一种大排量低磨损减困胶的散热胶齿轮泵及其工作方法

技术领域

本发明属于散热胶齿轮泵技术领域，具体涉及一种大排量低磨损减困胶的散热胶齿轮泵及其工作方法。

背景技术

散热胶齿轮泵是一种常见的动力原件，工作时依靠主、从动齿轮相互啮合造成工作容积的变化来输送胶体。当齿轮旋转时，胶体进入吸入腔的齿槽中，随着主、从动齿轮的转动，齿轮齿槽啮合，使得齿槽中的胶体从齿槽两侧被挤出排出腔，压送到出口管道，实现胶体输送。

但散热胶中的导热填料含有硬质颗粒的成分，碳化物如石墨、碳化硅、石墨烯，金属如金、银、铜等，具有硬度高、传热快的特点，在运行过程中，会给齿轮泵带来以下问题：

第一，由于齿轮泵自身齿轮啮合时会出现困胶现象，即随封闭腔容积的减小，会使被困胶液受挤而产生高压，并从齿隙中流出，导致胶液发热，封闭腔容积增大又会造成局部真空，使胶液产生气穴，引起噪声、震动和气蚀；第二，齿轮泵存在泄漏问题，其中轴向泄漏占比最大，导致其输出压力较低，输出排量小；第三，由于填料的硬度较高，运行转速较高，且滑动轴承直径一般偏小，进而导致齿轮承受的轴向载荷较大，易发生卡死；最后，现有的齿轮泵由于排出腔和吸入腔两侧的压力不平衡，且两侧压力作用于齿轮和滑动轴承上，其中较大作用力作用在齿轮和滑动轴承上后会加速齿轮与侧壁之间、支承主轴及从动轴与滑动轴承之间的磨损，会降低泵的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术不足，提出一种大排量低磨损减困胶的散热胶齿轮泵及其工作方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一种大排量低磨损减困胶的散热胶齿轮泵，包括泵体、主动齿轮、从动齿轮、前端盖、后端盖、主动轴、从动轴和压紧盖。

所述泵体包括齿轮泵片和轴套泵片，间距布置的两个轴套泵片可拆卸固定于齿轮泵片两侧，且各轴套泵片上均开设有通槽一，齿轮泵片上开设有通槽二，通槽二和两个通槽一合并形成泵体的内腔；所述前端盖和后端盖可拆卸固定于两个轴套泵片的外侧，齿轮泵片与轴套泵片之间、前端盖与相邻轴套泵片之间以及后端盖与相邻轴套泵片之间均设有密封垫。

所述主动轴和从动轴平行且上下间距设置；所述主动轴上固定有两个主动轴套，且两个主动轴套位于两个通槽一内；主动轴上远离后端盖的一端穿过前端盖上开设的通孔，且主动轴上位于前端盖外端的位置处套置有密封圈，并空套有压紧盖，压紧盖与前端盖可拆卸固定，并压紧密封圈；所述主动轴还通过滚动轴承支承在压紧盖上，且压紧盖的外端可拆卸固定有轴承端盖，轴承端盖对滚动轴承的外圈轴向限位，滚动轴承的内圈对主动轴的轴肩轴向限位，主动轴两端分别通过后端盖和滚动轴承轴向限位；所述从动轴两端均固定有从动轴套，且两个从动轴套位于两个通槽一内；所述主动齿轮和从动齿轮分别固定于主动轴和从动轴上，并均位于通槽二内，且主动齿轮和从动齿轮啮合；其中，主动轴套和从动轴套的外径分别与主动齿轮和从动齿轮的分度圆直径相等。

所述两个主动轴套的外圆柱面与两个通槽一的壁面分别贴合，两个从动轴套的外圆柱面与两个通槽一的壁面分别贴合；所述两个主动轴套位于外侧的端面与前端盖和后端盖分别贴合，两个从动轴套位于外侧的端面与前端盖和后端盖分别贴合，且主动轴套和从动轴套位于外侧的端面均开设有沿径向方向间距分布且同轴设置的若干个均压槽；所述两个主动轴套位于内侧的端面与主动齿轮的两个端面分别贴合，两个从动轴套位于内侧的端面与从动齿轮的两个端面分别贴合。主动轴套位于内侧的端面开设有沿周向等距布置且数量与主动齿轮齿数相等的多个泄压槽，每个泄压槽位于主动齿轮的一个齿根位置处；从动轴套位于内侧的端面开设有沿周向等距布置且数量与从动齿轮上齿数相等的多个泄压槽，每个泄压槽位于从动齿轮的一个齿根位置处。

