專利名稱：一種旋轉(zhuǎn)活塞式泵的轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)活塞式泵，特別是旋轉(zhuǎn)活塞式泵的轉(zhuǎn)子。
羅茨泵在低壓鼓風(fēng)機領(lǐng)域應(yīng)用甚廣，也有作為泵應(yīng)用的產(chǎn)品。這種泵轉(zhuǎn)子(如圖3)由兩個形狀相同的轉(zhuǎn)子組成，兩個轉(zhuǎn)子相互嚙合地設(shè)置在泵體4內(nèi)，并由一對同步齒輪驅(qū)動，每個轉(zhuǎn)子都是由輪轂1和輪齒2組成，輪齒2的側(cè)輪廓線和輪齒2的齒頂輪廓線為曲線，且兩個轉(zhuǎn)子側(cè)輪廓線互為共軛曲線，輪齒的齒數(shù)為2～3，由于齒數(shù)少，所以在相同的總體積下，流量比一般齒輪式大，相對于其他各種機構(gòu)而言，其流量也是比較大的。
羅茨泵的優(yōu)點1、羅茨泵的兩個轉(zhuǎn)子由同步齒輪帶動旋轉(zhuǎn)，它們相互之間并不直接接觸，因此這種泵的磨損小，可靠性高；2、羅茨泵沒有穿通容積，適用于氣液混合介質(zhì)和氣體介質(zhì)輸送。
羅茨泵的缺點1、轉(zhuǎn)子與定子之間的密封間隙均為線接觸，因此泄漏量較大；2、轉(zhuǎn)子只能為整體，表面為曲面，加工比較復(fù)雜，精度低；3、受轉(zhuǎn)子型線限制，軸的直徑小，在高壓情況下剛度不足。
凸輪泵的轉(zhuǎn)子帶有從輪轂上凸出的輪葉，根據(jù)每個轉(zhuǎn)子上的輪葉的個數(shù)有單葉、凸輪泵和雙葉和三葉凸輪泵之分，圖4給出的是一臺雙葉凸輪泵的基本結(jié)構(gòu)，它由兩個形狀相同的轉(zhuǎn)子組成，設(shè)置在泵體4內(nèi)，每個轉(zhuǎn)子都是由圓柱形的輪轂1其上的輪齒2組成。輪齒2的齒頂為圓柱面，其側(cè)面為避免兩輪齒在轉(zhuǎn)動過程中的相互干涉而作成內(nèi)凹的曲線；定子上設(shè)有兩個凸臺，借助于此凸臺與轉(zhuǎn)子外圓的配合以及轉(zhuǎn)子外圓與殼體的配合來形成密閉的工作空間。它的兩個轉(zhuǎn)子之間并不接觸嚙合，故從動轉(zhuǎn)子要靠同步齒輪驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，兩個轉(zhuǎn)子的輪葉位置錯開90°凸輪泵的優(yōu)點1、密封表面均為圓柱面，便于獲得較高的加工精度，從而保持所需要的間隙值；輪葉的側(cè)面雖然是曲面，但由于不是配合表面，故對精度要求不高，所以凸輪泵轉(zhuǎn)子的加工成本較低；2、使得所有形成密封間隙的配合面均為面接觸，通過這些間隙泄漏的介質(zhì)，都要經(jīng)過一段比較長的路程才能流到低壓腔中，流動阻力比較大，在相同的間隙條件下，可以承受較高的壓差，從而提高排出壓力；3、在相同的壓差下，凸輪泵的間隙可以取得較大，有利于減少磨損；4、在羅茨泵中作用于輪轂部分的介質(zhì)壓力，現(xiàn)在作用于定子的凸臺上，從而減小了作用于轉(zhuǎn)子上的總載荷，這對保證高壓工況下轉(zhuǎn)子的強度和剛度都是有利的。
但凸輪泵的結(jié)構(gòu)也有缺點，1、從圖5可見，兩轉(zhuǎn)子之間形成了一個穿通容積，這在高含氣量的情況下會使流量下降；2、相對滑動的表面較多，面積較大，在介質(zhì)粘度很大時，可引起較大的摩擦損失；3、由于轉(zhuǎn)子內(nèi)圓要與定子凸臺配合，轉(zhuǎn)子本身只能是懸臂式支承，這對承受高壓又是不利因素。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是它為兩個形狀相同的轉(zhuǎn)子，兩個轉(zhuǎn)子相互嚙合地設(shè)置在泵體內(nèi)，并由一對同步齒輪驅(qū)動，每個轉(zhuǎn)子都是由圓柱形的輪轂和輪轂上的均勻分布的2至4個柱形輪齒組成，輪齒的側(cè)輪廓線為向外凸?jié)u開線，且兩個轉(zhuǎn)子側(cè)輪廓線互為共軛曲線；輪齒的齒頂為圓柱面，圓柱面的軸心與輪轂的軸心在同一軸線上。
本發(fā)明轉(zhuǎn)子的優(yōu)點1、輪轂直徑可以較大，保證了高壓工況下轉(zhuǎn)子的強度和剛度；2、結(jié)構(gòu)簡單，密封表面多為圓柱面，便于獲得較高的加工精度，從而保持所需要的間隙值，柱形輪齒的側(cè)面雖然是曲面，但兩曲面之間的配合時間只占整個工作周期的一小部分，對泄漏影響較小；3、沒有穿通容積，適用于氣液混合介質(zhì)和氣體介質(zhì)輸送。
由于輪齒2采用向外凸的漸開線，輪齒2頂部的寬度減小，但仍保留相當(dāng)?shù)膶挾?，以減小流經(jīng)此間隙的泄漏量。由于頂部寬度減小，在一部分時間內(nèi)，兩轉(zhuǎn)子間的密封間隙為兩漸開線嚙合所形成。由于轉(zhuǎn)子型線為曲線，加工精度將低于圓柱表面，可能稍稍增大泄漏量，但這個增加只在一定的時間段中出現(xiàn)。
本發(fā)明轉(zhuǎn)子的輪轂與輪齒既可以制作成一個整體，也可以由兩部分組合而成。根據(jù)需要，定子上可以像凸輪泵那樣設(shè)置凸臺，也可以不設(shè)置凸臺；輪轂1上的柱形輪齒2可為2至4個。
兩個輪齒之間的密封間隙，在某些時間段是由兩輪齒的側(cè)面曲線相配合所形成，在另一些時間段則是由一個轉(zhuǎn)子的輪齒頂圓柱面與另一個轉(zhuǎn)子的輪轂或定子凸臺的配合所形成。
本方案的優(yōu)點第一、消除了穿通容積，適應(yīng)高含氣量。
第二，與羅茨式相比，泄漏量較小。
第三，與羅茨式相比，允許使用較粗的軸，轉(zhuǎn)子剛度較好。
如圖2所示的本發(fā)明實施例2，輪轂1和輪齒2相接處，有凹槽3，以消除閉死容積(不與吸入腔和排出腔相通同時大小變化的容積)。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)活塞式泵的轉(zhuǎn)子，它為兩個形狀相同的轉(zhuǎn)子，兩個轉(zhuǎn)子相互嚙合地設(shè)置在泵體(4)內(nèi)，并由一對同步齒輪驅(qū)動，其特征在于每個轉(zhuǎn)子都是由圓柱形的輪轂(1)和輪轂(1)上的均勻分布的2至4個柱形輪齒(2)組成，輪齒(2)的側(cè)輪廓線為向外凸?jié)u開線，且兩個轉(zhuǎn)子側(cè)輪廓線互為共軛曲線；輪齒(2)的齒頂為圓柱面，圓柱面的軸心與輪轂(1)的軸心在同一軸線上。
2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于輪轂(1)和輪齒(2)相接處開有凹槽(3)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于輪轂(1)和輪齒(2)為一個整體。
4.如權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于輪轂(1)和輪齒(2)分屬不同的零件，輪齒(2)繞輪轂(1)轉(zhuǎn)動。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)活塞式泵的轉(zhuǎn)子,它為兩個形狀相同的轉(zhuǎn)子,兩個轉(zhuǎn)子相互嚙合地設(shè)置在泵體(4)內(nèi),并由一對同步齒輪驅(qū)動,每個轉(zhuǎn)子都是由圓柱形的輪轂(1)和輪轂(1)上的均勻分布的2至4個柱形輪齒(2)組成,輪齒(2)的側(cè)輪廓線為向外凸?jié)u開線,且兩個轉(zhuǎn)子側(cè)輪廓線互為共軛曲線;輪齒(2)的齒頂為圓柱面,圓柱面的軸心與輪轂(1)的軸心在同一軸線上。本發(fā)明轉(zhuǎn)子的強度和剛度高、結(jié)構(gòu)簡單、便于獲得較高的加工精度,從而保持所需要的間隙值;沒有穿通容積,適用于氣液混合介質(zhì)和氣體介質(zhì)輸送。
文檔編號F04C2/00GK1373297SQ0211569
公開日2002年10月9日 申請日期2002年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月8日
發(fā)明者張克危, 劉甲凡, 孫衛(wèi)華, 付劍玲 申請人:華中科技大學(xué), 中國航空工業(yè)總公司宏偉機械廠