專利名稱：具有帶三個葉片的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)活塞設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)活塞設(shè)備，它具有一個腔室，所述腔室形成在一個殼體中，在所述腔室中，多個帶有三個葉片的轉(zhuǎn)子圍繞相互平行且保持一定間距的軸沿著相反的方向轉(zhuǎn)動，所述轉(zhuǎn)子之間以不接觸的方式相互嚙合并且與所述腔室的外壁一起形成多個隔開的小腔室。
例如羅茨鼓風(fēng)機(jī)是一種已知的具有帶三個葉片的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)活塞設(shè)備。在這樣的設(shè)備中，出口和入口相互之間沿著一條與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸垂直的線直線對齊。在腔室中利用相互嚙合的葉片傳遞氣流并且在沒有內(nèi)部壓縮的情況下將氣流推出所述出口。這樣一種旋轉(zhuǎn)活塞設(shè)備特別適合作為一種用于體積流量較高的鼓風(fēng)機(jī)。
本發(fā)明提供一種具有帶三個葉片的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)活塞設(shè)備，所述轉(zhuǎn)子在工作中能夠出現(xiàn)內(nèi)部壓縮和內(nèi)部膨脹的情況，該設(shè)備即使在體積流量較小的情況下也可用于產(chǎn)生壓力和真空。
對于本發(fā)明所涉及的這種旋轉(zhuǎn)活塞設(shè)備，所述多個轉(zhuǎn)子的爪狀葉片與所述腔室一起同時限定了一個在所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動過程中體積增大的吸氣室以及一個在所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動過程中體積減小的壓力室。由于所述旋轉(zhuǎn)活塞設(shè)備在工作中能夠同時出現(xiàn)內(nèi)部壓縮和內(nèi)部膨脹的現(xiàn)象，該設(shè)備適于同時產(chǎn)生壓力和負(fù)壓。
在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中，所述多個轉(zhuǎn)子與所述腔室一起限定了兩個氣體增填室(Aufladezellen)，所述兩個氣體增填室在所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動過程中初始是相互分開的，并且在所述轉(zhuǎn)子的進(jìn)一步轉(zhuǎn)動過程中相互結(jié)合在一起形成所述壓力室?？赏ㄟ^所述氣體增填室提供一種介質(zhì)，從而在所述壓力口處能夠形成一個流量增大的介質(zhì)流。所述氣體增填室在結(jié)合在一起之前基本上是以恒壓和等體積的方式在所述泵室中移動，在所述氣體增填室的移動過程中，所述氣體增填室中的介質(zhì)不會經(jīng)受任何壓力或體積變化。
所述轉(zhuǎn)子的幾何形狀是由這樣的要求所確定的，即要求在所述腔室中同時產(chǎn)生壓力和真空所需的小腔室必須相互分離。由于這些轉(zhuǎn)子不相接觸的相互作用以及不與腔室的外壁接觸的相互作用，因此在泵室的這個區(qū)域中不會出現(xiàn)磨損。通過使轉(zhuǎn)子的幾何形狀最佳化，從而可使所述轉(zhuǎn)子之間的密封間隙保持很小。在實(shí)際實(shí)施過程中，該間隙僅為零點(diǎn)幾毫米，這樣能夠保證達(dá)到良好的壓力值和真空值。由于長時間所形成的沉積物會減小所述密封間隙的尺寸，因此隨著運(yùn)行時間的增加還能夠提高這些壓力值和真空值。
本發(fā)明所涉及的旋轉(zhuǎn)活塞設(shè)備特別適于作為一種能夠同時產(chǎn)生壓縮空氣和真空的泵。在這種應(yīng)用中，它特別適用于紙?zhí)幚砉I(yè)，特別適用于無需使壓縮空氣和真空分開供給或調(diào)節(jié)的情況下。例如，需要利用壓縮空氣從側(cè)面將空氣吹入到一疊紙上以有助于單張紙張的分離。由于利用這樣一種泵所產(chǎn)生的脈動壓縮空氣可非常容易地使紙張邊緣分離，因此所產(chǎn)生的脈動壓縮空氣在這里被證明是非常實(shí)用的。同時，在這種應(yīng)用中所產(chǎn)生的負(fù)壓可用于拾取最上部的紙張。
從下面參照附圖對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述中可以看出本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和特征。在附圖中

圖1是本發(fā)明所涉及的旋轉(zhuǎn)活塞設(shè)備的一個縱向截面圖；圖2是沿圖1中的Ⅱ-Ⅱ線所得到的一個視圖；圖3是沿圖1中的Ⅲ-Ⅲ線所得到的一個視圖；以及圖4a至圖4h是表示用于說明工作方式的各種轉(zhuǎn)子位置的示意圖。
下面將參照一個能夠同時產(chǎn)生壓縮空氣和真空的泵的實(shí)施例來描述這種旋轉(zhuǎn)活塞設(shè)備。但是，本發(fā)明并不僅限于這一種應(yīng)用。
