CN1050757A - 平滑运转的旋转液压机械 - Google Patents

Abstract

一种旋转式液压机械包括两个互相吻合的转子 (2，3)旋转地装设在壳体的一个双圆筒中空部(10) 里，各转子(2或3)含有两个凸部(2a或3a)分置于转 子的长轴两相对端，有一腰部于转子短轴两端凹设有 两个浅凹部(2b或3b)使一转子(2)与另一转子(3) 单点接触以平滑旋转，该中空部与流体出口(13)之间 设有一压力平衡室(14)借助一隔板(15)以分开该室 (14)与中空部，因此泵送的流体突增高压时，可通过 隔板上的许多回流孔(16)使流体回流入中空部中以 缓冲高压并预防水(气)。

Description

本发明涉及一种旋转液压机械。

虽然W.E.Rose在其美国专利3，089，638中公开了双罗茨式相互吻合的叶片用以输送流体，但视其图1，其右转子26的凸部34与左转子25的腰部32仍有很大的接触面积而不是单点接触。如此大的接触面积，在两个转子吻合且正交成直角时会造成很大的摩擦损失而降低其总输出能。Rose先有技术的转子形成深度凹陷的腰部32，从而造成如本申请附图7所示的骤然“转折点”，如标号25a，26a所指区域，它们能影响两个转子25，26之间在旋转时的平滑吻合。

当Rose先有技术的两个转子自其纵座标或横座标旋转45°时，两个转子的“转折点”25a，26a并非平滑吻合，可能造成它们交界面的磨损甚至造成旋转时的振动。如果将Rose的转子假想地修饰成图7虚线所示的较浅的凹陷腰部32，可达平滑吻合之目的，但此时接触面积仍较大会造成摩擦损失。

Brun的美国专利3，056，355号，在其腰部与外凸部之间也有这种转折点“P”。故其壳体与转子之间留有间隙以利转子的平滑运转，此间隙会引起输出能量的损失。

Hubrich在其美国专利3，105，634中虽未指定转子腰凹部与凸部之间的曲率半径间的关系，但由其图6及4，其腰部的曲率半径约大于其凸部曲率半径1.3-1.6倍，亦即表示其转子腰部的曲率半径极小而无法提供一浅的凹陷腰部，因此，使一个转子的深的腰凹部与另一个转子呈直角旋转吻合时，其间的接触面积就会增加，而造成其摩擦损失增加并降低输出能。

本案发明人已发现常用的罗茨式旋转液压机械的缺点而发明本案含有平滑运转的双转子的旋转液压机械。因此，本发明的目的是克服上述现有技术中旋转液压机械的缺点，提供一种平滑运转的旋转液压机械。

按照本发明，旋转液压机械装设有一对形状相同的互相啮合的转子，该对转子装设于两平行轴上并且借助一对齿轮使其互呈相反方向驱转，每个转子具有浅的凹陷腰部适于与另一转子的凸部平滑吻合，用以在两转子间的单点接触，从而在相互啮合的转子交界面处以最小摩擦损失使得两个转子的旋转非常平滑圆顺。

本发明的可取实施例可由以下说明并结合附图得以清楚理解。附图中：

图1是本发明的断面示意图;

图2是本发明的前视断面图;

图3是表示本发明的两转子互交成直角的断面图;

图4是说明制作本发明的两转子的方法的示意图;

图5表示本发明两个转子由其各自座标轴转至45度的示意图;

图6表示本发明另一个可取实施例图;

图7表示先有技术Rose转子的示意图。

参阅图1-5，本发明的旋转液压机械包括：一个壳体1，一对相同形状的转子2，3装设于两平行轴4上且借助一对齿轮5驱转而互呈反方向旋转。壳体1内设有轴承41用以使装在壳体1内的各轴4平滑旋转。

该壳体包括：一个双筒形中空部10含有两个互交的圆筒11用以旋转地装设两个转子2，3于其中空部10中，一个流体入口12位于壳体下部与该中空部10相连通，一个流体出口13设于壳体1上部通过一逆止阀18（设于中空部10与出口13之间）与中空部10流体相通，一个压力平衡室14作成一浅圆筒形或类似形状，介于逆止阀18与一个缩小排出口17之间，该排出口17与中空部10相连接，以及一分隔压力平衡室14与中空部10的隔板15。该隔板15开设有许多回流孔16，各孔16自压力平衡室14向中空部10由小而大，即各孔16是自中空部10向压力平衡室14渐渐变尖。隔板15中央部分开设有该排出口17。排出口17的直径小于该流体入口12的直径，用以增加输出流体的压力。该压力平衡室14应制成愈小愈好，其体积与转子所输送流体的容积成正比。

本发明的示于图1的可取实施例适用于泵送、输送或压缩流体，该流体的输出压力大于输入压力。如果所泵送的流体不需增高压力时，则如图6所示的另一可取实施例，使入口12与出口13的直径相同。

