液介质在螺旋轮2中间位置处进行引流，作为泵出口。为了保持进出口被隔离开，螺旋轮的螺旋结构应当至少设置两圈。

虽然流道宽度保持不变，但是，随着旋转而径向往内时，两个柱塞51之间包裹的介质体积是会缩小一些的，虽然油液的压缩性很小，但是仍然具有压缩性1%左右，在油中混有微量气体时，压缩性更大，而该压缩性也是导致很多齿轮油泵无法稳定工作的原因，根据油泵的实际使用工况，在流道设计时选择合适的系数a、b，可以配置出与油液相匹配的流道空间体积缩减，压缩的油液在流道21前端柱塞51脱开流道后，释放出压力，稳定泵出口压力。

如图1~7所示，螺旋轮2靠近中心位置处的流道21端部设置连通螺旋轮2背面的叶轮芯口22；

泵盖4端面外缘处设置接口41，泵盖4上设置沿径向的柱塞滑槽42；

柱塞组件5还包括塞盒52、滑片53、挡块54、第一弹簧55、第二弹簧56、第三弹簧57，滑片53滑动安装在泵盖4的外表面上，滑片53沿柱塞滑槽42方向滑动且滑动过程始终覆盖柱塞滑槽42，滑片53上设有一形状与柱塞51截面形状相同的过塞孔531，塞盒52安装在滑片53背离泵盖4的表面上，塞盒52中间位置带有凸起且对外封闭的导槽521，柱塞51滑动安装在导槽521内，柱塞51受到安装在导槽521内的第三弹簧57的挤压而具有顶向流道21的趋势，柱塞51从导槽521中下落并插入流道21时，需要依次穿过过塞孔531和柱塞导槽42，柱塞51的底部形状需要与流道21底部形状契合，才能完成流道隔离，挡块54安装在泵盖4外表面的径向中央位置处，挡块54与塞盒52之间安装第一弹簧55，挡块54与滑片53之间安装第二弹簧56，第二弹簧56的弹性系数大于第一弹簧55，流道21在末端位置处设有顶升凸台23，顶升凸台23的宽度小于流道21宽度，顶升凸台23顶部紧邻泵盖4内表面。

在后续的论述中，常常需要出现柱塞滑槽42两端的描述，故，因为柱塞滑槽42是径向延伸的，所以，以其远离主轴1的一端称为径向外端，靠近主轴1的一端称为径向内端，其余部件的径向外端、径向内端与之含义相同。

本结构给出介质的进出口位置以及柱塞51的往复路线、往复结构：

本发明介质进口位置在于接口41处，接口41处进入的介质充满在螺旋轮2的外圈位置，柱塞51从螺旋叶片进口往内移动后，重新有新的低压油液充满在这一区域，被挤压的油液在流道21的末端通过叶轮芯口22往外，叶轮芯口22需要旋转运动，所以，需要使用如同气动领域驱动用的配气阀芯等类似物件将旋转的叶轮芯口22转换成定点输出，当然，本实施例后文还会给出另一种结构方式，也能达到定点输出的效果。

柱塞51的往复通过柱塞组件5全体结构实现：如图5所示，柱塞51插入流道21内并抵触在流道底面，随着螺旋轮2的旋转，柱塞51被带往径向中心处，当其到达顶升凸台23时，柱塞51被顶升凸台23顶起，被顶起的柱塞51收入到导槽521内，柱塞51底部还尚未与顶升凸台23顶面脱离，但是，因为滑片53所连接的第二弹簧56弹性系数大于塞盒52所连接的第一弹簧55，所以，只要过塞孔531和柱塞51有一丝轮廓重叠面积变化，那么，滑片53就会受到弹性而插入到柱塞51和顶升凸台23之间，柱塞51底部的特定圆弧形状使得滑片53进一步地将柱塞51推挤往导槽521内被收纳起来，柱塞51脱离柱塞滑槽42后，塞盒52、滑片53、柱塞51一同径向往外滑动，进行柱塞复位过程，通过在径向位置的外端设置相应的限位结构可以在一定位置处截停塞盒52、滑片53、柱塞51，截停下来的塞盒52、滑片53端部重新对齐使得导槽521和过塞孔531对齐，从而柱塞51可以受到第三弹簧57的弹力而具备再次插入流道的条件，只待螺旋轮2后其螺旋进口位置到达柱塞51下端时，柱塞再次插入流道21内进行下一周期的流道21隔离，柱塞51在空间上画出一个矩形形状。

如图7所示，柱塞51底部为半圆球形，流道21底部为半圆形。半圆球形和半圆形槽底是方便加工的一套形状，还可以是例如半球形削去一个顶的帽子形状。

如图7所示，滑片53朝向泵盖4的表面上设有一钩块532，钩块532嵌入柱塞滑槽42内并沿柱塞滑槽42滑动，钩块532抵靠柱塞滑槽42径向在外的一端时，对应柱塞51的径向在外一端。钩块532勾住柱塞滑槽42时作为滑片53的径向外端的限位。该限位结构使用柱塞滑槽42，减轻结构复杂程度。

如图5~7所示，塞盒52以主轴1为轴线的径向长度小于滑片53，滑片53两端向外翘起翻边，当塞盒52远离挡块54的一端抵靠滑片53在此端的翻边时，导槽521底部与过塞孔531对齐。

翻边用于塞盒52相对于滑片53的径向限位，在柱塞51处于径向外端以及柱塞51插入流道21后直至柱塞51被顶升凸台23顶起时刻，都是塞盒52的径向外端抵靠滑片53径向外端翻边，而在柱塞51复位过程时：即柱塞51被顶升凸台23顶起后直至滑片53到达泵盖4外缘处，是塞盒52的径向内端抵靠滑片53径向内端。

如图8、9所示，螺旋轮2为双叶片结构，端板20作为中心面而且两侧分别设置螺旋叶片构造流道21和反曲流道29，反曲流道29的螺旋方向与流道21旋向相反，反曲流道29通过另一个泵盖4盖住，反曲流道29上用于隔离流道的柱塞组件5的柱塞51头部运动方向是：插入反曲流道29时径向往外，复位时径向往里。

使用双叶片结构，介质可以受到两次叶片挤压输送，加压翻倍，而且，原先一端的叶轮芯口22直接作为另一侧螺旋叶轮的进口，经历径向往外流动，在螺旋线外进入到静止的泵壳3空间，在通过该侧泵盖4上的第二接口49泵往外界，径向往外鼓送侧的柱塞组件5，其柱塞51画出的矩形的方向是和径向往内鼓送的螺旋轮2所对应的柱塞51矩形移动方向是相反的，在图8中以两个封闭的点划线矩形显示。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。