專(zhuān)利名稱(chēng):兩角轉(zhuǎn)子泵的制作方法
本發(fā)明涉及一種兩角轉(zhuǎn)子泵，特別是兩角轉(zhuǎn)子直軸泵的機(jī)構(gòu)。
在種類(lèi)繁多的泵中，助借轉(zhuǎn)子在缸內(nèi)作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)工作容積變化的諸轉(zhuǎn)子泵，結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單，體積小，重量輕等特點(diǎn)比較顯著。盡管如此，在保證使用期內(nèi)可靠性的條件下，進(jìn)一步降低泵的比重量(泵重量/泵排量)。仍然是我們追求的目標(biāo)。特別是當(dāng)其作為某些重量和體積具有重要意義的使用領(lǐng)域方面(例如發(fā)動(dòng)機(jī)等)的機(jī)構(gòu)組成部份時(shí)，更是如此。
本發(fā)明的目的是提供一種兩角轉(zhuǎn)子直軸泵。它不僅與其他轉(zhuǎn)子泵相比，結(jié)構(gòu)更加緊湊，而且在比重量方面還要優(yōu)越得多。它的工作容積可占缸體容積的 1/2 左右;在外轉(zhuǎn)子直徑相同的條件下，它的工作容積可以比內(nèi)齒合齒輪泵的還要大7倍。
目的是這樣實(shí)現(xiàn)的采用單弧外旋輪線(xiàn)作為缸體理論型線(xiàn)，雙弧內(nèi)包絡(luò)線(xiàn)作為轉(zhuǎn)子理論輪廓線(xiàn)(該轉(zhuǎn)子即兩角轉(zhuǎn)子)，用一根直軸通過(guò)鍵之類(lèi)的裝置帶動(dòng)矩形滑塊，讓轉(zhuǎn)子在滑塊上滑動(dòng)時(shí)，保證轉(zhuǎn)子的對(duì)角線(xiàn)始終能和直軸的中心線(xiàn)相交，這樣的轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)就可以成為具有上述基本性能的兩角轉(zhuǎn)子直軸泵。
通常，外旋輪線(xiàn)作為缸體的理論型線(xiàn)，相應(yīng)的內(nèi)包絡(luò)線(xiàn)作為轉(zhuǎn)子理論輪廓線(xiàn)的機(jī)構(gòu)形成的泵，結(jié)構(gòu)不可能不復(fù)雜。因?yàn)檗D(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)中的缸體和轉(zhuǎn)子之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，還需要有一對(duì)內(nèi)齒合齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn);兩角轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)形成的泵也不例外。但是，如果我們對(duì)這類(lèi)機(jī)構(gòu)的缸體型線(xiàn)形成的過(guò)程作仔細(xì)地觀察和分析，就會(huì)發(fā)現(xiàn)情況不盡如此。對(duì)其中的兩角轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)，我們只要設(shè)法使轉(zhuǎn)子的對(duì)角線(xiàn)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，始終穿過(guò)某軸的中心滑動(dòng)，就可以在取消內(nèi)齒合齒輪付的條件下，實(shí)現(xiàn)該泵的缸體與轉(zhuǎn)子之間的運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)系，從而大大簡(jiǎn)化兩角轉(zhuǎn)子的機(jī)構(gòu)，成為結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單的兩角轉(zhuǎn)子直軸泵。
下面結(jié)合附圖對(duì)該泵的結(jié)構(gòu)和原理作出說(shuō)明。
