專利名稱：自共軛轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種共軛轉(zhuǎn)子，尤其涉及一種自共軛轉(zhuǎn)子。
背景技術(shù)：
目前，雖然有關(guān)應(yīng)用于周期性循環(huán)膨脹、壓縮運動的機械如真空泵、空壓機、壓縮機、增壓器等的專利已經(jīng)很多，但大都是從各個機械本身出發(fā)，從整體構(gòu)造上去解決或提升密封、膨脹、壓縮的問題，從單個零件或部件去解決這一問題的還并不是很多，轉(zhuǎn)子作為其重要工作組成部分，它的性能很大程度上決定了機械的整體性能，轉(zhuǎn)子的形式可以分為很多種，外形來看，轉(zhuǎn)子有齒式轉(zhuǎn)子、爪式轉(zhuǎn)子等，其中齒式轉(zhuǎn)子的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，但存在著泄露問題，爪式轉(zhuǎn)子是一種新型的轉(zhuǎn)子，如申請?zhí)枮?，426，820,4, 138，848,4, 224，016、 4，324，538,4, 406，601,4, 430，050,5, 149，256的美國專利等，公開的爪式轉(zhuǎn)子的構(gòu)造都存在著兩爪曲線在尖部形成不連續(xù)，左右兩個轉(zhuǎn)子形狀尺寸不同，相差較大。導(dǎo)致當(dāng)其被應(yīng)用于進行膨脹、壓縮周期性循環(huán)運動的機械上時，該定義轉(zhuǎn)子、共軛轉(zhuǎn)子及腔室，在兩轉(zhuǎn)子嚙合轉(zhuǎn)動產(chǎn)生膨脹壓縮的過程中，兩爪會在尖部運轉(zhuǎn)不順暢，嚙合不佳，產(chǎn)生噪音和振動甚至是磨損，從而降低使用壽命；同時，與本專利所定義的轉(zhuǎn)子構(gòu)造相比，輸送容積偏小。再如申請?zhí)枮?200510088855. 5,200510097134. 0,200610000459. 7,200610000458. 2 的中國專利等，能夠由不同參數(shù)定義取得的相互嚙合的定義轉(zhuǎn)子與共軛轉(zhuǎn)子，當(dāng)它應(yīng)用于進行周期性膨脹、壓縮運動的機械上時，雖然在膨脹壓縮過程通過不同線形作平滑連接，使得進、排氣過程順暢，解決了在運轉(zhuǎn)過程中噪音和振動的問題，但也存在著曲線復(fù)雜，加工不易，壓縮比提升有限，輸送容積偏小等不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可以提高輸送容積，強制輸送，并降低工作腔室的泄漏量、減少噪音和振動、進一步提高壓縮比、高效節(jié)能的自共軛轉(zhuǎn)子。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的本發(fā)明的自共軛轉(zhuǎn)子，包括兩個相同并相互共軛嚙合的自共軛轉(zhuǎn)子，兩個自共軛轉(zhuǎn)子互為定義轉(zhuǎn)子和共軛轉(zhuǎn)子，兩個自共軛轉(zhuǎn)子嚙合時，左轉(zhuǎn)子的相位比右轉(zhuǎn)子的相位超前 31 /2 ；所述自共軛轉(zhuǎn)子的外形曲線包括相同的四部分，各部分之間相互對稱，每個部分是轉(zhuǎn)子的四分之一外形曲線；所述轉(zhuǎn)子的四分之一外形曲線位于通過轉(zhuǎn)子節(jié)圓圓心的豎直直線和水平直線之間，包括定義曲線部分和由其決定的共軛曲線部分，所述定義曲線部分和共軛曲線部分以通過轉(zhuǎn)子節(jié)圓圓心的45°線隔開；所述定義曲線部分包含依次連接的第一圓弧、直線、第二圓弧，所述共軛曲線部分包括依次連接的第一曲線、第二曲線、第三曲線；所述第一圓弧的圓心位于所述豎直直線上，所述第二圓弧的圓心與轉(zhuǎn)子節(jié)圓的圓心重合，所述第二圓弧的半徑與轉(zhuǎn)子節(jié)圓的半徑相同，所述直線與所述第一圓弧和第二圓弧分別相切。