一种低摩擦往复泵集群的制作方法

本技术属于流体输送，具体涉及一种低摩擦往复泵集群。

背景技术：

1、在流体输送领域，包括液体和气体，很多都涉及需要用压力驱动流体以前行的过程，通常是使用一台泵(pump)对流体加压。常见的泵主要包括叶轮式泵如离心泵(centrifugal pump)和容积式泵如往复泵（reciprocating pump）。其中，叶轮式泵是使用旋转的叶片连续增压，驱动流体前行，通常流量大，但增压幅度相对低，更适合于输出大流量低压力的流体，例如风扇。而往复泵是利用活塞或柱塞在缸筒中往复平移，改变缸筒内部被密封空间的容积，进而改变缸筒内部流体的压强，并配合单向阀在压力下的开闭，将待驱动流体吸入、加压再排出，可实现较高的压强需求但流量相对低，故更适合于需要高压低量液体的场合，例如用于水/油射流泵中，工作时，流体中的高压转化为高速，喷射中再吸引并驱动附近低速流体共同前进，以达到增加流量的目的。由于液体是不可压缩的，所以在塞体压迫输送液体时，就可以使液体承受很高的压强，从而获得很高的扬程。

2、但对于往复泵，因为柱塞或活塞紧贴缸筒的内壁往复平移，产生滑动摩擦力，并且因为需要对缸筒内的流体加压，所以塞体与缸筒之间的密封度要求较高，进一步增加了滑动摩擦力。而较大的滑动摩擦力，一方面增加了运动阻力，产生无谓的能耗；另一方面，摩擦产热，造成塞体和缸筒急剧升温，热胀冷缩，进一步增加塞体与缸筒之间的挤压程度，又使得摩擦力进一步上升，形成一正反馈过程；并且若有内部结构不均匀，使得膨胀不均匀，导致塞体和/或缸筒变形，反而使得塞体与缸筒之间的配合度/密封度下降，影响对缸筒内流体的加压效果。同时，高温显然还会影响塞体和缸筒的使用寿命。

3、因此，现有技术有待于进一步改进和提高。

技术实现思路

1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种低摩擦往复泵集群，以解决现有技术中往复泵因为塞体与缸筒之间的滑动摩擦力过大，摩擦生热使得往复泵的能耗增加、密封和加压效果下降、使用寿命降低的技术缺陷。

2、本实用新型公开了一种低摩擦往复泵集群，其中，包括一组往复泵和一可横向转动/移动的驱动盘，所述驱动盘的底面设有一组凸起：

3、所述往复泵包括一柱状的缸筒连通一密封腔，所述缸筒中设有一可密封所述缸筒的轴对称塞体，对称轴横向跨越所述缸筒的开口，所述塞体的旋转曲面直接、或通过一支架间接、抵接所述驱动盘的底面；

4、所述密封腔通过入流单向阀连通入流管，用于从外部吸入待驱动流体；并通过出流单向阀连通出流管，用于排出所述待驱动流体；

5、所述驱动盘横向转动/移动时，所述凸起可压迫所述塞体、沿所述缸筒的内壁面、向所述密封腔滚动；

6、还包括一返回结构，所述返回结构用于推动所述塞体保持抵接所述底面。

7、本实用新型的低摩擦往复泵集群，通过凸起对塞体施加的正压力，推动塞体沿缸筒的内壁面向密封腔滚动，对密封腔中的待驱动流体加压，从而将现有往复泵中塞体与缸筒之间的滑动摩擦改为滚动摩擦，大大降低了塞体与缸筒之间的摩擦力，进而降低了塞体与缸筒之间的摩擦产热和升温，减小了因为升温导致的往复泵工作能耗增加、密封和加压效果下降、使用寿命降低等的技术缺陷。同时，因为本实用新型采用了往复泵集群，由驱动盘横向移动/转动来统一驱动塞体往复滚动，可以将单个往复泵的体积和驱动的流体量减少，也降低了对单个往复泵的工作要求，有助于延长往复泵的工作寿命。

