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油泵转子

阅读：1030发布：2020-07-03

IPRDB可以提供油泵转子专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种内接齿轮式的油泵转子组件，该组件使油泵的结构紧凑并且使油泵具有高效率。该油泵转子组件有一内转子(10)和一外转子(20)，该内转子(10)具有摆线型轮廓的的外齿，其齿数“Zi”等于或小于“6”，并且Si/So的比值满足下列不等式：0.8≤Si/So≤1.3，这里的Si为一个外齿(11)的断面面积，该外齿形成于一齿根圆(di)的外部，该齿根圆沿着内转子(10)的外齿(11)的底部形成，So为一个内齿(21)的断面面积，该内齿形成于一齿根圆(Do)的内部，该齿根圆沿着外转子(20)的内齿(21)的底部形成。，下面是油泵转子专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种内接齿轮式的油泵转子组件，其包括：

一内转子(10)，该内转子的外齿(11)具有摆线型齿型，齿数为 “Zi”；

一外转子(20)，该外转子的内齿(21)与外齿(11)相啮合，齿数为“Zo”；

其中用于油泵中的油泵转子组件还包括一壳体(20)，该壳体形成有一用于吸入液体的吸入口(31)和一用于排放液体的排放口(32)，并且该油泵转子组件通过形成于该内转子(10)和外转子(20)之间的各单元 (C)的体积改变来吸入和排放液体从而输送液体，这种体积变化是由相互啮合的该内转子(10)和外转子(20)之间的相对转动产生的；

其中，内转子(10)的齿数“Zi”设置为等于或小于“6”，其特征在于，Si/So的比值满足下列不等式：0.8≤Si/So≤1.3，Si表示一个外齿 (11)的断面面积，该断面形成于一齿根圆(di)的外部，该齿根圆沿着内转子(10)的外齿(11)的底部形成，So表示一个内齿(21)的断面面积，该断面形成于一齿根圆(Do)的内部，该齿根圆沿着外转子(20)的内齿(21)的底部形成。

说明书全文

技术领域

本发明涉及一种油泵转子组件，其用在一种摆线型的内接齿轮式的油泵中，当内外转子旋转彼此啮合时，该油泵通过位于内转子和外转子之间的单元的体积改变来吸入和排放液体。

背景技术

常规油泵包括一具有n个外齿的内转子(这里的“n”表示一自然数)，一外转子，该外转子具有n+1个与外齿彼此啮合的内齿，和一壳体，在该壳体内有一用于吸入液体的吸入口和一用于排放液体的排放口，由于内外转子的相互啮合，在内转子的旋转下带动外转子旋转，吸入和排放液体，从而使得形成于内外转子之间的单元的体积发生变化。
欧洲专利EP0 785 360 B1描述了一种油泵，该油泵的内齿的齿型是由内摆线和外摆线组合形成，以便减小油泵中各工作部件之间的磨损。
从旋转方向来看，每一个单元在前部和后部处由内转子的外齿和外转子的内齿之间接触面来限定边界，并且在侧部处由壳体来限定边界。这样便形成了一独立的液体运送腔。在内外齿相互啮合的过程中，单元的体积变为最小值后，在该单元移动到吸入口上方时，随着其体积的增大，每个单元都吸入液体。在单元的体积变为最大值后，在单元移动到排放口上方时，随着体积的减小，这时该单元排放液体。
例如，通过增大转子的尺寸，通过增大转子间的偏心距从而提高每个单元的体积，或者通过提高转子的旋转速率，这种油泵的排放量可能会得到提高。
然而，通过增大转子的直径或厚度和提高转子的旋转速率来增大排放量并不可取，这是因为转子的直径和厚度的加大偏离了油泵转子尺寸减小的趋势，并且转子旋转速率的提高可能会引起气蚀，该气蚀会导致泵效率的下降，摩擦增大，并且噪音加大。
另外一方面，当转子的齿数减小时，转子间的偏心距会增大，这样排放量会增高；但是，由于齿数少，流体的脉动会因为位于吸入口和排出口的油的吸入和排放速率的变化增大而加大。因此，因吸入负压过大，油从一排放单元吸入，或者因为空气从壳体内的间隙吸入，不仅导致泵会产生气蚀，而且泵效率也会降低。
正如以上所解释的，上述方法不适合提高油泵的排放量，即，这种方法不能满足目前高效率和结构紧凑的要求。

