專利名稱：旋轉(zhuǎn)氣缸式鼓風(fēng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鼓風(fēng)機(jī)或稱氣體壓縮機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體地講是一種新型的旋轉(zhuǎn)氣缸式
鼓風(fēng)機(jī)，其轉(zhuǎn)子和氣缸之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是通過(guò)速比i : 2的齒輪傳動(dòng)，可以應(yīng)用于各種氣體 的輸送、機(jī)械制造、石油化工、金屬冶煉、民用環(huán)保等需要低壓壓縮氣體且介質(zhì)不含油的場(chǎng)合。
背景技術(shù)：
目前常用的鼓風(fēng)機(jī)，如羅茨式鼓風(fēng)機(jī)，其工作過(guò)程"無(wú)內(nèi)壓縮"，其示功圖為一矩 形，因而功耗大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述已有技術(shù)的不足，而提供一種旋轉(zhuǎn)氣缸式鼓風(fēng)機(jī)，主要 解決現(xiàn)有的鼓風(fēng)機(jī)功耗大的問(wèn)題。 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的旋轉(zhuǎn)氣缸式鼓風(fēng)機(jī)，它包括機(jī)體，其特 殊之處在于在機(jī)體上固定轉(zhuǎn)子軸架，轉(zhuǎn)子軸架上鉸接氣缸支撐架和轉(zhuǎn)子軸，在氣缸支撐架 上固定氣缸，在轉(zhuǎn)子軸上固定轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子軸和轉(zhuǎn)子為一體，并安放在氣缸內(nèi)，氣缸在轉(zhuǎn)子軸 架上旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)子軸上通過(guò)鍵安裝內(nèi)齒輪，在氣缸支撐架上安裝外齒輪；轉(zhuǎn)子和氣缸之間的 相對(duì)運(yùn)動(dòng)是通過(guò)速比l : 2的齒輪傳動(dòng)，轉(zhuǎn)子和氣缸之間形成"進(jìn)氣、壓縮、排氣"工作室， 進(jìn)、排氣口都在氣缸上，轉(zhuǎn)子軸線與氣缸軸線是平行的，轉(zhuǎn)子軸線與氣缸軸線之間的距離為 e，即為轉(zhuǎn)子軸架偏心距；當(dāng)轉(zhuǎn)子軸架的偏心距e較小時(shí)，用內(nèi)齒輪傳動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)子軸架的的偏 心距e較大時(shí)，內(nèi)齒輪傳動(dòng)改為外齒輪傳動(dòng)，同時(shí)保證轉(zhuǎn)子和氣缸之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速比為 1 : 2，二者同方向旋轉(zhuǎn)； 氣缸的型線曲線方程為
& = esin3 +丄sinyff
^ 其中，e為轉(zhuǎn)子軸架偏心距，L為轉(zhuǎn) 乂 =ecosd + ^"Cos"
子直徑，a為氣缸的轉(zhuǎn)角，13為轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角； 轉(zhuǎn)子的型線曲線方程為
-其中，L為轉(zhuǎn)子直徑，13為轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)
h"sin「々-句
角。
氣缸型線的設(shè)計(jì)原理與計(jì)算方法見(jiàn)圖9,
3 = 2" 按圖9建立氣缸型線曲線方程f0q、y》(小圓d的中心點(diǎn)軌跡)已知
肌=
3L=2(2e+|e) (L為轉(zhuǎn)子直徑) 建立f (Xl、 y》方程式如下
1 2 力=ecos3十ycos/ 其中，e為轉(zhuǎn)子軸架偏心距，L為轉(zhuǎn)子直徑，a為氣缸的轉(zhuǎn)角，|3為轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角。
小圓d選取時(shí)，應(yīng)兼顧到轉(zhuǎn)子的剛度以及轉(zhuǎn)子和氣缸的機(jī)械加工的工藝性，同時(shí) 又保證不發(fā)生轉(zhuǎn)子和氣缸相刮碰或稱干涉。
小圓d的外切線即為氣缸型線。
轉(zhuǎn)子型線的設(shè)計(jì)原理與計(jì)算方法見(jiàn)圖10。
已知條件W-
z <formula>formula see original document page 4</formula>
x2
Z￡02<94 = tan—
6>
附一g
(9204 =爿=V 2 B
04為圓(1的中心點(diǎn)
2e cos 3
、2
r=
尸,a
5
+— 2爿
5
cos1


