[发明专利]一种爪式泵转子齿形

说明书

现有爪式氢循环泵气密性不高、效率低下、面积利用较差。本申请提供了一种爪式泵转子齿形包括从动转子和主动转子，从动转子与主动转子配合使用；从动转子包括第一转子部和第二转子部，第一转子部与第二转子部中心对称，第一转子部包括相互连接的第一齿根和第一齿尖，第一齿根包括第一圆弧段，第一齿尖包括第一销齿圆弧段，主动转子包括第三转子部和第四转子部，第三转子部与所述第四转子部中心对称，第三转子部包括相互连接的第二齿根和第二齿尖，第二齿根包括第二销齿圆弧段，第二齿尖包括第一圆弧包络线段，第一销齿圆弧段与第二销齿圆弧段共轭，第一圆弧段与第一圆弧包络线段共轭。提高爪式氢循环泵气密性，减少氢气内泄露，实现良好的进排气。

技术领域

本申请属于机械零件技术领域，特别是涉及一种爪式泵转子齿形。

背景技术

氢循环泵作为氢燃料电池汽车技术的核心部件之一，对于泵的性能和使用环境有着特殊的要求。一方面，为了保证质子交换膜具有良好的工作特性，要求供气系统供给燃料电池堆的氢气绝对干净，并且具有一定湿度；另一方面，为了保证质子交换膜燃料电池具有较好的综合性能，要求供气子系统能够根据燃料电池输出功率的大小及时调整供气量与供气压力，并具有结构紧凑、重量轻、噪声低、可靠性高、能量可回收等特点。

爪式泵是一种回转容积式机械，由一对平行安装且相互啮合的直双齿转子、一对同步齿轮、一个8字形气缸、两端的墙板、齿轮箱等组成；两转子结构关于各自的轴线成中心对称，理论上可以实现对惯性力的完全平衡；两转子间及转子与机壳间均留有一定间隙以避免安装误差及热变形引起各部件接触；两转子由一对同步齿轮驱动，作旋转方向相反的转动，形成周期性变化的工作容积，从而实现气体的吸入、压缩和排出。爪式泵的优点在于，由于两转子间的相对旋转由同步齿轮实现，而两转子间并不接触，故可实现对工质的无油输送以保证工质的洁净度；无需吸、排气阀等易损部件使其运转可靠、结构简单；通过对其吸、排气口的合理设计，可使得爪式泵具有一定的内压缩过程；具有流量调节能力，其回流能力可以根据不同功率进行响应。

作为爪式氢循环泵核心部件的双齿转子，其齿形的设计好坏直接影响到爪式氢循环泵的性能，如气密性、效率、面积利用系数、加工成本和使用寿命等。爪式泵转子齿形研究既是进行爪式氢循环泵热动力性能研究的基础，也是提高整机性能的关键。而现有的爪式氢循环泵气密性不高、效率低下、面积利用较差。

发明内容

1.要解决的技术问题

基于作为爪式氢循环泵核心部件的双齿转子，其齿形的设计好坏直接影响到爪式氢循环泵的性能，如气密性、效率、面积利用系数、加工成本和使用寿命等。爪式泵转子齿形研究既是进行爪式氢循环泵热动力性能研究的基础，也是提高整机性能的关键，而现有的爪式氢循环泵气密性不高、效率低下、面积利用较差的问题，本申请提供了一种爪式泵转子齿形。

2.技术方案

为了达到上述的目的，本申请提供了一种爪式泵转子齿形，包括从动转子和主动转子，所述从动转子与所述主动转子配合使用；

所述从动转子包括第一转子部和第二转子部，所述第一转子部与所述第二转子部中心对称，所述第一转子部包括相互连接的第一齿根和第一齿尖，所述第一齿根包括第一圆弧段，所述第一齿尖包括第一销齿圆弧段，所述主动转子包括第三转子部和第四转子部，所述第三转子部与所述第四转子部中心对称，所述第三转子部包括相互连接的第二齿根和第二齿尖，所述第二齿根包括第二销齿圆弧段，所述第二齿尖包括第一圆弧包络线段，所述第一销齿圆弧段与所述第二销齿圆弧段共轭，所述第一圆弧段与所述第一圆弧包络线段共轭。

本申请提供另一种实施方式：所述第一转子部齿形包括依次连接的第一对滚圆弧段、所述第一圆弧段、第二圆弧包络线段、第二对滚圆弧段、第三圆弧包络线段、所述第一销齿圆弧段、第三对滚圆弧段和第一点啮合摆线段。