由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供的自共軛轉(zhuǎn)子，由于包括兩個相同并相互共軛嚙合的自共軛轉(zhuǎn)子，兩個自共軛轉(zhuǎn)子互為定義轉(zhuǎn)子和共軛轉(zhuǎn)子，在相互共軛嚙合時，除了在相位上，左轉(zhuǎn)子比右轉(zhuǎn)子超前η/2外，轉(zhuǎn)子是相同的，轉(zhuǎn)子之間沒有定義轉(zhuǎn)子與共軛轉(zhuǎn)子之分，互為定義轉(zhuǎn)子與共軛轉(zhuǎn)子，每個轉(zhuǎn)子可以分為四部分，部分之間相互對稱，每個部分都是轉(zhuǎn)子的四分之一的外形曲線，由定義曲部分和共軛曲線部分組成，且定義曲線部分決定了共軛曲線部分，兩段曲線以通過轉(zhuǎn)子節(jié)圓圓心的45°線隔開。當(dāng)這種自共軛轉(zhuǎn)子被應(yīng)用到進行周期性循環(huán)膨脹、壓縮運動的機械上時，可以降低工作腔室的泄漏量，減少噪音和振動，進一步提高壓縮比與輸送容積，達到高效節(jié)能的目的。


圖1為本發(fā)明實施例中自共軛轉(zhuǎn)子四分之一外形曲線示意圖；圖2為本發(fā)明實施例中自共軛轉(zhuǎn)子外形曲線示意圖；圖3為本發(fā)明實施例中自共軛轉(zhuǎn)子嚙合示意圖；圖4為本發(fā)明實施例中不同參數(shù)r、yr、R時，自共軛轉(zhuǎn)子外形曲線的變化示意圖。附圖標記說明左轉(zhuǎn)子節(jié)圓圓心0 ；右轉(zhuǎn)子節(jié)圓圓心0’ ；節(jié)圓半徑R ；直線Li，L2，BC，B，C，，B”，C”，，B”C”；AA，B，C，D，E，F(xiàn)，G;AB，，C，，D，，E，，F(xiàn)，，G，；點Α，，，，B”，，C”，，D，，，，E，，，，F(xiàn)”，；點 B，，，C，，，D，，，E，，，F(xiàn)” ；圓弧AB，AB，，A”，B”，，A”，B”，CD, C，D，，C”，D”，，C”D”;曲線DE，D，E，，D”，E”，，D” E”，EF，E” F”，E”，F(xiàn)”，，E，F(xiàn)，，F(xiàn)G，F(xiàn)，G，，F(xiàn)”G，，F(xiàn)”，G ；夾角α ；五個具體實施例的自共軛轉(zhuǎn)子外形曲線示意1，2，3，4，5。
具體實施例方式下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例作進一步地詳細描述。本發(fā)明的自共軛轉(zhuǎn)子，其較佳的具體實施方式
如圖1所示包括兩個相同并相互共軛嚙合的自共軛轉(zhuǎn)子，兩個自共軛轉(zhuǎn)子互為定義轉(zhuǎn)子和共軛轉(zhuǎn)子，兩個自共軛轉(zhuǎn)子嚙合時，左轉(zhuǎn)子的相位比右轉(zhuǎn)子的相位超前η/2 ；所述自共軛轉(zhuǎn)子的外形曲線包括相同的四部分，各部分之間相互對稱，每個部分是轉(zhuǎn)子的四分之一外形曲線；所述轉(zhuǎn)子的四分之一外形曲線位于通過轉(zhuǎn)子節(jié)圓圓心的豎直直線和水平直線之間，包括定義曲線部分和由其決定的共軛曲線部分，所述定義曲線部分和共軛曲線部分以通過轉(zhuǎn)子節(jié)圓圓心的45°線隔開；所述定義曲線部分包含依次連接的第一圓弧ΑΒ、直線BC、第二圓?、?，所述共軛曲線部分包括依次連接的第一曲線DE、第二曲線EF、第三曲線TO ；所述第一圓弧AB的圓心位于所述豎直直線上，所述第二圓?、堑膱A心與轉(zhuǎn)子節(jié)圓的圓心重合，所述第二圓弧CD的半徑與轉(zhuǎn)子節(jié)圓的半徑相同，所述直線BC與所述第一圓弧AB和第二圓?、欠謩e相切。所述定義曲線部分滿足公式α = arcsin((R-r)/yr)，式中α為直線BC與第二圓弧CD的切點C與轉(zhuǎn)子節(jié)圓的圓心的連線與所述水平直線的夾角；R為轉(zhuǎn)子節(jié)圓的半徑；r為第一圓弧AB的半徑；yr為第一圓弧AB的圓心與轉(zhuǎn)子節(jié)圓的圓心之間的距離。具體實施例如圖1、圖2、圖3所示鑒于自共軛轉(zhuǎn)子對稱和自共軛的特點，每個轉(zhuǎn)子可以分為四部分，部分之間相互對稱，每個部分都是轉(zhuǎn)子的四分之一的外形曲線，自共軛轉(zhuǎn)子外形曲線可以通過先取得自共軛轉(zhuǎn)子四分之一外形曲線，再由對稱取得。