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跡) 說(shuō)明04點(diǎn)為氣缸上一個(gè)已知點(diǎn)或給定點(diǎn)f (Xl、y》，對(duì)轉(zhuǎn)子而言，04點(diǎn)又是轉(zhuǎn)子外 形上的1個(gè)任意點(diǎn)，其任意點(diǎn)04要滿足轉(zhuǎn)子與氣缸在任何相對(duì)位置時(shí)，轉(zhuǎn)子上的04點(diǎn)，即 f(x2、y2)都要和氣缸上的給定點(diǎn)04f0q、y》接觸。 坐標(biāo)系x2、03、y2是個(gè)動(dòng)坐標(biāo)系，在制作轉(zhuǎn)子時(shí)，坐標(biāo)系x2軸，即03x2為轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)軸 (轉(zhuǎn)子的直徑方向)，坐標(biāo)系y2軸，即03y2為轉(zhuǎn)子的短軸(垂直于轉(zhuǎn)子的直徑方向)
x22 +j;22 =i 2
0p(^都是固定點(diǎn)
按圖10和已知條件建立轉(zhuǎn)子型線曲線方程f (x2、 y2)如下(小圓d的中心點(diǎn)軌 建立轉(zhuǎn)子型線曲線方程f(&、y》用
<formula>formula see original document page 4</formula>
2整理得<formula>formula see original document page 5</formula>
求y2的方程，由三角形E0204得
<formula>formula see original document page 5</formula> 則方程式
<formula>formula see original document page 5</formula>
.即是已知轉(zhuǎn)子外形曲線方程f (x2、 y2)，實(shí)質(zhì)上是
f(a)的方程，因此給出a值，即可得到&、^坐標(biāo)值: 轉(zhuǎn)子外形曲線方程
<formula>formula see original document page 5</formula>



時(shí)的Xi值，m取360-10° 70° -150° (見(jiàn)圖10)時(shí)，n取a = 360-30°時(shí)的Xi值，m取360-30。
其中，L為轉(zhuǎn)子直徑，13為轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角，其它參數(shù)見(jiàn)圖10。 小圓d的外切線即為轉(zhuǎn)子型線，該小圓d與氣缸型線的小圓d大小 下面說(shuō)明參數(shù)n和m的取定方法
1、 在a = 0-64° (見(jiàn)圖10)時(shí)，n = 0， m = e+2e/3
2、 在a二65。
-69° (見(jiàn)圖10)時(shí)，n取a = 360_1(T
時(shí)的yi值
3、在a
時(shí)的yi值 這樣出現(xiàn)3處沒(méi)有函數(shù)值的空白區(qū)，解決辦法如下 1、64-65°以及69-70°兩處空白區(qū)，加工制作時(shí)取直線聯(lián)接，即把64°和65°兩 個(gè)已知點(diǎn)，中間用直線連接，同理69。和70°兩個(gè)已知點(diǎn)，也用直線連接；
2、出現(xiàn)150-180°沒(méi)有函數(shù)值，小圓d上的相應(yīng)軌跡正好滿足150-180°時(shí)轉(zhuǎn)子與 氣缸軌跡的接觸，即轉(zhuǎn)子與氣缸的接觸點(diǎn)04(n，m)自動(dòng)漸進(jìn)地回到n = O，m = e+2e/3的接 觸點(diǎn)； 3、氣缸轉(zhuǎn)過(guò)0_180° 、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)90。，此時(shí)轉(zhuǎn)子已做出1/4外形，那么余下的3/4用 對(duì)稱圖形即可得到一條完整的轉(zhuǎn)子型線軌跡圖。 本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)氣缸式鼓風(fēng)機(jī)，轉(zhuǎn)子的氣缸分別繞自身的固定不動(dòng)的軸線旋轉(zhuǎn)，通 過(guò)改變轉(zhuǎn)子直徑和長(zhǎng)度，同時(shí)氣缸做相應(yīng)尺寸改變，即可得到不同排氣量的鼓風(fēng)機(jī)。轉(zhuǎn)子和 氣缸之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是通過(guò)速比l : 2的齒輪傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)氣缸轉(zhuǎn)兩圈，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)1圈。轉(zhuǎn)子和 氣缸之間形成"進(jìn)氣、壓縮、排氣"工作室。轉(zhuǎn)子和氣缸之間沒(méi)有磨擦運(yùn)動(dòng)，不需要對(duì)氣缸進(jìn) 行潤(rùn)滑。轉(zhuǎn)子和氣缸之間留有必要的相對(duì)運(yùn)動(dòng)間隙，"進(jìn)、排氣口"都在氣缸上。改變氣缸上 排氣口的位置即可得到氣體壓縮終了時(shí)不同的"內(nèi)壓縮"壓力P內(nèi)，沒(méi)有"進(jìn)、排氣閥門"。
