CN2627244Y - 转子改良构造 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种转子改良构造，乃是针对相互啮合的变位转子与阀动转子的构形进行改善，其主要特征在于：变位转子与阀动转子提供无效压缩至开始进气的运动曲线，是由两个不同曲线经平滑连接所形成，藉以提供进气、排气、无效压缩等周期性运转过程顺畅平滑，不会有作动时噪音及震动产生。且，变位转子与阀动转子提供排气开始至终结的运动曲线，是由一个圆弧面所形成，能提供一种具有较大输送容积及更高压缩比的转子构造。

Description

转子改良构造

技术领域

本实用新型是关于一种转子构造，特别是指一种可运用于真空系统如：真空泵、空压机、压缩机等须进行进、排气周期性循环压缩运动的机械上，能够提供该等机槭具有较高压缩比，且能够使得进、排气运动过程顺畅，不会产生噪音及震动的两爪式转子构造的改良

背景技术

与本实用新型有关运用于多段鲁式压缩机或真空泵上的两爪式转子，其相关的构造可参考第4,138,848、4,224,016、4,324,538、4,430,050以及5,149,256号等美国专利案，此类两爪式转子的构造是包括：两个相互啮合的变位转子与阀动转子，藉由该两转子上分别的两叶片提供周期性循环的进、排气压缩运动，因此，两转子上的两叶片啮合时的吻合性则非常的重要，假使两转子的两叶片相互吻合性不佳则在进气、排气、无压缩的周期性旋转过程便会产生噪音与震动，且也会造成两转子因不当的啮合所产生的摩耗，而降低使用寿命。前述该等美国专利案中的第5,149,256号即明显存在该项瑕疵。请进一步由图10了解，该第5,149,256号美国专利案的两个转子8、9的叶片在凹部80、90与弧面81、91的交接处，形成尖部82、92，而使得整个转子8、9的曲线在该尖部82、92形成不连续，因而，当其从无效压缩至开始进气的过程时，转子8、9的顶端部83、93便会在该尖部82、92运转不顺畅平滑，而会有噪音与震动的现象产生。

发明内容

鉴于上述习知两爪式转子所存在的瑕疵，本实用新型的目的即在于提供一种进气、排气、无效压缩等周期性运转过程顺畅平滑，不会有作动时噪音及震动产生的转子改良构造。

本实用新型转子改良构造再一目的在于，提供一种具有较大输送容积及更高压缩比，因而能以较低的转子组配型态即可达到真空系统所需的真空度以降低成本。

为达到上述目的，本实用新型转子改良构造乃是针对相互啮合的变位转子与开动转子的构形进行改善，亦即，将该两转子在无效压缩过程提供顺畅平滑的运动曲线，其主要特征在于：变住转子与开动转子提供无效压缩至开始进气的运动曲线，是由两个不同曲线经平滑连接所形成，而不是由两圆弧的交接而成。

本实用新型的转子改良构造，包括相互啮合的变位转子与阀动转子，变位转子由旋转圆心的中心线区分为构形相同而相镜对的两叶片，每一叶片包括：

第一弧面，提供进气开始至终结的运动行程；

第二弧面，相对于第一弧面，提供排气开始至终结的运动行程；及

第三弧面、第四弧面以及第一、第二曲面，其连接于该第一弧面与第二弧面之间，提供无效压缩的运动行程，其中第三弧面是与第一弧面连接，而第四弧面是连接于第三弧面与第一曲面之间，第二曲面则连接于第一曲面与第一弧面之间；

该阀动转子由旋转圆心的中心线区分构形相同而相镜对的两叶片，每一叶片包括由前述变位转子所具有的弧面与曲面作旋转相对运动，而形成可与变位转子该等弧面与曲面啮合的相对弧面与曲面；

变位转子与阀动转子上第一、二曲面平滑的连接，使得两转子在无效压缩至开始进气的运动行程具顺畅平滑效果；

进一步，变位转子的第一曲面取得是先定义变位转子及阀动转子的最大外径为R，并定两转子的圆心的中心距为4R/3，再定义一平行组线作为制图辅助线，以该最大外径为半径，分别由两转子的圆心作旋转相对运动，相对运动产生的两尖点为两转子分别的作动末端，而相对运动所形成的曲面即为第一曲面。

本实用新型中，变位转子各弧面与曲面的取得可依序为第三弧面、第四弧面、第一曲面、第二曲面、第一弧面，以及第二弧面。

上述第三弧面的取得可于靠近第一曲面的一侧，另外定义一圆，该圆的半径为23R/60，必须满足变位转子的最大外径的圆及该平行组线的一边同时相切的条件，经连接该园与变位转子的最大外径的圆的切点，及该圆与平行组边的切点的连接面，即为第三孤面。

本实用新型中变位转子的第四弧面取得，可将第三弧面落于变位转子的最大外径的圆上的切点，及两转子以圆心作旋转相对运动产生的两尖点，取落于变位转子的最大外径的圆上的两尖点之一的连接，即为第四弧面。

本实用新型中，变位转子的第二曲面取得，可以第四弧面分别相对于两转子的圆心作旋转相对运动，而产生第二曲面。

本实用新型中变位转子的第一弧面取得，可于远离第三弧面定义一圆，该圆半径为16.45R/60，且须满足第二曲面与平行组边的的一边同时相切，经连接该圆与第二曲面的切点，及该圆与平行组边的切点的连接面，即为第一弧面。

该二表面为弧面，可将产生第一弧面时所定义的圆，以变位转子的圆心为圆心做180度旋转而得到镜对圆，再，定义另一圆，该圆半径为20R/3且须满足前述镜对圆与第三弧面同时相切，经连接该圆与镜对圆的切点，及该圆与第三弧面的切点的连接面，即为第二弧面。

本实用新型的效果是显著的，由于本实用新型的变位转子与阀动转子提供无效压缩至开始进气的运动曲线，是由两个不同曲线经平滑连接所形成，因此可以提供进气、排气、无效压缩等周期性运转过程顺畅平滑，不会有作动时噪音及震动产生。并且，由于变位转子与阀动转子提供排气开始至终结的运动曲线，是由一个圆弧面所形成，因此能提供较大输送容积及更高压缩比。

附图说明

图1为本实用新型变位转子与阀动转子相啮合组装于缸体内的示意图；

图2为本实用新型变位转子的其中一叶片平面图；

图3、4为变位转子与阀动转子以其圆心作旋转相对运动的示意图；

图5为本实用新型变位转子的平面图；

图6为阀动转子的平面图；

图7A-图7D、图8A-图8D及图9为本实用新型变位转子与阀动转子进行进气、排气及无效压缩等循环运动的示意图；

图10为美国第5,149,256号专利的两爪式转子相啮机合的平面图。主要图号说明：

变位转子    71                      阀动转子          72

缸体        73                      进气口            730

排气口      731

叶片        711，712，721，722

第一弧面    713，723                第二弧面          714，724

第三弧面    715，725                第四弧            716，726

第一曲面    717，727                第二曲面          718，728

圆          60，61，62，63，64，65

切点        1，2，3，4，5，6

具体实施方式

请参阅图1所示，本实用新型的转子构造包括：相互啮合的变位转子71及阀动转子72，该两转子71、72被容置在缸体73内，而该缸体73具有进气口730及排气口731，该阀动转72则位于排气口731的一侧，于运转的旋动过程可对该排器口731进行封闭与开启的控制。续请先参阅图5所示，本实用新型变位转子71以旋转圆心C1的中心线区分为构形相同而相镜对的两叶片711，712，为方便说明及避免图面的复杂，以下仅对叶片711的细部结构进行标号对照。该叶片711包括：第一弧面713，是提供进气开始至终结的运动行程；第二弧面714，是相对于第一弧面713，提供排气开始至终结的运动行程；及第三弧面715、第四弧面716以及第一曲面717、第二曲面718，是连接于该第一弧面713与第二弧面714之间，提供无效压缩的运动行程，其中第三弧面715是与第二弧面714连接，而第四弧面716是连接于第三弧面715与第一曲面717之间，第二曲面718则连接于第一曲面717与第一弧面713之间。

而该阀动转子72请参阅图6所示，是由旋转圆心C2的中心线区分构形相同而相镜对的两叶片721、722，每一叶片包括由前述变位转子71所具有的该等弧面713、714、715、716与曲面717、718作旋转相对运动，而形成可与变位转子71该等弧面与曲面啮合的相对弧面723、724、725、726与曲面727、728(为方便说明及避免图面的复杂，仅对叶片721的细部结构进行标号对照)。

本实用新型变位转子71上各弧面与曲面的取得是有先后的次序，其依序为第三弧面715、第四弧面716、第一曲面717、第二曲面718、第一弧面713，以及第二弧面714，以下依序介绍各弧面与曲面的取得：

1.如图3所示，是先定义变位转子71及开阀动转子72的最大外径R，并定两转子的圆心C1、C2的中心距为4R/3，再定义一平行组线P1，P2作为制图辅助线，由该最大外径R分别划出圆60、圆61。

2.再请参阅图2所示，第三孤面715的取得是定义一圆62，该圆62的半径为23R/60必须满足变位转子的最大外径的圆60及该平行组线的一边P1同时相切，经连接该圆62与变位转子的最大外径的圆60的切点1，及该圆62与平行组边P1的切点2的连接面，即为第三弧面715。

3.第四弧面716取得是将第三弧面715落于变位转子的最大外径的圆60上的切点1及两转子以圆心作旋转相对运动产生的尖点A1(该两尖点的取得如图3所示，是以该两转子最大外径R为半径，分别由两转子71、72的圆心C1、C2作旋转相对运动，即可产生两尖点A、A1)，再取落于变位转子的最大外径的圆60上的尖点A1连接即为第四弧面716。

4.第一曲面717则于第四弧面716取得后，于其尖点A1配合阀动转子72上的尖点A，以前述两转子71、72最大外径R为半径，分别由两转子71、72的圆心C1、C2作旋转相对运动所形成的曲面(如图4所示)即为第一曲面717。

5.第二曲面718取得，是以第四弧面716分别相对于两转子71、72的圆心C1、C2作旋转相对运动而产生。

6.第一弧面713取得是定义一圆63，该圆63半径为16.45R/60，须满足第二曲面718与平行组边的的一边P2同时相切，经连接该圆63与第二曲面718的切点4，及该图63与平行组边P2的切点5的连接面，即为第一弧面713。

7.该二弧面714取得，是将产生第一弧面713时所定义的圆63，以变位转子的圆心C1为圆心做180度旋转而得到镜对图64，再，定义另一圆65，该回65半径为20R/3须满足前述镜对圆64与第三弧面715同时相切，经连接该圆65与镜对圆64的切点6，及该圆65与第三弧面715的切点2的连接面，即为第一弧面714。

续请参阅图7A至图7D、图8A至图8D及图9为本实用新型变位转子71及阀动转子72进行进气、排气及无效压缩的过程，如图7A至图7D所示，于进气开始至终结，变位转子71及阀动转子72的第一弧面713、723是提供整个的运动行程。而如图8A至图8D所示，于排气开始至终结，变位转子71及阀动转子72的第二弧面714，724是提供整个的运动行程。如图9所示，于无效压缩时，变位转子71及阀动转子72的第三弧面715、725，第四弧面716、726，以及第一曲面717、727，第二曲面718、728，是提供整个的运动行程。其中值得说明的是，本实用新型在无效压缩进入进气开始的交接处(请参照图9及图7A)，即第二曲面718、728是很平滑的与第一曲面717、727(请参照图2、图6)相对运转，因此，于运转的过程不会有噪音与震动产生。同时，因本实用新型第二弧面714、724亦可以较大输送容积及更高压缩比，较的传统鲁式转子所产生的压缩比至少高3倍以上。进言之，本实用新型的转子于运转模拟过程中，得知最大进气容积与转子压缩极限的最小容积，以及考量转子运转过程中的无效压缩容积等因素，及进行多变压缩过程计算，得知本实用新型的两爪式转子的理论压缩比可达约29，较传统鲁式转子泵的压缩比2-8高很多。

综上所述，本实用新型转子构造确能达到创作的目的，符合新型专利要件，以上所述者仅为本实用新型的较佳实施例而已，大凡依据本实用新型所为的各种修饰与变化，仍应包含于本专利申请范围内。

Claims (8)

1、一种转子改良构造，其包括相互啮合的变位转子与阀动转子，其特征在于，变位转子由旋转圆心的中心线区分为构形相同而相镜对的两叶片，每一叶片包括：

第一弧面，提供进气开始至终结的运动行程；

第二弧面，相对于第一弧面，提供排气开始至终结的运动行程；及

第三弧面、第四弧面以及第一、第二曲面，其连接于该第一弧面与第二弧面之间，提供无效压缩的运动行程，其中第三弧面是与第一弧面连接，而第四弧面是连接于第三弧面与第一曲面之间，第二曲面则连接于第一曲面与第一弧面之间；

该阀动转子由旋转圆心的中心线区分构形相同而相镜对的两叶片，每一叶片包括由前述变位转子所具有的弧面与曲面作旋转相对运动，而形成可与变位转子该等弧面与曲面啮合的相对弧面与曲面。

2、如权利要求1所述转子改良构造，其特征在于，变位转子的第一曲面取得是先定义变位转子及阀动转子的最大外径为R，并定两转子的圆心的中心距为4R/3，再定义一平行组线作为制图辅助线，以该最大外径为半径，分别由两转子的圆心作旋转相对运动，相对运动产生的两尖点为两转子分别的作动末端，而相对运动所形成的曲面即为第一曲面。

3、如权利要求1所述转子改良构造，其特征在于，变位转子各弧面与曲面的取得是依序为第三弧面、第四弧面、第一曲面、第二曲面、第一弧面，以及第二孤面。

4、如权利要求3所述转子改良构造，其特征在于，第三弧面的取得是于靠近第一曲面的一侧，另外定义一圆，该圆的半径为23R/60，且必须满足变位转子的最大外径的圆及该平行组线的一边同时相切的条件，经连接该园与变位转子的最大外径的圆的切点，及该圆与平行组边的切点的连接面，即为第三弧面。

5、如权利要求4所述转子改良构造，其特征在于，变位转子的第四弧面取得，是将第三弧面落于变位转子的最大外径的圆上的切点，及两转子以圆心作旋转相对运动产生的两尖点，取落于变位转子的最大外径的圆上的两尖点之一的连接，即为第四弧面。

6、如权利要求5所述转子改良构造，其特征在于，变位转子的第二曲面取得，是以第四弧面分别相对于两转子的圆心作旋转相对运动，而产生第二曲面。

7、如权利要求6所述转子改良构造，其特征在于，变位转子的第一弧面取得，是于远离第三弧面定义一圆，该圆半径为16.45R/60且须满足第二曲面与平行组边的的一边同时相切，经连接该圆与第二曲面的切点，及该圆与平行组边的切点的连接面，即为第一弧面。

8、如权利要求7所述转子改良构造，其特征在于，该二表面为弧面，是将产生第一弧面时所定义的圆，以变位转子的圆心为圆心做180度旋转而得到镜对圆，再，定义另一圆，该圆半径为20R/3且须满足前述镜对圆与第三弧面同时相切，经连接该圆与镜对圆的切点，及该圆与第三弧面的切点的连接面，即为第二弧面。

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