自共軛轉(zhuǎn)子四分之一外形曲線由定義曲部分和共軛曲線部分組成，以參數(shù)化取得相互共軛嚙合的一對轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子是相同的，轉(zhuǎn)子之間沒有定義轉(zhuǎn)子與共軛轉(zhuǎn)子之分，互為定義轉(zhuǎn)子與共軛轉(zhuǎn)子，定義曲線部分決定了共軛曲線部分，兩段曲線以通過轉(zhuǎn)子節(jié)圓圓心的45°線隔開。具體自共軛轉(zhuǎn)子四分之一外形曲線的取得包括如下步驟如圖1所示，指定左、右兩嚙合的轉(zhuǎn)子節(jié)圓半徑是R，兩節(jié)圓的圓心分為0、0’，中心距為2R。通過圓心0點作豎直直線Li，作水平直線L2 ；指定左轉(zhuǎn)子四分之一外形曲線中定義曲線部分的第一圓弧AB的半徑r，并保證第一圓弧AB的圓心自左轉(zhuǎn)子節(jié)圓圓心0沿Ll向上平移yr，與Ll交于A點；指定第二圓?、堑陌霃絉，且第二圓?、堑膱A心與左轉(zhuǎn)子節(jié)圓的圓心0重合；在第一圓弧AB與第二圓弧⑶之間構(gòu)造一條直線BC分別相切第一圓弧AB于B點， 第二圓?、怯贑點，連接⑶，直線CO與水平直線L2的夾角為α，α >45°，上述所指定的參數(shù)之間滿足α = arcsin((R-r)/yr)0通過圓心0作45°線與第二圓?、墙挥贒點，此時，第一圓弧AB，直線BC，第二圓弧⑶就組成了轉(zhuǎn)子四分之一外形曲線的定義曲線部分AB⑶。以左轉(zhuǎn)子節(jié)圓圓心0分別產(chǎn)生圓弧DC，直線CB，圓弧BA的共軛曲線，它們依次是第一曲線DE，第二曲線EF，第三曲線re。第三曲線re交水平直線L2于G。此時，第一曲線 DE，第二曲線EF，第三曲線TO就組成了對應(yīng)轉(zhuǎn)子四分之一外形曲線中定義曲線部分的共軛第一曲線DEFG。連接上述的第一圓弧AB，直線BC，第二圓弧⑶，第一曲線DE，第二曲線EF，第三曲線re就取得了包含定義曲線部分和共軛曲線部分的轉(zhuǎn)子四分之一外形曲線AB⑶Ere。如圖2所示，取得自共軛轉(zhuǎn)子四分之一的外形曲線后，利用對稱關(guān)系取得整個轉(zhuǎn)子的外形曲線，它由四部分外形曲線組成分別是外形曲線AB⑶DETO、外形曲線 AB，C，D，E，F(xiàn)，G，、A，，，B，，，C，，，D，，，E，，，F(xiàn)，，，G、A，，，B，，C，，D，，E，，F(xiàn)，，G，。其中，夕卜形曲線 ABCDDEi7G和外形曲線AB，C，D，E，F(xiàn)，G，關(guān)于直線Ll對稱；外形曲線ABCDEi7G和外形曲線A”’ B”’ C”’ D”’ E”’ F”’ G關(guān)于直線2對稱；外形曲線A”’ B”C”D”E”F”G’和外形曲線AB⑶EFG關(guān)于圓心0對稱。如圖3所示，為本發(fā)明自共軛轉(zhuǎn)子的一對轉(zhuǎn)子的嚙合圖，轉(zhuǎn)子是相同的，轉(zhuǎn)子之間沒有定義轉(zhuǎn)子與共軛轉(zhuǎn)子之分，互為定義轉(zhuǎn)子與共軛轉(zhuǎn)子，不同的是，嚙合時，在相位上左轉(zhuǎn)子比右轉(zhuǎn)子超前η/2。如圖4所示，為本發(fā)明自共軛轉(zhuǎn)子的具體實施例，其中節(jié)圓半徑R采用100mm、r則分別采用 50mm、60mm、70mm、80mm、90mm，與 r 對應(yīng)的 yr 則依次采用 50mm、40mm、30mm、20mm、 10mm。圖4中所示的是在此條件下自共軛轉(zhuǎn)子的外形變化，在圖中按順序依次標記為5、4、 3、2、1。如此類推，實際應(yīng)用時可以根據(jù)需要自行調(diào)整。