這種用于同時產(chǎn)生壓縮空氣和負(fù)壓的單級泵具有一個殼體，所述殼體包括一個用于支承的中間部分10、一個安裝在所述中間部分10一側(cè)上的殼體蓋12、一個固定在所述中間部分10另一側(cè)上的殼體環(huán)14以及一個與所述殼體環(huán)14鄰接的蓋板16。在所述中間部分10、殼體環(huán)14和蓋板16之間形成一個泵室18。在相互面對的所述殼體蓋12和中間部分10的壁部中兩個軸20、22以相互平行并且錯開的方式懸臂支承于滾珠軸承中。一種小齒輪24、26安裝在每一個軸20、22上。所述小齒輪24、26相互嚙合以使所述軸20、22相互之間能夠在相反的方向上同步地轉(zhuǎn)動?？紤]到轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置的因素，所述位于下部的軸22延伸到所述殼體蓋12外部。
兩個轉(zhuǎn)子30、32設(shè)置在延伸到所述泵室14中的所述軸20、22的自由端上。因?yàn)橛伤鲛D(zhuǎn)子30、32所形成的加載沒有在軸承之間而是在軸承的外部，因此形成了一種懸臂式軸支承結(jié)構(gòu)。每一個所述轉(zhuǎn)子30、32都是以可調(diào)節(jié)的方式固定在相關(guān)的軸20或22上。從圖2中可以看出，每一個轉(zhuǎn)子30、32分別具有三個葉片30a和32a。所述泵室18在側(cè)視圖中的形狀為以一種8字形圖案結(jié)合在一起的兩個相交的圓形。所述轉(zhuǎn)子30的葉片30a的形狀不同于轉(zhuǎn)子32的葉片32a的形狀。所述葉片30a、32a以及泵室18的幾何形狀是以這樣一種方式設(shè)定的，即當(dāng)所述轉(zhuǎn)子30、32轉(zhuǎn)動時，通過葉片30a、32a帶零點(diǎn)幾毫米的密封間隙互不接觸的上下滑動并且沿泵室18的外周邊滑動限定了幾個分開的小腔室(下面將參照圖4a至圖4h對其進(jìn)行詳細(xì)的描述)。
所述蓋板16設(shè)有多個凹槽，利用一個安裝的封閉板36使這些凹槽與外部隔開。兩個管接頭42、44被擰入到所述封閉板36中。位于上部的管接頭42形成吸氣接口并且與所述蓋板16的一個凹槽50相連。位于下部的管接頭44形成壓力接口并且與所述蓋板16的一個凹槽52相連。所述蓋板16中的另外兩個凹槽54a、54b與外界大氣相通并且形成了氣體增補(bǔ)連接部分。
圖4a示出了處于一個轉(zhuǎn)動位置的轉(zhuǎn)子30、32，它們的葉片30a、32a在該位置處與泵室18的壁一起限定了一個封閉的共同的接合小腔室60，所述接合室60僅與凹槽50相連。從圖4b中可以看出，在轉(zhuǎn)子30、32的進(jìn)一步的轉(zhuǎn)動過程中所述小腔室60的體積增大。這樣，該小腔室60是一個吸氣室。
圖4c示出了兩個相互隔開的小腔室62a、62b，這兩個小腔室是緊接著圖4b中所示狀態(tài)后當(dāng)所述小腔室60分成兩個分小腔室時形成的。與轉(zhuǎn)子30相配的小腔室62a已經(jīng)與凹槽54a鄰接，與轉(zhuǎn)子32相配的小腔室62b將達(dá)到凹槽54b。在圖4d中，小腔室62a、62b分別與通向外界大氣的凹槽54a或54b相連，所述小腔室62a、62b填充空氣并且增壓到外界壓力，從而增大了氣體流量。因此，這些小腔室62a、62b是氣體增填室。如圖4e中所示，當(dāng)這些氣體增填室62a、62b在滯后葉片30a和32b的作用下離開相關(guān)的凹槽54a和54b之后，所述小腔室62a、62b以恒壓和等體積的形式移動直至如圖4f中所示它們相互結(jié)合以形成一個壓力室64。隨著轉(zhuǎn)子30、32的進(jìn)一步轉(zhuǎn)動，所述壓力室64的體積減小。如圖4g和4h中所示，在所述壓力室64中的壓縮空氣通過凹槽52被推出并且達(dá)到所述的管接頭44。
由于所述轉(zhuǎn)子30、32是以不接觸的方式工作的，因此泵室18無需使用潤滑劑。在向著驅(qū)動側(cè)的方向上，利用位于所述軸20、22上的密封件使所述泵室18密封。
由于在所述軸20、22上的轉(zhuǎn)子30、32的懸臂式結(jié)構(gòu)，從而形成了一種懸臂式支承，并且由于僅需移開蓋板16來提供通向所述泵室的通道，因此這種結(jié)構(gòu)有利于接通所述泵室。這種結(jié)構(gòu)還有利于冷卻。為了冷卻，所述殼體可設(shè)有冷卻肋片并且可利用一個設(shè)置在所述殼體蓋12一側(cè)上的冷卻風(fēng)扇進(jìn)行冷卻，冷卻空氣從所述蓋板16吹過所述殼體環(huán)14、中間部分10和殼體蓋12。
一個與所述泵的工作頻率協(xié)調(diào)的諧振式消音器可用于抑制工作噪音。由于所述轉(zhuǎn)子的三個葉片的結(jié)構(gòu)，該頻率是軸20、22轉(zhuǎn)速的三倍。升高的工作頻率簡化了該諧振式消音器的安裝，因?yàn)樗鰪椥韵羝鞯拈L度相應(yīng)地減小。
所述轉(zhuǎn)子的這種懸臂式支承形式有助于達(dá)到大約每小時300立方米的流量。具有較大流量的泵中的轉(zhuǎn)子最好在其兩側(cè)被支承。在這種情況下，在兩邊側(cè)板中設(shè)有用于接頭連接的凹槽接口。
權(quán)利要求
