[实用新型]一种泵用具有最大形状系数的易加工凸转子轮廓

说明书

本实用新型公开了一种泵用具有最大形状系数的易加工凸转子轮廓，由2倍叶数个节圆周向对称邻接的半叶轮廓组成，所述半叶轮廓由首尾相连的峰过渡连接圆弧、峰共轭轮廓、谷过渡连接圆弧共三部分组成，相应的端点和连接点依序为位于峰对称轴上的峰点、起始点、中节点和位于谷对称轴上的谷点。本实用新型一具有同类凸转子中最大的形状系数和容积利用系数；二具有同类凸转子中最易于加工的轮廓构造。

技术领域

本实用新型属于转子泵技术领域，具体涉及一种具有最大形状系数和易加工的凸转子轮廓构造。

背景技术

凸转子泵是利用两个凸转子(简称为转子)旋转过程中所产生的进口真空吸力将流体介质输送到出口的一类容积泵，最早用于罗茨真空泵，应用极其广泛。其中，由两个完全相同转子所形成的非接触式转子副为泵的核心组件，转子叶数常为2～4。

转子的容积利用系数＝“转子顶圆柱体积中用于挤出介质的部分叶槽容积/转子顶圆柱的体积”∝“1－1/转子形状系数的平方”，是衡量泵性能的最重要指标，形状系数越大，容积利用系数越大，泵性能越好。所以在转子轮廓的设计中，总希望通过采用最大化的形状系数，以期获得更大的容积利用系数。

对于具有普通轮廓构造的常见易加工转子，形状系数的大小由转子轮廓中共轭段的形状直接决定，其中，共轭段由节圆外侧的峰共轭轮廓和节圆内侧的谷共轭轮廓两部分组成。虽然普通转子在应用了CN109630407B的高形技术后，能进一步提高其形状系数，但高形化轮廓的构造相对复杂，加工相对不易。

针对共轭轮廓的不同形状，虽然CN109812413B给出了各自上限形状系数的通用判据和计算方法。例如，最常见渐开线形状能取得的上限形状系数为2叶、3叶、4叶下的1.6177、1.4638、1.3655，圆弧形状下的1.6699、1.4770、1.3680，摆线形状下的1.5、1.3333、1.25等。但并没有解决共轭轮廓究竟为何具体形状时，转子能取得最大形状系数的根本问题。

实用新型内容

本实用新型针对背景技术中要解决的根本问题，提供了一种由谷共轭轮廓收缩聚集到节圆上时的特殊构造条件，直接计算出转子能取得的最大形状系数和确定出峰共轭轮廓的几何形状。

为实现上述目的，本实用新型技术解决方案如下：

一种泵用具有最大形状系数的易加工凸转子轮廓，由2倍叶数个节圆周向对称邻接的半叶轮廓组成，其特征在于：所述半叶轮廓由首尾相连的峰过渡连接圆弧、峰共轭轮廓、谷过渡连接圆弧共三部分组成，相应的端点和连接点依序为位于峰对称轴上的峰点、起始点、中节点和位于谷对称轴上的谷点。

所述半叶轮廓由峰对称轴与谷对称轴夹成，峰对称轴与谷对称轴的交点为转子中心，峰对称轴与谷对称轴的夹角为由转子叶数唯一确定的半叶轮廓圆心角.

所述峰对称轴与节圆的交点为峰节点。

所述谷对称轴与节圆的交点为谷节点。

所述峰节点与谷节点间的节圆弧中点为中节点，峰节点、中节点间节圆弧上的任一点为瞬节点，瞬节点处的节圆切线为瞬切线，瞬节点、中节点间的直线段为瞬弧弦，瞬弧弦关于瞬切线的镜像对称线为瞬径线，瞬径线上非瞬节点的端点为瞬廓点。

所述峰过渡连接圆弧为峰节点为圆心、“(形状系数－1)×节圆半径”为半径的峰点与起始点间圆弧。

所述峰共轭轮廓为当瞬节点由中节点连续移向峰节点时瞬廓点的轨迹线。

所述谷过渡连接圆弧为谷节点为圆心、“(形状系数－1)×节圆半径”为半径的中节点与谷节点间圆弧。

所述形状系数＝1+峰节点中节点间长度/节圆半径，即为2叶、3叶、4叶下的1.7654、1.5176、1.3902，为所有峰共轭轮廓形状中的最大值。