[发明专利]一种凸转子轮廓的柔性构造方法

说明书

本发明公开了一种凸转子轮廓的柔性构造方法，包括：转子本体和与之共轭且完全相同的共轭体，转子轮廓采用单位节圆半径下的其半叶轮廓通过镜像操作后的再圆周阵列操作的构造设置，半叶轮廓由首尾相连的顶柔性过渡轮廓、顶柔性工作轮廓、谷柔性共轭轮廓、谷柔性过渡轮廓的4部分，和峰点、顶点、顶型点、型节点、谷型点、谷点、根点的7个控制点构成，快速实现具体案例下转子轮廓的高效构造和泵性能系数的计算，及易于一般工程技术人员所接受与采用。

技术领域

本发明涉及一类泵用转子轮廓，特别涉及具有柔性构造方法(任意类型的工作轮廓+任意连接方式的组合过渡轮廓)的通用凸转子轮廓，及其对应的容积利用、脉动等性能系数的通用计算方法。

背景技术

外共轭回转式容积泵是一种动转子副与静工作腔周期性容积变化的流体元件，简称凸转子泵，分接触式和非接触式两种，前者多为介质输送泵，后者多为真空罗茨泵，应用极其广泛，尤其目前在空天、海洋装备中也得到了应用。其中，一副同轮廓、同尺寸的主、从凸转子（统称为转子）直接决定了泵的性能如何。正因为如此，虽然出现了各种各样的转子轮廓及其构造方法，例如，渐开线、圆弧、摆线、直线、抛物线等转子轮廓，及其对应的容积利用、脉动等性能系数的计算；但是多为针对具体轮廓类型下的“刚性”构造方法，通用性差，计算效率低。为此，提出一种具有“柔性”构造方法的通用转子轮廓，及其对应的容积利用、脉动等性能系数的通用计算方法。

发明内容

本发明提供了一种凸转子轮廓的柔性构造方法，目的在于从而快速实现具体案例下转子轮廓的高效构造和泵性能系数的计算，及易于一般工程技术人员所接受与采用。

一种凸转子轮廓的柔性构造方法，包括转子本体和与之共轭且完全相同的共轭体，由于本体与共轭体的轮廓完全相同，所述转子轮廓既为本体的轮廓也为共轭体的轮廓，其上各轮廓段的标识均一致，其特征在于：所述转子轮廓采用单位节圆半径下的其半叶轮廓通过镜像操作后的再圆周阵列操作的构造设置，所述半叶轮廓由首尾相连的顶柔性过渡轮廓、顶柔性工作轮廓、谷柔性共轭轮廓、谷柔性过渡轮廓的4部分，和峰点、顶点、顶型点、型节点、谷型点、谷点、根点的7个控制点构成。

所述峰点为半叶轮廓位于转子峰对称轴上的确定点，峰点与转子中心的距离为转子的顶半径，所对应的圆为峰圆。

所述顶点为位于峰圆上的另一轮廓点，位置有峰对称轴与顶点、转子中心连线间的顶角所控制。所述顶型点为顶柔性工作轮廓段的起点，位置有其对应的起始法长和起始法角所控制，所述起始法长为峰点到峰节点的连线距离，同时该连线也为顶点处顶柔性工作轮廓段的法线，所述峰节点为峰对称轴与节圆的交点。所述型节点为顶柔性工作轮廓段和谷柔性共轭轮廓段共同位于节圆上的点，位置由转子的叶数唯一确定。所述根点为位于转子根对称轴上的确定点，所对应于转子中心的圆为根圆。所述谷型点为谷柔性共轭轮廓段的起点，位置由正确避让共轭体上的顶型点而在本体上所生成的位于根圆上的确定点。

所述峰圆弧段为峰点与顶点间采用圆弧连接的轮廓段。所述顶过渡轮廓段为顶点和顶型点间采用任意连接方式的凹轮廓段，凹轮廓段的目的在于能正确避让共轭体上的顶点，顶点的位置不同，峰圆弧段与顶过渡轮廓段间的连接方式也不同，故，所述顶柔性过渡轮廓由峰圆弧段和顶过渡轮廓段组成。所述顶柔性工作轮廓为顶型点与型节点间采用任意类型的工作轮廓段。所述谷柔性共轭轮廓为共轭体上顶柔性工作轮廓通过彼此间的共轭关系，在本体上所确定生成的共轭轮廓段。所述谷过渡轮廓段为由正确避让共轭体上的顶点，在本体上所确定生成的轮廓段，所述根圆弧段为谷点与根点间采用圆弧连接的轮廓段，所述谷柔性过渡轮廓由根圆弧段和谷过渡轮廓段组成。

采用上述技术手段的一种凸转子轮廓的柔性构造方法的性能计算方法如下：