本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)氣缸式鼓風(fēng)機(jī)與已有技術(shù)相比具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步， 1、現(xiàn)有的羅茨式鼓風(fēng)機(jī)的工作過(guò)程"無(wú)內(nèi)壓縮"，其示功圖為一矩形；本發(fā)明的鼓風(fēng)機(jī)工作 過(guò)程有"內(nèi)壓縮"，因而比羅茨式鼓風(fēng)機(jī)節(jié)省功耗；2、由于進(jìn)、排氣口都在氣缸上，氣缸旋轉(zhuǎn)， 氣缸上的進(jìn)、排氣口也隨氣缸一起旋轉(zhuǎn)，應(yīng)用透平鼓風(fēng)機(jī)(或稱離心式鼓風(fēng)機(jī)，軸流式鼓風(fēng)機(jī))氣體動(dòng)力學(xué)原理，可以設(shè)計(jì)得使鼓風(fēng)機(jī)增加氣體的進(jìn)氣壓力，減少氣體排出的阻力，其 結(jié)果是提高了鼓風(fēng)機(jī)的效率。


圖1是轉(zhuǎn)子和氣缸旋轉(zhuǎn)過(guò)程工作室進(jìn)排氣示意圖 圖2是轉(zhuǎn)子和氣缸旋轉(zhuǎn)過(guò)程工作室進(jìn)排氣示意圖 圖3是轉(zhuǎn)子和氣缸旋轉(zhuǎn)過(guò)程工作室進(jìn)排氣示意圖 圖4是轉(zhuǎn)子和氣缸旋轉(zhuǎn)過(guò)程工作室進(jìn)排氣示意圖 圖5是轉(zhuǎn)子和氣缸旋轉(zhuǎn)過(guò)程工作室進(jìn)排氣示意圖 圖6是轉(zhuǎn)子和氣缸旋轉(zhuǎn)過(guò)程工作室進(jìn)排氣示意圖 圖7是轉(zhuǎn)子和氣缸旋轉(zhuǎn)過(guò)程工作室進(jìn)排氣示意圖 圖8是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)連接示意圖； 圖9是氣缸的型線坐標(biāo)示意圖； 圖10是轉(zhuǎn)子的型線坐標(biāo)示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了更好地理解與實(shí)施，下面結(jié)合附圖給出具體實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明旋轉(zhuǎn)氣缸 式鼓風(fēng)機(jī)。 實(shí)施例l，參見(jiàn)圖8，在機(jī)體7上固定安裝轉(zhuǎn)子軸架6，轉(zhuǎn)子軸架6上鉸接氣缸支撐 架8和轉(zhuǎn)子軸l，在氣缸支撐架8固定安裝氣缸5，在轉(zhuǎn)子軸1上固定轉(zhuǎn)子2，轉(zhuǎn)子軸1和轉(zhuǎn) 子2為一體，并安放在氣缸5內(nèi)，氣缸支撐架8在轉(zhuǎn)子軸架6上旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)子軸1上通過(guò)鍵 安裝內(nèi)齒輪3，在氣缸支撐架8上固定安裝外齒輪4 ;轉(zhuǎn)子2和氣缸5之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是通 過(guò)速比l : 2的齒輪傳動(dòng)，二者轉(zhuǎn)向相同，轉(zhuǎn)子2和氣缸5之間形成"進(jìn)氣、壓縮、排氣"工 作室，進(jìn)氣口 13和排氣口 14都在氣缸5上，轉(zhuǎn)子軸線與氣缸軸線是平行的，轉(zhuǎn)子軸線與氣 缸軸線之間的距離為e，即為轉(zhuǎn)子軸架偏心距； 氣缸的型線曲線方程為
<formula>formula see original document page 6</formula>
其中，e為轉(zhuǎn)子軸架偏心距，L為轉(zhuǎn)
子直徑，a為氣缸的轉(zhuǎn)角，13為轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角 轉(zhuǎn)子的型線曲線方程為
<formula>formula see original document page 6</formula>
.其中，L為轉(zhuǎn)子直徑，13為轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)
