特殊爪式转子型线
技术领域
本发明涉及一种特殊爪式转子型线,属于爪式真空泵技术领域。
背景技术
爪式真空泵(包括爪式真空泵、爪式压缩机和爪式膨胀机等)是一种新型的容积式流体增压输送机械。它由两个特殊的爪型转子以及泵体、端盖、密封装置等组成。爪式真空泵工作时,由两个转子进行同步异向回转运动而对泵体进行压缩或者膨胀,从而达到流体增压输送目的。现有的爪式真空泵多采用单爪式型线,导致泵的容积利用系数较低,所获得的抽速较小,实用性能较差。
发明内容
根据以上现有技术中的不足,本发明要解决的问题是:提供一种结构简单,设计合理,能够大大提高泵的容积利用系数,可以在泵腔直径和中心距相同的条件下,获得较大的抽速的特殊爪式转子型线。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
所述的特殊爪式转子型线,包括相啮合的特殊爪式转子A和特殊爪式转子B,特殊爪式转子A和特殊爪式转子B均为中心对称结构;所述的特殊爪式转子A由圆弧R0曲线共轭曲线A1A2、圆弧一A2A3、圆弧二A3A4、直线一A4A5、圆弧三A5A6和直线二A6A7六段线组成;所述的特殊爪式转子B由圆弧R0曲线B1B2、圆弧一共轭曲线B2B3、圆弧二共轭曲线B3B4、直线一共轭曲线B4B5、圆弧三共轭曲线B5B6和直线二共轭曲线B6B7六段线组成。
进一步的优选,圆弧R0曲线共轭曲线A1A2是以特殊爪式转子A中心点为中心,与特殊爪式转子B圆弧R0曲线B1B2共轭的曲线,其中R0圆弧与半径为Rm的特殊爪式转子B外圆相切,R为节圆半径,Rm为特殊爪式转子B外圆半径,R0为特殊爪式转子B圆弧R0半径,圆弧R0曲线共轭曲线A1A2段的直角坐标参数方程为:
其中t1为参变量,方程表示的轨迹与圆弧一A2A3平滑过渡与A2点。
进一步的优选,圆弧一A2A3为半径为R0的圆弧,与特殊爪式转子B的圆弧一共轭曲线B2B3共轭,圆弧一A2A3与半径为Rm的特殊爪式转子A的外圆圆弧相切,圆弧一A2A3段的直角坐标参数方程为:
x=(Rm–R0)+R0*cost2
y=R0*sint2
其中t2为参变量,方程表示的轨迹与圆弧R0曲线A1A2共轭曲线平滑过渡与A2点、和圆弧二A3A4平滑过渡与A3点;
所述的圆弧二A3A4为半径为R1的圆弧,圆弧二A3A4与半径为Rm的特殊爪式转子A的外圆圆弧相切,圆弧二A3A4段的直角坐标参数方程为:
x=(Rm-R1)+R1*cost3
y=R1*sint3
其中t3为参变量,方程表示的轨迹与圆弧一A2A3平滑过渡与A3点,和直线一A4A5相切与A4点;
所述的直线一A4A5段为与特殊爪式转子A中心垂距为L1的直线,直线一A4A5段直角坐标参数方程为:y=L1;方程中L1为直线一A4A5到特殊爪式转子A中心的垂直距离,方程表示的轨迹分别和圆弧二A3A4、圆弧三A5A6相切与A4点、A5点。
进一步的优选,圆弧三A5A6段为半径为R2的圆弧,圆弧三A5A6分别与直线一A4A5、直线二A6A7相切,圆弧三A5A6段的直角坐标参数方程为:
x=2R-Rm–R2+R2*cost4
y=R1-R2+R2*sint4
其中t4为参变量,方程表示的轨迹分别和直线一A4A5、直线二A6A7相切与A5点、A6点;
所述的直线二A6A7段为与特殊爪式转子A中心垂距为L2的直线,直线二A6A7段直角坐标参数方程为:x=L2;方程中L2为直线二A6A7到特殊爪式转子A中心的垂直距离,方程表示的轨迹和圆弧三A5A6相切与A6点。
进一步的优选,圆弧R0曲线B1B2段为半径为R0的圆弧,圆弧R0曲线与半径为Rm的特殊爪式转子B的外圆圆弧相切,B1B2段的直角坐标参数方程为:
x=(Rm–R0)+R0*cost1
