[发明专利]一种采用自动平衡转子组的并联四缸滑阀泵

说明书

本发明属于泵技术领域，公开了一种采用自动平衡转子组的并联四缸滑阀泵，包括电机、齿轮箱和泵体，泵体中，沿泵体水平方向开设有四个相同的圆柱形泵腔，圆柱形泵腔平行于主动轴且围绕主动轴均布设置，各圆柱形泵腔内分别安装有结构相同的滑阀组件，主动轴通过齿轮箱啮合驱动四个滑阀组件，使相邻的滑阀组件两两同速反向转动构成自动平衡转子组。本发明所述滑阀泵可使得转子和滑阀运动过程产生的偏心力在组件之间互相抵消，且根据多泵腔结构设计了相应的吸排气系统和水冷系统，结构更紧凑，冷却效果更好。

技术领域

本发明属于泵技术领域，特涉及一种采用自动平衡转子组的并联四缸滑阀泵。

背景技术

作为一种常见的油封式机械真空泵，滑阀式真空泵是一种容积式真空泵，它可以通过滑阀的机械旋转来改变吸入室的体积，通过转子的运动来达到抽气的目的。它适用于去除一般性气体或含有少量冷凝气体，广泛应用于各个领域。

滑阀式真空的主要结构包括泵体、偏心轮、滑阀组件和导轨等。由于滑阀式真空泵转子质量有较大偏心，没有好的质量平衡，在运转时会产生较大振动。同时由于滑阀泵的旋转质心运动轨迹是复杂的封闭曲线，因此很难实现对滑阀泵惯性力的完全平衡。这就限制了滑阀式真空泵的转数，一般控制在350～600r/min，个别的可达到1000r/min以上。

目前解决这种不平衡惯性力的方法，主要有以下几个方面：

1.“双缸结构”的滑阀真空泵。将一个长、短的两个泵组合在一起，共用一个轴，两个偏心轮在轴上反向装置，并且在驱动带轮上添加适当的重量分布块。这种结构被广泛应用于滑阀泵的早期设计中。但实践表明在这种结构中，只能平衡奇数的谐波惯性力，而且由于结构的不对称性，它还会在泵体上产生附加力矩，从而对泵的平衡产生影响。

2.“三重平衡技术”：中间是一个长缸，两端各有一个等长的圆筒，三组滑阀由一根公共轴同时驱动，中间有一组滑阀，它的长度及重量式两端两组滑阀的两倍。当泵运行时，两组短滑阀和中间长滑阀之间的相位差始终保持在180°之间。长滑阀产生的惯性力为F，短滑阀产生的惯性力为F／2，因此泵的惯性力和惯性力矩大小相等且方向相反。然而在这种结构中，和“双缸结构”一样只能平衡奇数的谐波惯性力，他和“双缸结构”相比优点在于结构对称，不会在泵体上产生附加力矩。

3.通过分析计算，在偏心轮上打动平衡孔。因为加工误差等原因并不能完美的消除偏心轮的偏心问题。

4.添加平衡轮，并在皮带轮上外加配重块，来对偏心轮和滑阀的惯性力进行平衡减振。这些方式与“双缸结构”相似，只能平衡奇数的谐波惯性力，而且由于结构的不对称性，它还会在泵体上产生附加力矩，从而对泵的平衡产生影响。

5.机械减振装置：对于高速泵和大型泵，可用添加机械减振装置的办法来减小振动。例如在泵的底座上安装橡胶减振器来减振。这种方式对滑阀偏心振动只能起到一定的抑制作用，并不能完全消除，同时还增加了底座及地脚螺钉的载荷。

以上所有的方式和手段，只能部分消除偏心轮的偏心振动，并不能完全抵消偏心轮以及滑阀运动产生的离心惯性力，而且对于滑阀运动产生的离心惯性力并未提出合理可靠的解决方案。

除减震原理上的问题之外，传统滑阀泵结构上也存在不足，具体如下：

传统滑阀泵的入口和出口与泵腔之间的通道很短，几乎没有位置来设计流道、改善流动状态，不利于降低吸排气噪声；进气口还存在泵油飞溅的状况，当泵口与系统直联时，易发生泵油进入系统的事故。

滑阀泵传统冷却方式中，没有冷却水道这一结构，有的是体积庞大的冷却水腔，泵腔几乎是浸泡在冷却水腔中，虽然接触面积足够大，但因为冷却水腔体积大，高速的冷却水从冷却水口流入冷却水腔后流速迅速变缓，导致冷却水流经泵腔换热表面的速度非常低，且又因其内部形状复杂，各部分流速不均，流经路程短，大量的冷却水未及时换热已被排出，导致冷却效率低，冷却效果差。不仅如此，传统的冷却水腔与浸于冷却水中的工作腔之间的支撑结构少，泵腔体易发生振动。