一种适于多种介质的高压螺杆泵制造技术

本发明专利技术涉及一种适于多种介质的高压螺杆泵，包括由前泵体和后泵体组成的外壳体以及同步行星齿轮与螺杆一体化结构的螺杆组；螺杆组由一根主动螺杆和若干根从动螺杆组成，从动螺杆对称布置在主动螺杆侧面；主动螺杆与同步行星齿轮系的外齿圈采用一体化结构，从动螺杆与同步行星齿轮系的啮合齿轮也采用一体化结构，从动螺杆的旋转带动同步齿轮反馈到主动螺杆的外齿圈实现同步旋转，该螺杆泵适于液压油、海水、淡水等不同粘度介质高压化的工作环境，适用于高压化的工作环境，抗污染能力强，可在高压高速下稳定运行，支持长久高强度作业。支持长久高强度作业。支持长久高强度作业。

【技术实现步骤摘要】
一种适于多种介质的高压螺杆泵


[0001]本专利技术涉及液压传动的容积式液压泵
，具体涉及一种适于多种介质的高压螺杆泵。

技术介绍

[0002]鉴于螺杆泵具有脉动小、噪声低、自吸能力强等优点，已经广泛应用于石油化工、海上平台、舰船装备等各种流体输送场合的高压三螺杆泵大部分是来源于国外企业生产的。作为最常用的三螺杆泵属于高精度曲面加工领域，国内三螺杆泵的工作压力主要集中在10MPa,个别企业可达到16MPa；而国外知名厂家生产的高压螺杆泵可达到25MPa甚至30MPa以上。为了更好地研制螺杆泵的设计理论基础和关键部位技术，对机械传动理论、曲面加工工艺、泄漏理论和计算机虚拟设计等多个学科都要有所涉及。目前三螺杆泵绝大部分适用于液压油介质，而适用于海水、淡水等低粘度介质的螺杆泵仅有少数欧美发达国家拥有核心技术，在超高压工况下结构寿命和可靠性无法满足实际应用，特别是从动螺杆和轴套之间出现了严重的磨损，从而影响了原有的密封性能，容积效率急剧降低。然而，随着使用范围的扩展，特别是面向军工行业对工作介质和工作负荷提出更高的新要求；三螺旋泵作为动力源，在许多场合必须将输出压力提升到20MPa以上且具有低噪声特性。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种适于液压油、海水、淡水等不同粘度介质的螺杆泵，适用于高压化的工作环境，抗污染能力强，可在高压高速下稳定运行，支持长久高强度作业。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案是：
[0005]一种适于多种介质的高压螺杆泵，包括由前泵体和后泵体组成的外壳体以及同步行星齿轮与螺杆一体化结构的螺杆组；所述螺杆组由一根主动螺杆和若干根从动螺杆组成，所述从动螺杆对称布置在主动螺杆侧面；所述的主动螺杆与同步行星齿轮系的外齿圈采用一体化结构，所述从动螺杆与同步行星齿轮系的啮合齿轮也采用一体化结构，从动螺杆的旋转带动同步齿轮反馈到主动螺杆的外齿圈实现同步旋转，将螺杆承受的液体高压轴向力传递到同步齿轮作用，可以极大地改善螺杆泵密封摩擦副的使用；同时，通过同步行星齿轮系加工精度的提高，可以提高螺杆泵的装配精度，降低泵组工作噪声，提高泵的容积效率和使用寿命。
[0006]进一步的，所述从动螺杆的数量采用两个、三个或四个，与其一体化配合的同步行星齿轮系的齿轮相应的改变数目形成三螺杆泵、四螺杆泵或者五螺杆泵结构，可实现超高压螺杆泵的高相等功率密度比，极大减小螺杆泵的体积，并达到减振降噪的目的。
[0007]进一步的，所述主动螺杆的前端和从动螺杆的后端分别装配采用工程陶瓷材料的双列角接触球轴承或者滑动轴承，能同时承受径向负荷和双向的轴向负荷，既可用于液压油介质，也可适于海水或淡水介质的使用。
[0008]作为优选的方案，在所述主动螺杆的末端设置可调心的滑动轴承，用于调整主动螺杆和从动螺杆的偏心距误差。
[0009]进一步的，在后泵体的内部固定有衬套，所述后泵体通过在衬套的密封槽中轴向安装密封圈而将高压腔与低压腔分隔开，在结构上使得同步行星齿轮及螺杆泵连接端零部件处于液体工作的低压端，有利于齿轮的承载受力，特别是作为低粘度介质的水压螺杆泵，另外一端处于高压端，便于实现低粘度介质的密封，安装工艺简单，便于拆装更换。
[0010]作为优选的方案，同步行星齿轮采用隔离板与螺杆泵的吸入口部分分开，即采用油水分离结构使得齿轮处于油脂润滑状态；或者采用一体化设计，使同步行星齿轮和螺杆处于同一介质中。
[0011]进一步的，所述衬套采用不锈钢基体上熔覆石墨烯或增强碳纤维材料的复合结构，并通过改善衬套的加工工艺使减小衬套与从动螺杆之间的摩擦，改善从动螺杆与衬套之间的润滑状态，有利于提高螺杆泵的寿命，也可采用3D打印技术可以实现四螺杆泵或者五螺杆泵相对应结构的衬套加工。
[0012]作为优选的方案，主动螺杆采用机械密封及在顶盖上设置特康格莱圈组合使用的密封结构。
[0013]外壳体由前泵体和后泵体组成，在装配工艺上得到很大改善，便于一体化的齿轮螺杆副安装时调节配合间隙。