y=R0*sint1
其中t1为参变量,方程表示的轨迹与圆弧一共轭曲线B2B3平滑过渡与B2点。
进一步的优选,圆弧一共轭曲线B2B3是以特殊爪式转子B的中心点为中心,与特殊爪式转子A的圆弧一A2A3共轭的曲线,其中圆弧一A2A3与特殊爪式转子A的外圆相切,R为节圆半径,Rm为特殊爪式转子A外圆半径,R0为特殊爪式转子A圆弧一A2A3半径,圆弧一共轭曲线B2B3段直角坐标参数方程为:
其中t2为参变量,方程表示的轨迹分别和圆弧R0曲线B1B2平滑过渡与B2点,和圆弧二共轭曲线B3B4平滑过渡与B3点。
进一步的优选,圆弧二共轭曲线B3B4段是以特殊爪式转子B中心点为中心,与特殊爪式转子A的圆弧二A3A4共轭的曲线,其中圆弧二A3A4与特殊爪式转子A的外圆相切,R为节圆半径,Rm为特殊爪式转子A外圆半径,R1为特殊爪式转子A的圆弧二A3A4的半径,圆弧二共轭曲线B3B4段直角坐标参数方程为:
其中t3为参变量,方程表示的轨迹分别和圆弧二共轭曲线B3B4平滑过渡与B3点、和直线一共轭曲线B4B5平滑过渡与B4点。
进一步的优选,直线一共轭曲线B4B5段为与特殊爪式转子A的直线一A4A5共轭的曲线,所述的直线一共轭曲线B4B5段的直角坐标参数方程为:
x=R*sint4+(R-L1/cost4)*cost4*sin2t4
y=R*cost4+(R-L1/cost4)*cost4*cos2t4
其中t4为参变量,方程表示的轨迹分别和直线一共轭曲线B4B5平滑过渡与B4点、和圆弧三共轭曲线B5B6平滑过渡与B5点。
进一步的优选,圆弧三共轭曲线B5B6段是以特殊爪式转子B中心点为中心,与特殊爪式转子A的圆弧三A5A6共轭的曲线。R为节圆半径,Rm为特殊爪式转子A外圆半径,R2为特殊爪式转子A的圆弧三半径。圆弧三共轭曲线的B5B6段直角坐标参数方程为:
其中t5为参变量,方程表示的轨迹分别和圆弧三共轭曲线B5B6平滑过渡与B5点、和直线二共轭曲线B6B7平滑过渡与B6点。
进一步的优选,直线二共轭曲线B6B7段为与特殊爪式转子A的直线二A6A7共轭的曲线,直线二共轭曲线B6B7段直角坐标参数方程为:
x=R*cost6+(R-L2/cost6)*cost6*cos2t6
y=R*sint6+(R-L2/cost6)*cost6*sin2t6
其中t6为参变量,方程表示的轨迹分别和直线二共轭曲线平滑过渡与B6点、和圆弧R0曲线B1B2平滑过渡与B7点。
本发明所具有的有益效果是:
所述的特殊爪式转子型线结构简单,设计合理,与现有的单爪式转子相比,在转子外圆半径Rm和节圆半径R相同的条件下,泵的容积利用系数大大提高,提高范围在30~50%之间,能够获得较大的抽速,具有较强的实用性。
附图说明
图1为本发明特殊爪式转子A、B型线的示意图;
图2为本发明特殊爪式转子A型线的示意图;
图3为本发明特殊爪式转子B型线的示意图;
图4为本发明特殊爪式转子A、B共轭示意图;
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述:
如图1-图4所示,本发明所述的特殊爪式转子型线,其特征在于:包括相啮合的特殊爪式转子A和特殊爪式转子B,特殊爪式转子A和特殊爪式转子B均为中心对称结构;所述的特殊爪式转子A由圆弧R0曲线共轭曲线A1A2、圆弧一A2A3、圆弧二A3A4、直线一A4A5、圆弧三A5A6和直线二A6A7六段线组成;所述的特殊爪式转子B由圆弧R0曲线B1B2、圆弧一共轭曲线B2B3、圆弧二共轭曲线B3B4、直线一共轭曲线B4B5、圆弧三共轭曲线B5B6和直线二共轭曲线B6B7六段线组成。
