[发明专利]一种多层结构的内啮合齿轮泵或齿轮马达装置

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种用于工业设备或机械装置的液压泵或液压马达装置，特别是一种内啮合齿轮泵或齿轮马达装置。

【背景技术】

液压泵是液压传动系统中的能量转换装置。它将动力机械(如电动机、内燃机等)传输的机械能转换成流动液体的压力能，为液压系统提供工作所需的具有一定压力和流量的液体，从而驱动系统中的各液压执行装置，完成各项规定的动作，它是液压系统的动力源。

液压马达习惯上是指输出旋转运动的，将液压泵提供的液压能转变为机械能的能量转换装置。从能量转换的观点来看，液压泵与液压马达是可逆工作的液压元件，向任何一种液压泵输入工作液体，都可使其变成液压马达工况；反之，当液压马达的主轴由外力矩驱动旋转时，也可变为液压泵工况。因为它们具有同样的基本结构要素--密闭而又可以周期变化的容腔和相应的配油机构。

液压泵和液压马达装置属于机械类基础元件，广泛地应用于机械、化工等各类工业设备，航天、航空、汽车等各类交通工具，甚至应用于家电、家居等各个领域。液压泵的发展历史已有近一个世纪，其型式主要有四种，即齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵。

齿轮泵是容积式泵，因此其最主要的功能参数之一是排量，在工程上，理论排量是指在无泄漏的情况下，以泵轴每转所排出的液体体积来表示。齿轮泵的排量主要取决与其转子间密封容腔几何尺寸的变化，在齿轮泵中齿轮的轮齿参数不改变的情况下，要增加泵的排量，通常主要通过增加转子的宽度来获得，这样势必增大泵的体积。

内啮合齿轮泵，特别是内啮合摆线齿轮泵，由于摆线齿轮啮合齿廓曲线方程复杂，且普通摆线齿轮泵的啮合是多点接触。因此，对摆线齿轮的加工精度要求较高，很小的加工误差可能会导致无法装配、或载荷不均匀。

现有内啮合齿轮泵是依赖内外转子齿面间的接触精度来保证各容腔密封状况，由于内外转子齿面间存在滑动摩擦，所以在通常情况下，当内外转子齿面出现磨损时，会使该类装置的内泄漏增加，从而致使装置的功能失效而报废，为延长泵的使用寿命通常采用提高零件精度和内外转子材料表面硬度来解决，这样其制造难度和制造成本会大幅增加。

由于内啮合齿轮马达和内啮合齿轮泵具有同样的基本结构要素，因此上述存在的问题是共通的，其区别仅在于所处的工况不同，所以在这种条件下可以认为内啮合齿轮马达和内啮合齿轮泵是等同的装置。

现有的内啮合齿轮泵（齿轮马达）的基础结构(见图1）有两种，一种是内转子与外转子的齿数差大于1的啮合关系结构，如图1a所示，是由内转子和外转子加月牙形隔板构成；一种是内转子与外转子的齿数差为1的啮合关系结构，如图1b所示，是由内转子和外转子构成。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种多层结构的内啮合齿轮泵或齿轮马达装置，在不增加转子宽度的条件下使得转子间的密封容腔的变化率倍增。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多层结构的内啮合齿轮泵或齿轮马达装置，包括内转子、N层双面齿型环套、外转子和泵体，N为大于等于1的正整数；内转子、N层双面齿型环套和外转子依次由内至外地设置在泵体中；内转子、N层双面齿型环套和外转子的齿面间处于相互接触啮合的状态；

当N=1时，内转子与双面齿型环套的内侧之间形成了至少两个密封容腔；双面齿型环套的外侧和外转子之间形成了至少两个密封容腔；

当N=2时，内转子与内层双面齿型环套的内侧之间形成了至少两个密封容腔；外层双面齿型环套的外侧和外转子之间形成了至少两个密封容腔；内层双面齿型环套的外侧与外层双面齿型环套的内侧之间形成了至少两个密封容腔；

当N≥3时，内转子与最内层双面齿型环套的内侧之间形成了至少两个密封容腔；最外层双面齿型环套的外侧和外转子之间形成了至少两个密封容腔；N层双面齿型环套中内层的双面齿型环套的外侧与相邻的外层双面齿型环套的内侧之间形成了至少两个密封容腔；

内转子、N层双面齿型环套和外转子的转动轴线位于同一平面内，且都不重合。

本发明进一步的改进在于：内转子、N层双面齿型环套和外转子中相邻的两个元件之间的齿数差为n，n为大于等于1的正整数；当n＞1时，内转子、N层双面齿型环套和外转子中相邻的两个元件之间设有月牙隔板。所述元件是指内转子、N层双面齿型环套中的一层双面齿型环套或外转子。