[發明專利]抑制截留流體故障的無聲齒輪泵或馬達

有效

• 申請號: 201480021941.1
• 申請日: 2014-04-16
• 公開（公告）號: CN105164418B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 林洛福
• 申請（專利權）人: 林洛福
• 主分類號: F04C2/10
• 分類號: F04C2/10;F04C29/06
• 代理公司: 北京市鑄成律師事務所11313
• 代理人: 郝文博

相關申請

本申請要求于2013年4月17日提出的PCT申請No.PCT/KR2013/003226的權益，該申請以引用的方式合并到本申請中。

技術領域

本發明一般涉及一種流體傳遞裝置，其包括成對的嚙合外齒輪。本發明具體涉及一種齒輪泵或馬達，或者齒輪制冷壓縮機，其具有可旋轉地安裝在齒輪腔中的成對的外齒輪。

背景技術

使用成對的嚙合外齒輪的流體傳遞裝置在旋轉結構方面是獨特的，其因為不使用往復式部件而使旋轉振動小，且以簡單且經濟的結構而具有高功率密度，從而廣泛應用于例如泵或馬達的工業領域中。然而，盡管這種流體傳遞裝置具有這些優點，但由于嚙合外齒輪產生的高噪音和曝氣限制了這種流體傳遞裝置在安靜環境設備(例如電動汽車或房間服務用的泵或馬達或制冷壓縮機)中的使用，或者在大傳遞體積應用中的使用。

在現有技術的流體傳遞裝置的正常使用過程中，嚙合齒輪的齒在齒根彎曲部和嚙合齒頂之間形成空隙，各空隙的體積減小直到到達包括齒輪支撐軸的中心的理論平面處，然后在齒接觸沿接觸線移動過程中，各空隙增大，其中，被截留流體(trappedfluid)在減小工序過程中仍產生大的壓力紋波，在增大工序過程中產生曝氣，引起嚴重的噪音和氣穴現象，這稱之為截留流體現象(也稱作“困油現象”，trappingphenomenon)。

已知上述截留流體現象所引起的故障是因為在齒輪旋轉過程中不可壓縮流體被限制在可變體積的剛性空隙中，其中通過穿過圍繞被截留空隙的余隙(例如齒輪的齒側間隙和沿齒輪側表面的余隙)向內或向外傳遞壓力或泄露流體，壓力變化使輸入腔和輸出腔不可避免地相互受到影響，導致被截留空隙和高壓腔中壓力升高，產生高頻壓力脈沖。

除因截留流體現象引起的故障外，現有技術中存在位于允許范圍內的齒輪齒側間隙以使嚙合操作平滑，齒輪的齒側間隙在提出本發明之前足夠大而在加載腔室和被截留空隙之間傳遞壓力，當嚙合齒輪的接觸點位于正在減小的截留空隙和正在增大的截留空隙之間時，使壓力逐步交互升高，超過加載腔室的壓力。其中，在正在減小的截留空隙中產生的、如圖9所示泵或齒輪制冷壓縮機中的高壓48或如圖12所示，馬達中的高壓50，推動在截留空隙中相互抵靠地布置的齒側面，從而所述齒側間隙使接觸的齒側面分開，在接觸面之間產生余隙，正在減小的截留區域中的流體穿過所述余隙，隨后釋放到相鄰的正在增大的截留空隙中。在其中的高壓隨著齒輪的轉動而泄壓后，從動齒輪被圖9所示泵或制冷用壓縮機中的加載腔室的壓力47和圖12所示馬達中加載腔室的壓力49向前驅動轉動，從而使齒和軸齒輪再次接觸，抵靠每個嚙合的齒產生齒跳動接觸，對從動齒輪側的每個被截留空隙具有嚴重的噪音和高頻振動。齒側間隙需要封閉以抑制被截留空隙中的壓力和阻止齒跳動接觸。

現有技術中解決上述問題的一種方法是提供相當大容積的紋波腔室，其具有第一通道和第二通道，其中第一通道連接到所述截留區域，通過第一通道來阻尼所述被截留的高壓，第二通道用于將流體排放到入口側，然而被限制在脊形容器中的流體因流體的不可壓縮而難以阻尼。

現有技術中解決上述問題的另一種方法是提供柱塞，所述柱塞在截留區域中擠壓流體的壓力和排放腔室中擠壓流體的壓力之間的壓力差作用下往復運動，用于經由其中的連通通道將被截留流體釋放到低壓側，其中，柱塞的往復運動產生另一脈沖到高壓側，因此仍然存在高噪音。

現有技術中解決上述問題的又一方法是在側板表面上的凹部中提供彈性體，例如泡沫塑料，彈性體的一端面對齒輪的被截留區域，用于使彈性體吸收被擠壓的流體，其中在開始所述被截留時期時，由于排放腔室和面對凹部中的彈性體的被截留區域之間的更大的壓力差，流體從排放腔室穿過齒輪的側表面和側壁之間的余隙泄露，因而充分阻尼受到干擾，因高壓腔室中高頻壓力下降而使壓力產生脈沖，導致大的噪音。

現有技術中解決上述問題的一些方法提供通道，以通過通道連通入口腔室或出口腔室釋放被截留區域中的壓力，導致高壓腔室中的壓力突降和流體泄露到被截留腔室中，喪失容積效率，或者因減小的容積直接傳遞到高壓腔室而產生更高的壓力脈沖。

發明內容

本發明的目的是提供一種無聲齒輪泵或馬達，或者齒輪制冷壓縮機，其具有解決上述問題的裝置。

因此，本發明提供補償被截留空隙的可變容積的裝置，其使被截留流體對于高壓腔室被密封；以及阻止齒跳動接觸的裝置，包括：

嚙合齒輪的不泄露流體的齒側間隙；

補償腔室，其設置在至少一個所述側壁的中間部分中；