在制作本发明的转子2，3时，可参照图4所示的步骤加工成本发明的构形。

如各转子2或3的半径为“R”;而各转子的凸部2a或3a的曲率半径为“r”即等于1/2R。图4的右转子2中，以中心21为圆心以R为半径画圆形成第一圆筒11，然后画座标系X轴，Y轴其座标原点也是第一转子2的中心21。在X轴上以中心22为圆心（中心22离原点的距离为1/2R），以r为半径画圆与圆筒壁11相切形成两个凸部2a。在X轴或Y轴的45度上画两条对角线L1、L2相交于中心21，并与圆筒11交成四点，即点23、25、27及28。分别以点23、25为圆心，以R为半径画弧，该弧与Y轴的交点为24、26;再分别以点24、26为圆心，以R为半径画弧与两个凸部2a的外围圆顺地相切而形成腰部两侧的两个浅凹部2b。因此，转子2的平滑轮廓可使各凸部2a与凹部2b相切形成弧形2c而完成转子的外形。

本发明的另一转子3绘于图4的左侧，其中左侧的X1轴与右侧的X轴呈一直线，在此X1X线上，以点27为圆心，以R为半径作弧交于X1轴得到中心点31。以点31为圆心，R为半径作圆形成第二圆筒，第二圆筒与第一圆筒实际上相交于点27、28。因此，形成壳体1的双圆筒中空部10用于旋转地装设两个相互吻合的转子2，3。

在正交于X1X线的Y1轴上取两个中心32（中心32离中心31的距离为1/2R）以r为半径作圆弧以形成两个凸部3a。在中心31画两条对角线L3，L4各与轴X1，Y1分开45度而与圆筒11的圆交于点33、27。分别以点33、27为圆心，取同样的半径R作弧交于X1X线上以得到两个中心34、21，以此二中心34、21为圆心，R为半径作圆弧形成两个凹部3b，并与两个凸部3a的外围相切，相切处也呈圆弧3c，因此形成整个转子3的外形。两个转子2，3的制作方法系属相同。

在画左转子3的右侧凹部3c时，其圆心恰好与右转子2的中心21重合。因对角线L1，L2分别与X或Y轴交成45度，故由点23，24，21所形成的三角形T1中，两个中心24，21之间的距离等于 R，而转子腰部2b的宽度为（

-R）×2，如图4所示。同理，在L2，L4与X1X的交点27，31，21所形成的三角形T2中，两个转子2，3的中心21，31之间的距离等于 R。

由此可见，本发明所形成的转子的外围轮廓十分平滑圆顺，因此在任何旋转角度下，两转子2，3能作单点接触，例如图4，1及3所示两转子2，3互交成90度及图5所示的45度时均作单点接触，故接触能圆顺平滑，可减少旋转中两个转子2，3之间的摩擦损失，并防止吻合的两个转子在旋转期间的损耗。

同时，输出端流体在压力平衡室14中呈现高压而造成有水（气）槌时可通过回流孔16将平衡室14内的高压流体回流到中空部10，故平衡室14和回流孔16具有缓冲作用可预防水（气）槌而形成本发明另一特征。

Claims (3)

1、一种旋转液压机械包括：

壳体(1)含有一个双圆筒中空部(10)，一个流体入口(12)及一个流体出口(13)分别与该中空部(10)相通，该中空部(10)与出口(13)之间有一逆止阀(18)；

对互相吻合的罗茨式转子(2，3)分别装设在一对轴(4)上旋接在壳体(1)的中空部(10)内分别由一对齿轮(5)驱转；

各该转子(2或3)含有一对凸部(2a或3a)分设于各该转子(2或3)的长轴(X或Y1)的两相对的端部，以及位于转子中央的一个腰部具有设在短轴(Y或X1)两侧上的一对浅凹部(2b或3b)，长、短两轴的轴心为两转子(2或3)的中心(21或31)，其改进的特征在于：

该转子(2或3)的凸部(2a或3a)有一曲率半径r是转子半径R的一半，各该浅凹部(2b或3b)的曲率半径也是R，各该浅凹部(2b或3b)的曲率半径也为R，自该转子的短轴(Y或X1)的外延线上以距离该转转(2或3)中心(21或31)为2R的点(24，26或34，21)为圆心作圆弧以相切于各该凸部(2a或3a)以形成该腰部的浅凹部(2b或3b)，该腰部的宽度为 $(\sqrt{2}-1)\×2R$ ，

两转子(2，3)或两圆筒(11)中心之间的距离为

，从而构成一平滑转子以便与另一转子作单点接触的圆顺旋转。

2、如权利要求1所述的旋转液压机械，其特征是，该壳体（1）还包括一压力平衡室（14）介于逆止阀（18）与中空部（10）之间，该压力平衡室（14）与中空部（10）之间有一隔板（15）分隔开室（14）和中空部（10），板（15）上开设有许多回流孔（16）与压力平衡室（14）和中空部（10）相通，以及一个设于隔板（15）中央的流体排出口（17）。

3、如权利要求2所述旋转液压机械，其特征是，该回流孔（16）是自压力平衡室（14）至中空部（10）由小渐大。

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