角，其它參數(shù)見(jiàn)圖10。 本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)氣缸式鼓風(fēng)機(jī)的工作原理，如圖1-7 : 轉(zhuǎn)子和氣缸旋轉(zhuǎn)至圖1位置時(shí)，第三工作室11與排氣口 14相通，第三工作室11 的氣體處于排氣狀態(tài)，第二工作室10和第一工作室9與進(jìn)氣口 13相通，第二工作室10氣 體處于進(jìn)氣狀態(tài)，第一工作室9氣體處于進(jìn)氣終了和壓縮開(kāi)始狀態(tài)； 轉(zhuǎn)子和氣缸在圖2位置時(shí)，第一工作室9氣體在壓縮狀態(tài)，第二工作室IO氣體在進(jìn)氣狀態(tài)，第三工作室11氣體在排氣狀態(tài)； 轉(zhuǎn)子和氣缸在圖3位置時(shí)，第一工作室9氣體在壓縮終了，開(kāi)始排氣狀態(tài)，第二工 作室10為進(jìn)氣狀態(tài)，第三工作室11不存在； 轉(zhuǎn)子和氣缸在圖4位置時(shí)，第一工作室9氣體在排氣狀態(tài)，第二工作室IO在進(jìn)氣 狀態(tài)，第三工作室11此位置不存在； 轉(zhuǎn)子和氣缸在圖5位置時(shí)，第一工作室9氣體在排氣狀態(tài)，第二工作室IO在進(jìn)氣 狀態(tài)； 轉(zhuǎn)子和氣缸在圖6位置時(shí)，第一工作室9在排氣狀態(tài)，第二工作室10在進(jìn)氣狀態(tài)， 第三工作室12在進(jìn)氣狀態(tài)； 轉(zhuǎn)子和氣缸在圖7位置時(shí)，第一工作室9在排氣狀態(tài)，第二工作室10進(jìn)氣終了開(kāi) 始?jí)嚎s狀態(tài)，第三工作室12在進(jìn)氣狀態(tài)。 本發(fā)明所述的旋轉(zhuǎn)氣缸式鼓風(fēng)機(jī)也可做為真空泵用。
權(quán)利要求
旋轉(zhuǎn)氣缸式鼓風(fēng)機(jī)，它包括機(jī)體(7)，其特征在于在機(jī)體(7)上設(shè)轉(zhuǎn)子軸架(6)，轉(zhuǎn)子軸架(6)上鉸接氣缸支撐架(8)和轉(zhuǎn)子軸(1)，在氣缸支撐架(8)上固定氣缸(5)，在轉(zhuǎn)子軸(1)上固定轉(zhuǎn)子(2)，轉(zhuǎn)子軸(1)和轉(zhuǎn)子(2)為一體，并安放在氣缸(5)內(nèi)，氣缸(5)在轉(zhuǎn)子軸架(6)上旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)子軸(1)上通過(guò)鍵安裝內(nèi)齒輪(3)，在氣缸支撐架(8)上安裝外齒輪(4)；轉(zhuǎn)子(2)和氣缸(5)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是通過(guò)速比1∶2的齒輪傳動(dòng)，二者同方向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子(2)和氣缸(5)之間形成“進(jìn)氣、壓縮、排氣”工作室，進(jìn)、排氣口都在氣缸(5)上，轉(zhuǎn)子軸線與氣缸軸線是平行的，轉(zhuǎn)子軸線與氣缸軸線之間的距離為e，即為轉(zhuǎn)子軸架偏心距；氣缸的型線曲線方程為其中，e為轉(zhuǎn)子軸架偏心距，L為轉(zhuǎn)子直徑，α為氣缸的轉(zhuǎn)角，β為轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角；轉(zhuǎn)子的型線曲線方程為其中，L為轉(zhuǎn)子直徑，β為轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角。F200910018343XC0000011.tif,F200910018343XC0000012.tif
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種旋轉(zhuǎn)氣缸式鼓風(fēng)機(jī)，它包括機(jī)體(7)，其特點(diǎn)是在機(jī)體(7)上設(shè)轉(zhuǎn)子軸架(6)，轉(zhuǎn)子軸架(6)上鉸接氣缸支撐架(8)和轉(zhuǎn)子軸(1)，在氣缸支撐架(8)上固定氣缸(5)，在轉(zhuǎn)子軸(1)上固定轉(zhuǎn)子(2)，在轉(zhuǎn)子軸(1)上通過(guò)鍵安裝內(nèi)齒輪(3)，在氣缸支撐架(8)上安裝外齒輪(4)；轉(zhuǎn)子(2)和氣缸(5)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是通過(guò)速比1∶2的齒輪傳動(dòng)，轉(zhuǎn)子(2)和氣缸(5)之間形成“進(jìn)氣、壓縮、排氣”工作室，進(jìn)、排氣口都在氣缸(5)上，氣缸的型線曲線方程為轉(zhuǎn)子的型線曲線方程為其中，L為轉(zhuǎn)子直徑，β為轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角；是一種節(jié)省功耗、效率高的鼓風(fēng)機(jī)。
文檔編號(hào)F04C18/10GK101705940SQ20091001834
公開(kāi)日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月5日
發(fā)明者尹秀杰 申請(qǐng)人:尹秀杰