发明内容

从以上的情况看，本发明的目的就在于提供一种用于油泵中的油泵转子组件，该转子组件具有结构紧凑和效率高的特点。
为了解决上述问题，本发明的发明人进行了研究并且得出结论，通过相应地调整外齿轮的内齿和内齿轮的外齿之间的断面面积的比值，能够甚至在油泵转子组件具有较少齿数的情况下，油泵也同样具有排放性能高和流体脉动低的特点。所以，油吸入和排放速率的变化降低了，并且在不降低一个吸入和排放循环内的流量的条件下，流速的最大值也减小了。
本发明正是基于上述的研究结论而构思的。根据本发明一内接齿轮式的油泵转子的组件包括：一内转子，该内转子具有一具有摆线型齿形轮廓，齿数为“Zi”的外齿，一外转子，该外转子具有一具有与外齿相啮合，齿数为“Zo”的内齿；其中所述油泵转子组件用于一油泵中，该油泵还包括一形成的壳体，该壳体具有一用于吸入液体的吸入口和一用于排放液体的排放口，并通过内转子和外转子之间形成的单元的体积变化来吸入和排放液体从而输送液体，这种变化是由彼此啮合的内外转子间的相对旋转产生的，所述内转子的齿数“Zi”等于或小于6，Si/So的比值满足下列不等式：0.8≤Si/So≤1.3，这里的Si表示一个外齿的断面面积，该外齿形成于一齿根圆“di”的外部，该齿根圆沿着内转子的外齿的底部形成。So表示一个内齿的断面面积，该内齿形成于一齿根圆Do的内部，该齿根圆沿着外转子的内齿的底部形成。
根据本发明，Si/So的比值满足下列不等式：0.8≤Si/So≤1.3，Si/So的这个比值比常规油泵大，常规油泵的比值大约为0.5。因此，由于转子的旋转，位于转子间的每个单元的体积的变化减小了，并且在吸入口和排放口处的吸入和排放速率的变化减小了，因而流速的最大值降低了。
换句话说，即使在油泵中采用了在常规油泵中由于流体脉动过大和气蚀的原因而不能采用的具有较少齿数的内转子时，例如6个或更少的齿，该油泵也能在增大排放量的同时，抑制液体的脉动，因此得到了一具有排放量高和效率高的结构紧凑的油泵。

附图说明

图1为本发明实施例1的油泵转子组件平面图，在该实施例中内外转子的成形使得Si/So的比值为0.8，所述的Si表示内转子的一个外齿的断面面积，So表示外转子的一个内齿的断面面积。
图2为本发明实施例2的油泵转子组件的平面图，在该实施例中内外转子的成形使得Si/So的比值为1.2。
图3为本发明第三实施例的油泵转子组件的平面图，在该实施例中内外转子的成形使得Si/So的比值为1.3。
图4为作为对比示例的常规油泵组件的平面图，在该实施例中内外转子的成形使得Si/So的比值为0.618。
图5为油泵流速变化对比曲线图，各油泵相应具有图1至图3所示的实施例1至3和图4所示的对比示例的油泵转子组件。

