[發明專利]一種雙齒氫循環泵轉子組及雙齒氫循環泵

在審

• 申請號: 202110274841.1
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN112983814A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 張炯焱;盧陽;鄔劍波
• 申請（專利權）人: 寧波鮑斯能源裝備股份有限公司
• 主分類號: F04C18/16
• 分類號: F04C18/16
• 代理公司: 寧波市甬遠專利代理有限公司 33409
• 代理人: 章松偉

本發明涉及一種雙齒氫循環泵轉子組及雙齒氫循環泵，提供了一種新的雙齒螺桿轉子的型線，雙齒氫循環泵轉子組包括第一雙齒螺桿轉子和第二雙齒螺桿轉子，第一雙齒螺桿轉子的型線包括直線、過渡圓弧、優化曲線、點嚙合擺線和包絡曲線組成，過渡圓弧的圓心角根據工作環境的溫度確定，第二雙齒螺桿轉子的型線與第一雙齒螺桿轉子的型線除優化曲線外完全共軛，兩個雙齒螺桿轉子的型線組成簡單且均為中心對稱圖形，在運轉時無偏心力矩產生，滿足靜平衡和動平衡條件；優化曲線既能保證轉子具有較大的吸排氣口和一定的破冰能力，又能避免點嚙合擺線與齒頂圓形成的尖點磨損轉子，可以很好的保護型線，提高轉子使用壽命。

技術領域

本發明涉及機械工程設計的技術領域，更確切地說涉及一種雙齒氫循環泵轉子組及雙齒氫循環泵。

背景技術

隨著能源需求的日益增長和環境問題不斷惡化，氫能源作為新能源已經被發展和普及，氫燃料電池大量應用到飛機、火車以及汽車等工業領域。氫燃料電池是通過氫氣與空氣中的氧氣之間的電化學反應產生電能，同時，反應后排出的氣體中含有大量的氫氣，另外還會有一些水蒸氣，當環境氣溫低時，水蒸氣會凝結成冰。雙齒氫循環泵是用于氫燃料電池的無油回轉機械，能將氫燃料電池反應后排出的大量含氫混合氣體進行回收再利用，其核心部件是一對相互嚙合、旋向相反的雙齒螺桿轉子，螺桿轉子在轉動過程中完成對含氫混合氣體進行吸氣、運輸、內壓縮和排氣的過程。轉子的型線影響著雙齒氫循環泵的整體運行性能，當前市場上主流的雙齒非對稱型轉子都具有較大的吸排氣口和出色的破冰能力，但是轉子的型線存在尖點，容易導致轉子磨損，這會大大縮短轉子的使用壽命。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，提供一種雙齒氫循環泵轉子組，既能保證轉子具有較大的吸排氣口和一定的破冰能力，又能消除型線上的尖點，避免轉子磨損，提高轉子的使用壽命。

本發明的技術解決方案是，提供一種雙齒氫循環泵轉子組，包括型線均為中心對稱圖形的第一雙齒螺桿轉子和第二雙齒螺桿轉子，第一雙齒螺桿轉子和第二雙齒螺桿轉子的型線的外圓半徑均為r1e、內圓半徑均為r1i，同一雙齒螺桿轉子的對稱中心、外圓圓心及內圓圓心重合，兩個雙齒螺桿轉子的中心距為Ac、傳動比為i；

第一雙齒螺桿轉子的型線的一半包括長度為l₁的直線A₁B₁、半徑為r1p的第一過渡圓弧B₁C₁、點嚙合擺線D₁E₁、用于優化D₁E₁與齒頂圓形成的尖點C₀的優化曲線C₁D₁、曲線E₁F₁及半徑為r1p的第二過渡圓弧F₁G₁；第一過渡圓弧B₁C₁與直線A₁B₁在B₁點相切，B₁C₁的圓心角根據工作條件確定且隨工作環境溫度的降低而增大；優化曲線C₁D₁是直線、圓弧或者二次曲線；點嚙合擺線D₁E₁在E₁點與齒底圓弧相切，D₁E₁的基圓是半徑為r1e的齒頂圓，D₁E₁的滾圓是半徑為r1i的齒底圓，D₁E₁的擺徑為r1e；第二過渡圓弧F₁G₁在F₁點與曲線E₁F₁相切；