CN209261811U - 一种滚子叶片泵 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种滚子叶片泵，包括滚子(1)、定子(2)、转子(3)、上端盖(4)和下端盖(5)；定子(2)的定子内侧型线(201)包括8条曲线，依次为：顶圆弧AB、第一过渡曲线BC、第一阿基米德螺旋线CD、第二过渡曲线DE、底圆弧EF、第三过渡曲线FG、第二阿基米德螺旋线GH、第四过渡曲线HA，各段相邻曲线之间光滑连接；采用两段阿基米德螺旋线和四段过渡曲线连接顶圆弧AB和底圆弧EF，保证定子内侧型线(201)在各连接点处的矢径的二阶导数连续，从而保证在工作过程中不发生冲击；所形成的用于增压液体的封闭工作腔具有圆环形状，在该部分转子的旋转不改变封闭工作腔容积的大小，从而避免了液击问题，同时具有良好的密封性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种容积式回转泵，尤其是一种滚子叶片泵。
背景技术
滚子叶片泵广泛应用于机床设备、液压传动、工程机械和化工机械领域，特别适合于汽车无级变速器中。滚子叶片泵具有结构简单、摩擦磨损小、故障率低和寿命长的特点。滚子叶片泵包括滚子、定子、转子、上端盖和下端盖；转子安装在定子内部，随着转子的旋转，滚子在离心力的作用下与定子内侧接触，形成多个周期性变化的工作腔，进而实现液体的吸入、增压和排出；在排液区将能量以动压力的形式直接作用于液体，并将其排出；同时由于转子的旋转，在吸液区工作腔容积逐渐增大，形成低压，使液体连续吸入。
公开号为CN101052806A的专利提出了一种滚子叶片泵，采用改变各段圆弧的角度分度的方法来设计定子内侧型线，这种泵的容积较大，但是定子内侧型线过渡段存在拐点，在各连接点处定子内侧型线的矢径的二阶导数不连续，有速度和加速度突变，因而摩擦和磨损较大，容易引起振动和噪声。同时，易出现因液体不可压缩、封闭工作腔容积的减小而产生的液击问题。
发明内容
针对以上问题，本实用新型提出一种滚子叶片泵，其定子内侧型线由8条曲线组成：顶圆弧AB、第一过渡曲线BC、第一阿基米德螺旋线CD、第二过渡曲线DE、底圆弧EF、第三过渡曲线FG、第二阿基米德螺旋线GH、第四过渡曲线HA，各段相邻曲线之间光滑连接；采用两段阿基米德螺旋线和四段过渡曲线连接顶圆弧AB和底圆弧EF，保证定子内侧型线(201)在各连接点处的矢径的二阶导数连续，从而保证在工作过程中不发生刚性冲击。定子内侧型线(201)包括共圆心的顶圆弧AB、底圆弧EF，转子(3)与定子(2)同心安装，所形成的用于增压液体的封闭工作腔具有圆环形状，在该部分转子的旋转不改变封闭工作腔容积的大小，从而避免了液击问题的产生，同时工作腔具有良好的密封性。具有两个吸液口和两个排液口，合理的吸液口、排液口和定子内侧型线的组合，提高了流量，防止了液体增压过程中因封闭工作腔容积的减小而易出现的液击问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种滚子叶片泵，包括滚子(1)、定子(2)、转子(3)、上端盖(4)和下端盖(5)，所述的定子(2)的定子内侧型线(201)包括8条曲线，依次为：顶圆弧AB、第一过渡曲线BC、第一阿基米德螺旋线CD、第二过渡曲线DE、底圆弧EF、第三过渡曲线FG、第二阿基米德螺旋线GH、第四过渡曲线HA；各段相邻曲线之间光滑连接，各段相邻曲线在各连接点处的矢径的二阶导数连续；所述的定子(2)的定子内侧型线(201)存在对称轴Z轴，定子内侧型线(201)关于对称轴Z轴左右对称；所述的第一过渡曲线BC和第四过渡曲线HA关于Z轴左右对称，所述的第二过渡曲线DE和第三过渡曲线FG关于Z轴左右对称，所述的第一阿基米德螺旋线CD和第二阿基米德螺旋线GH关于Z轴左右对称；所述的顶圆弧AB和底圆弧EF共圆心，圆心点为回转中心O点；所述的定子(2)与转子(3)同心安装，在定子(2)的轴向两侧分别安装上端盖(4)和下端盖(5)；所述的转子(3)上开有五个完全相同的U型槽，五个U型槽关于回转中心O点成72°旋转对称。
