[发明专利]正位移齿轮泵的惰轮

说明书

一种用于低速输送粘性液体浆液的齿轮泵，通过避免颗粒破碎，促进了诸如糖晶体之类的悬浮颗粒的生长。泵包括与偏心安装的惰轮啮合的转子齿轮，该偏心安装的惰轮支撑在泵头的凸台上，该泵头包括月牙形密封件，该月牙形密封件由于惰轮相对于转子齿轮的偏心而延伸到开口中。惰轮在每个齿轮齿形上均包含径向延伸的刃带，该刃带对称地定向在相邻隔开的成对齿上。刃带构造成使通过泵的晶体破碎最小化，并与配对的转子齿啮合，以在泵的入口端口和出口端口之间进行密封。为了促进晶体生长，刃带仅覆盖每个齿的轮廓表面积的10％至30％。为了最大程度地减小齿轮齿的磨损，在依次相邻的成对齿之间刃带轴向错开。

相关申请

本申请要求2017年5月11日提交的、申请号为15/592,458的美国专利申请的优先权，其通过引用合并于此。

技术领域

本公开一般地涉及了与泵送粘性液体有关的正位移齿轮泵。更具体地，本公开涉及用于惰轮的构造，该惰轮用于泵送包含保持在悬浮液中的逐渐变大的浆料颗粒(例如糖晶体)，而不将颗粒碾碎。

背景技术

正位移齿轮泵通常用于泵送中粘度至高粘度的液体。典型的正位移齿轮泵包括安装在轴上的转子齿轮。该转子齿轮包括多个沿周向布置的、间隔开的、径向向内指向的齿轮齿，同时这些齿轮齿沿轴向朝向泵壳体的开口端延伸。头部覆盖泵壳体的开口端，并且该头部支撑惰轮销，惰轮相对于转子齿轮偏心地安装在该惰轮销上。惰轮还包括多个周向地设置在连续的惰轮齿根之间的齿轮齿。与径向向内延伸的转子齿轮齿相反，惰轮齿径向向外延伸。

新月形密封件径向设置在惰轮和转子齿轮的未啮合齿之间，该密封件定位在新月形间隙内，该间隙通常与完全啮合的转子和惰轮齿的啮合点直接相对。新月形密封件是必要的，以确保泵的入口(吸入)端口和出口(释放)端口之间有足够的压力差。惰轮齿与密封件的径向向内弯曲的内侧部分啮合，而转子齿轮齿与密封件的径向向内弯曲的外侧部分啮合。另外，相互啮合的惰轮齿和转子齿也充当入口和出口之间的密封件。因此，相互啮合的齿以及月牙形密封件的密封效果共同作用，以保持入口和出口端口之间的理想压力差。

尽管在与正位移齿轮泵相关的密封技术方面已取得了长足的进步，但进一步的改进仍是需要的。例如，在泵送包括颗粒会逐渐变大的浆液(例如颗粒是悬浮在液体浆液中的晶体)时，惰轮齿和转子齿轮齿经常将该悬浮的颗粒碾碎，而这是不被人们所希望看到的。

因此，特别需要避免的是，当颗粒在通过正位移齿轮泵的运动期间，悬浮的颗粒(诸如糖浆中的糖晶体)被碾碎的情况。

发明内容

在本公开的一种形式中，正位移齿轮泵包括壳体，其限定了壳体内部。该壳体包括入口端口和出口端口，以传输液体穿过壳体内部。外部转子齿轮由转子轴支撑在壳体的内侧端。头部定位在壳体的外侧端，并且内部惰轮围绕惰轮轴线旋转地支撑在该头部上，该头部支撑惰轮以在壳体内部旋转。惰轮相对于转子齿轮以固定的、径向偏心的关系定位在头部上，该惰轮的一部分齿与一部分转子齿轮齿啮合。如所公开的，惰轮具有径向向外定向的齿，而转子齿轮具有径向向内定向的齿。

惰轮的齿呈也轴向地延伸，并且每个惰轮齿的每个啮合表面均包含径向定向的刃带(land)。相邻间隔的一对齿限定成对的、对称对齐的刃带，每对刃带都由间隔开的齿之间的根部间隔开。刃带构造成接合啮合的转子齿，以在泵的入口端口和出口端口之间进行密封。刃带限定了在啮合的惰轮齿和转子齿轮齿之间瞬态形成的间隙释放容积的边界，以最小化通过泵的晶体的破碎情况。