羅茨式鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子對準(zhǔn)的方法及裝置的制造方法
【專利說明】羅茨式鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子對準(zhǔn)的方法及裝置
[0001]本申請是申請?zhí)枮?00910164059.3、申請日為2009年8月6日、發(fā)明名稱為“羅茨式鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子對準(zhǔn)的方法及裝置”的專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明一般涉及羅茨式鼓風(fēng)機(jī)。更具體地，本發(fā)明涉及通過轉(zhuǎn)子的臨界對準(zhǔn)(critical alignment)來降低羅茨式鼓風(fēng)機(jī)中的噪聲。
【背景技術(shù)】
[0003]典型的羅茨式鼓風(fēng)機(jī)在殼體內(nèi)具有兩個平行的、等尺寸的、反向旋轉(zhuǎn)的葉片轉(zhuǎn)子(lobed rotor) 0所述殼體內(nèi)部典型地具有兩個平行的、交迭的、等尺寸的圓柱形室，轉(zhuǎn)子在其中旋轉(zhuǎn)。每個轉(zhuǎn)子具有與另一個轉(zhuǎn)子的相應(yīng)葉片交錯的兩個以上葉片。每個轉(zhuǎn)子在支撐在軸承上的軸上被支承，但是軸和軸承的布置都可以至少部分地與轉(zhuǎn)子和/或殼體成為整體。在現(xiàn)代的實踐中，羅茨式鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片具有典型地近似為一系列圓弧的螺旋、漸開線或擺線輪廓(在本申請的圖中示出的那些葉片是擺線的)，并且由容納在與轉(zhuǎn)子室分離的隔間內(nèi)的傳動比為1:1的齒輪來驅(qū)動。轉(zhuǎn)子軸中的一個一般由諸如電動機(jī)的外部動力源來驅(qū)動，而另一個由第一個來驅(qū)動。進(jìn)氣口和出氣口通過沿圓柱形室膛之間的交迭區(qū)域去除某些部分的材料來形成。凈流(net flow)橫向穿過轉(zhuǎn)子軸的平面:栗出的材料繞轉(zhuǎn)子的周邊從進(jìn)口移動到出口，隨著交錯的葉片從腔的中心朝進(jìn)氣口的移動被引入鼓風(fēng)機(jī)中，打開了孔隙；在氣缸中的轉(zhuǎn)子的兩個葉片之間的體積的交替的“吞氣(gulp) ”中繞室被運載，通過從氣缸壁提升每個連續(xù)的吞氣的主葉片而釋放到出氣口，然后隨著每個葉片進(jìn)入靠近出氣口的反向轉(zhuǎn)子的下一個葉間槽而被擠出出氣口。
[0004]每個轉(zhuǎn)子的葉片的數(shù)量可以是任意的；例如，公知有兩個、三個和四個葉片的轉(zhuǎn)子。所謂的齒輪栗是使用漸開線葉片形狀以允許葉片起具有滾動的面間接觸的齒輪的作用的羅茨式鼓風(fēng)機(jī)的變化；所述設(shè)計還允許對齒的差動數(shù)量進(jìn)行選擇。
[0005]在二十世紀(jì)早期之前，羅茨式鼓風(fēng)機(jī)的葉片是直線式(限定了表面的直線與各個旋轉(zhuǎn)軸平行)而不是螺旋式的。由于
[0006]增加的排出體積是不恒定的，因此具有所述葉片的鼓風(fēng)機(jī)在每次旋轉(zhuǎn)的過程中產(chǎn)生了顯著的輸出波動。然而，適當(dāng)成形的直線式葉片之間的倒漏(leakback)(由于壓差Δρ而從出口側(cè)流回到進(jìn)口側(cè))實質(zhì)上可以是恒定的，達(dá)到可以使所有的間隙均勻不變的程度。二十世紀(jì)三十年代制造技術(shù)的發(fā)展包括以合理價格制作齒輪齒以及順著螺旋路徑沿旋轉(zhuǎn)軸前進(jìn)的壓縮機(jī)葉片的能力。這帶來了具有有效恒定的排出體積而不是分離脈沖的羅茨式鼓風(fēng)機(jī)，例如由Hallet在專利號為2，014，932的美國專利中所公開的。然而，所述鼓風(fēng)機(jī)表現(xiàn)出脈動倒漏，因此凈輸送流保持不恒定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的一些實施方式通過提供關(guān)于葉片特征比先前的螺旋轉(zhuǎn)子設(shè)計顯著更均勻的倒漏中的脈動來降低羅茨式鼓風(fēng)機(jī)中的脈沖能量以及相關(guān)噪聲。用于所述均勻性的主要機(jī)構(gòu)是通過在旋轉(zhuǎn)的過程中精確測量和調(diào)整相對的角位置來促進(jìn)的在轉(zhuǎn)子之間的對準(zhǔn)上的改進(jìn)。
