[發明專利]一種無困液現象的凸輪泵

在審

• 申請號: 201810057342.5
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN108050059A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 王君;馮浩志;劉瑞青;李雪琴;沙潤東;蒲可欣
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: F04C15/00
• 分類號: F04C15/00;F04C2/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種無困液現象的凸輪泵，包括左凸輪泵轉子(1)和右凸輪泵轉子(2)；其特征是：左凸輪泵轉子(1)的輪廓型線不存在不光滑連接點；左凸輪泵轉子(1)的輪廓型線由6段首尾光滑連接的曲線組成，依次為：齒頂圓弧AB、第一圓弧BC、第一擺線的等距曲線CD、齒根圓弧DE、第二擺線的等距曲線EF、第二圓弧FA；左凸輪泵轉子(1)的輪廓型線與右凸輪泵轉子(2)的輪廓型線完全相同；左凸輪泵轉子(1)與右凸輪泵轉子(2)在同步齒輪的帶動下，同時作同步異向雙回轉運動，左凸輪泵轉子(1)的輪廓型線中的齒頂圓弧AB、齒根圓弧DE分別與右凸輪泵轉子(2)的輪廓型線中的齒根圓弧de、齒頂圓弧ab實現正確的嚙合；左凸輪泵轉子(1)的輪廓型線中的第一圓弧BC、第一擺線的等距曲線CD、第二擺線的等距曲線EF、第二圓弧FA與右凸輪泵轉子(1)的輪廓型線中第一擺線的等距曲線cd、第一圓弧bc、第二圓弧fa、第二擺線的等距曲線ef不構成嚙合關系；在排液后，左凸輪泵轉子(1)輪廓型線中的第一擺線的等距曲線CD、齒根圓弧DE與右凸輪泵轉子(2)輪廓型線中的齒頂圓弧ab、第一圓弧bc形成一個存在間隙的工作腔，左凸輪泵轉子(1)輪廓型線中的第一擺線的等距曲線CD與右凸輪泵轉子(2)輪廓型線中的第一圓弧bc形成一個間隙δ，隨著兩轉子繼續作同步異向雙回轉運動，該工作腔逐漸減小，間隙δ隨著工作腔的減小而逐漸減小。

2.根據權利要求1中所述的一種無困液現象的凸輪泵，其特征是：左凸輪泵轉子(1)輪廓型線的設計方法為：

①確定齒頂圓弧AB，其方程為：

x A B ( t ) = R 1 c o s ( t ) y A B ( t ) = R 1 s i n ( t ) ]]>

②確定第一圓弧BC，其方程為：

x B C ( t ) = x 1 ( t ) c o s ( β ) - y 1 ( t ) s i n ( β ) y B C ( t ) = x 1 ( t ) s i n ( β ) + y 1 ( t ) c o s ( β ) ]]>

式中：

x 1 ( t ) = [ r 1 c o s ( t ) + x 0 ] c o s ( α ) + [ r 1 s i n ( t ) + y 0 ] s i n ( α ) y 1 ( t ) = - [ r 1 c o s ( t ) + x 0 ] s i n ( α ) + [ r 1 s i n ( t ) + y 0 ] c o s ( α ) ]]>

(x0,y0)為下面兩條曲線的交點：

x2+y2＝(R1-r1)2

x 1 ( t ) = [ X ( t ) - 2 r 1 d Y ( t ) d t ( d X ( t ) d t ) 2 + ( d Y ( t ) d t ) 2 ] cos ( α ) + [ Y ( t ) + 2 r 1 d X ( t ) d t ( d X ( t ) d t ) 2 + ( d Y ( t ) d t ) 2 ] sin ( α ) y 1 ( t ) = [ Y ( t ) + 2 r 1 d X ( t ) d t ( d X ( t ) d t ) 2 + ( d Y ( t ) d t ) 2 ] cos ( α ) - [ X ( t ) - 2 r 1 d Y ( t ) d t ( d X ( t ) d t ) 2 + ( d Y ( t ) d t ) 2 ] sin ( α ) ]]>

其中：

X ( t ) = 2 R 2 [ c o s ( t ) - s i n ( t ) ] - 2 2 ( R 1 - r 1 ) [ c o s ( 2 t ) - s i n ( 2 t ) ] Y ( t ) = 2 R 2 [ c o s ( t ) + sin ( t ) ] - 2 2 ( R 1 - r 1 ) [ c o s ( 2 t ) + sin ( 2 t ) ] ]]>

α = π 2 - 1 2 a r c t a n y 0 x 0 ]]>

③確定第一擺線的等距曲線CD，其方程為：

x C D ( t ) = x 2 ( t ) c o s ( β ) - y 2 ( t ) s i n ( β ) y C D ( t ) = x 2 ( t ) s i n ( β ) + y 2 ( t ) c o s ( β ) ]]>

其中：

x 2 ( t ) = [ X ( t ) - r 1 d Y ( t ) d t ( d X ( t ) d t ) 2 + ( d Y ( t ) d t ) 2 ] cos ( α ) + [ Y ( t ) + r 1 d X ( t ) d t ( d X ( t ) d t ) 2 + ( d Y ( t ) d t ) 2 ] sin ( α ) y 2 ( t ) = [ Y ( t ) + r 1 d X ( t ) d t ( d X ( t ) d t ) 2 + ( d Y ( t ) d t ) 2 ] cos ( α ) - [ X ( t ) - r 1 d Y ( t ) d t ( d X ( t ) d t ) 2 + ( d Y ( t ) d t ) 2 ] sin ( α ) ]]>

④確定齒根圓弧DE，其方程為：

x D E ( t ) = R 3 c o s ( t ) y D E ( t ) = R 3 s i n ( t ) ]]>

⑤確定第二擺線的等距曲線EF，其方程為：

x E F ( t ) = - x 2 ( t ) c o s ( β ) + y 2 ( t ) s i n ( β ) y E F ( t ) = x 2 ( t ) s i n ( β ) + y 2 ( t ) c o s ( β ) ]]>

⑥確定第二圓弧FA，其方程為：

x F A ( t ) = - x 1 ( t ) c o s ( β ) + y 1 ( t ) s i n ( β ) y F A ( t ) = x 1 ( t ) s i n ( β ) + y 1 ( t ) c o s ( β ) ]]>

以上：t—角度參數，rad；R1—齒頂圓半徑，mm；R2—節圓半徑，mm；R3—齒根圓半徑，mm；r1—第一圓弧、第二圓弧半徑，mm；α—旋轉角度，rad；β—根據轉速、運輸介質的粘度和運輸顆粒的大小所要調整的角度，rad。

3.一種無困液現象的凸輪泵，包括兩個輪廓型線相同的雙葉凸輪泵轉子，其特征是：雙葉凸輪泵轉子的輪廓型線關于x軸和y軸都對稱；雙葉凸輪泵轉子的輪廓型線的設計方法是：將左凸輪泵轉子(1)的輪廓型線中位于y軸右側的所有曲線逆時針旋轉只保留第一象限的所有曲線，得到雙葉凸輪泵轉子的1/4段輪廓型線，根據其對稱性，得到完整的雙葉凸輪泵轉子的輪廓型線。