1．一種旋轉(zhuǎn)活塞設(shè)備具有一個形成在一個殼體中的腔室(18)，在所述腔室中，多個帶有三個葉片的轉(zhuǎn)子(30,32)圍繞相互平行且保持一定間距的軸沿著相反的方向轉(zhuǎn)動，所述轉(zhuǎn)子之間起以不接觸的方式相互嚙合并且與所述泵室(18)的外壁一形成多個隔開的小腔室(60,62a,62b,64)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子(30,32)的爪狀葉片與所述腔室(18)一起同時限定了一個在所述轉(zhuǎn)子(30,32)的轉(zhuǎn)動過程中體積增大的吸氣室(60)以及一個在所述轉(zhuǎn)子(30,32)的轉(zhuǎn)動過程中體積減小的壓力室(64)。
2．一種如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)活塞設(shè)備，其特征在于，所述多個轉(zhuǎn)子(30,32)與所述腔室(18)一起限定了兩個氣體增填室(62a,62b)，所述兩個氣體增填室(62a,62b)在所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動過程中初始是相互分開的，并且在所述轉(zhuǎn)子的進(jìn)一步轉(zhuǎn)動過程中相互結(jié)合在一起形成所述壓力室(64)。
3．一種如權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)活塞設(shè)備，其特征在于，一個吸氣接口通過所述殼體的一個側(cè)板并且在所述吸氣室的區(qū)域中與所述腔室相通。
4．一種如上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的旋轉(zhuǎn)活塞設(shè)備，其特征在于，一個壓力接口通過所述殼體的一個側(cè)板并且在所述壓力室的區(qū)域中與所述腔室相通。
5．一種如權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)活塞設(shè)備，其特征在于，至少一個所述氣體增填室(62a,62b)具有一個相配的氣體增填口(54a,54b)。
6．一種如權(quán)利要求4或5所述的旋轉(zhuǎn)活塞設(shè)備，其特征在于，所述氣體增填室(62a,62b)在結(jié)合在一起之前基本上是以恒壓和等體積的方式在所述泵室(18)中移動。
7．一種如上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的旋轉(zhuǎn)活塞設(shè)備，其特征在于，所述腔室(18)可在沒有潤滑劑的條件下工作。
8．一種如上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的旋轉(zhuǎn)活塞設(shè)備，其特征在于，所述腔室(18)被限定在兩個平行的側(cè)板(10,16)之間并且在至少一個側(cè)板(16)中形成接口凹槽(50,52,54a,54b)。
9．一種如上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的旋轉(zhuǎn)活塞設(shè)備，其特征在于，所述軸(20,22)是懸臂式支承并且所述轉(zhuǎn)子(30,32)設(shè)置在所述軸(20,22)的自由端上。
10．一種如上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的旋轉(zhuǎn)活塞設(shè)備，其特征在于，利用兩個相互嚙合的小齒輪(24,26)使所述軸(20,22)同步轉(zhuǎn)動，至少一個轉(zhuǎn)子(30,32)以可調(diào)節(jié)的方式固定在相關(guān)的軸(20,22)上。
11．一種如上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的旋轉(zhuǎn)活塞設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備可用作一個能夠同時產(chǎn)生壓力和負(fù)壓的泵。
全文摘要
為了使一種單級旋轉(zhuǎn)活塞設(shè)備能夠同時產(chǎn)生壓力和負(fù)壓,所述設(shè)備具有一個腔室(18),所述腔室形成在一個殼體中并且設(shè)有一個吸氣連接部分、一個壓力連接部分和一個增填開口。在所述泵室(18)中,具有兩個帶有三個葉片的轉(zhuǎn)子(30,32),所述轉(zhuǎn)子在工作中能夠出現(xiàn)內(nèi)部壓縮和內(nèi)部膨脹的情況,所述轉(zhuǎn)子圍繞相互平行并且保持一定間距的軸以相反的方向轉(zhuǎn)動,這些轉(zhuǎn)子以不接觸的方式相互嚙合并且與所述泵室(18)的外壁一起限定了相互隔開的小腔室(60,62a,62b,64)。
文檔編號F04C18/12GK1299434SQ99805637
公開日2001年6月13日 申請日期1999年4月28日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月30日
發(fā)明者賴因哈德·加佐爾茨, 弗里茨－馬丁·肖爾茨 申請人:維爾納·里徹爾兩合公司