所述泵体内腔被主动齿轮、从动齿轮、两个主动轴套和两个从动轴套分成进料腔和出料腔，且后端盖上开设有进料口和出料口，进料口与进料腔连通，出料口与出料腔连通，前端盖上位于出料腔处开设有两个低压引流道，后端盖上位于出料腔处开设有两个低压引流道；低压引流道的内端与主动轴套或从动轴套的各均压槽均连通，外端露出主动轴套或从动轴套的外沿外面。

优选地，所述滚动轴承的内圈与主动轴配合，外圈与压紧盖配合。

优选地，所述主动轴套和位于同一侧的从动轴套线接触。

优选地，所述主动轴套和从动轴套上的外圆柱面以及位于外侧的端面均涂有陶瓷涂层。

优选地，所述主动齿轮和从动齿轮的分度圆直径相等。

本发明一种大排量低磨损减困胶的散热胶齿轮泵的工作方法，具体如下：

将进料口通过管道与装有胶体的箱体连接，将主动轴上穿过前端盖的一端通过联轴器和减速箱与驱动电机连接；驱动电机驱动主动轴转动，主动轴带动主动齿轮和从动齿轮啮合，进而带动从动轴转动，主动齿轮与从动齿轮啮合过程中，主动齿轮和从动齿轮上位于进料腔处啮合的一对轮齿脱离，进料腔容积增大，胶体被吸入进料腔内，并经过主动齿轮和从动齿轮上的各齿槽被运送至出料腔，主动齿轮和从动齿轮上位于出料腔处的一对轮齿进入啮合，进料腔容积减小，胶体从出料口被排挤出出料腔。

其中，工作过程中主动齿轮和从动齿轮啮合时产生的轴向载荷部分传递至各主动轴套和各从动轴套上，主动齿轮和从动齿轮上的轴向载荷减小；同时各主动轴套和各从动轴套分别相对于主动齿轮和从动齿轮处于静止状态；而主动齿轮和从动齿轮的轮齿啮合过程中，轮齿之间形成的封闭腔容积先由大变小，再由小变大；当封闭腔容积达到最小前，封闭腔通过两个主动轴套上正对的两个泄压槽以及两个从动轴套上正对的两个泄压槽与出料腔连通，封闭腔内的部分压力较高的胶体被排入出料腔内；当封闭腔容积由最小开始增大时，封闭腔通过各主动轴套和各从动轴套上另外四个泄压槽与进料腔连通，进料腔内的胶体补偿因封闭腔容积增大而产生的局部真空。其中，当封闭腔内的部分压力较高的胶体被排入出料腔内时，出料腔内的部分压力较低的胶体进入各低压引流道内，进而进入各主动轴套和各从动轴套的均压槽内。

本发明的有益效果如下：

1、本发明中主动轴套和从动轴套上开设有多个泄压槽，当封闭腔容积达到最小前，封闭腔通过相应的泄压槽与出料腔连通，封闭腔内的部分高压胶体被排入出料腔内，防止了因封闭腔容积减小而使封闭腔内压力急剧上升的现象发生，进而防止了高压胶体发热的现象发生，从而防止了封闭腔内的高压胶体因受挤压而从齿隙泄露，减小轮齿因振动而受到的撞击力，当封闭腔容积由最小开始增大时，封闭腔通过相应的泄压槽与进料腔连通，进料腔内的胶体补偿因封闭腔容积增大而产生的局部真空，防止了气穴的产生，进而防止了气蚀、噪声和振动的产生，从而解决了困胶现象。

2、本发明通过在前端盖和后端盖上开设长径比小的低压引流道，使得封闭腔内的部分高压胶体被排入出料腔内时，出料腔内的部分低压胶体进入各低压引流道内，进而进入各主动轴套和各从动轴套的均压槽内，起到了平衡封闭腔与出料腔之间压力的作用，避免了因胶体压力差过大而产生过大的力对泵体内腔各零部件造成损伤。

3、本发明通过主动轴套和从动轴套上开设的均压槽还减小了主动轴套和从动轴套与前端盖或后端盖的接触面积，进而减小了主动轴套和从动轴套与前端盖和后端盖之间的磨损，提高了使用寿命。

