[发明专利]一种双齿氢循环泵转子组及双齿氢循环泵

说明书

本发明涉及一种双齿氢循环泵转子组及双齿氢循环泵，提供了一种新的双齿螺杆转子的型线，双齿氢循环泵转子组包括第一双齿螺杆转子和第二双齿螺杆转子，第一双齿螺杆转子的型线包括直线、过渡圆弧、优化曲线、点啮合摆线和包络曲线组成，过渡圆弧的圆心角根据工作环境的温度确定，第二双齿螺杆转子的型线与第一双齿螺杆转子的型线除优化曲线外完全共轭，两个双齿螺杆转子的型线组成简单且均为中心对称图形，在运转时无偏心力矩产生，满足静平衡和动平衡条件；优化曲线既能保证转子具有较大的吸排气口和一定的破冰能力，又能避免点啮合摆线与齿顶圆形成的尖点磨损转子，可以很好的保护型线，提高转子使用寿命。

技术领域

本发明涉及机械工程设计的技术领域，更确切地说涉及一种双齿氢循环泵转子组及双齿氢循环泵。

背景技术

随着能源需求的日益增长和环境问题不断恶化，氢能源作为新能源已经被发展和普及，氢燃料电池大量应用到飞机、火车以及汽车等工业领域。氢燃料电池是通过氢气与空气中的氧气之间的电化学反应产生电能，同时，反应后排出的气体中含有大量的氢气，另外还会有一些水蒸气，当环境气温低时，水蒸气会凝结成冰。双齿氢循环泵是用于氢燃料电池的无油回转机械，能将氢燃料电池反应后排出的大量含氢混合气体进行回收再利用，其核心部件是一对相互啮合、旋向相反的双齿螺杆转子，螺杆转子在转动过程中完成对含氢混合气体进行吸气、运输、内压缩和排气的过程。转子的型线影响着双齿氢循环泵的整体运行性能，当前市场上主流的双齿非对称型转子都具有较大的吸排气口和出色的破冰能力，但是转子的型线存在尖点，容易导致转子磨损，这会大大缩短转子的使用寿命。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种双齿氢循环泵转子组，既能保证转子具有较大的吸排气口和一定的破冰能力，又能消除型线上的尖点，避免转子磨损，提高转子的使用寿命。

本发明的技术解决方案是，提供一种双齿氢循环泵转子组，包括型线均为中心对称图形的第一双齿螺杆转子和第二双齿螺杆转子，第一双齿螺杆转子和第二双齿螺杆转子的型线的外圆半径均为r1e、内圆半径均为r1i，同一双齿螺杆转子的对称中心、外圆圆心及内圆圆心重合，两个双齿螺杆转子的中心距为Ac、传动比为i；

第一双齿螺杆转子的型线的一半包括长度为l₁的直线A₁B₁、半径为r1p的第一过渡圆弧B₁C₁、点啮合摆线D₁E₁、用于优化D₁E₁与齿顶圆形成的尖点C₀的优化曲线C₁D₁、曲线E₁F₁及半径为r1p的第二过渡圆弧F₁G₁；第一过渡圆弧B₁C₁与直线A₁B₁在B₁点相切，B₁C₁的圆心角根据工作条件确定且随工作环境温度的降低而增大；优化曲线C₁D₁是直线、圆弧或者二次曲线；点啮合摆线D₁E₁在E₁点与齿底圆弧相切，D₁E₁的基圆是半径为r1e的齿顶圆，D₁E₁的滚圆是半径为r1i的齿底圆，D₁E₁的摆径为r1e；第二过渡圆弧F₁G₁在F₁点与曲线E₁F₁相切；