CN103899536B - 爪式转子的尖部轮廓修正 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种爪式转子的尖部轮廓修正，其特征在于：爪式转子的尖部轮廓由两段平缓的摆线组成，借以能够减少相互共轭啮合过程形成的滞留区面积，令实际运转时不但相互啮合过程顺畅，且具有较高输送容积等效果。

Description

爪式转子的尖部轮廓修正
技术领域
本发明涉及一种爪式转子的尖部轮廓修正，尤其涉及一种能够将该尖部修正为较平缓的摆线轮廓的爪式转子设计方法。
背景技术
现有爪式转子的构造包括：两个相互共轭啮合的定义转子与共轭转子，借由该两转子上的爪部进行相互共轭啮合旋转以提供周期性循环的压缩运动。现有相关爪式转子的构造可以参考美国专利案第1,426,820、5,149,256、4,406,601、4,324,538、4,224,016及4,430,050号等。
但是，现有该定义转子与共轭转子的爪部在尖部相互共轭啮合过程中，所形成的滞留区(carryover)间隙仍然很大，而无法提高输送容积。
发明内容
本发明的目的在于提供一种爪式转子的尖部轮廓修正，能够将爪式转子的尖部修正为较平缓的摆线轮廓，借以减少相互共轭啮合过程形成的滞留区(carryover)，令实际运转时不但相互共轭啮合过程顺畅，且能够提高输送容积。
为实现上述目的，本发明提供一种爪式转子的尖部轮廓修正，其特征在于，包含：
相互啮合的定义转子及共轭转子，该定义转子与共轭转子具有相同的转子半径及节圆半径，两转子具有相同偶数个爪部及相同的爪部断面外形，该定义转子包括尖部及根部，其中该尖部包括：第一摆线、第二摆线、连接该两段摆线一端的第一圆弧，及与该第一圆弧连接的第二圆弧，该根部包括：连接该第二圆弧的第三圆弧，以及连接该第三圆弧的第四圆弧，上述四段圆弧的各交点必须满足斜率连续,且第一圆弧及第四圆弧的圆心位置均在定义转子圆心上,根据前述的几何关可以决定第二圆弧与第三圆弧的圆心位置及半径,其中：
该定义转子的第一与第二两段摆线轮廓取得由定义转子的节圆为基圆共轭转子的节圆为滚圆，当滚圆沿基圆外顺时针方向旋转时，与该滚圆中心距离为转子半径的一点轨迹为一摆线，将摆线以基圆中心顺时针旋转一角度，使该摆线与基圆的交点旋转到水平位置，另该交点可将旋转后的摆线分割为前后两段摆线，其前段摆线即为第一摆线，后段摆线的水平镜射即为第二摆线;
将前述定义转子的两段摆线轮廓复制旋转可得共轭转子的第一爪的尖部摆线轮廓，共轭转子的第一爪部其余线形由定义转子第一爪部线形的共轭曲线组成;
该定义转子第二爪部外形由共轭转子第一爪部外形复制旋转而得，该定义转子的其它爪部外形(第三爪部及第四爪部外形、第五爪部及第六爪部外形、…)，依序由定义转子的第一爪部及第二爪部外形复制旋转而得;
该共轭转子第二爪部外形由定义转子第一爪部外形复制旋转而得，该共轭转子的其它爪部外形(第三爪部及第四爪部外形、第五爪部及第六爪部外形、…)，依序由共轭转子的第一爪部及第二爪部外形复制旋转而得。
所述爪式转子的尖部轮廓修正，其特征在于，该定义转子与共轭转子的摆线旋转角度的公式为公式中rp为定义转子的节圆半径，r为定义转子的半径。
本发明的有益效果：本发明爪式转子的尖部轮廓修正，由相互啮合且爪尖经过修正的定义转子及共轭转子组成，各爪的尖部轮廓进一步的改良，使能够将爪式转子的尖部修正为较平缓的摆线轮廓，在啮合过程中形成的滞留区面积相当的小，令爪式转子对在相互啮合过程中具有较高输送容积的效果。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
附图中，
图1为本发明爪式转子的尖部轮廓修正的平面图。
图2-4为爪尖摆线轮廓产生过程的示意图。
图5-7为本发明爪式转子2爪、4爪、6爪的定义转子与共轭转子相互啮合的示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图1，本发明爪式转子的尖部轮廓修正由相互啮合且爪尖经过修正的定义转子100及共轭转子200组成，该定义转子100与共轭转子200具有相同的偶数个爪部及相同的转子断面外形，该定义转子100与共轭转子200具有相同的转子半径r及节圆半径rp。
如图1所示，本发明的特征即在于将该定义转子100的各爪的尖部轮廓及共轭转子200的各爪的尖部轮廓进一步的改良，此实施例由6爪相同构形的定义转子100与共轭转子200组成，该定义转子100的第一爪部110，在反时针方向依序由第一摆线115a、第二摆线115b、第一圆弧111、第二圆弧112、第三圆弧113、第四圆弧114等六段组成，借以组成定义转子100的单一爪部，上述四段圆弧111,112,113及114的各交点必须满足斜率连续，且第一圆弧111及第四圆弧114的圆心位置均在定义转子圆心C1上，根据前述的几何关系可以决定第二圆弧112与第三圆弧113的圆心位置CB、CC及半径。
