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一种高压 齿轮 水 泵

阅读：707发布：2020-05-11

专利汇可以提供一种高压齿轮水泵专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开一种高压齿轮水泵，包括组成一个封闭的空间的前端盖、后端盖和泵体。泵体内设有带着一对相互啮合的主动齿轮和从动齿轮驱动的主轴和从动轴，在两工作齿轮的两侧分别安装有浮动的前、后侧板，前、后侧板与工作齿轮接触的端面上和前、后侧板的两个内孔壁上均设有陶瓷层；在前侧板的两个内孔中朝向所述高压齿轮水泵的吸液口一侧的壁上共设有1～4个凹槽，在前侧板上开有连通凹槽与高压齿轮水泵排液口的输水通道；在后侧板的两个内孔中朝向高压齿轮水泵的吸液口一侧的壁上共设有1～4个凹槽，在后侧板上开有连通凹槽与高压齿轮水泵排液口的输水通道。该高压齿轮水泵磨损小、容积效率高。，下面是一种高压齿轮水泵专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种高压齿轮水泵，包括前端盖、后端盖和泵体，前、后端盖和泵体组成一个封闭的空间，在泵体内设置有驱动主轴和从动轴，在两个轴上分别带有一对相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，在主动齿轮和从动齿轮的两侧分别安装有浮动的前侧板和后侧板，在前、后侧板与一对相互啮合的主动齿轮和从动齿轮接触的端面上和前、后侧板的两个内孔壁上均设有陶瓷层；在所述前侧板的两个内孔中朝向所述高压齿轮水泵的吸液口一侧的壁上共设有
1～4个凹槽，在所述前侧板上开有连通所述凹槽与所述高压齿轮水泵排液口的输水通道；
在所述后侧板的两个内孔中朝向所述高压齿轮水泵的吸液口一侧的壁上共设有1～4个凹槽，在所述后侧板上开有连通所述凹槽与所述高压齿轮水泵排液口的输水通道；其特征是，所述一对相互啮合的主动齿轮和从动齿轮仅为非受力的一侧的齿腹是经过修缘处理的齿腹，所述修缘处理是在主动齿轮和从动齿轮受载产生了弯曲变形的状态下进行的修缘处理。
2.根据权利要求1所述高压齿轮水泵，其特征是，所述陶瓷层为新型复合陶瓷层，所述新型复合陶瓷层是指在Al2O3为基体的陶瓷层中嵌入纳米陶瓷粉末而形成的复合陶瓷层。

说明书全文

一种高压齿轮 水 泵

技术领域

[0001] 本发明涉及一种高压水泵，特别涉及一种高压齿轮水泵。

背景技术

[0002] 常见的高压水泵是离心式水泵，为使出口压力达到高压程度，必须采用多级串联，因此这种高压水泵结构复杂、体积庞大、笨重、耗材多、价格高。而通常的容积式泵(齿轮泵、叶片泵、注塞泵等)都以油液为介质，因为油液比较容易形成润滑油膜和有防腐蚀特性，可以保证容积式泵的正常工作。因此，一般的高压齿轮泵也是以油为介质的油泵。高压齿轮泵用在纯水传动中需要解决泵的容水性(耐蚀、耐磨、能生成自润滑膜等)及泄漏严重的问题(水的粘度是油粘度的1/30～1/50)。现有技术中，有研究人员提出通过在高压齿轮泵的泵体内设置前、后压力补偿板，以及在压力补偿板与传动轴上两个相互啮合的齿轮相接触的端面上设陶瓷层等技术方案，初步解决了一般高压齿轮泵只能适用于油液介质的局限性。但是这种高压齿轮水泵由于泵的排液口压力大，吸液口压力小而产生的径向不平衡力，使传动轴的轴颈对轴承孔的磨损严重，导致泵的动态特性不够理想，而且此种高压齿轮泵的容积效率不高，对泄露的控制也不够理想。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种磨损小、传动质量高、噪音低、容积效率高、泄漏少的高压齿轮水泵。

[0004] 为实现本发明的目的采用的技术方案：一种高压齿轮水泵，包括前端盖、后端盖和泵体，前、后端盖和泵体组成一个封闭的空间，在泵体内设置有驱动主轴和从动轴，在两个轴上分别带有一对相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，在主动齿轮和从动齿轮的两侧分别安装有浮动的前侧板和后侧板，在前、后侧板与一对相互啮合的主动齿轮和从动齿轮接触的端面上和前、后侧板的两个内孔壁上均设有陶瓷层；在所述前侧板的两个内孔中朝向所述高压齿轮水泵的吸液口一侧的壁上共设有1～4个凹槽，在所述前侧板上开有连通所述凹槽与所述高压齿轮水泵排液口的输水通道；在所述后侧板的两个内孔中朝向所述高压齿轮水泵的吸液口一侧的壁上共设有1～4个凹槽，在所述后侧板上开有连通所述凹槽与所述高压齿轮水泵排液口的输水通道。

