[发明专利]一种全光滑的不对称双爪转子

说明书

本发明公开了一种全光滑的不对称双爪转子；其左爪式转子(101)的组成型线包括：4段摆线的等距曲线、8段圆弧、2段线段、2段椭圆弧；右爪式转子(102)的组成型线包括：4段摆线的等距曲线、8段圆弧、2段线段的包络线、2段椭圆弧的包络线；左爪式转子(101)和右爪式转子(102)都是全光滑的，且都关于其回转中心点呈中心对称；在其同步异向双回转运动中，2个爪式转子能够实现完全正确的啮合，提高了爪式转子的啮合密封性和吸气量，降低了爪式转子的应力集中、受力变形和相对余隙容积，提高了爪式流体机械的工作效率、工作性能和爪式转子的使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种全光滑的不对称双爪转子，用于爪式流体机械，尤其是适用于吸气量大、转子转速高、密封性要求高的场合。

背景技术

爪式流体机械是一种在生产中广泛使用的新型干式流体机械，可作为真空泵、压缩机和膨胀机使用，其设计的关键是爪式转子的型线设计；爪式转子由一对能够实现共轭啮合的转子组成，通过同步齿轮实现转子的同步异向双回转运动，使工作腔容积发生周期性变化，完成气体的吸入、压缩和排出过程。

爪式转子的形状及其型线的啮合特性直接决定着爪式流体机械的工作性能，现有的爪式转子的组成型线类型包括：圆弧、圆弧的包络线、摆线、摆线的等距曲线、线段、线段的包络线。中国专利(专利号：CN03237695.2)提出了一种非对称爪型干式真空泵的爪式转子，由圆弧、摆线、线段和它们的包络线组成，实现了共轭转子曲线的正确的啮合；但该爪式转子型线存在着以下缺点：①爪式转子与泵腔之间的接触是点与线的接触，在高压段，容易造成压缩腔气体泄漏增加，降低了爪式流体机械的使用性能；②左转子和右转子各存在2处尖点，尖点处易造成泄漏加剧、磨损增加、应力集中和受力变形等问题，降低了爪式转子的使用寿命和运转稳定性。

中国专利(专利号：CN201610257182.X)提出了一种特殊爪式转子型线，由圆弧、圆弧的包络线、线段、线段的包络线、摆线的等距曲线组成的不对称双爪转子，实现了转子型线的全光滑连接，但该爪式转子型线存在以下缺点：①转子与泵腔之间的密封性能仍较差；②爪臂处较为细长，转子在高温高压下运转，爪臂处的力学性能较差，容易失效。

发明内容

为了解决爪式转子啮合过程中，点与线的啮合易产生较大泄漏，且尖点处力学性能较差的缺点，为了得到全光滑的爪式转子，同时为了丰富爪式转子的型线类型，本发明采用椭圆弧与椭圆弧的包络线作为爪式转子型线，提出了一种全光滑的不对称双爪转子和构建方法；对左爪式转子(101)，在爪顶处采用1段爪顶圆弧，在爪背处采用1段摆线的等距曲线，提高了爪式转子的啮合密封性；采用1段椭圆弧，提高了爪式转子运动中的稳定性和爪式流体机械的吸气量、内容积比和容积利用率；对右爪式转子(102)，在第三爪尖处采用1段爪尖圆弧，在第四爪尖处采用1段爪尖圆弧，提高了转子的啮合密封性，减小了转子的磨损；该爪式转子实现了转子型线的全光滑连接，消除了爪式转子与泵腔的点与线的啮合，能够有效地减小尖点处的应力集中、受力变形和磨损泄漏，提高了爪式转子的力学性能和啮合密封性，使得该爪式转子能够适用于更高转速、更高压力和更高温度的使用场合，提高了转子的使用性能和寿命；对于丰富爪式转子型线类型和促进爪式真空泵、爪式压缩机和爪式膨胀机的发展都具有重要的意义。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：