[实用新型]罗茨式氢气循环泵

说明书

本实用新型提供了一种罗茨式氢气循环泵，属于泵技术领域。它解决了现有的罗茨式氢气循环泵运行噪声较大，罗茨式氢气循环泵的气体输送流量较低的问题。本罗茨式氢气循环泵包括具有转子室的泵体和两根相同的位于转子室内的转子，两根转子平行设置且能沿相反方向转动，两根转子的端面型线完全相同且外啮合，转子具有三个绕着轴心线周向均匀分布的齿部，齿部将转子室分隔成多组流通腔，每个齿部的端面型线从齿顶到齿根均由依次连接的凸圆弧段、渐开线段和凹曲线段组成。本罗茨式氢气循环泵实现减小齿部的端面面积，增大流通腔的体积，进而提高循环泵的容积效率和过气效率，具有噪声小，返流少，能耗低的优点。

技术领域

本实用新型属于泵技术领域，涉及一种循环泵，特别是一种罗茨式氢气循环泵。

背景技术

罗茨泵是指泵内装有两个相反方向同步旋转的叶形转子，特点是启动快，耗功少，运转维护费用低，抽速大、效率高，罗茨式结构通常运用在真空泵、循环泵和增压泵等泵体上。

罗茨式循环泵是一种回转容积式压缩机，具有结构简单、承压能力强、过风性能好、能耗低、容易制造等优点，齿部转子作为罗茨式循环泵重要的零部件，与循环泵的密封性、气体泄漏和效率性能都有很大关系，因此需要提高两个转子之间的啮合性，使转子型线过渡光滑且啮合密封性高。

中国专利（申请号：202020947523.8）公开了一种罗茨式氢气循环泵的三叶转子，包括以转子轴心对称分布的三个齿部，每个齿部第一侧的啮合型线包括依次相连的凸圆弧段AB、渐开线段BC、过渡圆弧CD及凹圆弧DE,每个齿部第二侧的啮合型线由第一侧的啮合型线镜像而得，各曲线之间连接处均平滑过渡。上述方案的三叶转子啮合性好，可减少泄漏量，满足了转子之间的啮合性的要求。该罗茨式氢气循环泵通常适合应用于条件相对稳定的工况中，如生物实验室和空间站。

氢燃料电池在乘用车中的应用逐渐增加，乘用车的工况更为复杂，如气压、气体输送流量和输出功率变化幅度更大，由此本领域技术人员希望能够提出满足乘用车氢燃料电池使用的罗茨式氢气循环泵。降低噪声能提高乘用车使用舒适性，由此本领域技术人员希望能够罗茨式氢气循环泵使用时产生的噪声。

发明内容

本实用新型提出了一种罗茨式氢气循环泵，本实用新型要解决的技术问题是如何提高罗茨式氢气循环泵的气体输送流量，最高能降低罗茨式氢气循环泵运行噪声。

本实用新型的要解决的技术问题可通过下列技术方案来实现：一种罗茨式氢气循环泵，包括具有转子室的泵体和两根相同的位于转子室内的转子，两根转子平行设置且能沿相反方向转动，两根转子的端面型线完全相同且外啮合，转子具有三个绕着轴心线周向均匀分布的齿部，齿部将转子室分隔成多组流通腔，泵体上设置有与至少一组流通腔相连通的进气口和出气口；每个齿部一侧面的端面型线由依次连接的凸圆弧段、渐开线段和凹曲线段组成；从一根转子齿部上渐开线段BC的端点C点与另一根转子齿部上渐开线段B’C’的端点B’点处于共轭状态转动至一根转子齿部上渐开线段BC的端点B点与另一根转子齿部上渐开线段B’C’的端点C’点处于共轭状态时，转子转动角度为80°-85°。

本罗茨式氢气循环泵中齿部一侧面的端面型线由三段弧线组成。与现有技术相比，本罗茨式氢气循环泵中齿部端面型线中渐开线段更长，使得齿部具有更修长的视角效果，以及增大罗茨式氢气循环泵中流通腔的体积，由此提高气体吸入量和排出量，实现提高气体输送流量。

作为优先，所述齿部相对于转子的轴心线螺旋设置，在两根转子转动和啮合的过程中，转子的齿顶区域和齿根区域不会形成较小的密封死区，气体在该区域不会被压缩和膨胀，进而避免产生不必要地噪声，以及降低压缩气体所消耗的能力。

作为优先，齿部的螺旋圈数为0.04-0.11；所述齿部的螺旋角度为8°-30°。

作为优先，一根转子的一个齿部端面型线中凸圆弧段与另一根转子的一个齿部端面型线中凹曲线段为共轭曲线。

作为优先，所述齿部的端面型线中渐开线段与凸圆弧段和凹曲线段之间均为平滑过渡。