4、本发明中采用较大外径的主动轴套和从动轴套来分担主动齿轮和从动齿轮啮合时产生的轴向载荷，减小了主动齿轮和从动齿轮卡死现象发生的可能性，且主动轴套和从动轴套的外径与主动齿轮和从动齿轮的分度圆直径分别相等，同时工作过程中各主动轴套和各从动轴套与主动齿轮和从动齿轮分别同步转动，可以提高主动齿轮和从动齿轮输送胶体时齿槽与泵体之间的密封性，提高了输出压力，增大了排量。

5、本发明中主动轴套和从动轴套上与泵体、前端盖和后端盖的接触面均涂有陶瓷材料，进一步减小了主动轴套和从动轴套与轴套泵片、前端盖和后端盖的磨损，进一步提高了使用寿命。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的剖视图；

图3为本发明去除轴承端盖、前端盖和压紧盖后的内部结构示意图；

图4为本发明去除前端盖和泵体后的结构示意图；

图5为本发明中主动轴套或从动轴套的其中一端示意图；

图6为本发明中主动轴套或从动轴套的另一端示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

如图1、图2和图3所示，本发明一种大排量低磨损减困胶的散热胶齿轮泵，包括泵体1、主动齿轮2、从动齿轮3、前端盖4、后端盖5、主动轴6、从动轴7和压紧盖15。

泵体1包括齿轮泵片和轴套泵片，间距布置的两个轴套泵片可拆卸固定于齿轮泵片两侧，且各轴套泵片上均开设有通槽一，齿轮泵片上开设有通槽二，通槽二和两个通槽一合并形成泵体1的内腔；前端盖4和后端盖5可拆卸固定于两个轴套泵片的外侧，齿轮泵片与轴套泵片之间、前端盖4与相邻轴套泵片之间以及后端盖5与相邻轴套泵片之间均设有密封垫。

主动轴6和从动轴7平行且上下间距设置；主动轴6上固定有两个主动轴套11，且两个主动轴套11位于两个通槽一内；主动轴6上远离后端盖5的一端穿过前端盖4上开设的通孔，且主动轴6上位于前端盖4外端的位置处套置有密封圈，并空套有压紧盖15，压紧盖15与前端盖4可拆卸固定，并压紧密封圈，防止发生泄露；主动轴6还通过滚动轴承支承在压紧盖15上，且压紧盖15的外端可拆卸固定有轴承端盖，轴承端盖对滚动轴承的外圈轴向限位，滚动轴承的内圈对主动轴6的轴肩轴向限位，主动轴6两端分别通过后端盖5和滚动轴承轴向限位，由于主动轴6与驱动电机的输出轴固定，一般情况下主动轴6不会触碰到后端盖5，因此后端盖5只是对主动轴6的最大轴向位移进行限制；从动轴7两端均固定有从动轴套12，且两个从动轴套12位于两个通槽一内；主动齿轮2和从动齿轮3分别固定于主动轴6和从动轴7上，并均位于通槽二内，且主动齿轮2和从动齿轮3啮合。其中，主动轴套11和从动轴套12的外径分别与主动齿轮2和从动齿轮3的分度圆直径相等。

如图4、图5和图6所示，两个主动轴套11的外圆柱面与两个通槽一的壁面分别贴合，两个从动轴套12的外圆柱面与两个通槽一的壁面分别贴合；两个主动轴套11位于外侧的端面与前端盖4和后端盖5分别贴合，两个从动轴套12位于外侧的端面与前端盖4和后端盖5分别贴合，且主动轴套11和从动轴套12位于外侧的端面均开设有沿径向方向间距分布且同轴设置的若干个均压槽14，均压槽14除了用于均匀压力外，还可用于减小主动轴套11和从动轴套12与前端盖4或后端盖5的接触面积，进而减小磨损，增长使用寿命；两个主动轴套11位于内侧的端面与主动齿轮2的两个端面分别贴合，两个从动轴套12位于内侧的端面与从动齿轮3的两个端面分别贴合；主动轴套11位于内侧的端面开设有沿周向等距布置且数量与主动齿轮2齿数相等的多个泄压槽13，每个泄压槽13位于主动齿轮2的一个齿根位置处；从动轴套12位于内侧的端面开设有沿周向等距布置且数量与从动齿轮3齿数相等的多个泄压槽13，每个泄压槽13位于从动齿轮3的一个齿根位置处；开设泄压槽13用于解决因齿轮啮合部容积变化产生的困胶现象。