具体实施方式

根据本发明的油泵转子组件的实施例将在以下说明。
如图1所示的油泵转子组件包括一内转子10，具有齿数为“Zi”，轮廓呈摆线型的外齿11，和一外转子20，具有齿数为“Zo”，与内转子10 的外齿11相啮合的内齿21。该油泵转子组件位于壳体30内。
内转子10安装与旋转轴线上(未示出)以便绕轴O1旋转。外转子20 绕轴O2可旋转地安装在壳体30内，轴O2距内转子10的轴O1有一偏心 (偏心距“e”)。
内转子10的每一个外齿11和外转子20的每一个内齿21这样成形，即，使Si/So的比值满足下列不等式0.8≤Si/So≤1.3，这里的Si为一个外齿 11的断面面积，该外齿形成于一齿根圆“di”的外部，该齿根圆沿着内转子10的外齿11的底部形成。So为一个内齿21的断面面积，该内齿形成于齿根圆“Do”的内部，该齿根圆沿着外转子20的内齿21的底部形成。
在内转子10和外转子20的齿表面之间，沿内转子10和外转子20的旋转方向上形成了一系列的单元C。从内转子10和外转子20的旋转方向上看，每个单元C在前部和后部处由内转子10的外齿11和外转子20的内齿 21之间的接触面来限定边界，并且在各侧部处还由壳体30来限定边界。这样便形成了一独立的液体运送腔。当内转子10和外转子20旋转时，每个单元C产生移动，并且每个单元C的体积循环地增大和缩小，从而在一转中完成一个的循环。
在壳体30内，一具有一弯曲形状的吸入口31形成于一区域内，在形成于转子10和20之间的单元C的体积逐渐增大的同时，每个单元C沿着上述区域产生移动，一具有一弯曲形状的排放口32形成于一区域内，在单元的体积逐渐缩小的同时，每个单元沿着这个区域产生移动。
在外齿11和内齿21之间的相互啮合过程中，单元C的体积达到最小值后，当单元C移动到吸入口31的上方时，随着单元的体积的增大，每个单元C吸入液体。在单元C的体积达到最大值后，当单元C移动到排放口 32的上方时，随着单元的体积的减小，每个单元C排放液体。
下面将更具体地解释根据本发明的油泵转子组件的实施例1至3和一常规油泵转子组件的对比示例。在本发明的油泵转子组件中，内外转子的成形使Si/So的比值满足下面的不等式：0.8≤Si/So≤1.3，其中Si为一个外齿11的断面面积，该断面形成于一齿根圆di的外部，该齿根圆沿着内转子 10的外齿11的底部形成，So表示一个内齿21的断面面积，该断面形成于一齿根圆Do的内部，该齿根圆沿着外转子20的内齿21的底部形成。在常规油泵转子组件中，内外转子形成得并不满足上面的不等式。
值得注意的是，在实施例1至3和对比示例中的油泵转子组件各自的结构使其在旋转速率为1000rpm，排放压力为200kpa的条件下被驱动时，每转排放体积的理论值相同。
实施例1
图1所示的实施例1的油泵转子组件的规格如下：
内转子齿顶圆的直径Di为40.32mm；
内转子的齿根圆的直径“di”为25.36mm；
外转子的齿根圆的直径Do为4820mm；
外转子的齿顶圆的直径“do”为32.92mm；
偏心距“e”为3.74mm；
内转子的基圆半径Ri为10.80mm；
外转子的齿顶圆弧半径Ro为10.80mm；
外转子的圆角半径“r”为3.00mm；
内转子的齿数“Zi”为4；
外转子的齿数“Zo”为5；
每齿的厚度为12.6mm；
理论排放量Vth为9.32cm3/rev；
每齿的面积比Si/So为0.8。
实施例2
如图2所示的实施例2的油泵转子组件的规格如下：
内转子齿顶圆的直径Di为40.32mm；
内转子的齿根圆的直径“di”为25.36mm；
外转子的齿根圆的直径Do为48.20mm；
外转子的齿顶圆的直径“do”为32.92mm；
偏心距“e”为3.74mm；
内转子的基圆半径Ri为5.90mm；
外转子的齿顶圆弧半径Ro为5.90mm；
外转子的圆角半径“r”为5.00mm；
内转子的齿数“Zi”为4；
外转子的齿数“Zo”为5；
每个齿的厚度为12.6mm；
理论排放量Vth为9.32cm3/rev；
每齿的面积比Si/So为1.2。
实施例2的油泵转子组件每齿的面积比率Si/So与实施例1的不同。为使实施例2的油泵转子组件的结构具有上述面积比率Si/So，其内转子基圆半径Ri，外转子的齿顶圆弧半径Ro，和外转子的圆角半径“r”被设置成与实施例1中的油泵转子组件的不同，其余尺寸与实施例1中的相同。
实施例3
如图3所示的实施例3中油泵转子组件的规格如下：
内转子齿顶圆的直径Di为40.32mm；
内转子的齿根圆的直径“di”为25.36mm；
外转子的齿根圆的直径Do为48.20mm；
外转子的齿顶圆的直径“do”为32.92mm；
偏心距“e”为3.74mm；
内转子的基圆半径Ri为5.30mm；
外转子的齿顶圆弧半径Ro为5.30mm；
外转子的圆角半径“r”为5.00mm；
内转子的齿数“Zi”为4；
外转子的齿数“Zo”为5；
每齿的厚度为12.6mm；
理论排放量Vth为9.32cm3/rev
每齿的面积比Si/So为1.3。
实施例3中的油泵转子组件的每齿的面积比率Si/So与实施例1的不同。为了使实施例3中的油泵转子组件的结构具有上述面积比率Si/So，与实施例1相比，内转子的基圆半径Ri，外转子的齿顶圆弧半径Ro，和外转子的圆角半径“r”设置成不同，其余尺寸均相同，与实施例2相比，内转子的基圆半径Ri，和外转子的齿顶圆弧半径Ro不同，其余尺寸相同。
