多級內(nèi)串聯(lián)雙重增壓雙圓弧齒輪泵簡介 |資料
專利申請?zhí)?00810090179.9 公開號101251107A 公開日008.8.27
一、“泵是工業(yè)的心臟”，耗電占全國總用電20%多，提高效率達節(jié)能，極具國民經(jīng)濟意義！本發(fā)明目的：以多級雙圓弧齒輪裝在密閉泵殼內(nèi)，借高速旋轉(zhuǎn)，流體經(jīng)內(nèi)部串聯(lián)達逐級增壓；又借高齒型、減少齒數(shù)至12而不根切，增大流量。泵結(jié)構(gòu)極其簡單，具極高加工精度，不必用大量專用工裝與夾具，一般機械廠也會造；安裝以組件`移入，用泵內(nèi)孔為安裝基準，達高精度又裝拆方便。用 復合材料是提高泵性能的關(guān)鍵。換言之：制造高壓和超高壓，大流量和超大流量泵，高效率節(jié)能，結(jié)構(gòu)又極簡單易造，更能適合液體和氣體二種介質(zhì)，以取代活塞泵、離心泵、漸開線齒輪泵，以及活塞式氣體壓縮機是本發(fā)明目的。
二、現(xiàn)有三大類最常用泵缺點：1.活塞泵是容積泵效率高，能用于液氣二種介質(zhì)。但往復運動有很大慣性的缺陷，只限低速，結(jié)構(gòu)很復雜易損，單缸壓力、流量波動很大。以高速旋轉(zhuǎn)泵取代低速往復泵是符合現(xiàn)代機器的設(shè)計方向！ 2.離心泵是非容積泵，效率低。如12級鍋爐泵效率僅33%。按歐拉原理工作，泵功率隨轉(zhuǎn)速三次方函數(shù)而劇增。如轉(zhuǎn)速提高三倍，功率增加27！任何離心機械都遵此規(guī)律，直升機螺旋槳亦如此。然而，不提高離心泵轉(zhuǎn)速，又無法提高泵的流量、壓力，因而必需配大功率，造成大量能源在無形浪費。全中國又有多少離心泵，因所遵循原理的原故，在長期浪費不少能源！ 3.漸開線齒輪泵，是容積泵效率高，能以8000轉(zhuǎn)/分超高速旋轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)極其簡單。然而多局限輸油，更因齒輪有根切的嚴重缺陷，難以大流量。但總效率在0.72至0.92,比離心泵高一倍多，可以節(jié)能！
三、為獨創(chuàng)新泵,是歷16年之辛勞！1993年8月16日，在北京中科院內(nèi)，由著名的胡增炎教授和他夫人尹雨立教授，特邀中國石油規(guī)劃設(shè)計總院設(shè)備開發(fā)中心張孝文主任,聯(lián)合對本人第一次創(chuàng)新泵論證,給予高度評價。此后,從單圓弧到雙圓弧，及雙圓弧葉片泵,又從多級外串聯(lián)到內(nèi)串聯(lián),多少次改進試制！第5次試泵的初步成功極大激勵我繼續(xù)深入研究的信心。實物見照片。為何要化十六年之久？因為,原始創(chuàng)新談何容易,尤其是要達到：全面符合《現(xiàn)代機器合理設(shè)計原理和結(jié)構(gòu)工藝性》很難,很難。
四、實例:假定要制高壓超大流量泵，設(shè)取雙圓弧齒輪模數(shù)ｍ=50㎜，齒數(shù)ｚ=12，節(jié)園ｄ=600㎜，齒頂園D1=720㎜，齒概園D2=520㎜，由二嚙合齒形成齒隙空間截面積S=1947㎝2，此面積相當于0.5米直徑大水管的面積！當選取一級齒寬為B1=301㎜,二級B2=300㎜，構(gòu)成級間阻力增壓，泵每轉(zhuǎn)理論流量ｑ=2Πｍ2ｚｂ=56520ｍＬ/ｒ=56.5Ｌ/ｒ,又當泵以1420轉(zhuǎn)/分旋轉(zhuǎn)時,理論流量Q=80米3/分，是超大流量又高壓泵！還可輕易用高齒型，再提高35%流量。泵的外型不很大，當用 復合材料，重量又輕。當然還可用提高轉(zhuǎn)速（該齒輪最高達到9215轉(zhuǎn)/分）、加大齒厚等較多方法，提高泵流量。如此加大流量主要用于氣體壓縮。特別重要是：二級齒厚僅相差1㎜，每轉(zhuǎn)流量雖僅相差194.7㎝3，但液體不可壓縮，必導致級間壓力劇增（級間巳設(shè)安全閥）。這種增壓方法極適于氣體增壓，二級齒厚可相差好幾倍。又因整體殼體，其外型適于設(shè)置冷卻設(shè)施。假如泵壓強為100㎏/㎝2，泵理論功率N=10PQ/60*75=10*100*80*1000/60*75=17800Hｐ（馬力），這是應(yīng)用2萬匹馬力，巨大功率的特大泵！還可求得泵軸徑D=24㎝。本人試泵模數(shù)ｍ=8,齒數(shù)ｚ=12,齒寬B=30㎜，是大大縮小的實物試驗，但總體結(jié)構(gòu)完全相同。還可設(shè)定泵出口口徑,求出口流速等。當用于泵噴水推進船,可借此進一步推算出船的航速,取代傳統(tǒng)的螺旋槳。
五、本人因此構(gòu)想如此特大泵，可用于船艦噴水推進：
5.1《多級雙圓弧齒輪泵用于艦船噴水推進器》專利申請?zhí)?00710111612.8 ，公開號101314405 A，公開日2008.12.3 。
5.2泵噴水推進雙水翼淺潛水航母 專利申請?zhí)?0071011261827 初審合格巳公開
5.3能淺潛水的地效飛行器 專利申請?zhí)?007101365296初審合格巳公開
5.4泵噴氣推進帶固定翼直升機 專利申請?zhí)?2007101116113
5.5化簡型雙向強密高溫球閥 專利申請?zhí)?00710091277.X 公開號101067457A
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