8、优选地，所述支架的两端分别设有上滑轮和下滑轮，分别抵接于所述底面和所述旋转曲面，用于驱动所述塞体沿缸筒的内壁面滚动和平移。在驱动盘和塞体之间设置支架，有助于当塞体的外表面被压入缸筒后，还能够伸入至缸筒中，继续抵接压迫塞体。而在支架的两端设置滑轮，分别抵接底面和旋转曲面，将滑动摩擦降低为滚动摩擦，有助于进一步降低摩擦力及摩擦损耗。支架或滚轮作用在塞体表面的正压力，指向塞体圆形截面的圆心，位于塞体于缸筒内壁面接触点（线）的上方，产生的力矩将驱动塞体向密封腔方向滚动。

9、优选地，还包括一固定的限位环，所述支架插入于所述限位环中可上下往复移动。设置限位环，例如一开口大小略大于支架外径的环状物，将支架约束为只能在限位环内上下平移，将凸起的压力传送至塞体上，驱动塞体绕接触点（线）滚动。

10、在一个实施例中，所述塞体为圆柱体，所述缸筒的开口截面为方形。采用圆柱体的塞体，可增加塞体沿轴向的长度，即增加了缸筒的横截面积，而横截面积乘以塞体沿缸筒壁面移动的距离，就得到塞体移动中压缩了或减少了的待驱动流体的体积，故增加了横截面积，就可以增加一次压缩冲程所驱动的待驱动流体的量。

11、在另一个实施例中，所述塞体为球体，所述缸筒的开口截面为圆形。设置球体形状的塞体，相对柱体形状的塞体，有助于减小往复泵的体积，更方便多个往复泵并排工作。

12、在一个实施方式中，所述返回结构包括设置于所述密封腔的一弹性体，所述弹性体用于推动所述塞体滚动并抵接至所述凸起。本实施例中，使用弹性体，例如弹簧或弹性垫片等结构，当塞体在凸起/支架的压迫下向密封腔移动时，压迫并排出密封腔中的待驱动流体，同时还压缩弹性体。而当凸起的最高点移动离开所述塞体/支架后，塞体在弹性体的回弹力作用下，产生远离密封腔的运动趋势，保持紧贴所述凸起/支架，从而扩大密封腔的容积，使得密封腔中待驱动流体压强减小，出流单向阀关闭；同时，密封腔中压强减小至负值或低于入流单向阀的关闭阈值后，入流单向阀打开，新的待驱动流体就从入流管中流入至密封腔中，以准备下一个压缩冲程。

13、更优选地，所返回结构还包括一刚体，所述弹性体的一端固定于缸体内壁上，另一端通过所述刚体抵接至所述塞体。考虑到因为塞体在转动，弹性体与塞体之间存在相对滑动，产生滑动摩擦力，故在弹性体与塞体之间，设置一刚性柱，尤其是表面涂有低摩擦系数涂层，有助于减小摩擦力，降低摩擦产热。

14、在一个实施方式中，所述返回结构包括连接至所述入流管的一加压装置，所述加压装置用于对所述入流管中的待驱动流体施加初始压力，所述初始压力用于驱动待驱动流体从入流单向阀流入所述密封腔，并推动所述塞体抵接至所述凸起。本实施方式使用加压装置对入流管内部加压，将待驱动流体压入至密封腔中，而不是由塞体运动、使得密封腔容积扩大、而产生的负压将待驱动流体吸入至密封腔，一方面可加快待驱动流体进入密封腔的速率；另一方面，也推动塞体保持抵接所述凸起，准备下一个压缩进程；同时避免了在密封腔中设置回弹装置，减小密封腔的有效容积的缺陷。

15、优选地，所述驱动盘为可绕圆心转动的圆板，所述凸起沿周向排列于所述底面，所述驱动盘转动时，所述凸起依次驱动所述塞体在缸筒中往复滚动。所述往复泵集群，，这样可以进一步增加往复泵单次进程中所增压和驱动的待驱动流体的体积。并提供往复泵工作的整体可靠性，不会因为一两个往复泵不工作而导致整个加压驱动流程失败。

16、更优选地，各所述往复泵沿周向平行排列，各个入流管分别连通至一进流总管，和/或各个出流管分别连通至一出流总管。即将各个往复泵的入流管相互连通在一起，通过进流总管共同连接至外部待驱动流体源，以引入待驱动流体；和/或各个往复泵的出流管也都相互连通在一起，共同连接至出流总管，输出加压后的待驱动流体。

17、以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。