一种外旋体内旋恒压泵的设计方法 【技术领域】
本发明属于一种容积泵的设计方法，一种外旋体内旋恒压泵的设计方法。
背景技术
随着我国现代工业的飞速发展，在许多领域需求一种节能、环保、高扬程、输出压力恒定的泵产品。城市高层供水急需即可变流量又能高扬程的恒压节能环保型水泵；油田，特别是海上油田更急需先进的油气多相混输泵。然而，现有的泵则无法满足以上要求。
往复泵：虽易实现高扬程，但由于结构复杂及往复导致的高脉动，必然造成噪音大、流量不均匀、制造成本高。
离心泵：由于无法低速运行、泵体笨拙，耗能较高且很难控制流量。
螺杆泵：虽有输出压力恒定优点。但内泄大、体积大、制造精度较高。
单螺杆泵：虽有输出压力恒定、体积较小等优点，但橡胶套易磨损、不易输高温介质、且较难实现高压。
齿轮泵：虽制造成本低、应用广泛，但噪音大、寿命短、不易输高温介质且较难实现高压。
叶片泵：结构复杂、成本高。
涡旋泵：造价高、有脉动、排量小。
双转子螺旋泵是用外径与主动转子内径相同的螺旋簧嵌于主转子腔体内，通过螺旋簧与从动转子上的螺旋槽滑动配合而工作。液体的进口和出口分设于主动转子的两端，其扬程仅为300米(约3Mpa)。其主要不足是：①该泵主转子是壳体，并将一个螺旋簧嵌于主转子内，为分体结构，这种结构难以承受高压；②扬程300米说明螺旋间的密封难题尚未得到根本解决。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种输出压力高，可恒压变流量，能液、气混输的外旋体内旋恒压泵的设计方法，它内密封好且体积小、噪音低、能耗低、制造成本低、应用范围广。
本发明的目的是这样实现的，设计一种外旋体内旋恒压泵的设计方法，该泵包括泵体、偏心轴、端盖、密封圈、油封、轴承，其特征是：泵体内表面上有螺旋槽，螺旋槽的法向截面是矩形，在泵体和偏心轴之间套有螺旋槽体，螺旋槽体是空心腔体，它的外表面有与泵体内表面的螺旋槽形状相同、尺寸相配合的螺旋槽，泵体的内螺旋槽与螺旋槽体的外螺旋槽相互啮合，螺旋槽体的内表面与偏心轴外表面为弧线配合的滑动连接，偏心轴通过轴承与泵体的端盖体连接；泵体是外旋体结构，泵体旋转，偏心轴不动，偏心轴的两端分别有通道孔，通道孔的一端口与液体进口或液体出口连通，通道孔的另一端口与泵体内空腔连通；当偏心轴作旋转运动时，带动螺旋槽体作行星运动，从而使泵体螺旋槽与螺旋槽体外表面上的螺旋槽之间的旋动配合将液体升压泵出。
所述的螺旋槽体的内表面与偏心轴的外表面是弧线配合的滑动连接时，螺旋槽体的内表面为圆柱形，偏心轴的外表面为凸起的圆弧形；或螺旋槽体的内表面是凸起的圆弧形，偏心轴的外表面是圆柱形。
所述的偏心轴的轴面上套有偏心套，在泵体和偏心套之间套有螺旋槽体，螺旋槽体的内表面与偏心套的外表面是弧线配合的滑动连接，偏心轴通过轴承与泵体的端盖体连接，液体进口和液体出口在泵体的两端。
所述的螺旋槽体的内表面为圆柱形，偏心套的外表面是凸起的圆弧形或螺旋槽体的内表面是凸起的圆弧形，偏心套地外表面是圆柱形，这样螺旋槽体的内表面与偏心套的外表面是弧线配合的滑动连接。
所述的螺旋槽体内表面固定连接有万向旋套。
所述的偏心套与偏心轴之间是螺纹连接，或键连接，或是一体结构，偏心套能实现自调，满足螺旋槽体作行星运动的轨迹要求。
所述的端盖体是由端盖内端面上连接的环形轨道构成。
本发明的内旋恒压泵特点是：该泵结构抓住了矩形螺旋槽、槽配合滑动的规律，不仅解决了矩形内螺旋槽和泵体成为一体结构这一难题，而且从根本上解决了矩形内螺旋槽和矩形外螺旋槽间配合的密封难题。
①该泵由于是螺旋运动，它所形成的密封腔为多相型密封腔，所以输出的压力无脉动，始终是平稳的。
②该泵由于内螺旋槽体和泵壳为一体，其结构的这一特点可满足高扬程要求，输出压力可达30Mpa以上(扬程3000米以上)。