[0005] 为了更好地实现本发明，在所述前侧板的两个内孔中每个内孔朝向所述高压齿轮水泵的吸液口一侧的壁上均设有两个矩形凹槽；在所述后侧板的两个内孔中每个内孔朝向所述高压齿轮水泵的吸液口一侧的壁上均设有两个矩形凹槽。

[0006] 所述泵体、前端盖和后端盖的材料为防锈铝，这样就使得所述高压齿轮水泵可以应用在潮湿或者容易导致生锈的特殊环境。

[0007] 所述一对相互啮合的主动齿轮和从动齿轮的工作表面及驱动主轴和从动轴的工作表面上均设有氮化层。

[0008] 所述氮化层为合金钢氮化层。

[0009] 所述一对相互啮合的主动齿轮和从动齿轮非受力的一侧的齿腹是经过修缘处理的齿腹。

[0010] 所述前侧板与前端盖之间设有弓形密封条；所述后侧板与后端盖之间设有弓形密封条。

[0011] 在所述前侧板与前端盖接触的端面，所述前侧板朝向所述高压齿轮水泵的排液口一侧设有一条连通所述排液口与所述驱动主轴的输水通道和一条连通所述排液口与所述从动轴的输水通道；在所述后侧板与后端盖接触的端面，所述后侧板朝向所述高压齿轮水泵的排液口一侧设有一条连通所述排液口与所述驱动主轴的输水通道和一条连通所述排液口与所述从动轴的输水通道。

[0012] 所述陶瓷层为新型复合陶瓷层，它是由Al2O3嵌入了纳米超硬超细(＜20nm)陶瓷粉末而形成。

[0013] 本发明相对于现有技术的优点和效果是：

[0014] 1、在前、后侧板的内孔中朝向高压齿轮水泵的吸液口一侧的壁上设置矩形凹槽，连通高压齿轮水泵的排液口处的高压液体，因此，凹槽里的高压液体对驱动主轴和从动轴起到了径向支撑和润滑的作用，从而减轻了高压齿轮水泵的吸液口与排液口因压力差而引起的径向不平衡力，相当于静压轴承的作用，它减轻了轴承的磨损，同时也降低了噪音，改善了高压齿轮泵工作时的动态特性。

[0015] 2、在一对相互啮合的主动齿轮和从动齿轮的工作表面及驱动主轴和从动轴的工作表面上均设有氮化层，该氮化层为合金钢氮化层，其表面硬度高，耐磨性好，耐腐蚀性强，具有良好的容水性；在前、后侧板与一对相互啮合的主动齿轮和从动齿轮接触的端面上和前、后侧板的内孔壁上设置的陶瓷层，在纯水介质中能生成水润滑膜，并有较高的硬度和良好的耐磨损、耐腐蚀性能。该陶瓷层与合金钢氮化层相配偶是比较理想的纯水介质适用材料，如此使得本发明的高压齿轮水泵具有良好的容积效率并能有效地减少泄漏。

[0016] 3、当一对相互啮合的主动齿轮和从动齿轮工作时，在载荷作用下，轮齿产生弯曲变形，影响了渐开线齿廓正确啮合特性并引起传动噪音，本发明通过在齿轮非受力的一侧在齿腹部位进行修缘处理，使其轮齿在弯曲变形状态下基本上接近渐开线齿廓的啮合条件，以使其处于受力变形状态下能达到密合接触，减少两轮齿啮合时的齿侧间隙量，减少泄漏，提高容积效率。

[0017] 4、当高压齿轮水泵工作时，前侧板和后侧板与主动齿轮和从动齿轮的两侧面，在高压液流的作用下，实现紧密贴合，这样就提高了本高压齿轮水泵的容积效率，减少了泄漏量。

[0018] 5、所述陶瓷层与现有专利技术比较，在生成Al2O3陶瓷层的工艺过程中，嵌入了纳米超硬超细(＜20nm)陶瓷粉末，形成新的复合陶瓷层，与一般Al2O3陶瓷层比较有较高的硬度和耐磨性，同时加入的稀土元素在促进陶瓷层生成过程中起活性化效应。附图说明

