[發明專利]一種爪式泵轉子齒形

有效

• 申請號: 201911420329.2
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111120328B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 甘露;賀雪強;周霜梅;黃魏;孟嬋君;王雷雷;馮健美
• 申請（專利權）人: 中船重工（重慶）西南裝備研究院有限公司;西安交通大學
• 主分類號: F04C29/00
• 分類號: F04C29/00;F04C18/18
• 代理公司: 重慶啟恒騰元專利代理事務所(普通合伙) 50232
• 代理人: 萬建

現有爪式氫循環泵氣密性不高、效率低下、面積利用較差。本申請提供了一種爪式泵轉子齒形包括從動轉子和主動轉子，從動轉子與主動轉子配合使用；從動轉子包括第一轉子部和第二轉子部，第一轉子部與第二轉子部中心對稱，第一轉子部包括相互連接的第一齒根和第一齒尖，第一齒根包括第一圓弧段，第一齒尖包括第一銷齒圓弧段，主動轉子包括第三轉子部和第四轉子部，第三轉子部與所述第四轉子部中心對稱，第三轉子部包括相互連接的第二齒根和第二齒尖，第二齒根包括第二銷齒圓弧段，第二齒尖包括第一圓弧包絡線段，第一銷齒圓弧段與第二銷齒圓弧段共軛，第一圓弧段與第一圓弧包絡線段共軛。提高爪式氫循環泵氣密性，減少氫氣內泄露，實現良好的進排氣。

技術領域

本申請屬于機械零件技術領域，特別是涉及一種爪式泵轉子齒形。

背景技術

氫循環泵作為氫燃料電池汽車技術的核心部件之一，對于泵的性能和使用環境有著特殊的要求。一方面，為了保證質子交換膜具有良好的工作特性，要求供氣系統供給燃料電池堆的氫氣絕對干凈，并且具有一定濕度；另一方面，為了保證質子交換膜燃料電池具有較好的綜合性能，要求供氣子系統能夠根據燃料電池輸出功率的大小及時調整供氣量與供氣壓力，并具有結構緊湊、重量輕、噪聲低、可靠性高、能量可回收等特點。

爪式泵是一種回轉容積式機械，由一對平行安裝且相互嚙合的直雙齒轉子、一對同步齒輪、一個8字形氣缸、兩端的墻板、齒輪箱等組成；兩轉子結構關于各自的軸線成中心對稱，理論上可以實現對慣性力的完全平衡；兩轉子間及轉子與機殼間均留有一定間隙以避免安裝誤差及熱變形引起各部件接觸；兩轉子由一對同步齒輪驅動，作旋轉方向相反的轉動，形成周期性變化的工作容積，從而實現氣體的吸入、壓縮和排出。爪式泵的優點在于，由于兩轉子間的相對旋轉由同步齒輪實現，而兩轉子間并不接觸，故可實現對工質的無油輸送以保證工質的潔凈度；無需吸、排氣閥等易損部件使其運轉可靠、結構簡單；通過對其吸、排氣口的合理設計，可使得爪式泵具有一定的內壓縮過程；具有流量調節能力，其回流能力可以根據不同功率進行響應。

作為爪式氫循環泵核心部件的雙齒轉子，其齒形的設計好壞直接影響到爪式氫循環泵的性能，如氣密性、效率、面積利用系數、加工成本和使用壽命等。爪式泵轉子齒形研究既是進行爪式氫循環泵熱動力性能研究的基礎，也是提高整機性能的關鍵。而現有的爪式氫循環泵氣密性不高、效率低下、面積利用較差。

發明內容

1.要解決的技術問題

基于作為爪式氫循環泵核心部件的雙齒轉子，其齒形的設計好壞直接影響到爪式氫循環泵的性能，如氣密性、效率、面積利用系數、加工成本和使用壽命等。爪式泵轉子齒形研究既是進行爪式氫循環泵熱動力性能研究的基礎，也是提高整機性能的關鍵，而現有的爪式氫循環泵氣密性不高、效率低下、面積利用較差的問題，本申請提供了一種爪式泵轉子齒形。

2.技術方案

為了達到上述的目的，本申請提供了一種爪式泵轉子齒形，包括從動轉子和主動轉子，所述從動轉子與所述主動轉子配合使用；

所述從動轉子包括第一轉子部和第二轉子部，所述第一轉子部與所述第二轉子部中心對稱，所述第一轉子部包括相互連接的第一齒根和第一齒尖，所述第一齒根包括第一圓弧段，所述第一齒尖包括第一銷齒圓弧段，所述主動轉子包括第三轉子部和第四轉子部，所述第三轉子部與所述第四轉子部中心對稱，所述第三轉子部包括相互連接的第二齒根和第二齒尖，所述第二齒根包括第二銷齒圓弧段，所述第二齒尖包括第一圓弧包絡線段，所述第一銷齒圓弧段與所述第二銷齒圓弧段共軛，所述第一圓弧段與所述第一圓弧包絡線段共軛。

本申請提供另一種實施方式：所述第一轉子部齒形包括依次連接的第一對滾圓弧段、所述第一圓弧段、第二圓弧包絡線段、第二對滾圓弧段、第三圓弧包絡線段、所述第一銷齒圓弧段、第三對滾圓弧段和第一點嚙合擺線段。