[发明专利]一种矩形截面圆柱螺旋弹簧内啮合螺杆泵

说明书

一种矩形截面圆柱螺旋弹簧内啮合螺杆泵，它由入轴1，主轴2，大弹簧螺母3，小弹簧螺杆4，内轮5，外轮6，轴套7，泵体8，端盖9、10，隔套11，键12、13，轴承14、15、16，圆螺母17，接头18及O型圈19等组成。其特征是：件号3、4是一对相互啮合的矩形截面圆柱螺旋弹簧螺杆螺母运动副，其螺旋截面轴向宽度和等于螺距，径向厚度相同，具有相同头数、旋向、螺距、总圈数和自由高度。不同的是，件号3的圆柱外径和内径均比件号4相同部位大一个径向厚度。二者以偏心径向厚度一半距离套装在一起时，圆柱一侧互嵌互补，另一侧互空互搭，生成大小两个月牙形腔形空间，当二者平动公转或同向同速双廻转时，即会从螺旋一端向另一端泵送流体，是一种新型容积式流体泵送机械。

技术领域

本发明属于机械工程中各种变容式机械、泵技术领域，具体涉及一种矩形截面圆柱螺旋弹簧内啮合螺杆泵。

背景技术

目前在机械工程变容式机械、泵技术领域中应用的泵机种类十分繁多，除齿轮泵、叶片泵、柱塞泵外，20世纪中叶各种外啮合螺杆泵得到了较大发展，八十年代以后由于高精度数控加工技术的出现，旋涡式流体机械也得以实际应用。

应当说明，曾经在上个世纪出现的“方牙形”双螺杆泵，加工刀具制作简单，加工螺杆螺旋的精度易于达到，整台泵生产成本很低，四、五十年代获得了广泛的应用。可惜的是由于在啮合过程中不可避免地会发生两根螺杆正圆柱螺旋面相互干涉，这个干涉量一般相当于螺杆外径的3-5％，选择参数不当时甚至高达8-12％，因此在设计此类泵时，必需准确验算使螺杆螺旋面之间留有必需保持的最小间隙值尽可能小，但再怎麽小也是一个可观的数值，如此一来，螺杆泵的输出压力、流量、效率都被极大地降低，“方牙形”螺杆泵不可避免地遭到了淘汰的命运。

本发明对上述问题，没有回避螺杆螺母两个正圆柱螺旋面啮合时发生的相互干涉，而是采取两个创新的技术办法加以变性，形成并发明了一种矩形截面圆柱螺旋弹簧内啮合螺杆泵。

发明内容

本发明的目的是提供一种普通矩形齿内啮合螺杆泵，它的工作腔形的形成与变动，根本不依赖各种特殊型线-摆线、渐开线、阿基米德螺线、代数螺线以及这些曲线与直线、圆弧线的组合线，就可以做到流体的泵送。

本发明采取的技术办法是：

1.将螺杆螺母的两个大小螺旋部从螺杆螺母本体分离出来，使其从螺杆螺母内外刚性结构变为两个各自独立的弹性元件，即件号(3)大矩形截面圆柱螺旋弹簧螺母和件号(4)小矩形截面圆柱螺旋弹簧螺杆。

2.上述两个弹性元件具有相同的螺旋头数、旋向、螺距、矩形截面的径向厚度、矩形截面的轴向宽度之和等于螺距，此外，特别要求两个弹性元件的总圈数和自由高度保持一致，这样二者在啮合套装发生圆柱螺旋面相互干涉时，均处于弹性应力应变规律的初始阶段，较小的弹力可以产生相应所需的形变，这种相互形变适应就能够良好的化解螺旋面的刚性干涉，保持两个弹性元件的正常啮合。

根据上述，本发明的具体技术措施是：

本发明矩形截面圆柱螺旋弹簧内啮合螺杆泵由输入轴(1)，主动轴(2)，大矩形截面圆柱螺旋弹簧螺母(3)，小矩形截面圆柱螺旋弹簧螺杆(4)，内圆弧齿轮(5)，外圆弧齿轮(6)，主轴轴承套(7)，泵体(8)，两端端盖(9)、(10)，隔套(11)，键(12)、(13)，各部轴承(14)、(15)、(16)，圆螺母(17)，进出口接头(18)及0型圈(19)等组成。其特征是：件号(3)、(4)是一对相互啮合的矩形截面圆柱螺旋弹簧螺杆螺母运动副，即二者都是矩形截面圆柱螺旋弹簧，其截面轴向宽度之和等于螺距，径向厚度则完全相同，具有相同的头数、旋向、螺距、总圈数和自由高度。不同的是，件号(3)的圆柱外径和内径均比件号(4)的圆柱外径和内径大一个径向厚度，当二者以偏心二分之一径向厚度距离套装在一起时，圆柱一侧互嵌互补，另一侧则互空互搭，每一个弹簧螺距生成大小两个月牙形腔形空间。当二者相互啮合并平动公转或定位同向同速双廻转时，立即会从螺旋一端吸入口向螺旋另一端排出口泵送流体，吸排方向由弹簧旋向和驱动方向决定，是一种完全新型的流体泵送机械。