[發明專利]一種有效降噪的羅茨泵

在審

• 申請號: 202010035186.X
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111140498A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 曹彭年
• 申請（專利權）人: 南通興國通用機械有限公司
• 主分類號: F04C18/12
• 分類號: F04C18/12;F04C29/00;F04C29/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及羅茨泵技術領域，旨在提供一種有效降噪的羅茨泵，其技術方案要點是：包括機殼A，在機殼A的“8”字形筒體內壁開設返流槽A，返流槽A的流道形狀和面積按流體力學和熱力學規律設計，利用返流槽A可以控制高壓氣體返流速度；包括機殼B及墻板B，墻板B內部設置高壓氣體腔，高壓氣體腔朝向機殼B的側面開設高壓氣體流通口，機殼B的高壓排氣腔兩側壁開設高壓氣體導出口，墻板B朝向機殼B工作腔的端面上對稱開設兩個用于對高壓返流氣體進行緩沖的返流槽B，返流槽B的流道形狀和面積按流體力學和熱力學規律設計，利用返流槽B的流道形狀和面積控制高壓氣體返流速度。本發明可有效減緩高壓氣體返流沖擊、降低泵噪聲的優點。

技術領域

本發明涉及羅茨泵技術領域，特別涉及一種有效降噪的羅茨泵。

背景技術

羅茨泵是一種容積式泵，利用兩個葉形共軛的轉子在工作腔內相對運動進行壓縮和輸送氣體。由于每個葉輪都是采用漸開線，或是擺線或是圓形包絡線，每個葉輪的葉型線完全相同，這樣可以大幅降低葉輪的加工復雜度。葉輪在加工時采用數控設備，需要保證兩個葉輪在中心距不變的前提下，兩個葉輪旋轉到任意位置時兩葉輪形面都能保持一定的很小間隙，從而達到有效控制高壓腔內的高壓氣體外泄漏、保證羅茨泵高效穩定運行的效果。

現有三葉羅茨泵，如圖1和圖2所示，包括主油箱14、副油箱15，主油箱14與副油箱15之間設置有機殼A 1，機殼A 1內設置有工作腔3，工作腔3內設置有主動葉輪聯軸16、從動葉輪聯軸17，沿主動葉輪聯軸16長度方向的機殼A 1端部設置有墻板A 2。機殼A 1的工作腔3一側設有低壓進氣口1001。外部動力通過主動葉輪4軸端的聯軸器輸入，主動葉輪4通過同步齒輪帶動從動葉輪5同步轉動。主動葉輪4包括第一主動輪葉峰41、第二主動輪葉峰42和第三主動輪葉峰43，從動葉輪5包括第一從動輪葉峰51、第二從動輪葉峰52和第三從動輪葉峰53。機殼A 1的工作腔3另一側開設有高壓排氣口31，高壓排氣口31外側設有高壓排氣腔6，高壓排氣腔6設置有高壓排氣端口7。

如圖3和圖4所示，低壓進氣口1001邊沿設為A’，位于工作腔3內壁距離A’120°位置設為B’，工作腔3內壁與高壓排氣口31交接處設為C’，隨著第一主動輪葉峰41朝向機殼A 1的工作腔3內壁轉動并抵近至低壓進氣口1001邊沿A’處，此時由第一主動輪葉峰41、第二主動輪葉峰42、工作腔3內壁、以及墻板A 2形成一個近似于密閉腔體，該腔體稱為基元容積13。此時，由于第一主動輪葉峰41抵近低壓進氣口1001邊沿A’處，從而阻斷了氣體向基元容積13內吸入，此時可認為基元容積13與低壓進氣口1001處的壓力相等。

如圖4和圖5所示，當第一主動輪葉峰41抵近至低壓進氣口1001邊沿A’處時，第二主動輪葉峰42剛好抵近至位于工作腔3內壁B’處，此時由于第二主動輪葉峰42與機殼A 1的工作腔3內壁及葉輪端面與兩個墻板A的間隙都很小，高壓排氣腔6內的高壓氣體向基元容積13內泄漏現象不明顯，故高壓氣體不會對基元容積13造成明顯的返流氣體沖擊。

如圖6和圖7所示，主動葉輪4通過同步齒輪帶動從動葉輪5繼續轉動，并帶動基元容積13內的空氣向高壓排氣口31移動。當第二主動輪葉峰42抵近至高壓排氣口31與工作腔3內壁交接處C’位置，隨著第二主動輪繼續轉動，從而導致第二主動輪葉峰42與C’處的縫隙迅速增大，并使得基元容積13與高壓排氣口31連通。此時，高壓排氣腔6內的高壓空氣從迅速增大的縫隙中返流至基元容積13內，使得基元容積13內的壓力迅速增大至高壓排氣腔6內的壓力，因此，產生巨大的返流空氣沖擊噪音，從而導致羅茨泵運行噪聲較大。由此可見，如果使高壓排氣腔6內的高壓氣體返流過程變得平緩穩定，即可降低高壓氣體返流沖擊的激烈程度，是降低羅茨泵運行噪聲的關鍵點。由于羅茨泵工作腔3內的主動葉輪4與從動葉輪5是共軛對稱設置，所以羅茨泵工作腔3內左右兩部分的工作原理相同。隨著主動葉輪4與從動葉輪5繼續同步共軛轉動，隨著高壓排氣腔6內高壓氣體向基元容積13返流增壓至高壓排氣腔6的壓力，葉輪繼續轉動，基元容積13內的高壓氣體被不斷擠壓進入高壓排氣腔6，同時，低壓進氣口1001的低壓氣體不斷被吸入后續形成的基元容積13內，從而實現羅茨泵對低壓氣體的持續增壓輸送。