泵体1内腔被主动齿轮2、从动齿轮3、两个主动轴套11和两个从动轴套12分成进料腔和出料腔，且后端盖5上开设有出料口9和进料口10，进料口10与进料腔连通，出料口9与出料腔连通，前端盖4上位于出料腔处开设有两个低压引流道8，后端盖5上位于出料腔处开设有两个低压引流道8；低压引流道8的内端与主动轴套11或从动轴套12的各均压槽14均连通，外端露出主动轴套11或从动轴套12的外沿外面，低压引流道8用于引入出料腔内的低压流体。

作为一个优选实施例，滚动轴承的内圈与主动轴6配合，外圈与压紧盖15配合。

作为一个优选实施例，主动轴套11与位于同一侧的从动轴套12线接触，使得主动轴套11和从动轴套12转动更平稳，且主动齿轮2和从动齿轮3输送胶体时具有更好的密封性。

作为一个优选实施例，主动轴套11和从动轴套12上的外圆柱面以及位于外侧的端面均涂有陶瓷涂层，进一步减小主动轴套11和从动轴套12与泵体1、前端盖4以及后端盖5之间的磨损。

作为一个优选实施例，主动齿轮2和从动齿轮3的分度圆直径相等。

本发明一种大排量低磨损减困胶的散热胶齿轮泵的工作方法，具体如下：

将进料口10通过管道与装有胶体的箱体连接，将主动轴6上穿过前端盖4的一端通过联轴器和减速箱与驱动电机连接。驱动电机驱动主动轴6转动，主动轴6带动主动齿轮2和从动齿轮3啮合，进而带动从动轴7转动，主动齿轮2与从动齿轮3啮合过程中，进料腔处主动齿轮2和从动齿轮3上啮合的一对轮齿脱离，进料腔处的封闭容积增大，胶体被吸入进料腔内，并经过主动齿轮2和从动齿轮3上的各齿槽被运送至出料腔，出料腔处主动齿轮2和从动齿轮3上一对轮齿进入啮合，进料腔处的封闭容积减小，胶体从出料口9被排挤出出料腔。

其中，工作过程中主动齿轮2和从动齿轮3啮合时产生的轴向载荷部分传递至各主动轴套11和各从动轴套12上，主动齿轮2和从动齿轮3上的轴向载荷减小，进而减小主动齿轮2和从动齿轮3因轴向载荷过大发生卡死的可能性；同时各主动轴套11和各从动轴套12分别相对于主动齿轮2和从动齿轮3处于静止状态，进而提高了主动齿轮2和从动齿轮3输送胶体时齿槽与泵体1之间的密封性，提高了输出压力；而主动齿轮2和从动齿轮3的轮齿啮合过程中，轮齿之间形成的封闭腔容积先由大变小，再由小变大；当封闭腔容积达到最小前，封闭腔通过两个主动轴套11上正对的两个泄压槽13以及两个从动轴套12上正对的两个泄压槽13与出料腔连通，封闭腔内的部分压力较高的胶体被排入出料腔内，避免了因封闭腔容积减小而使封闭腔内压力急剧上升的现象发生，进而避免了高压胶体发热的现象发生，同时避免了封闭腔内的高压胶体因受挤压而从齿隙泄露，减小轮齿因振动而受到的撞击力；当封闭腔容积由最小开始增大时，封闭腔通过各主动轴套11和各从动轴套12上另外四个泄压槽13与进料腔连通，进料腔内的胶体补偿因封闭腔容积增大产生的局部真空，防止了气穴的产生，进而防止了气蚀、噪声和振动的产生，从而解决了困胶现象。

其中，当封闭腔内的部分压力较高的胶体被排入出料腔内时，出料腔内的部分压力较低的胶体(封闭腔内胶体的压力大于出料腔内胶体的压力)进入各低压引流道8内，进而进入各主动轴套11和各从动轴套12的均压槽14内，起到平衡封闭腔与出料腔之间压力的作用，避免因胶体压力差异过大而产生过大的力对泵体1内腔的零部件造成损伤；而均压槽14的开设也使得各主动轴套11和各从动轴套12与前端盖4或后端盖5的接触面积减小，进而减小了磨损，提高了使用寿命。