对比示例
图4为对比示例中的常规油泵转子组件，其中内外转子的成形不满足不等式“0.8≤Si/So≤1.3”。
图4所示的对比示例中的油泵转子组件的规格如下：
内转子齿顶圆的直径Di为40.32mm；
内转子的齿根圆的直径“di”为25.36mm；
外转子的齿根圆的直径Do为48.20mm；
外转子的齿顶圆的直径“do”为32.92mm；
偏心距“e”为3.74mm；
内转子的基圆半径Ri为15.00mm；
外转子的齿顶圆弧半径Ro为15.03mm；
外转子的圆角半径“r”为3.00mm；
内转子的齿数“Zi”为4；
外转子的齿数“Zo”为5；
每齿的厚度为12.6mm；
理论排放量Vth为9.32cm3/rev
每齿的面积比Si/So为0.618。
对比示例中的油泵转子组件的每齿的面积比率Si/So与实施例1至3 的不同。在对比示例中的油泵转子装置中，与实施例1相比，其内转子基圆半径Ri，和外转子的齿顶圆弧半径Ro设置得不同，其余尺寸相同。与实施例2和3相比，其内转子的基圆半径Ri，外转子的齿顶圆弧半径Ro，和外转子的圆角半径“r”设置得不同，其余尺寸相同。
图5为一个表示根据上述实施例1至3和对比示例中的每个油泵的流速变化的对比曲线图。在图5中，水平轴代表内转子的旋转角度，纵轴代表流速的变化，该流速的变化通过单元的体积的改变产生的流体体积速率除断面面积而获得。在排放和吸入状态分别应用不同的流速改变的标记。
如图5所示，油泵分别采用本发明的油泵转子组件，其流速变化的最大值均小于常规油泵，代表流速改变的曲线比常规油泵的更为平缓。很清楚的是，当面积比Si/So小于0.8时，流速的改变量将非常大。
在前述每个实施例中的流速改变是不同的，相应地，根据各个实施例的油泵的排放效率如下：
在实施例1中(Si/So＝0.80)，排放效率为85％；
在实施例2中(Si/So＝1.20)，排放效率为87％；
在实施例3中(Si/So＝1.30)，排放效率为90％；
在对比示例中(Si/So＝0.618)，排放效率为80％；
以上数据均是在转速为1000rpm，排放压力为200kpa时得出的。如上所述，采用本发明各实施例中的油泵转子组件的油泵，其排效率大于常规油泵的排放效率。
此外，根据上述实施例中油泵转子组件形状进行对比时，在面积比值 Si/So设置得更大时，外转子20的内齿21可做得更小。当内齿21做得更小时，内转子10和外转子20之间的接触压力变得更大，这样可能会降低转子的抗摩擦能力和抗冲击力，因此这种转子并不实用。
相应地，较好的是将面积比率Si/So设置为等于或大于0.8，流速的变化随之而得到了抑制，并等于或小于1.3，转子的强度也随着而得到了保证。
面积比率Si/So的优选范围随着转子的齿数作微小的变化。
例如，当内转子的齿数“Zi”为“6”，外转子的齿数“Zo”为“7” 时，优选范围如下：0.8≤Si/So≤0.85；当内转子的齿数“Zi”为“5”，外转子的齿数“Zo”为“6”时，优选范围如下：0.8≤Si/So≤0.9；当内转子的齿数“Zi”为“4”，外转子的齿数“Zo”为“5”时，优选范围如下： 0.8≤Si/So≤1.0。
本发明所获得的有益效果
如上所述，在根据本发明的摆线型油泵所采用的油泵转子组件中，通过设置Si/So的比值满足下列不等式：0.8≤Si/So≤1.3，即，通过将Si/So的比值设置成明显大于常规油泵的Si/So比值，常规油泵中该比值大约为 0.5，由于转子旋转，使形成于转子间的每个单元的体积变化减小了，并且在吸入和排放过程中，吸入和排放口处的流速的变化减小了，所以流速变化的最大值降低了。
相应地，即使在油泵中采用了在常规油泵中由于流体脉动过大和气蚀的原因而不能采用的具有较少齿数的内转子时，例如6个或更少的齿，也能在排放量提高的同时降低其流体脉动，因此得到了一具有高排放量和高效率的结构紧凑的油泵。
另外，因为泵的效率高，甚至当侧隙设置得比常规油泵的大时，其性能也能得到充分的保证。换句话说，通过采用本发明的油泵转子组件，甚至当转子和壳体的尺寸精度与常规油泵相比下降时，也能得到常规油泵在采用精加工的转子时所产生的充分的排放性能。因此，降低了油泵转子组件的制造成本。

标题	发布/更新时间	阅读量
转子-专利编号CN109155557A	2020-05-12	451
电机和电机转子-专利编号CN108886298A	2020-05-11	265
转子-专利编号CN108075584A	2020-05-12	464
旋转螺杆压缩机的转子-专利编号CN1032383A	2020-05-11	35
转子-专利编号CN111082558A	2020-05-11	459
转子-专利编号CN111030336A	2020-05-12	1007
转子-专利编号CN108028565A	2020-05-13	758
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转子-专利编号CN106460799A	2020-05-13	1034

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