圖1是兩角轉(zhuǎn)子直軸泵的橫斷面圖。由單弧外旋輪線(xiàn)形成缸體(2)的型面。缸體(2)上有泵的進(jìn)口(1)。直軸(6)通過(guò)鍵(5)帶動(dòng)滑塊(8)旋轉(zhuǎn)。由于轉(zhuǎn)子(3)型面是單弧外旋輪線(xiàn)的內(nèi)包絡(luò)線(xiàn)形成的，當(dāng)滑塊(8)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子(3)在滑塊(8)上滑動(dòng)，并且其對(duì)角線(xiàn)能通過(guò)直軸(6)的中心移動(dòng)時(shí)，根據(jù)下面所述的幾何關(guān)系，我們可以知道轉(zhuǎn)子(3)的兩個(gè)頂角在任何旋轉(zhuǎn)位置上，都能始終和缸體(2)型面接觸，實(shí)現(xiàn)工作容積的變化，將液體從進(jìn)口(1)吸入，從出口(10)排出。
不過(guò)，當(dāng)轉(zhuǎn)子(3)的位置，在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中處在圖1所示的狀況下，轉(zhuǎn)子(3)的輪廓會(huì)在壓縮行程剛要終了，或吸入行程剛要開(kāi)始的交替時(shí)期，將工作容積分成兩個(gè)幾乎不相連通的空間(4和9)，此時(shí)，這里排出或吸入液體的阻力可能較大，會(huì)產(chǎn)生或加重困油和氣蝕現(xiàn)象。為消除或減少這種現(xiàn)象存在的可能，可以在轉(zhuǎn)子(3)的兩邊輪廓面上各設(shè)置一凹下的部份(7)，以保證兩空間(4和9)的聯(lián)通比較寬暢。
另外，在下面的說(shuō)明中，我們可以知道運(yùn)轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)子(3)在缸體(2)型面上的滑動(dòng)，除了泵內(nèi)有液體作潤(rùn)滑劑的環(huán)境外，滑動(dòng)范圍是分散在以平移距離α為半徑的擺動(dòng)角所形成的轉(zhuǎn)子(3)頂部圓弧面上，這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為減緩轉(zhuǎn)子(3)頂部的工作磨損提供了有利的條件。
圖2是兩角轉(zhuǎn)子直軸泵的縱斷面圖。與圖1相對(duì)應(yīng)，由缸體(2)轉(zhuǎn)子(3)、滑塊(8)、直軸(6)和缸蓋(11)、(12)組成。在轉(zhuǎn)子(3)的兩邊輪廓面上，各有一凹下的部分(7)。
根據(jù)圖1和圖2可以直接看出，兩角轉(zhuǎn)子直軸泵的工作容積，能夠大到是缸體(2)本身容積的1/2左右。這種性能是其他轉(zhuǎn)子泵所不具備的;在缸徑相同的條件下，它的工作容積可以是內(nèi)齒合齒輪泵的8倍左右。
圖3是本發(fā)明的基本原理說(shuō)明。圓(R)沿著與它內(nèi)切的固定圓(K)滾動(dòng)。P點(diǎn)為圓(R)外的某一點(diǎn)。圓(R)的中心到P點(diǎn)的距離為創(chuàng)成半徑R。e為兩圓偏心距。
當(dāng)圓(R)的半徑f與圓(K)的半徑K之間的關(guān)系為r∶K＝2∶1則e＝r-K＝Kα∶β＝2∶1在此條件下，P點(diǎn)隨圓(R)滾動(dòng)時(shí)，軌跡L1弧線(xiàn)為單弧外旋輪線(xiàn)。其參數(shù)方程
創(chuàng)成半徑R與弧線(xiàn)L1上任意一點(diǎn)的法線(xiàn)夾角為
弧線(xiàn)L1的外等距線(xiàn)為L(zhǎng)2。其參數(shù)方程
弧線(xiàn)L1的內(nèi)包絡(luò)線(xiàn)為L(zhǎng)3。其參數(shù)方程
外等距線(xiàn)L2的內(nèi)包絡(luò)線(xiàn)為L(zhǎng)4。在實(shí)踐上它可用通過(guò)P1P′P2三點(diǎn)的圓弧來(lái)代替。
圖4是圖3中圓(R)與圓(K)相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的局部放大圖。它很簡(jiǎn)單地證明了兩角轉(zhuǎn)子的對(duì)角線(xiàn)，在轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，始終在圓(K)的B點(diǎn)上滑動(dòng)。
圓(K)上的B點(diǎn)，是兩圓尚未相對(duì)滾動(dòng)，圓(K)與圓(B)上的A點(diǎn)在x軸上相切時(shí)，圓(K)上的切點(diǎn)。此時(shí)創(chuàng)成半徑R和x軸重合。當(dāng)圓(R)滾動(dòng)時(shí)，由于α∶β＝2∶1，通過(guò)幾何學(xué)上的同位角之間和外角與不相鄰內(nèi)角等關(guān)系，可以知道創(chuàng)成半徑R或其延長(zhǎng)線(xiàn)在β角為任何數(shù)值的情況下，都通過(guò)圓(K)上的B點(diǎn)。并當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，長(zhǎng)度為2R的轉(zhuǎn)子對(duì)角線(xiàn)在該點(diǎn)的滑動(dòng)范圍為4e。圖4清楚地表明，B點(diǎn)的位置在偏向單弧外旋輪線(xiàn)短徑方向距其中心為e的x軸上。
