[实用新型]多叶凸轮输液泵

说明书

本实用新型属一种外啮合弧形型式输液泵。

现有外啮合齿轮泵的主、从动齿轮轮齿齿形曲线多为渐开线形曲线，齿轮泵输液运行时前一作轮齿尚未脱离啮合后一对齿轮即进行啮合，从而在同一时间内有两对轮齿同时啮合。由于啮合齿间有顶隙，故产生困液现象，给齿轮泵的使用带来种种不利影响。另外，轮齿转动过程中齿面接触不是连续的，在轮齿啮合时有撞击现象发生，给齿轮泵的使用也带来不利影响。再有，齿轮泵运行时啮合面间有滑动摩擦现象使轮齿的磨损较快，降低了齿轮泵的使用寿命。现有齿轮泵之所以产生困液现象是由于在同时啮合的两对轮齿之间形成了一个与泵腔隔绝的封闭空间，而封闭空间的容积随齿轮的转动而发生变化。当齿轮转动、封闭空间容积减小时，封闭空间内的液体被压缩，液体的压力急剧上升使其压力大大高于泵出口的压力，与此同时液体的温度升高变热，液体即会从一切可泄露的缝隙向外漏出，而造成泵的泄漏。同时，对泵轴及轴承产生很大的冲击载荷，增加了泵的功率损失，并引起泵的振动及产生噪音，泵工作平稳性及使用寿命下降。当封闭空间的容积随齿轮转动增大时，封闭空间内出现真空，空间内液体产生汽泡，引起泵的汽蚀，泵产生振动并出现噪音，同样使泵的工作平稳性及使用寿命下降。从泵的设计上讲，齿轮泵封闭空间的存在，困液现象的发生，是由于重叠系数ε大于1造成的。当ε＝1时，既无困液现象发生。但是，当ε＝1时（ε为重叠系数），在齿轮泵的加工制造装配过程中，由于制造及装配的精度上的误差，往往造成泵的实际重叠系数小于1。当ε＜1时，会出现齿轮传动不连续，泵运行时液体会从泵的排出侧泵腔向吸入侧泵腔倒流，使泵不能进行正常的输液运行。所以，在现有齿轮泵的设计及制造中，一般要求ε不小于1.05，因而现有齿轮泵存在的困液现象及由此带来的种种不利影响是难以克服和消除的。

本实用新型的目的是对现有齿轮泵加以改进，消除现有齿轮泵存在的困液现象及由此给齿轮泵的使用带来的种种不利影响，提供一种啮合面为滚动配合、无滑动摩擦现象发生的，齿形曲线为椭圆曲线的外啮合多叶凸轮输液泵。

多叶凸轮输液泵的主、从动多叶凸轮齿形曲线为椭圆曲线，齿向曲线为“人”字形折线。主、从动多叶凸轮位于“8”字形泵腔内，并相互外啮合。主动多叶凸轮转动可带动从动多叶凸轮转动，多叶凸轮转动时两轮啮合部啮合面为线性接触，纯滚动配合，传动时无顶隙。

多叶凸轮椭圆形曲线由下述方程决定：

ρ＝ (2·a·b)/(（a＋b）＋（b－a）COS（Kθ）)

其中：

ρ为多叶凸轮轮面上任意一点的向径。

a为多叶凸轮的叶根高（叶根向径）

b为多叶凸轮的叶顶高（叶顶向径）

K为多叶凸轮的叶顶数

θ为多叶凸轮轮面上任意一点向径与叶根高间的夹角。

在多叶凸轮输液泵的设计及制造中，a、b、K可任意选取，但根据通常的使用要求K一般为2－16。

多叶凸轮输液泵输液运行时。两个多叶凸轮的啮合部为线接触，其接触线沿轮面作连续位移，因而无撞击现象，所以泵的运行噪音小。两轮传动时无顶隙，不能形成封闭空间，故无困液现象发生，消除了由困液现象给泵带来的各种不利影响，提高了泵的工作平稳性，减少了功率损失，延长了泵的使用寿命。两轮啮合部为滚动接触不发生滑动现象，啮合时无撞击现象，因此提高了泵工作的安全性，更适合输送油及其他有机液体的使用要求。

图4为齿形曲线为渐开线形曲线的现有齿轮泵的主、从动齿轮齿啮合状态图。

图中：C1为主动齿轮，C2为从动齿轮

a为两啮合轮齿间形成的封闭空间。

实施例：

附图1－3为本实用新型的一个实施例结构示意图，下面结合实施例详细说明本实用新型。

其中：

图1为具有4个叶顶的多叶凸轮输液泵结构示意图

图2为主、从动多叶凸轮啮合状态的侧视图

图3为4叶凸轮结构图。

如图1－3所示，具有4个叶顶多叶凸轮输液泵的泵腔为“8”字形，主动多叶凸轮（3）及与之外啮合的从动多凸轮（6）装于泵腔内，主动多叶凸轮可带动从动多吓凸轮在泵腔内转动。主、从动多叶凸轮具有4个叶顶，其齿形曲线（2）为椭圆曲线，其齿向曲线（凸轮叶面等高线）（11）为“人”字形折线。主、从动多叶凸轮啮合传动时无顶隙，啮合线接触凸轮转动为滚动配合。

多叶凸轮输液泵的工作原理与齿轮泵相同，主、从动齿轮啮合接触将泵腔分互相隔绝的两个部分，一部分为低压的吸入腔，一部分为高压的排出腔。泵送液体时随着吸入腔（9）容积的增大，液体由泵进口（10）吸入腔内，随着凸轮的继续转动，凸轮叶顶与泵壳（7）内壁紧密接触将液体分别封闭在泵壳与凸轮围成的封闭空间（1）和（8）里并随凸轮转动向排出腔方面位移，当凸轮叶顶与泵壳内壁面脱离接触，液体进入泵的排出腔（5）中，随着凸轮继续转动，排出腔容积不断减小，液体被排出泵腔由泵出口（4）排出泵外，即完成了液体泵过程。由于主、从动多叶凸轮的齿形为连续、圆滑曲线无显角，主、从动凸轮转动过程中始终为连续滚动接触，因而无撞击现象及相对滑动现象发生。本实用新型不仅仅限于这一种结构型式，凸轮的叶顶数可根据需要任意选择，从而制成具有各种叶顶数的多叶凸轮输液泵。