所述的圆弧R0曲线共轭曲线A1A2是以特殊爪式转子A中心点为中心,与特殊爪式转子B的圆弧R0曲线B1B2共轭的曲线,其中圆弧R0曲线与特殊爪式转子B外圆相切。R为节圆半径,Rm为特殊爪式转子B外圆半径,R0为特殊爪式转子B圆弧R0半径。O1为定圆,O2为动圆。O1、O2的半径均为R(节圆半径),中心距为2R。圆弧R0的圆心为D点,到O2的距离为O2D。令O2D=Rm-R0,圆心D点固结在O2动圆上。当O2动圆在O1圆周上作纯滚动时,圆心D点会形成一运动轨迹。将D点的运动轨迹做距离为R0的外法向等距曲线便是图2中的A1A2段。则圆弧R0曲线共轭曲线A1A2段的直角坐标参数方程为:
其中t1为参变量,方程表示的轨迹与圆弧一A2A3平滑过渡与A2点。
所述的圆弧一A2A3为半径为R0的圆弧,与特殊爪式转子B的圆弧一共轭曲线B2B3共轭,圆弧一A2A3与半径为Rm的特殊爪式转子A的外圆圆弧相切,圆弧一A2A3段的直角坐标参数方程为:
x=(Rm–R0)+R0*cost2
y=R0*sint2
其中t2为参变量,方程表示的轨迹与圆弧R0曲线A1A2共轭曲线平滑过渡与A2点、和圆弧二A3A4平滑过渡与A3点。
所述的圆弧二A3A4为半径为R1的圆弧,圆弧二A3A4与半径为Rm的特殊爪式转子A的外圆圆弧相切,圆弧二A3A4段的直角坐标参数方程为:
x=(Rm-R1)+R1*cost3
y=R1*sint3
其中t3为参变量,方程表示的轨迹与圆弧一A2A3平滑过渡与A3点,和直线一A4A5相切与A4点。
所述的直线一A4A5段为与特殊爪式转子A中心垂距为L1的直线,直线一A4A5段直角坐标参数方程为:y=L1;方程中L1为直线一A4A5到特殊爪式转子A中心的垂直距离,方程表示的轨迹分别和圆弧二A3A4、圆弧三A5A6相切与A4点、A5点。
所述的圆弧三A5A6段为半径为R2的圆弧,圆弧三A5A6分别与直线一A4A5、直线二A6A7相切,圆弧三A5A6段的直角坐标参数方程为:
x=2R-Rm–R2+R2*cost4
y=R1-R2+R2*sint4
其中t4为参变量,方程表示的轨迹分别和直线一A4A5、直线二A6A7相切与A5点、A6点;
所述的直线二A6A7段为与特殊爪式转子A中心垂距为L2的直线,直线二A6A7段直角坐标参数方程为:x=L2;方程中L2为直线二A6A7到特殊爪式转子A中心的垂直距离,方程表示的轨迹和圆弧三A5A6相切与A6点。
所述的圆弧R0曲线B1B2段为半径为R0的圆弧,圆弧R0曲线与半径为Rm的特殊爪式转子B的外圆圆弧相切,B1B2段的直角坐标参数方程为:
x=(Rm–R0)+R0*cos t1
y=R0*sin t1
其中t1为参变量,方程表示的轨迹与圆弧一共轭曲线B2B3平滑过渡与B2点。
所述的圆弧一共轭曲线B2B3是以特殊爪式转子B的中心点为中心,与特殊爪式转子A的圆弧一A2A3共轭的曲线,其中圆弧一A2A3与特殊爪式转子A的外圆相切。R为节圆半径,Rm为特殊爪式转子A外圆半径,R0为特殊爪式转子A圆弧一A2A3半径。O2为定圆,O1为动圆。O1、O2的半径均为R(节圆半径),中心距为2R。圆弧一的圆心为C点,到O1的距离为O1C。令O1C=Rm-R0,圆心C点固结在O1动圆上。当O1动圆在O2圆周上作纯滚动时,圆心C点会形成一运动轨迹。将C点的运动轨迹做距离为R0的外法向等距曲线便是图3中的B2B3段。圆弧一共轭曲线B2B3段直角坐标参数方程为:
其中t2为参变量,方程表示的轨迹分别和圆弧R0曲线B1B2平滑过渡与B2点,和圆弧二的共轭曲线B3B4平滑过渡与B3点。