通過本發(fā)明設(shè)計出的自共軛轉(zhuǎn)子，當(dāng)應(yīng)用于那些進行周期性循環(huán)膨脹、壓縮運動的機械上，轉(zhuǎn)子與腔壁之間組成的工作腔室的膨脹、壓縮運動是通過自共軛轉(zhuǎn)子之間的嚙合實現(xiàn)的，因為自共軛轉(zhuǎn)子的外形曲線是以不同曲線連接而成的，所以能夠使得在運轉(zhuǎn)的過程中不會有噪音和振動產(chǎn)生，且一對嚙合的自共軛轉(zhuǎn)子，除了在相位上，左轉(zhuǎn)子比右轉(zhuǎn)子超前η/2，轉(zhuǎn)子是相同的，轉(zhuǎn)子之間沒有定義轉(zhuǎn)子與共軛轉(zhuǎn)子之分，互為定義轉(zhuǎn)子與共軛轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子的外形曲線也比較簡單，加工制造方便，互換性強，且具備了一般共軛嚙合轉(zhuǎn)子的定義轉(zhuǎn)子外形曲線相對于共軛轉(zhuǎn)子的外形曲線中的圓弧產(chǎn)生的共軛曲線為一圓弧，能有效的提高工作腔室的密封性，降低泄露，減少噪音和振動，進一步提高壓縮比和輸送容積，達到高效節(jié)能的目的。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種自共軛轉(zhuǎn)子，其特征在于，包括兩個相同并相互共軛嚙合的自共軛轉(zhuǎn)子，兩個自共軛轉(zhuǎn)子互為定義轉(zhuǎn)子和共軛轉(zhuǎn)子，兩個自共軛轉(zhuǎn)子嚙合時，左轉(zhuǎn)子的相位比右轉(zhuǎn)子的相位超前η /2 ；所述自共軛轉(zhuǎn)子的外形曲線包括相同的四部分，各部分之間相互對稱，每個部分是轉(zhuǎn)子的四分之一外形曲線；所述轉(zhuǎn)子的四分之一外形曲線位于通過轉(zhuǎn)子節(jié)圓圓心的豎直直線和水平直線之間，包括定義曲線部分和由其決定的共軛曲線部分，所述定義曲線部分和共軛曲線部分以通過轉(zhuǎn)子節(jié)圓圓心的45°線隔開；所述定義曲線部分包含依次連接的第一圓弧(AB)、直線(BC)、第二圓弧(⑶)，所述共軛曲線部分包括依次連接的第一曲線(DE)、第二曲線(EF)、第三曲線(FG)；所述第一圓弧(AB)的圓心位于所述豎直直線上，所述第二圓弧(CD)的圓心與轉(zhuǎn)子節(jié)圓的圓心重合，所述第二圓弧(CD)的半徑與轉(zhuǎn)子節(jié)圓的半徑相同，所述直線(BC)與所述第一圓弧(AB)和第二圓弧(⑶)分別相切。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自共軛轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述定義曲線部分滿足公式α= arcsin ((R_r)/yr),式中α為直線(BC)與第二圓弧(CD)的切點(C)與轉(zhuǎn)子節(jié)圓的圓心的連線與所述水平直線的夾角；R為轉(zhuǎn)子節(jié)圓的半徑； r為第一圓弧(AB)的半徑；yr為第一圓弧(AB)的圓心與轉(zhuǎn)子節(jié)圓的圓心之間的距離。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自共軛轉(zhuǎn)子，包括兩個相同并相互共軛嚙合的自共軛轉(zhuǎn)子，兩個自共軛轉(zhuǎn)子互為定義轉(zhuǎn)子和共軛轉(zhuǎn)子。在相互共軛嚙合時，除了在相位上，左轉(zhuǎn)子比右轉(zhuǎn)子超前π/2外，轉(zhuǎn)子形狀是完全相同的。轉(zhuǎn)子之間沒有定義轉(zhuǎn)子與共軛轉(zhuǎn)子之分，即互為定義轉(zhuǎn)子與共軛轉(zhuǎn)子。每個轉(zhuǎn)子可以分為四部分，部分之間相互反對稱，每個部分都是轉(zhuǎn)子的四分之一的外形曲線，由定義曲部分和共軛曲線部分組成，且定義曲線部分決定了共軛曲線部分。當(dāng)這種自共軛轉(zhuǎn)子被應(yīng)用到進行周期性循環(huán)膨脹、壓縮運動的機械上時，可以降低工作腔室的泄漏量，減少噪音和振動，進一步提高壓縮比與輸送容積，達到高效節(jié)能的目的。在循環(huán)轉(zhuǎn)動過程中，流體是被強制地從輸入端轉(zhuǎn)運到輸出端。
文檔編號F04C29/00GK102536830SQ201210034049
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月15日
發(fā)明者劉晉浩, 劉維甲, 王新華 申請人:劉晉浩