[0014]作为优选的方案，后泵体采用一体式集成化结构和安全阀安装在一起，其进、出口分别与螺杆副的低压腔与高压腔连通，使其低压腔处在与齿轮所在的一端连接，有利于解决轴承的受力和主轴旋转处的动密封问题；其自身结构简单并且便于调节安全阀的压力设定值；所述安全阀在外力作用下处于常闭状态，安全阀的进、出液体口与螺杆泵的高、低压腔连通，当设备中的压力增加并超过规定值时，开闭部分会自动打开，通过将流体卸载到吸液口或系统外，使设备中的压力值降低至安全范围。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0016]1)为了应对高压工况，采用主动螺杆上配置一体化结构的同步行星齿轮系的外齿圈，从动螺杆上配置行星齿轮系的啮合齿轮的方法，通过内啮合齿轮减轻螺杆传动负载，在齿轮传动的辅助下，能有效降低螺杆转动的功率损耗，减轻磨损，提高螺杆的使用寿命；
[0017]2)若同步行星齿轮的齿形若采用斜齿，那么可以发挥斜齿圆柱齿轮的传动优势，啮合特性好：其齿间啮合属于过渡阶段，其上的作用力从小到大，再从大到小，适合在较大的负荷下和较快的速度下进行；重合度大：具有较长的啮合时间和较大的接触面积，能保证传动平稳，经济性也较优，并且结构紧凑；将螺杆摩擦副反馈到齿轮副的轴向作用力分解，有效提高螺杆泵的承载能力。
[0018]3)衬套采用石墨烯或增强碳纤维材料，衬套内表面与螺杆齿顶外表面采用最佳径向间隙，促使容积效率满足设计要求；
[0019]4)适当调整螺杆泵主、从动螺杆的节圆直径，通过优化螺杆泵的整体结构强度，在一定程度上实现了小体积大排量的设计追求，结合螺杆泵本身特有的低噪音性能，可适用于深海国防装备型号产品；
[0020]5)泵体采用分段式结构，使同步行星齿轮处于螺杆泵的低压腔，有利于同步行星齿轮的受力，更有利于低粘度淡水或海水在主动螺杆连接处的密封，工艺结构便于安装拆
卸；泵组即采用立式也可采用卧式结构设计，便于安装应用；卧式结构更有利于减轻螺杆的轴向载荷的负担，工作更加可靠。
[0021]6)双列角接触球轴承能在固定主从动螺杆的轴向定位的情况下，平衡螺杆承受的轴向作用力，承载螺杆所受的径向作用力。调心滑动轴承可以消除螺杆啮合产生的误差，保证螺杆同心度，提高容积效率和减小振动噪声的目的。
附图说明
[0022]图1为本专利技术高压化新型三螺杆泵剖视图。
[0023]图2为图1的俯视图。
[0024]图3为本专利技术高压化新型三螺杆泵三维图。
[0025]图4为本专利技术的衬套三维图。
[0026]图5为本专利技术的螺杆组三维图。
[0027]其中的附图标记为：平键1、主动螺杆2、顶盖3、前盖4、深沟球轴承5、前泵体6、M16
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2内六角螺丝7、紧固六角螺母8、防松六角螺母9、安全阀10、后泵体11、后盖12、M14
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2内六角螺钉13本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适于多种介质的高压螺杆泵，其特征在于：包括由前泵体和后泵体组成的外壳体以及同步行星齿轮与螺杆一体化结构的螺杆组；所述螺杆组由一根主动螺杆和若干根从动螺杆组成，所述从动螺杆对称布置在主动螺杆侧面；所述的主动螺杆与同步行星齿轮系的外齿圈采用一体化结构，所述从动螺杆与同步行星齿轮系的啮合齿轮也采用一体化结构，从动螺杆的旋转带动同步齿轮反馈到主动螺杆的外齿圈实现同步旋转。2.根据权利要求1所述的适于多种介质的高压螺杆泵，其特征在于：所述从动螺杆的数量采用两个、三个或四个，与其一体化配合的同步行星齿轮系的齿轮相应的改变数目形成三螺杆泵、四螺杆泵或者五螺杆泵结构。3.根据权利要求1所述的适于多种介质的高压螺杆泵，其特征在于：所述主动螺杆的前端和从动螺杆的后端分别装配采用工程陶瓷材料的双列角接触球轴承或者滑动轴承。4.根据权利要求1所述的适于多种介质的高压螺杆泵，其特征在于：在所述主动螺杆的末端设置可调心的滑动轴承，用于调整主动螺杆和从动螺杆的偏心距误差。5.根据权利要求1所述的适于多种介质的高压螺杆泵，其特征在于：在后泵体的内部固定有衬套，所述后泵体通过在衬套的密封槽中轴向安装密封圈而将高压腔与低压腔分隔开，在结构上...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓晖，吴禹超，张艳芹，陈誉，孙孟辉，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：