所述的圆弧二共轭曲线B3B4段是以特殊爪式转子B中心点为中心,与特殊爪式转子A的圆弧二A3A4共轭的曲线,其中圆弧二A3A4与特殊爪式转子A的外圆相切。R为节圆半径,Rm为特殊爪式转子A外圆半径,R1为特殊爪式转子A的圆弧二A3A4的半径。O2为定圆,O1为动圆。O1、O2的半径均为R(节圆半径),中心距为2R。圆弧二的圆心为M点,到O1的距离为O1M。令O1M=Rm-R1,圆心M点固结在O1动圆上。当O1动圆在O2圆周上作纯滚动时,圆心M点会形成一运动轨迹。将M点的运动轨迹做距离为R1的外法向等距曲线便是图3中的B3B4段。圆弧二共轭曲线B3B4段直角坐标参数方程为:
其中t3为参变量,方程表示的轨迹分别和圆弧二共轭曲线B3B4平滑过渡与B3点、和直线一共轭曲线B4B5平滑过渡与B4点。
所述的直线一共轭曲线B4B5段为与特殊爪式转子A的直线一A4A5共轭的曲线,O2为定圆,O1为动圆。O1、O2的半径均为R(节圆半径),中心距为2R。直线一固结在O1动圆上。当O1动圆在O2圆周上作纯滚动时,节点到转子A直线一的垂足会形成一运动轨迹,垂足的运动轨迹便形成B4B5段。所述的直线一共轭曲线B4B5段的直角坐标参数方程为:
x=R*sint4+(R-L1/cost4)*cost4*sin2t4
y=R*cost4+(R-L1/cost4)*cost4*cos2t4
其中t4为参变量,方程表示的轨迹分别和直线一共轭曲线B4B5平滑过渡与B4点、和圆弧三共轭曲线B5B6平滑过渡与B5点。
所述的圆弧三共轭曲线B5B6段是以特殊爪式转子B中心点为中心,与特殊爪式转子A的圆弧三A5A6共轭的曲线。R为节圆半径,Rm为特殊爪式转子A外圆半径,R2为特殊爪式转子A的圆弧三半径,O2为定圆,O1为动圆。O1、O2的半径均为R(节圆半径),中心距为2R。圆弧三的圆心为N点,到O1的距离为O1N。圆心N点固结在O1动圆上。当O1动圆在O2圆周上作纯滚动时,圆心N点会形成一运动轨迹。将N点的运动轨迹做距离为R2的外法向等距曲线便是图3中的B5B6段。圆弧三共轭曲线的B5B6段直角坐标参数方程为:
其中t5为参变量,方程表示的轨迹分别和圆弧三共轭曲线B5B6平滑过渡与B5点、和直线二共轭曲线B6B7平滑过渡与B6点。
所述的直线二共轭曲线B6B7段为与特殊爪式转子A的直线二共轭的曲线,O2为定圆,O1为动圆。O1、O2的半径均为R(节圆半径),中心距为2R。直线二固结在O1动圆上。当O1动圆在O2圆周上作纯滚动时,节点到转子A直线二的垂足会形成一运动轨迹。垂足的运动轨迹便形成B6B7段。直线二共轭曲线B6B7段直角坐标参数方程为:
x=R*cost6+(R-L2/cost6)*cost6*cos2t6
y=R*sint6+(R-L2/cost6)*cost6*sin2t6
其中t6为参变量,方程表示的轨迹分别和直线二共轭曲线平滑过渡与B6点、和圆弧R0曲线B1B2平滑过渡与B7点。
本发明的特殊爪式转子A与特殊爪式转子B端面型线形成共轭关系,特殊爪式转子A圆弧R0共轭曲线A1A2段和特殊爪式转子B的圆弧R0曲线B1B2段共轭。特殊爪式转子A的圆弧一A2A3段和特殊爪式转子B的圆弧一共轭曲线B2B3段共轭。特殊爪式转子A的圆弧二A3A4段和特殊爪式转子B的圆弧二共轭曲线B3B4段共轭。特殊爪式转子A的直线一A4A5和特殊爪式转子B的直线一共轭曲线B4B5段共轭。特殊爪式转子A的圆弧三A5A6段和特殊爪式转子B的圆弧三共轭曲线B5B6段共轭。特殊爪式转子A的直线二A6A7和特殊爪式转子B的直线二共轭曲线B6B7段共轭。
这本发明的型线与单爪式转子相比,在转子外圆半径Rm和节圆半径R相同的条件下,泵的容积利用系数大大提高,提高范围在30~50%之间,能够获得较大的抽速。
上述实施例仅是用来说明发明,而并非用作对发明的限定,只要在本发明的实质精神范围内,对上述实施例的变化、变形等都将落在本发明专利要求的范围内。