[實用新型]一種基于滑閥泵的自動平衡轉(zhuǎn)子組

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821727400.2
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN208996949U
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張棟;沈興全;董振;武濤;張方超
• 申請（專利權(quán)）人: 中北大學(xué)
• 主分類號: F04C18/356
• 分類號: F04C18/356;F04C29/00
• 代理公司: 太原晉科知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 楊陳鳳

本實用新型屬于泵技術(shù)領(lǐng)域，特涉及一種具有自動平衡能力的轉(zhuǎn)子組。它提出了一種基于滑閥泵的自動平衡轉(zhuǎn)子組。自動平衡能力的轉(zhuǎn)子組包括四組關(guān)聯(lián)運動的滑閥轉(zhuǎn)子副。每組轉(zhuǎn)子副由轉(zhuǎn)軸、偏心輪、滑閥以及滑閥導(dǎo)軌組成。其特征在于四組滑閥轉(zhuǎn)子副分別位于四個相互平行且直徑、長度相等的圓柱形泵腔內(nèi)，且四個圓柱形泵腔矩形陣列。四根主軸分別帶動各自軸外套設(shè)的偏心輪同步旋轉(zhuǎn)，任意時刻水平方向兩轉(zhuǎn)子對形位對稱，同時豎直方向兩轉(zhuǎn)子對形位對稱。且相鄰兩軸轉(zhuǎn)速相同，旋向相反。最終通過轉(zhuǎn)子的反相轉(zhuǎn)動抵消離心力的作用效果，消除因離心力產(chǎn)生的振動。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于泵技術(shù)領(lǐng)域，特涉及一種具有自動平衡能力的轉(zhuǎn)子組。

背景技術(shù)

作為一種常見的油封式機械真空泵，滑閥式真空泵是一種容積式真空泵，它可以通過滑閥的機械旋轉(zhuǎn)來改變吸入室的體積，通過轉(zhuǎn)子的運動來達到抽氣的目的。它適用于去除一般性氣體或含有少量冷凝氣體，廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。

滑閥式真空的主要結(jié)構(gòu)包括泵體、偏心輪、滑閥組件和導(dǎo)軌等。由于滑閥式真空泵轉(zhuǎn)子質(zhì)量有較大偏心，沒有好的質(zhì)量平衡，在運轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生較大振動。同時由于滑閥泵的旋轉(zhuǎn)質(zhì)心運動軌跡是復(fù)雜的封閉曲線，因此很難實現(xiàn)對滑閥泵慣性力的完全平衡。這就限制了滑閥式真空泵的轉(zhuǎn)數(shù)，一般控制在350～600r/min，個別的可達到1000r/min以上。

目前解決這種不平衡慣性力的方法，主要有以下幾個方面：

1.“雙缸結(jié)構(gòu)”的滑閥真空泵。將一個長、短的兩個泵組合在一起，共用一個軸，兩個偏心輪在軸上反向裝置，并且在驅(qū)動帶輪上添加適當?shù)闹亓糠植級K。這種結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于滑閥泵的早期設(shè)計中。但實踐表明在這種結(jié)構(gòu)中，只能平衡奇數(shù)的諧波慣性力，而且由于結(jié)構(gòu)的不對稱性，它還會在泵體上產(chǎn)生附加力矩，從而對泵的平衡產(chǎn)生影響。

2.“三重平衡技術(shù)”：中間是一個長缸，兩端各有一個等長的圓筒，三組滑閥由一根公共軸同時驅(qū)動，中間有一組滑閥，它的長度及重量式兩端兩組滑閥的兩倍。當泵運行時，兩組短滑閥和中間長滑閥之間的相位差始終保持在180°之間。長滑閥產(chǎn)生的慣性力為F，短滑閥產(chǎn)生的慣性力為F／2，因此泵的慣性力和慣性力矩大小相等且方向相反。然而在這種結(jié)構(gòu)中，和“雙缸結(jié)構(gòu)”一樣只能平衡奇數(shù)的諧波慣性力，他和“雙缸結(jié)構(gòu)”相比優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)對稱，不會在泵體上產(chǎn)生附加力矩。

3.通過分析計算，在偏心輪上打動平衡孔。因為加工誤差等原因并不能完美的消除偏心輪的偏心問題。

4.添加平衡輪，并在皮帶輪上外加配重塊，來對偏心輪和滑閥的慣性力進行平衡減振。這些方式與“雙缸結(jié)構(gòu)”相似，只能平衡奇數(shù)的諧波慣性力，而且由于結(jié)構(gòu)的不對稱性，它還會在泵體上產(chǎn)生附加力矩，從而對泵的平衡產(chǎn)生影響。

5.機械減振裝置：對于高速泵和大型泵，可用添加機械減振裝置的辦法來減小振動。例如在泵的底座上安裝橡膠減振器來減振。這種方式對滑閥偏心振動只能起到一定的抑制作用，并不能完全消除，同時還增加了底座及地腳螺釘?shù)妮d荷。

以上所有的方式和手段，只能部分消除偏心輪的偏心振動，并不能完全抵消偏心輪運動產(chǎn)生的離心慣性力，而且對于滑閥運動產(chǎn)生的離心慣性力并未提出合理可靠的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述不足之處，本實用新型提出一種新的動平衡方式，即能完全抵消偏心輪運動產(chǎn)生的離心慣性力，而且能完全抵消滑閥運動產(chǎn)生的離心慣性力。