[發明專利]一種泵用轉子取得極限輪廓的通用條件模型

有效

• 申請號: 201911206040.0
• 申請日: 2019-11-29
• 公開（公告）號: CN110985371B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 李玉龍;劉萍;范鈞
• 申請（專利權）人: 宿遷學院
• 主分類號: F04C2/00
• 分類號: F04C2/00
• 代理公司: 宿遷市永泰睿博知識產權代理事務所(普通合伙) 32264
• 代理人: 丁雪

本發明涉及一類泵用轉子，特別提供一種泵用轉子取得極限輪廓的通用條件模型，通過確定任意轉子輪廓取得其極限輪廓時均須滿足的通用幾何條件，可以實現現有轉子和創新轉子極限輪廓的高效確定與評估，并易于一般工程技術人員所接受與采用。

技術領域

本發明涉及一類泵用轉子，特別涉及任意轉子輪廓取得其極限輪廓時所須滿足的通用幾何條件，即通用條件模型。

背景技術：

回轉式容積泵是一種動轉子與靜工作腔周期性容積變化的流體元件，應用極其廣泛，尤其在空天海洋裝備中也得到了應用。其中，一副同輪廓的主、從轉子直接決定了泵的性能如何。

依據不同的應用場合，轉子工作輪廓可采用圓弧、漸開線、擺線、直谷線、拋物線等多種線型，或彼此間的組合線型。由“頂半徑/節圓半徑”所標準定義出的轉子形狀系數，直接決定了泵的介質輸出量。形狀系數越大，轉子輪廓的曲率半徑越大，輸出量越大；曲率半徑越大，徑向泄漏、轉子間的共軛泄漏越小，泵容積效率越高。因此，該類泵的設計重點在于追求形狀系數的最大化，即轉子輪廓的極限化。

目前，雖然由“角點”狀態下的幾何分析，給出了常見圓弧轉子極限輪廓下的形狀系數為2、3、4葉下的1.67、1.48、1.37，由漸開線終端點位于基圓上的幾何分析，給出了常見漸開線轉子極限輪廓下的形狀系數為2、3、4葉下的1.62、1.46、1.37；但這一針對具體工作輪廓下的個案方法，不具普適性，且所涉理論廣，既不利于一般工程技術人員的直接采用，也不利于創新轉子輪廓下的形狀系數預測。為此，特提出一種任意轉子輪廓取得其極限輪廓時所須滿足的通用幾何條件，即通用條件模型。

發明內容

本發明的目的在于通過提供一種任意轉子輪廓取得其極限輪廓時所須滿足的通用條件模型，實現現有轉子和創新轉子極限輪廓的高效確定與評估，并易于一般工程技術人員所接受與采用。

為實現上述目的，本發明技術解決方案如下：

一種泵用轉子取得極限輪廓的通用條件模型，轉子輪廓由節圓之外的頂工作輪廓、頂過渡輪廓和之內的谷工作輪廓、谷過渡輪廓組成。轉子半葉輪廓的構造，如圖1所示。其中，o₁為主轉子中心，o₂為從轉子中心，主轉子輪廓與從轉子輪廓完全相同；a為轉子的輪廓頂點，e為轉子的輪廓谷點，ao₁為轉子的頂對稱軸(簡稱頂軸)，eo₁為轉子的谷對稱軸(簡稱谷軸)，f、c、g為節圓的三個點，其連接成節圓，且f為節圓與頂軸的交點，g為節圓與谷軸的交點；節圓外側的bc段為頂工作輪廓，ba段為頂圓弧過渡輪廓，圓心為點f；節圓內側的cd段為谷工作輪廓，de段為谷圓弧過渡輪廓，圓心為點g。

步驟一、以o₁為原點，頂軸為y軸，構建如圖1所示的直角坐標系xo₁y，記N為轉子的葉數，r為節圓半徑，∠afb＝α₀、bf的長度＝ρ₀為工作輪廓bc的起始法角、起始法長。則，轉子形狀系數為

ε＝1+ρ₀/r (1)