[实用新型]一种罗茨泵用的双曲线转子

说明书

本实用新型公开了一种罗茨泵用的双曲线转子，由2叶或3叶或4叶的一对双曲线转子副构成，其半叶理论轮廓均由节圆外侧的圆弧段12、过渡圆弧段23、过渡圆弧段34、双曲线段45，节圆内侧的曲线段56、曲线段67和圆弧段78，共首尾相连的7段轮廓段组成。由双曲线转子的质心系数、脉动系数最小，容积利用系数最大，得双曲线转子叶的重心明显偏向谷部，转子系统的动平衡性能好，且容积利用系数高、脉动质量好。本实用新型的双曲线转子泵的容积利用率高，综合性能好。

技术领域

本发明涉及一种罗茨泵用的双曲线转子，特别涉及到以高容积利用率为主的2叶或3叶或4叶的高性能双曲线转子。

背景技术

罗茨泵是一种回转式容积泵，具有原理简单、体积小、重量轻、成本低、密封性好、无污染等特点，广泛应用于介质输送、抽真空、鼓风等方面。罗茨泵一般采用非接触式凸转子，转子间的内泄漏(即共轭泄漏)比较明显。因此，在转子轮廓的构造方面，一方面要尽量采用最大的形状系数，另一方面要尽量降低径向的、轴向的、共轭的泄漏，从而实现泵的轻量化。其中，节圆半径是影响轴向泄漏主要因素，转子轮廓对其的影响不大，但对径向泄漏、共轭泄漏的影响却很大，而径向泄漏、共轭泄漏则主要由构成泄漏通道轮廓间的综合曲率半径所决定。

目前，转子常见轮廓为渐开线、摆线、圆弧。其中，渐开线属于全“凸 -凸”共轭模式，如图1所示，虽然共轭泄漏最大，但优点是形状系数高。摆线属于全“凸-凹”共轭模式，虽然共轭泄漏最小，但缺点是形状系数低，多用于内啮合转子。圆弧属于“凸-凸”+“凸-凹”的混合共轭模式，虽然形状系数最高，共轭泄漏介于渐开线和摆线之间，但转子质心偏顶部，系统动平衡性能差。双曲线作为一种准“平-凸”的共轭轮廓，具有啮合平顺性好、减速比大等特点，广泛地应用于汽车后桥主减速器的齿轮传动中。至于其齿间所存在的大滑动系数的接触式缺点，对于非接触式的罗茨转子而言，也就无所谓缺点了。

发明内容

本发明针对背景技术中的内容，在基于容积利用率所要求的大形状系数、低内泄漏率两方面需求的基础上，提出一种双曲线转子，并带来其它方面的性能提高。

为实现上述目的，本发明技术解决方案如下：

一种罗茨泵用的双曲线转子，由2叶或3叶或4叶的一对双曲线转子副构成，其半叶理论轮廓均由节圆外侧的圆弧段一12、过渡圆弧段一23、过渡圆弧段二34、双曲线段45，节圆内侧的曲线段一56、曲线段二67和圆弧段二78，共首尾相连的7段轮廓段组成。

进一步地，所述圆弧段一12的圆心为转子中心o，其半径由控制径向泄漏所给定的与泵壳内腔同心的圆心角σ和刚好避让对偶转子上轮廓点6的几何关系所唯一确定。

进一步地，构造所述过渡圆弧段一23、过渡圆弧段二34的目的在于转子副旋转时能完全避让对偶转子上轮廓点6，其圆心分别为o₂、o₁，由彼此半径相等、外切于点一3处、过转子轮廓点2、与双曲线段45相切于点二4、 o₁为顶轴与节圆的交点所唯一确定。

进一步地，所述双曲线段45的起点法线4o₁过转子顶轴与节圆的交点o₁，终点5位于节圆上，其陡峭程度由起点法线4o₁与转子顶轴间的起始夹角α所唯一控制。

进一步地，所述曲线段一56由对偶转子上的双曲线段45通过彼此间的共轭关系所唯一确定；曲线段二67由对偶转子上轮廓点6通过彼此间的共轭关系所唯一确定；圆弧段二78的圆心为转子中心o，大小由对偶转子上圆弧段一12通过彼此间的共轭关系所唯一确定。

进一步地，起始夹角α控制着双曲线段45的陡峭程度，陡峭程度和圆心角σ决定着转子的形状系数，α越大，转子越陡峭，形状系数越大；σ越小，形状系数越大，其关键在于确定出大形状系数所对应的起始夹角α。