如果我們把圖3-圖4中的弧線(xiàn)等和圖1-圖2的另件對(duì)應(yīng)起來(lái)，即把外等距線(xiàn)L2和缸體(2)實(shí)際型線(xiàn)對(duì)應(yīng)起來(lái)，把內(nèi)包絡(luò)線(xiàn)L4和轉(zhuǎn)子(3)的實(shí)際輪廓線(xiàn)對(duì)應(yīng)起來(lái)，把圓(K)上的B點(diǎn)和直軸(6)的位置對(duì)應(yīng)起來(lái)，那么，我們就可以得到兩角轉(zhuǎn)子直軸泵的基本結(jié)構(gòu)。
另對(duì)，如果把內(nèi)包絡(luò)線(xiàn)L4和轉(zhuǎn)子(3)的實(shí)際輪廓線(xiàn)對(duì)應(yīng)起來(lái)，那么，可以把圖3的兩條弧線(xiàn)L3的交點(diǎn)作為中心，以平移距離α為半徑，設(shè)置可更換的耐磨圓柱銷(xiāo)或耐磨刮片，能改善轉(zhuǎn)子頂點(diǎn)的耐磨性。
權(quán)利要求
1.單弧外旋輪線(xiàn)為缸體(2)理論型線(xiàn)，雙弧內(nèi)包絡(luò)線(xiàn)為轉(zhuǎn)子(3)理論輪廓線(xiàn)，在缸體(2)或缸蓋(11)、(12)上安排有進(jìn)口(1)和出口(10)，這樣的轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)組成的泵，其特征在于a、轉(zhuǎn)子泵的軸是直軸(6)，b、直軸(6)可通過(guò)鍵(5)帶動(dòng)滑塊(8)旋轉(zhuǎn)，c、在保持工作容積密封的條件下，滑塊(8)推動(dòng)轉(zhuǎn)子(3)在缸體(2)內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子(3)對(duì)角線(xiàn)始終可以通過(guò)直軸(6)的軸心移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1規(guī)定的轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)，其特征在于直軸(6)的位置，正偏向缸體(2)的短徑方向，并距缸體(2)中心距離為偏心距e。
3.根據(jù)權(quán)利1規(guī)定的轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)，其特征在于直軸(6)、鍵(5)和滑塊(8)也可合為一體。
4.根據(jù)權(quán)利1規(guī)定的轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)，其特征在于以?xún)山寝D(zhuǎn)子(3)理論輪廓線(xiàn)的頂角為中心，可設(shè)置半徑為平移距離α的圓柱銷(xiāo)或刮片等可更換的耐磨裝置。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明提供了兩角轉(zhuǎn)子直軸泵的基本結(jié)構(gòu)。結(jié) 構(gòu)特點(diǎn)是單弧外旋輪線(xiàn)為缸體理論型線(xiàn)，雙弧內(nèi)包 絡(luò)線(xiàn)為轉(zhuǎn)子理論輪廓線(xiàn)。由偏向缸體短經(jīng)方向距缸 體中心為偏心距e處的直軸，通過(guò)鍵和滑塊旋轉(zhuǎn)時(shí)， 使轉(zhuǎn)子對(duì)角線(xiàn)始終穿過(guò)直軸的軸心移動(dòng)。該結(jié)構(gòu)形 成的泵。遠(yuǎn)比其它轉(zhuǎn)子泵緊湊。工作容積可以是缸體 容積的1/2左右。在外轉(zhuǎn)子直徑相同的條件下?？梢?比內(nèi)齒合齒輪泵的工作容積大7倍。
文檔編號(hào)F04C2/02GK86104412SQ86104412
公開(kāi)日1987年2月11日 申請(qǐng)日期1986年6月23日
發(fā)明者任世鈞 申請(qǐng)人:任世鈞導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan