• CN:11-2187/TH
  • ISSN:0577-6686

机械工程学报 ›› 2020, Vol. 56 ›› Issue (3): 162-168.doi: 10.3901/JME.2020.03.162

• 摩擦学 • 上一篇    下一篇

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无滑动摩擦容积泵的构造

马龙1,2, 贺英1, 周元峰2, 张彩明2,3   

  1. 1. 南洋理工大学计算机科学与工程学院 新加坡 639798;
    2. 山东大学软件学院 济南 250101;
    3. 山东高校未来智能计算协同创新中心 烟台 264025
  • 收稿日期:2019-04-06 修回日期:2019-08-14 出版日期:2020-02-05 发布日期:2020-04-09
  • 作者简介:马龙,男,1985年出生,博士。主要研究方向为几何建模。E-mail:ma_long@ntu.edu.sg;malongsdu1985@hotmail.com;贺英,男,1974年出生,博士,副教授,博士研究生导师。主要研究方向为可视计算。E-mail:yhe@ntu.edu.sg;周元峰,男,1980年出生,博士,教授,博士研究生导师。主要研究方向为智能图形图像处理、几何造型、计算几何及医学影像处理。E-mail:yfzhou@sdu.edu.cn;张彩明,男,1955年出生,博士,教授,博士研究生导师。主要研究方向为可视媒体。E-mail:czhang@sdu.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金青年科学基金(61802228)、国家自然科学基金(61332015,61772312)、国家自然科学基金一浙江两化融合联合基金重点项目(U1609218)、山东省重点研发计划(2017GGX10110)和山东大学基础研究基金(2018JC030)资助项目。

Construction of Positive Displacement Pump without Sliding Friction

MA Long1,2, HE Ying1, ZHOU Yuanfeng2, ZHANG Caiming2,3   

  1. 1. Computer Science and Engineering, Nanyang Technological University, Singapore 639798;
    2. Software College, Shandong University, Jinan 250101;
    3. Shandong Co-Innovation Center of Future Intelligent Computing, Yantai 264025
  • Received:2019-04-06 Revised:2019-08-14 Online:2020-02-05 Published:2020-04-09

摘要: 容积泵是一种通过改变密闭空间的容积来实现流体输送的泵。密闭空间容积的改变是通过围成它的机械部件之间的相对运动实现的。目前的容积泵无法避免这些机械部件之间的滑动摩擦。如果能设计出使用滚动摩擦代替所有滑动摩擦的结构,则可以让摩擦力大大减小,从而提高泵的效率和寿命。避免滑动摩擦的同时保证密封却是一个很有挑战性的几何设计问题。以正八面体为基本结构,通过在它的棱和面上放置特殊形状的转子和活塞,成功实现这种构造,并使用三维几何建模软件模拟了这种结构的工作过程。该工作不仅从理论上证实了无滑动摩擦的容积泵的可实现性,对高效率容积泵的设计也有着很强的应用价值。

关键词: 容积泵, 滑动摩擦, 正八面体, 密闭空间

Abstract: Positive displacement pump is a kind of pump that translate the fluid via changing the volume of closed space. Changing the volume of closed space is based on the relative movements between the mechanical structures composing such space. Now, all the positive displacement pump cannot avoid sliding frictions between these mechanical structures. If the sliding frictions can be replaced by rolling frictions, the forces of frictions can be greatly reduced, so that the efficient and life of pump can be improved. Avoiding frictions while keeping seal is a challenging geometric designing problem. With the regular octahedron as the basic structure, this structure is successfully realized by placing a specially shaped rotor and piston on its ribs and faces, and the working process of this structure is simulated using 3D geometric modeling software. This construction not only show the possibility of realizing a positive displacement pump without slide friction, and has great value for designing a kind of positive displace pump with highly efficient.

Key words: positive displacement pump, sliding friction, octahedron, closed space

中图分类号: