多葉型葉輪羅茨泵機殼進氣部位結構的製作方法

2023-05-06 05:45:31 1

專利名稱：多葉型葉輪羅茨泵機殼進氣部位結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及旋轉活塞泵，具體地說是對多葉型葉輪羅茨鼓風機、真空泵機殼進氣部位結構的改進。
現有羅茨鼓風機、真空泵結構及運行簡圖如


圖1所示，包括有一對平行軸1，其軸心為O點，每根平行軸1上裝有一個兩葉型葉輪4，利用裝於軸端的同步齒輪，使兩葉輪4相互嚙合作反向旋轉。兩平行軸1與葉輪4裝於機殼3內，機殼3兩側設有機殼進氣口2和機殼排氣口7。當葉輪4的下端頂部6，其右尖點為Q，而Q點正位於機殼工作弧面8終點T的部位時，葉輪4的上端項部5的右尖點為P，P點在機殼工作弧面8上對應點為W，則
為有效工作弧面。由
和葉輪4的P、Q點間的型面形成封閉容積V，既構成基本排氣單元，又在此有效工作弧面
的範圍內完成壓縮、升溫和排氣的全過程。由於在二葉型葉輪羅茨鼓風機、真空泵中，機殼3整個工作弧面
與有效工作弧面
並無較大差異，即非工作弧面
相對較小，故對此未引起注意。
由於生產發展的需要，高壓羅茨鼓風機和高負壓羅茨真空泵的應用日益廣泛，為防止葉輪4受排氣口7高壓P2而向進氣口2側撓變，發生葉輪4與機殼工作弧面8因間隙變小而撞擊的惡性事故起見，現有技術二葉型葉輪多為在機殼進氣口2端沿工作弧面約60°的範圍內再加工一段偏心圓弧面9，偏心間隙約為葉輪4與機殼工作弧面8間隙δ的1/2左右，效果較好，可參見
圖1左邊上半部分。
八十年代以來，三葉型葉輪羅茨鼓風機、真空泵開始在市場上大量湧現，因三葉型葉輪葉片間中心角α＝120°，即有效工作弧面
對應的中心角≈120°，故非工作弧面
對應的中心角接近或大於60°，從而使有效工作弧面和非工作弧面的概念獲得現實意義和實用可能。縱觀目前市場所出現的三葉型羅茨鼓風機，真空泵樣本和機殼實物，以及其他多葉型葉輪羅茨鼓風機、真空泵有關技術論文和專利等有關資料，尚未見到有提出機殼有效工作弧面和非工作弧面概念者，更未見到對機殼非工作弧面的任何有益利用的嘗試。
本實用新型的目的就在於針對羅茨鼓風機、真空泵採用多葉型葉輪後，存在較大機殼非工作弧面的特點，即三葉型葉輪的機殼有效工作弧面中心角≈120°，非工作弧面中心角≥60°；四葉型葉輪機殼有效工作弧面中心角≈90°，非工作弧面中心角≥90°；……，充分利用機殼非工作弧面的空間，改進現有機殼進氣部位結構，不僅可以避免高壓排氣下葉輪與機殼進氣部位機殼弧面發生碰撞事故，同時還可在此部位再添加消聲措施以強化降噪、隔聲效果。
本實用新型多葉型葉輪羅茨泵機殼進氣部位結構，注意到多葉型葉輪羅茨鼓風機、真空泵機殼的整個工作弧面可以分為下部排氣端的有效工作弧面和上部進氣端的非工作弧面，若機殼工作弧面所對中心角為γ，機殼的工作弧面始點與軸心的垂線夾角為λ1，機殼的工作弧面終點與軸心垂線的工作弧面延伸角為λ2，葉輪頂部頂寬所對中心角β1，排氣端封閉角為ε，機殼排氣端有效工作弧面所對中心角為γ1，機殼進氣端非工作弧面所對中心角為γ2，多葉型葉輪兩相鄰葉片間中心角為α，則實現本實用新型目的的技術方案是上述各角滿足γ＝λ1+180°+λ2(1)γ1＝α-β1+ε (2)γ2＝γ-γ1(3)的關係，且γ2所對上部進氣端的非工作弧面向外推移一個間距E形成實際非工作弧面。
本實用新型多葉型葉輪羅茨泵機殼進氣部位結構，揭示了羅茨鼓風機、真空泵採用多葉型葉輪後，存在機殼的整個工作弧面可以分為下部排氣端的有效工作弧面和上部進氣端的非工作弧面，整個壓縮、升溫和排氣的全部過程均在有效工作弧面上完成的特點，由於三葉或三葉以上多葉型葉輪，其非工作弧面所對中心角≥60°，一般均超過90°，甚至達到120°或更大，所以本實用新型多葉型葉輪羅茨泵機殼進氣部位結構充分利用機殼非工作弧面的空間，使實際非工作弧面與現有技術原弧面相比向外推移足夠大的一個間距後，不僅可以避免高壓排氣下葉輪與機殼進氣部位機殼弧面發生碰撞事故，同時也可以節省對該段弧面的加工成本，特別是還為在此部位再添加消聲措施以強化降噪、隔聲效果提供可能。
以下結合附圖對本實用新型及其實施例作進一步說明。

圖1為現有技術兩葉型羅茨泵運行結構示意圖；圖2為本實用新型四葉型實施例右半部結構示意圖；圖3為本實用新型五葉型實施例右半部結構示意圖；圖4為本實用新型三葉型實施例右半部結構示意圖；作為本實用新型多葉型葉輪羅茨泵機殼進氣部位結構的實施例如圖2-4所示。
實施例1圖2為本實用新型四葉型實施例右半部結構示意圖，該圖僅顯示了羅茨鼓風機、真空泵採用四葉型葉輪4在機殼3內的右半部分。機殼3的進氣端工作弧面始點為S，S點對軸心O的垂線夾角為λ1；同理機殼3排氣端工作弧面終點為T，T點對軸心O的垂線的工作弧面延伸角為λ2。通常λ1取為0°～15°，λ2取為0°～15°。圖2中葉輪4之下葉片，其頂部為6，頂部右尖點為Q，這時Q點與機殼3之工作弧面終點T的夾角即封閉角為ε，即ε＝∠QOT＝0°～-6°。設葉輪4直徑為D，葉輪4的頂寬為B1，則B1對應之中心角β1＝2arcsin(B1/D)＝0°～30°。葉輪4之右下葉片頂部5，其下尖點為P，P點在工作弧面上之對應點為W，則有效工作弧面8為
。設機殼全工作弧面所對中心角為γ，即γ＝∠SOT，則有γ＝λ1+180°+λ2(1)令有效工作弧面
所對中心角γ1，非工作弧面10為
所對中心角為γ2。設多葉型葉輪葉片數n＝3、4、5或更多，即相鄰兩葉片間夾角α為120°、90°、72°或360°/n。則有γ1＝α-β1+ε (2)γ2＝γ-γ1(3)為此，將非工作弧面
向其外側推移為一同心弧面
，兩弧面的間距為E，以
為實際非工作弧面，該弧面為非加工面，一般取E＝2～20mm或更大，既節省了加工成本，也徹底根除了高壓P2下葉輪4對機殼3進氣部位原弧面碰撞的危險。
通過對機殼有效工作弧面
的實施驗證，證實多葉型葉輪羅茨鼓風機、真空泵的全部壓縮、升溫和排氣等運行過程完全能在機殼該段弧面上實現，壓縮過程產生的熱也主要局限於該弧段。為此在使實際非工作弧面
與原非工作弧面
間保持間距E的基礎上，尚可在實際非工作弧面
部位採取消聲隔音措施。
實施例2圖3為五葉型葉的另一較佳實施例，因兩相鄰葉片間中心角α＝72°，故實際非工作弧面中心角γ2可望達到110°-140°，在保護
與
弧面間距為E的前提下，沿
弧面設置穿孔板15，並在穿孔板15與機殼3的殼壁11間填塞消聲材料12(如吸聲墊氈等)，穿孔板15與機殼3的殼壁11可通過連接裝置16適當固定連接，從而在機殼實際非工作弧面
上形成一個消聲通道。大氣經機殼3的進氣口2以大氣溫度在壓力P1下進入機殼3內，低溫進氣對流道的冷卻作用可抵消有效工作弧段的高溫熱傳導以及消聲材料12對隔熱升溫所產生的負面影響。當低溫進氣進入機殼3的有效工作弧面
與兩葉片的P、Q點間的型面所形成的封閉容積單元V中，經排氣口7的高壓P2排氣沿葉輪4的頂部6的右尖點Q與機殼3工作弧面終點T間的間隙，衝入V進行壓縮、升溫，最後完成排氣的全過程。
實施例3圖4為三葉型葉輪的另一實施例。在圖示的機殼實際非工作弧面
部位，設置帶夾層的結構，即在內殼壁11a之外另增設一外殼壁11b，內殼壁11a的內表面與
弧面重合，並保證
弧面與原非工作弧面
之間存在間距E，從而起到減弱進氣噪聲向機體外輻射的作用。同時，還可在內殼壁11a與外殼壁11b之間填塞消聲材料12，以強化隔聲效果。
實施例4作為四葉型葉輪的另一實施例，仍參見圖2，機殼3的殼壁11內側面與實際非工作弧面
重合，並保證弧面
與原非工作弧面
保持等間距E。在弧面
的殼壁11外側，覆蓋與殼壁11以連接裝置14適當固定連接的外殼13(如鐵皮)，在殼壁11與外殼13之間壓實填塞消聲材料12作為墊層，以強化隔聲效果。
權利要求1.一種多葉型葉輪羅茨泵機殼進氣部位結構，機殼(3)的整個工作弧面
分為下部排氣端的有效工作弧面
和上部進氣端的非工作弧面
，機殼(3)工作弧面
所對中心角為γ，機殼(3)的工作弧面始點S與軸心O的垂線夾角為λ1，機殼(3)工作弧面終點T與軸心O垂線的工作弧面延伸角為λ2，葉輪(4)頂部頂寬B1所對中心角為β1，排氣端封閉角為ε，機殼(3)排氣端有效工作弧面
所對中心角為γ1，機殼(3)進氣端非工作弧面
所對中心角為γ2，多葉型葉輪(4)兩相鄰葉片間中心角為α，其特徵在於所述各角滿足γ＝λ1+180°+λ2(1)γ1＝α-β1+ε (2)γ2＝γ-γ1(3)的關係，且γ2所對上部進氣端的非工作弧面
向外推移一個間距E形成實際非工作弧面
。
2.按照權利要求1所述的多葉型葉輪羅茨泵機殼進氣部位結構，其特徵在於所述多葉型葉輪(4)葉片數n＝3、4、5或更多，兩相鄰葉片間中心角α為120°、90°、72°或360°/n，機殼(3)工作弧面進氣端延伸角λ1取為0°～15°，機殼(3)工作弧面排氣端延伸角λ2取為0°～15°，機殼(3)排氣端封閉角ε取為0°～-6°，葉輪(4)葉片頂寬為B1，所對應中心角β1取為0°～30°。
3.按照權利要求2所述的多葉型葉輪羅茨泵機殼進氣部位結構，其特徵在於所述的實際非工作弧面
向外推移間距E取值為2～20mm或更大。
4.按照權利要求3所述的多葉型葉輪羅茨泵機殼進氣部位結構，其特徵在於在機殼(3)進氣部位實際非工作弧面
為一個穿孔板(15)，在穿孔板(15)與機殼(3)的殼壁(11)間填塞有消聲材料(12)。
5.按照權利要求3所述的多葉型葉輪羅茨泵機殼進氣部位結構，其特徵在於所述的位於機殼(3)進氣部位實際非工作弧面
處的殼壁(11)外側還覆蓋有與殼壁(11)固定連接的外殼(13)，在殼壁(11)與外殼(13)之間填塞有消聲材料(12)。
6.按照權利要求3所述的多葉型葉輪羅茨泵機殼進氣部位結構，其特徵在於所述的位於機殼(3)進氣部位實際非工作弧面
處的內殼壁(11a)之外還另增設有一外殼壁(11b)。
7.按照權利要求6所述的多葉型葉輪羅茨泵機殼進氣部位結構，其特徵在於所述的內殼壁(11a)與外殼壁(11b)之間填塞有消聲材料(12)。
專利摘要本實用新型多葉型葉輪羅茨泵機殼進氣部位結構涉及旋轉活塞泵,具體地說是對多葉型葉輪羅茨鼓風機、真空泵機殼進氣部位結構的改進,機殼的整個工作弧面可以分為有效工作弧面和非工作弧面,充分利用非工作弧面的空間,使實際非工作弧面向外推移足夠大的一個間距後,不僅可以避免高壓排氣下葉輪與機殼進氣部位機殼弧面發生碰撞事故,還為在此部位再添加消聲措施以強化降噪、隔聲效果提供可能。
文檔編號F04C29/00GK2364250SQ9822199
公開日2000年2月16日 申請日期1998年8月3日 優先權日1998年8月3日
發明者萬尚魯, 高玉新, 牛餘升, 劉士華 申請人:山東省章丘鼓風機廠