微型球形泵制造技术

本专利公布了一种微型球形泵，包括缸体(5)、缸盖(1)、活塞(3)、转盘(4)和滑槽转套(2)，活塞(3)和转盘(4)通过柱面铰链连接后作为转子置于所述球形内腔内；在活塞(3)的球形面中央固定设置有滑靴(31)，所述滑槽转套(2)置于缸盖(1)内球面上的转套孔(15)内形成转动配合，在滑槽转套(2)的下端面上设置有滑槽(21)；滑靴(31)置于滑槽(21)内，滑靴(31)的两平行面与滑槽(21)的两侧面相贴合形成滑动配合；转盘轴(41)与动力机构连接传输动力；其优点是：球形泵的关键易损零件滑靴受力改善，球形泵的整体尺寸变小，易于实现微型化。易于实现微型化。易于实现微型化。

【技术实现步骤摘要】
微型球形泵


[0001]本专利涉及一种容积式泵，特别是一种微型球形泵。

技术介绍

[0002]球形泵技术是近年来新专利技术的全新原理的变容式动力机构，与其它类型的容积式泵相比，其优点是泵零件少，密封可靠，无进、排液/气阀，压力高、流量大，便于微型化设计，可实现高速运转。目前球形泵已经实现工业应用和产业化，其结构也在不断的优化和改进。由于球形泵有压力高、流量大和可微型化的优势，在微型泵领域有着非常广泛的应用前景，球形泵的体积越来越小，球形泵也向微型化和超微型发展。专利号为ZL2019201168239、专利名称为“球形泵”的中国专利，是对球形泵的结构作了重大改进，是目前比较优化的球形泵结构，该球形泵适合于用作高压、大流量液体泵。但在现有结构的球形泵在微型化过程中，还存在以下问题：
[0003]1)由于微型球形泵的体积小，各零件的结构尺寸同比例相应变小后，受材料强度、摩擦性能等因素的影响，对受力较大的零件由于尺寸减小到极限值，加工制造困难，使用过程中容易发生断裂，如转盘下部的滑靴由于受力大，但由于滑靴的位置和结构受限其尺寸又不能太大，导致在使用过程中滑靴与转盘连接处经常发生断裂事故；
[0004]2)球形泵的转子是由活塞和转盘通过柱面铰链连接构成，其柱面铰链可以是带有中心销的结构，如ZL2019201168239、专利名称为“球形泵”的中国专利所公开的结构；也可以是不带中心销的C型套结构，如ZL2020103086654、专利名称为“一种冰淇淋机用球形膨化泵”的中国专利所公开的结构；前者活塞和转盘的连接节凑，转子受力结构好，转动过程中活塞和转盘的位移偏差小，转子与缸体配合精度高，所以运转可靠，可承受较大的扭矩；但缺点是，结构杂、零件多，加工困难，转子尺寸难以微型化；后者零件少、结构简单，可以实现微型化；但活塞和转盘的配合精度不高，运转过程中由于不能保证运动的几何位置关系所以运动阻力大，容易卡死，甚至出现零件断裂。