请参阅图1-4为本发明取得定义转子100与共轭转子200的第一爪的尖部图例，该定义转子100的第一爪部110的尖部两段摆线115a及摆线115b取得，由定义转子100的节圆P1为基圆及共轭转子200的节圆P2为滚圆，当滚圆P2沿基圆P1外顺时针方向旋转时，与该滚圆P2中心C2距离为转子半径r的一点轨迹为一摆线，将摆线以基圆P1中心C1顺时针旋转使其与基圆P1的交点旋转到水平位置(其中该摆线旋转角度的公式为公式中rp为定义转子的节圆半径，r为定义转子的半径)，另该交点可将旋转后的摆线分割为前后两段摆线，其前段摆线即为第一摆线115a，后段摆线的水平镜射即为第二摆线115b，可得定义转子100两段摆线轮廓由第一摆线115a及第二摆线115b组成。
该共轭转子200第一爪部210的尖部两段摆线轮廓215a及摆线215b取得由共轭转子200的节圆P2为基圆及定义转子100的节圆P1为滚圆，当滚圆P1沿基圆P2外顺时针方向旋转时，与该滚圆P1中心C1距离为转子半径r的一点轨迹为一摆线，将摆线以基圆P2中心C2(即，共轭转子200的圆心)顺时针旋转使其与基圆P2的交点旋转到水平位置(其中该摆线旋转角度的公式为公式中rp为定义转子的节圆半径，r为定义转子的半径)，另该交点可将旋转后的摆线分割为前后两段摆线，其前段摆线即为第一摆线215a，后段摆线的水平镜射即为第二摆线215b，在经由旋转第一摆线215a及第二摆线215b到适当位置可得共轭转子200第一爪部210的尖部两段摆线轮廓，共轭转子200第一爪部210其余线形则由前述定义转子100第一爪部110线形的共轭曲线组成。
该定义转子100的第二爪部120外形由共轭转子200的第一爪部210外形复制旋转而得，该定义转子100的其它爪部外形(第三爪部及第四爪部外形、第五爪部及第六爪部外形、…)，依序由定义转子100的第一爪部110及第二爪部120外形复制旋转而得。
该共轭转子200第二爪部220外形由定义转子100第一爪部110外形复制旋转而得，该共轭转子200的其它爪部外形(第三爪部及第四爪部外形、第五爪部及第六爪部外形、…)，依序由共轭转子200的第一爪部210及第二爪部220外形复制旋转而得。
续请参阅图5-7图分别为根据本发明尖部修正轮廓所得到2爪、4爪及6爪的示意图，如图所示，清楚可看出相互啮合过程中形成的滞留区面积T相当的小，令爪式转子对在相互啮合过程中具有较高输送容积的效果。
综上所述，本发明爪式转子的尖部轮廓修正，能够将爪式转子的尖部修正为较平缓的摆线轮廓，减少相互共轭啮合过程形成的滞留区，令实际运转时不但相互共轭啮合过程顺畅，且能够提高输送容积。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种爪式转子的尖部轮廓修正，其特征在于，包含：
相互啮合的定义转子及共轭转子，该定义转子与共轭转子具有相同的转子半径及节圆半径，两转子具有相同偶数个爪部及相同的爪部断面外形，该定义转子包括尖部及根部，其中该尖部包括：第一摆线、第二摆线、连接该两段摆线一端的第一圆弧，及与该第一圆弧连接的第二圆弧，该根部包括：连接该第二圆弧的第三圆弧，以及连接该第三圆弧的第四圆弧，上述四段圆弧的各交点必须满足斜率连续,且第一圆弧及第四圆弧的圆心位置均在定义转子圆心上,根据前述的几何关系可以决定第二圆弧与第三圆弧的圆心位置及半径,其中：
该定义转子的第一与第二两段摆线轮廓取得由定义转子的节圆为基圆共轭转子的节圆为滚圆，当滚圆沿基圆外顺时针方向旋转时，与该滚圆中心距离为转子半径的一点轨迹为一摆线，将摆线以基圆中心顺时针旋转一角度，使该摆线与基圆的交点旋转到水平位置，另该交点可将旋转后的摆线分割为前后两段摆线，其前段摆线即为第一摆线，后段摆线的水平镜射即为第二摆线；
将前述定义转子的两段摆线轮廓复制旋转可得共轭转子的第一爪部的尖部摆线轮廓，共轭转子的第一爪部其余线形由定义转子第一爪部线形的共轭曲线组成；
该定义转子第二爪部外形由共轭转子第一爪部外形复制旋转而得，该定义转子的其它爪部外形，依序由定义转子的第一爪部及第二爪部外形复制旋转而得；
该共轭转子第二爪部外形由定义转子第一爪部外形复制旋转而得，该共轭转子的其它爪部外形，依序由共轭转子的第一爪部及第二爪部外形复制旋转而得。
2.如权利要求1所述爪式转子的尖部轮廓修正，其特征在于，该定义转子与共轭转子的摆线旋转角度的公式为公式中rp为定义转子的节圆半径，r为定义转子的半径。
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