[发明专利]齿轮泵

说明书

技术领域

本发明具体地涉及一种用于输送高压、高粘性流体的齿轮泵。

背景技术

通常的做法是在所构造的齿轮泵中使用渐开线正齿轮，以通过相互啮 合的齿轮的旋转将流体从吸入侧移送向排出侧。这是因为能够容易地切削 渐开线轮齿，并且可以容易地测量渐开线轮齿的加工尺寸，因此，可以提 供高精度的齿轮。

另一个方面，渐开线正齿轮引起称作“流体封闭现象”的负作用。在 渐开线正齿轮的旋转中有一个周期，在该周期内，两对齿轮相互啮合以封 闭在它们之间的流体。封闭区的容积随齿轮的旋转而变化，因此产生不便 之处，即，当压缩封闭区时，所封闭流体的压力升高，并产生动力消耗的 浪费，而当扩张封闭区时，产生真空或气泡。

当输送流体的粘度或泵的吸入或排出压力升高时，封闭现象的负作用 变得更加严重。因此，在泵中使用渐近线正齿轮用于压送诸如熔融树脂的 高压、高粘度流体是困难的。

上述封闭区能够通过使用具有其螺旋角可被适当调节的斜齿轮而消 除。此外，斜齿轮泵不会导致所输送流体的压力的剧烈变化，而提供相对 平稳的齿轮啮合，并且能够抑制噪音和振动。

然而，由于斜齿轮在转动中往往会受轴向推力(轴向力)的作用，因 此各个齿轮的侧面在轴向上被相互强烈挤压而产生摩擦，该摩擦有时导致 咬死现象。出于此原因，通常使用能够消除彼此轴向推力的双斜齿轮(例 如见专利文献1)。

此种双斜齿轮不易于制造。通常在实际制造双斜齿轮时，彼此对称的 两个斜齿轮被结合在一起以形成一个双斜齿轮。由于这种制造方法，齿轮 和齿轮轴不得不成为分离构件。相应地，用于形成键、键槽及其类似物的 机械加工必须将齿轮和齿轮轴相互接合。而且，齿轮和齿轮轴具有被增加 的直径尺寸，该所增加的直径尺寸将导致泵的尺寸的增加。

考虑了上述问题，本发明旨在不使用双斜齿轮泵而实现一种适合于输 送高压、高粘度流体的齿轮泵。

专利文献1：日本公开待审的专利公开No.HEL 08-014165。

发明内容

一种用于通过相互啮合的斜齿轮的旋转将流体从吸入侧移向排出侧 的齿轮泵，包含：容纳螺旋齿轮和齿轮轴的主体，前盖，其在其前侧闭合 主体并具有向后定向的表面，以及后盖，其在其后侧闭合主体，并具有向 前定向的表面；其中所述向后定向的表面面对所述向前定向的表面；在后 盖的内表面中形成底槽形式的导入路径，其与排放开口相通并延伸到靠 近齿轮轴的后轴端面，同时，齿轮轴的后轴端面并施加给流入导入路径的 流体的压力，作为施加给齿轮轴的轴向推力的压力；在后盖的内表面中形 成底槽形式的返回路径，其与吸入口相通并与导入路径连续；在前盖的内 表面中形成底槽形式的导入路径，其与排放开口相通并延伸到靠近齿轮 轴的前轴端面，同时，齿轮轴的前轴端面并施加给流入导入路径的流体的 压力，作为施加给齿轮轴的轴向推力的压力；在前盖的内表面中形成底槽 形式的返回路径，其与吸入口相通并与导入路径连续。

当齿轮泵进一步包括用于调节通过导入路径中相关联的一个的流体 的流体压力的调节阀时，经由调节阀通过调节流体压力而使施加用于取消 轴向推力的必要足够的流体压力成为可能。当本发明用于压送非牛顿流体 的泵时，此特征尤其有效。由于这种非牛顿流体的表观粘度随剪切率的变 化而变化，因此设计阶段所估算的轴向推力经常与实际产生的轴向推力不 匹配。因此预先确定通过导入路径导入的流体的流体压力是困难的。出于 此原因，在使用实际流体的操作期间，泵期望具有调节流体压力的能力。

出于上述同样原因，齿轮泵进一步优选地包括用于测量通过导入路径 中相关联的一个的流体的流体压力的压力计。

当斜齿轮中的每一个和与其相关联的齿轮轴形成整体产品时，可减小 泵的尺寸。如果双斜齿轮和与其相关联的齿轮轴一起整体形成，产生了由 生产施加在齿轮规格上的限制，并因此该规格不能设成相应的最佳值。由 于本发明使用的不是双斜齿轮，而是斜齿轮，因此使斜齿轮中的每一个和 与其相关联的轴易于整体形成并允许其螺旋角度可调节到最佳值成为可 能。

齿轮泵可具有如下特征：设置返回路径以便将导入到轴端侧的流体通 过导入路径返回到吸入侧；并且支撑齿轮轴的轴承中每一个均形成有与返 回路径中相关联的一个或与导入路径中相关联的一个连通以允许流体流 入轴承内周以便润滑的狭槽。由于此特征，使流体压力和轴向推力达到平 衡并同时润滑每一个轴承成为可能。