[0019] 图1是本发明高压齿轮水泵的结构示意图；

[0020] 图2是图1的A-A剖面图；

[0021] 图3是图1的高压齿轮水泵的前侧板的左视图；

[0022] 图4是图1的高压齿轮水泵的前侧板的局部剖视图；

[0023] 图5是图1的高压齿轮水泵的前侧板的左视图(带有弓形密封条)；

[0024] 图6是图1的高压齿轮水泵的一对相互啮合的主动齿轮和从动齿轮相互啮合的示意图；

[0025] 图7是图6中轮齿d的非受力的一侧在齿腹部位进行修缘的示意图。

具体实施方式

[0026] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

[0027] 实施例

[0028] 本发明的高压齿轮水泵的具体结构如图1～图2所示：高压齿轮水泵包括前端盖2、泵体4和后端盖7，泵体4、前端盖2及后端盖7均采用防锈铝材料制作。前端盖2、泵体
4和后端盖7组成一个封闭的空间，泵体4与前端盖2和后端盖7之间设有O型密封圈3、
26；泵体4内设有驱动主轴1，在该轴上带有主动齿轮5，该轴与前端盖2接触处有J形骨架式复合密封圈15；在泵体4中还设有从动轴14及其上的从动齿轮27；在主动齿轮5和从动齿轮27的两侧分别安装有浮动的前侧板13和后侧板6，前侧板13和后侧板6的结构相同；如图5所示，前端盖2与前侧板13之间设有弓形密封条28，后端盖7与后侧板6之间设有与前述相同结构的弓形密封条；J形骨架式复合密封圈15和O型密封圈3、26可防止泵体内的液体外泄。如图5所示，在前侧板13与前端盖2接触的端面，在前侧板13朝向高压齿轮水泵的排液口16的一侧区域21上设有一条连通排液口16与驱动主轴1的高压液体通道22和一条连通排液口16与从动轴14的高压液体通道22；同样的，在后侧板6与后端盖7接触的端面，在后侧板6上的相应位置也设有两条与排液口16相连通的高压液体通道22。当高压齿轮水泵工作时，前侧板13和后侧板6与主动齿轮5和从动齿轮27接触的两个端面，在高压液流的作用下，实现紧密贴合。如图1所示，在前侧板13、后侧板6与主动齿轮5和从动齿轮27接触的端面上有一层复合陶瓷层11和10；前侧板13和后侧板6的外表面上分别有一层复合陶瓷层12及8，前侧板13和后侧板6的两个内孔壁上均有一层复合陶瓷层9。一对相互啮合的主动齿轮5和从动齿轮27的工作表面及驱动主轴1和从动轴14的工作表面上均有一层合金钢氮化层。如图3～图4所示，在前侧板13的两个内孔中每个内孔朝向高压齿轮水泵的吸液口17一侧的壁上均设有两个矩形凹槽20；同样的，在后侧板6的两个内孔中每个内孔朝向高压齿轮水泵的吸液口17一侧的壁上均设有两个矩形凹槽20。当高压齿轮水泵工作时，高压液流从排液口16经过通道18、19流入矩形凹槽
20。高压水流入该矩形凹槽20内对主动驱动轴和从动轴起支撑作用，以减少因出口压力大而引起的不平衡径向力，相当于液体静压轴承的作用，它减轻了轴承的磨损，提高齿轮传动的质量，降低噪音。

[0029] 本发明的高压齿轮水泵是这样工作的：在电源的带动下，驱动主轴1回转，同时通过一对相互啮合的主动齿轮5与从动齿轮27带动从动轴14一起回转。在回转过程中，图6中的两对轮齿a、b与c、d所包容的密封区23及24的密封容积发生了变化：按图示的旋转方向，区域23由大变小，而区域24则由小变大，前者促成液流的压力升高，后者促成液流的压力降低。压力升高的液流口为泵的排液口16(见图2)，而压力降低的液流口为吸液口
17(见图2)。

[0030] 如图7所示，为了提高本发明高压齿轮水泵的工作齿轮的啮合质量，减少传动噪音，改善动态特性，对相互啮合的主动齿轮5和从动齿轮27的轮齿，在受载产生了弯曲变形的状态下，可通过对上述轮齿非受力的一侧齿腹部位25进行修缘处理，避免两相互啮合的轮齿工作时产生冲击。同时，由于对轮齿进行了修缘，可以将两相啮合的轮齿的齿侧间隙在考虑热变形的影响下进行优化，选择出最佳间隙值，从而减少了齿侧的泄漏量，进一步提高齿轮泵的容积效率和出口的工作压力。

[0031] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

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