③该泵由于螺旋密封线始终处于最佳状态，因而内泄很小。输送一般液体时能在恒压状态通过改变转速变流量，并可液、气混输。
④该泵由于内部结构均为金属件，所以可输送高温介质。
⑤该泵由于结构简单，无阀件，内部件均为旋转运动，所以噪音低、能耗低、制造成本低。
⑥该泵由于属外旋体内螺旋泵，内部结构特别紧凑，所以体积小，完全可满足油田等特殊行业的要求。
【附图说明】
下面结合实施例附图对本发明做进一步说明。
图1是实施例结构示意图。
图中：1、泵体；2、螺旋槽体；3、万向旋套；4、偏心套；5、偏心轴；6、环形轨道；7、轴承；8、油封；9、透端盖；10、闷端盖。
【具体实施方式】
实施例如图1所示，外旋体内旋恒压泵由泵体1、螺旋槽体2、万向旋套3、偏心套4、偏心轴5、环形轨道6、轴承7、油封8、透端盖9、闷端盖10、密封圈连接构成，除密封圈外，其余部件都是刚性材料。在偏心轴5的轴面上固定套接有偏心套4，偏心套4与偏心轴5之间是螺纹连接，或键连接，也可以是一体结构，由于偏心套4是易损件，分体结构只需更换偏心套4配件即可，延长偏心轴5使用寿命，而且偏心套4能实现自调，满足螺旋槽体2作行星运动的轨迹要求。泵体1外表面是圆筒形，泵体1内表面上有螺旋槽，螺旋槽的法向截面是矩形，在泵体1和套有偏心套4的偏心轴5之间套有螺旋槽体2，螺旋槽体2是内表面为圆柱形的空心腔体，螺旋槽体2的外表面有与泵体1内表面的螺旋槽形状相同，尺寸相配合的螺旋槽，螺旋槽体2的内表面与偏心套4的外表面是弧线配合的滑动连接，螺旋槽体2的偏心套4的外表面是凸起的圆弧形或着螺旋槽体2的内表面是凸起的圆弧形，偏心套4的外表面是圆柱形，这样螺旋槽体2的内表面与偏心套4的外表面是弧线配合的滑动连接。泵体1的内螺旋槽与螺旋槽体2的外螺旋槽相互啮合；螺旋槽体2内表面固定连接有万向旋套3，也可以不要万向旋套3，但有万向旋套3可以增加使用寿命，万向旋套3可以作为配件更换，而且当螺旋槽体2的内表面是凸起的圆弧形，将万向旋套3加工成凸起的圆弧形比直接将螺旋槽体2的内表面加工成凸起的圆弧形加工方便。偏心轴5依次通过轴承7、油封8与泵体1的端盖体连接，端盖体是在端盖内端面上连接有环形轨道6构成，环形轨道6是环形，其作用是为螺旋槽体2提供轴向运动轨道。
它适应于特殊环境需要泵体旋转且高速运行的要求，泵体1是外旋体结构，偏心轴5的两端分别有通道孔，通道孔的一端口与液体进口或液体出口连通，通道孔的另一端口与泵体1内空腔连通。当偏心轴5和偏心套4作旋转运动时，带动螺旋槽体2作行星运动，从而使泵体1内表面的螺旋槽与螺旋槽体2外表面上的螺旋槽之间的旋动配合使两螺旋槽啮合所形成的多相密封腔不断从进口一端向出口一端运动，从而将液体从进口吸入将液体升压从出口排出，输出的液压值保持恒定，没有脉动。
安装时，装有万向旋套3的螺旋槽体2装在泵体1内，使泵体1螺旋槽置于螺旋槽体2的螺槽中；装有偏心套4的偏心轴5装在万向旋套3内；两个环形轨道6用螺钉分别固在透端盖9和闷端盖10上，并把轴承7、油封8分装在透端盖9和闷端盖10上。将闷端盖10装在泵体1的出口端用螺栓固定。
这种外旋体内旋恒压泵工作原理是：偏心轴5工作时不转，并固定在泵架上。泵体1通过两个透端盖9围绕偏心轴5转动，带动螺旋槽体2沿着泵体1内表面螺旋槽及环形轨道6作行星运动。两螺旋槽合所形成的多相密封腔不断从进口一端向出口一端运动，从而将液体从进口吸入并以恒定的压力从出口排出。
外旋体内旋恒压泵的偏心轴5固定不动，泵体1可以是顺时针方向转动，也可以是逆时针方向转动，所不同的只是进液口和出液口倒置，泵体结构不变。
本发明不仅局限于以上实施例，本发明对泵结构未作详尽叙述的部分与现有技术结构相同，所不做详细描述如密封圈的安装位置与已知泵相同，都在端盖等需要密封部位。