專利名稱：一種旋轉活塞式泵的轉子的制作方法
技術領域：
本發明涉及旋轉活塞式泵，特別是旋轉活塞式泵的轉子。
羅茨泵在低壓鼓風機領域應用甚廣，也有作為泵應用的產品。這種泵轉子(如圖3)由兩個形狀相同的轉子組成，兩個轉子相互嚙合地設置在泵體4內，并由一對同步齒輪驅動，每個轉子都是由輪轂1和輪齒2組成，輪齒2的側輪廓線和輪齒2的齒頂輪廓線為曲線，且兩個轉子側輪廓線互為共軛曲線，輪齒的齒數為2～3，由于齒數少，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而言，其流量也是比較大的。
羅茨泵的優點1、羅茨泵的兩個轉子由同步齒輪帶動旋轉，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和氣體介質輸送。
羅茨泵的缺點1、轉子與定子之間的密封間隙均為線接觸，因此泄漏量較大；2、轉子只能為整體，表面為曲面，加工比較復雜，精度低；3、受轉子型線限制，軸的直徑小，在高壓情況下剛度不足。
凸輪泵的轉子帶有從輪轂上凸出的輪葉，根據每個轉子上的輪葉的個數有單葉、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構，它由兩個形狀相同的轉子組成，設置在泵體4內，每個轉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，其側面為避免兩輪齒在轉動過程中的相互干涉而作成內凹的曲線；定子上設有兩個凸臺，借助于此凸臺與轉子外圓的配合以及轉子外圓與殼體的配合來形成密閉的工作空間。它的兩個轉子之間并不接觸嚙合，故從動轉子要靠同步齒輪驅動旋轉，兩個轉子的輪葉位置錯開90°凸輪泵的優點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，都要經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壓力，現在作用于定子的凸臺上，從而減小了作用于轉子上的總載荷，這對保證高壓工況下轉子的強度和剛度都是有利的。
但凸輪泵的結構也有缺點，1、從圖5可見，兩轉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，在介質粘度很大時，可引起較大的摩擦損失；3、由于轉子內圓要與定子凸臺配合，轉子本身只能是懸臂式支承，這對承受高壓又是不利因素。
本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是它為兩個形狀相同的轉子，兩個轉子相互嚙合地設置在泵體內，并由一對同步齒輪驅動，每個轉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，輪齒的側輪廓線為向外凸漸開線，且兩個轉子側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。
本發明轉子的優點1、輪轂直徑可以較大，保證了高壓工況下轉子的強度和剛度；2、結構簡單，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和氣體介質輸送。
由于輪齒2采用向外凸的漸開線，輪齒2頂部的寬度減小，但仍保留相當的寬度，以減小流經此間隙的泄漏量。由于頂部寬度減小，在一部分時間內，兩轉子間的密封間隙為兩漸開線嚙合所形成。由于轉子型線為曲線，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。
本發明轉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。根據需要，定子上可以像凸輪泵那樣設置凸臺，也可以不設置凸臺；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面曲線相配合所形成，在另一些時間段則是由一個轉子的輪齒頂圓柱面與另一個轉子的輪轂或定子凸臺的配合所形成。
本方案的優點第一、消除了穿通容積，適應高含氣量。
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，轉子剛度較好。
如圖2所示的本發明實施例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)。
權利要求
1.一種旋轉活塞式泵的轉子，它為兩個形狀相同的轉子，兩個轉子相互嚙合地設置在泵體(4)內，并由一對同步齒輪驅動，其特征在于每個轉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)的側輪廓線為向外凸漸開線，且兩個轉子側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.如權利要求1所述的轉子，其特征在于輪轂(1)和輪齒(2)相接處開有凹槽(3)。
3.如權利要求1或2所述的轉子，其特征在于輪轂(1)和輪齒(2)為一個整體。
4.如權利要求1或2所述的轉子，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)轉動。
全文摘要
本發明涉及一種旋轉活塞式泵的轉子,它為兩個形狀相同的轉子,兩個轉子相互嚙合地設置在泵體(4)內,并由一對同步齒輪驅動,每個轉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)的側輪廓線為向外凸漸開線,且兩個轉子側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。本發明轉子的強度和剛度高、結構簡單、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和氣體介質輸送。
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 優先權日2002年4月8日
發明者張克危, 劉甲凡, 孫衛華, 付劍玲 申請人:華中科技大學, 中國航空工業總公司宏偉機械廠