一种滚子叶片泵，以回转中心O点为原点建立坐标系，所述的定子(2)的定子内侧型线(201)的各段组成曲线的方程为：
①顶圆弧AB的极坐标方程为：
其中，R1—顶圆弧半径，mm；
②底圆弧EF的极坐标方程为：
其中，R2—底圆弧半径，mm；
③第一阿基米德螺旋线CD的极坐标方程为：
其中，a、b为常数，由以下方程组确定：
其中，δ1的取值范围为0.08～0.10mm，δ2的取值范围为0.09～0.11mm；
④第一过渡曲线BC的极坐标方程为：
ρBC(t)＝c0+c1t+c2t2+c3t3+c4t4+c5t5，
其中，c0、c1、c2、c3、c4、c5为常数，由以下方程组确定：
⑤第二阿基米德螺旋线GH的极坐标方程为：
⑥第二过渡曲线DE的极坐标方程为：
其中，m0、m1、m2、m3、m4、m5为常数，由以下方程组确定：
⑦第三过渡曲线FG的极坐标方程为：
⑧第四过渡曲线HA的极坐标方程为：
以上：t—极角，rad；ρ—矢径，mm。
一种滚子叶片泵，具有单侧吸液、单侧排液结构；所述的上端盖(4)上开设两个吸液口：第一吸液口(401)和第二吸液口(402)；在工作中，第一吸液口(401)的外侧轮廓与定子(2)的定子内侧型线(201)上的第三过渡曲线FG、第二阿基米德螺旋线GH和第四过渡曲线HA重合；所述的下端盖(5)上开设两个排液口：第一排液口(501)和第二排液口(502)；在工作中，第一排液口(501)的外侧轮廓与定子(2)的定子内侧型线(201)上的第一过渡曲线BC、第一阿基米德螺旋线CD和第二过渡曲线DE重合。
本实用新型的有益效果为：
①所提出的一种滚子叶片泵的定子(2)的定子内侧型线(201)连续光滑，且矢径的二阶导数连续，在工作中减小了滚子(1)与定子内侧型线(201)的摩擦和磨损，消除滚子(1)与定子(2)内侧的冲点，在工作中滚子(1)不会出现速度与加速度的突变，进而减小噪声与振动，提高了滚子叶片泵的可靠性和寿命。
②所提出的一种滚子叶片泵的定子内侧型线(201)包括共圆心的顶圆弧AB和底圆弧EF，转子(3)与定子(2)同心安装，所形成的用于增压液体的封闭工作腔具有圆环形状，在该部分，转子(3)的旋转不改变封闭工作腔容积的大小；合理的吸液口、排液口、定子内侧型线(201)的组合，防止了液体增压过程中因封闭容积减小而易出现的液击问题，同时工作腔具有良好的密封性。
③定子(2)的定子内侧型线(201)包括八段曲线，能够增加滚子叶片泵的吸液量，同时也丰富了定子内侧型线的类型。
附图说明
图1为所提出的滚子叶片泵的三维结构图。
图2为所提出的滚子叶片泵的二维结构图。
图3为定子(2)的定子内侧型线(201)图。
图4为转子(3)图。
图5为上端盖(4)图。
图6为下端盖(5)图。
图7为定子内侧工作腔的吸液过程结束时刻图。
图8为U型槽工作腔的吸液过程结束时刻图。
图9为排液过程结束时的余隙容积图。
图10为吸液过程即将开始时的余隙容积图。
图中：1—滚子；2—定子；3—转子；4—上端盖；5—下端盖；201—定子内侧型线；R1—顶圆弧半径；R2—底圆弧半径；401—第一吸液口；402—第二吸液口；501—第一排液口；502—第二排液口；A1—定子内侧工作腔的最大容积；A2—U型槽工作腔的最大容积；AB—顶圆弧、BC—第一过渡曲线、CD—第一阿基米德螺旋线、DE—第二过渡曲线、EF—底圆弧、FG—第三过渡曲线、GH—第二阿基米德螺旋线、HA—第四过渡曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，为所提出的滚子叶片泵的三维结构图，包括滚子(1)、定子(2)、转子(3)、上端盖(4)和下端盖(5)。