技术实现思路

[0005]本专利的目的就是设计一种微型球形泵，对球形泵的结构作进一步改进和进行微型化设计，改善球形泵滑靴的运动受力关系，优化结构，从而有效地减小球形泵的体积和重量。
[0006]本专利的技术方案是：微型球形泵，其特征是：包括缸体、缸盖、活塞、转盘和滑槽转套，所述缸体和缸盖具有半球形内腔，缸体和缸盖固定连接后形成球形内腔，活塞和转盘通过柱面铰链连接后作为转子置于所述球形内腔内；在活塞的球形面中央固定设置有滑靴，滑靴的两个平行面与柱面铰链的轴线平行且对称分布在柱面铰链轴线的两侧；所述滑槽转套置于缸盖内球面上的转套孔内形成转动配合，在滑槽转套的下端面上设置有滑槽；滑靴置于滑槽内，滑靴的两平行面与滑槽的两侧面相贴合形成滑动配合；转盘轴从缸体下端的转盘轴孔伸出球形内腔后与动力机构连接传输动力；
[0007]进一步的，所述柱面铰链为C型结构，在活塞的下端设置有活塞销座，在转盘的上端设置有转盘销座，所述活塞销座为突出于活塞两侧面的半圆柱突起，所述转盘销座为与活塞销座半圆柱突起相适配的半圆柱凹槽，活塞销座的半圆柱突起插入转盘销座的半圆柱凹槽后形成柱面铰链；
[0008]进一步的，所述滑槽转套的轴线与所述转盘轴的轴线均通过球形内腔的球心，并且形成相同夹角α，该夹角的大小为5到20度；
[0009]进一步的，所述缸盖内球面上的转套孔的轴线垂直于缸盖半球形内腔的端面，所述缸体上的转盘轴孔的轴线与缸体半球形内腔的端面的夹角大小为α，该夹角的大小为5到20度；
[0010]进一步的，在转盘轴与缸体上的转盘轴孔的配合面上设置有轴承套和密封环；
[0011]进一步的，在缸盖的半球形内腔上还设置有进液槽和排液槽，在缸盖外壁上设置有进液口和排液口，进液口与进液槽连通，排液口与排液槽连通；
[0012]进一步的，缸盖内球面上的转套孔的轴线与缸体上转盘轴孔的轴线都通过球形内腔的球心，转套孔轴线与转盘轴孔轴线的夹角为α；活塞球面、转盘球面与球形内腔具有相同的球心并形成密封动配合，柱面铰链的各配合面之间形成密封动配合；活塞上端的滑靴置入滑槽转套下端面的滑槽中形成滑槽摆动机构；驱动转盘轴转动，活塞和转盘绕柱面铰链相对摆动，在所述转盘的上端面、所述活塞的两侧面与所述球形内腔之间形成容积交替变化的第一工作室和第二工作室；
[0013]进一步的，所述缸体与缸盖的材料为工程塑料；所述活塞和转盘分别与缸体和缸盖形成的球形内腔相接触的零件表面材料为金属或者PEEK；
[0014]进一步的，在缸体和缸盖端面连接处设置有台阶定位环，缸体与缸盖通过螺钉固定连接；
[0015]进一步的，在缸体和缸盖端面连接处设置有台阶定位环，缸体与缸盖通过超声波焊接固定连接。
[0016]本专利的优点是：
[0017]1)球形泵的关键易损零件滑靴受力改善，球形泵的运行寿命增加：
[0018]现有技术中滑靴置于主轴与转盘之间，通过滑靴把主轴的扭矩传输到转盘，再由转盘传输到活塞，滑靴的承载力即为电机的扭矩，适合于尺寸较大的球形泵，对于微型球形泵，由于滑靴结构尺寸较小，所以滑靴容易磨损和折断；本专利中把滑靴设置在活塞轴上，滑槽转套置于缸盖上原活塞轴孔内，通过电机直接驱动转盘轴带动转子旋转，使球形泵转子滑靴的受力结构优化，滑靴只受到在滑槽内往复滑动时的换向力，滑靴承载的扭矩和摩擦力大大变小，运转过程中不易磨损和断裂，滑靴的寿命周期大幅延长，而滑靴的寿命决定球形泵的寿命，因而球形泵的使用周期也延长。
[0019]2)球形泵的整体尺寸变小，易于实现微型化：
[0020]由于滑靴受力减小，所以滑靴的结构尺寸可以变小和微型化，球形泵的整体结构尺寸变小；另一方面，滑靴置于转套孔内，省去了原来的主轴，转子的轴向尺寸变短，进一步缩短了球形泵的轴向尺寸；本专利球形泵最小球径可到3
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4毫米，球形泵的外形尺寸可到直径6—8毫米，长度可达到10毫米以内，从而使球形泵体积小、重量轻，实现微型化，使球形泵的应用范围大大增加。
[0021]3)发挥了C型柱面铰链的优势，解决了C型柱面铰链使用中的存在的不足，使C型柱面铰链完美的适用于微型球泵中：转子使用C型柱面运转中由于受到工作腔液体的压力，由于加工的误差以及柱面铰链间的间隙，会导致活塞和转盘分开的趋势，使活塞和转盘偏离原来的几何位置关系从而使受力大幅增加甚至运动受阻，滑靴发生严重磨损失效甚至断裂，本专利把滑靴设置在活塞上，可以克服因转子位置误差带来的运动受阻现象，解决了因采用C型柱面铰链结构带来的转子运转精度误差导致的转动卡死问题，同时由于C型柱面铰链结构简单，方便加工，结构尺寸可以做小，球形泵易于微型化。
附图说明
[0022]图1：微型球形泵结构示意图；
[0023]图2：图1中A
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A剖视图；
[0024]图3：缸盖主视图；
[0025]图4：图3中B
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B剖视图；
[0026]图5：缸盖俯视图；
[0027]图6：滑槽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.微型球形泵，其特征是：包括缸体(5)、缸盖(1)、活塞(3)、转盘(4)和滑槽转套(2)，所述缸体(5)和缸盖(1)具有半球形内腔，缸体(5)和缸盖(1)固定连接后形成球形内腔，活塞(3)和转盘(4)通过柱面铰链连接后作为转子置于所述球形内腔内；在活塞(3)的球形面中央固定设置有滑靴(31)，滑靴(31)的两平行面与柱面铰链的轴线平行且对称分布在柱面铰链轴线的两侧；所述滑槽转套(2)置于缸盖(1)内球面上的转套孔(15)内形成转动配合，在滑槽转套(2)的下端面上设置有滑槽(21)；滑靴(31)置于滑槽(21)内，滑靴(31)的两平行面与滑槽(21)的两侧面相贴合形成滑动配合；转盘轴(41)从缸体(5)下端的转盘轴孔(51)伸出球形内腔后与动力机构连接传输动力。2.根据权利要求1所述的微型球形泵，其特征是：所述柱面铰链为C型结构，在活塞(3)的下端设置有活塞销座(33)，在转盘(4)的上端设置有转盘销座(43)，所述活塞销座(33)为突出于活塞两侧面的半圆柱突起，所述转盘销座(43)为与活塞销座(33)的半圆柱突起相适配的半圆柱凹槽，活塞销座(33)的半圆柱突起插入转盘销座(43)的半圆柱凹槽后形成柱面铰链。3.根据权利要求1所述的微型球形泵，其特征是：所述滑槽转套(2)的轴线与所述转盘轴(41)的轴线均通过球形内腔的球心，并且形成相同夹角α，该夹角的大小为5到20度。4.根据权利要求1所述的微型球形泵，其特征是：所述缸盖内球面上的转套孔(15)的轴线垂直于缸盖半球形内腔的端面，所述缸体(5)上的转盘轴孔(51)的轴线与缸体半球形内腔的端面的夹角大小为α，该夹角的大小为5到20度。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王陆一，杨方元，谈耀文，张五星，
申请(专利权)人：深圳市中安动力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：