如图2所示，为所提出的滚子叶片泵的二维结构图，转子(3)上开有五个完全相同的U型槽，每个U形槽内安装有一个滚子(1)；定子(2)与转子(3)同心安装，在定子(2)轴向两侧分别安装上端盖(4)和下端盖(5)。工作时，随着转子的旋转，滚子(1)在离心力的作用下与定子(2)内侧接触，形成多个周期性变化的工作腔，进而实现液体的吸入、增压和排出。
如图3所示，为定子(2)的定子内侧型线(201)图，定子(2)的定子内侧型线(201)包括8条曲线，依次为：顶圆弧AB、第一过渡曲线BC、第一阿基米德螺旋线CD、第二过渡曲线DE、底圆弧EF、第三过渡曲线FG、第二阿基米德螺旋线GH、第四过渡曲线HA，各段相邻曲线之间光滑连接；所述的定子(2)的定子内侧型线(201)在各连接点处的矢径的二阶导数连续。
定子(2)的定子内侧型线(201)的方程为：
①顶圆弧AB的极坐标方程为：
其中，R1—顶圆弧半径，mm；
②底圆弧EF的极坐标方程为：
其中，R2—底圆弧半径，mm；
③第一阿基米德螺旋线CD的极坐标方程为：
其中，a、b为常数，由以下方程组确定：
其中，δ1的取值范围为0.08～0.10mm，δ2的取值范围为0.09～0.11mm；
④第一过渡曲线BC的极坐标方程为：
ρBC(t)＝c0+c1t+c2t2+c3t3+c4t4+c5t5，
其中，c0、c1、c2、c3、c4、c5为常数，由以下方程组确定：
⑤第二阿基米德螺旋线GH的极坐标方程为：
⑥第二过渡曲线DE的极坐标方程为：
ρDE(t)＝m0+m1t+m2t2+m3t3+m4t4+m5t5，
其中，m0、m1、m2、m3、m4、m5为常数，由以下方程组确定：
⑦第三过渡曲线FG的极坐标方程为：ρFG(t)＝ρDE(π-t)，
⑧第四过渡曲线HA的极坐标方程为：ρHA(t)＝ρBC(π-t)，
以上：t—极角，rad；ρ—矢径，mm。
如图4所示，为转子(3)图，转子(3)上开有五个完全相同的U型槽，五个U型槽关于回转中心O点成72°旋转对称。
如图5所示，为上端盖(4)图，上端盖(4)上开设有两个吸液口：第一吸液口(401)和第二吸液口(402)；第一吸液口(401)的外侧轮廓与定子(2)的定子内侧型线(201)的第三过渡曲线FG、第二阿基米德螺旋线GH、第四过渡曲线HA重合。
如图6所示，为下端盖(5)图，下端盖(5)上开设有两个排液口：第一排液口(501)和第二排液口(502)；第一排液口(501)的外侧轮廓与定子(2)的定子内侧型线(201)的第一过渡曲线BC、第一阿基米德螺旋线CD、第二过渡曲线DE重合。
如图7所示，为定子内侧工作腔的吸液过程结束时刻图，滚子(1)、定子(2)内侧和转子(3)形成封闭的定子内侧工作腔，阴影部分A1表示定子内侧工作腔的最大容积，且此处对应的顶圆弧AB的半径不发生变化，形成环形工作腔，在该部分转子的旋转不改变定子内侧工作腔容积的大小，从而避免了在定子内侧工作腔内出现液击问题，同时具有良好的密封性能。
如图8所示，为U型槽工作腔的吸液过程结束时刻图，滚子(1)和转子(3)形成封闭的U型槽工作腔，阴影部分A2表示U型槽工作腔的最大容积，且此处对应的顶圆弧AB的半径不发生变化，形成环形工作腔，在该部分转子的旋转不改变U型槽工作腔容积的大小，从而避免了在U型槽内出现液击问题，同时具有良好的密封性能。
如图9所示，为排液过程结束时的余隙容积图，排液结束时滚子(1)与两个排液口的排液终端曲线恰好相切，此时液体恰好被排出去，不会发生液击现象。
如图10所示，为吸液过程即将开始的余隙容积图，此时滚子(1)恰好与吸液口的吸液始端曲线相切，开始吸入液体。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
Claims (3)
1.一种滚子叶片泵，包括滚子(1)、定子(2)、转子(3)、上端盖(4)和下端盖(5)，其特征是：所述的定子(2)的定子内侧型线(201)包括8条曲线，依次为：顶圆弧AB、第一过渡曲线BC、第一阿基米德螺旋线CD、第二过渡曲线DE、底圆弧EF、第三过渡曲线FG、第二阿基米德螺旋线GH、第四过渡曲线HA；各段相邻曲线之间光滑连接，各段相邻曲线在各连接点处的矢径的二阶导数连续；所述的定子(2)的定子内侧型线(201)存在对称轴Z轴，定子内侧型线(201)关于对称轴Z轴左右对称；所述的第一过渡曲线BC和第四过渡曲线HA关于Z轴左右对称，所述的第二过渡曲线DE和第三过渡曲线FG关于Z轴左右对称，所述的第一阿基米德螺旋线CD和第二阿基米德螺旋线GH关于Z轴左右对称；所述的顶圆弧AB和底圆弧EF共圆心，圆心点为回转中心O点；所述的定子(2)与转子(3)同心安装，在定子(2)的轴向两侧分别安装上端盖(4)和下端盖(5)；所述的转子(3)上开有五个完全相同的U型槽，五个U型槽关于回转中心O点成72°旋转对称。
2.根据权利要求1所述的一种滚子叶片泵，其特征是：以回转中心O点为原点建立坐标系，所述的定子(2)的定子内侧型线(201)的各段组成曲线的方程为：
①顶圆弧AB的极坐标方程为：ρAB(t)＝R1，
其中，R1—顶圆弧半径，mm；
②底圆弧EF的极坐标方程为：ρEF(t)＝R2，
其中，R2—底圆弧半径，mm；
③第一阿基米德螺旋线CD的极坐标方程为：ρCD(t)＝a+bt，
其中，a、b为常数，由以下方程组确定：
其中，δ1的取值范围为0.08～0.10mm，δ2的取值范围为0.09～0.11mm；
④第一过渡曲线BC的极坐标方程为：
ρBC(t)＝c0+c1t+c2t2+c3t3+c4t4+c5t5，
其中，c0、c1、c2、c3、c4、c5为常数，由以下方程组确定：
⑤第二阿基米德螺旋线GH的极坐标方程为：ρGH(t)＝ρCD(π-t)，
⑥第二过渡曲线DE的极坐标方程为：
ρDE(t)＝m0+m1t+m2t2+m3t3+m4t4+m5t5，
其中，m0、m1、m2、m3、m4、m5为常数，由以下方程组确定：
⑦第三过渡曲线FG的极坐标方程为：ρFG(t)＝ρDE(π-t)，
⑧第四过渡曲线HA的极坐标方程为：ρHA(t)＝ρBC(π-t)，
以上：t—极角，rad；ρ—矢径，mm。
3.根据权利要求1所述的一种滚子叶片泵，其特征是：所述的滚子叶片泵具有单侧吸液、单侧排液结构；所述的上端盖(4)上开设两个吸液口：第一吸液口(401)和第二吸液口(402)；在工作中，第一吸液口(401)的外侧轮廓与定子(2)的定子内侧型线(201)上的第三过渡曲线FG、第二阿基米德螺旋线GH和第四过渡曲线HA重合；所述的下端盖(5)上开设两个排液口：第一排液口(501)和第二排液口(502)；在工作中，第一排液口(501)的外侧轮廓与定子(2)的定子内侧型线(201)上的第一过渡曲线BC、第一阿基米德螺旋线CD和第二过渡曲线DE重合。
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|---|---|---|---|---|
| CN115289003A (zh) * | 2022-08-28 | 2022-11-04 | 上海瑚石制冷设备科技有限公司 | 一种滚滑冷媒泵转子型线 |
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2019
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