[0008]根據(jù)一個方案的羅茨式鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子對準(zhǔn)的方法，包括:將成對的驅(qū)動轉(zhuǎn)子和惰輪轉(zhuǎn)子安裝在鼓風(fēng)機(jī)殼體中；將惰輪固定到齒輪側(cè)的惰輪轉(zhuǎn)子軸上；使惰輪相對于殼體固定；以及將伸長杠桿臂連在電動機(jī)側(cè)的驅(qū)動轉(zhuǎn)子軸上。
[0009]所述方法進(jìn)一步包括:使伸長杠桿臂在交替方向上旋轉(zhuǎn)以將杠桿臂移動到第一和第二行進(jìn)長度，其中，每個行進(jìn)長度由在殼體內(nèi)的驅(qū)動轉(zhuǎn)子與惰輪轉(zhuǎn)子的接觸來限定；測量杠桿臂在兩個行進(jìn)長度之間的位移；通過將第一基準(zhǔn)補(bǔ)償值加到測量到的位移長度之間的位移值來形成第一位置值；以及將驅(qū)動齒輪固定到齒輪側(cè)的驅(qū)動轉(zhuǎn)子軸上。
[0010]所述方法進(jìn)一步包括:設(shè)定氣體流入鼓風(fēng)機(jī)的出氣口的速度；使驅(qū)動軸以預(yù)定速度在順流的方向上旋轉(zhuǎn)；在流路上的位置處測量流動壓力；將測量到的流動壓力中的脈沖瞬時幅度和速度與用于幅度的第一通過/中斷標(biāo)準(zhǔn)和用于速度的第二通過/中斷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較；以及將通過額定值(passing rating)分配給滿足兩個標(biāo)準(zhǔn)的鼓風(fēng)機(jī)。
[0011 ] 在另一個方案中，提出了一種羅茨式鼓風(fēng)機(jī)對準(zhǔn)裝置。所述裝置包括:角度設(shè)置工具基座；鼓風(fēng)機(jī)夾具，其用鉸鏈安裝到設(shè)置基座上，其中，所述夾具被配置為將鼓風(fēng)機(jī)可松開地接合到設(shè)置基座上；惰輪接合組件，其中，惰輪接合組件被配置為在足以允許建立鼓風(fēng)機(jī)惰輪與惰輪接合組件的具有配置為與其嚙合的偏心支承的惰輪接合齒形的部件之間的嚙合的范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，并且其中，惰輪接合齒形相對于所述組件旋轉(zhuǎn)地固定；以及惰輪接合組件旋轉(zhuǎn)鎖，其中，旋轉(zhuǎn)鎖被配置為至少在惰輪接合齒形與惰輪相嚙合的角度夾緊惰輪接合組件的旋轉(zhuǎn)。
[0012]所述裝置進(jìn)一步包括:用于鼓風(fēng)機(jī)的電動機(jī)側(cè)的驅(qū)動軸的角度感應(yīng)杠桿，其被配置為夾緊到驅(qū)動軸上，在夾緊到驅(qū)動軸上時實質(zhì)上垂直于驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)軸延伸；角度感應(yīng)杠桿位移量規(guī)，其被配置為檢測并且提供在杠桿的位移的范圍內(nèi)的角度感應(yīng)杠桿的位移的指示；以及用于角度感應(yīng)杠桿的鎖，其被配置為在位移量規(guī)的檢測范圍內(nèi)的位置處夾緊所述杠桿。
[0013]所述裝置進(jìn)一步包括:電動鼓風(fēng)機(jī)軸驅(qū)動器；鼓風(fēng)機(jī)軸驅(qū)動器與鼓風(fēng)機(jī)之間的連接器；處于第一壓力的測試氣體源，其結(jié)合到鼓風(fēng)機(jī)出氣口上；處于比第一壓力低的第二壓力的測試氣體的目的地(destinat1n)，其結(jié)合到鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口上，以及氣壓傳感器，其提供與氣壓形式的輸入成比例的電形式的輸出，其中，在從測試氣體源通過鼓風(fēng)機(jī)到測試氣體目的地的流徑中，輸入到傳感器的氣壓從滿足與鼓風(fēng)機(jī)倒漏成比例的氣壓的位置連接到氣壓傳感器上。所述裝置進(jìn)一步包括:數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)，其被配置為將壓力傳感器輸出變換為作為時間的函數(shù)的壓力顯示，以及用于通過或中斷經(jīng)受處于預(yù)定速度的測試氣體流并且以預(yù)定速度旋轉(zhuǎn)的鼓風(fēng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)。
[0014]在又一個方案中，提出了一種羅茨式鼓風(fēng)機(jī)對準(zhǔn)裝置。所述裝置包括:用于將鼓風(fēng)機(jī)裝配到轉(zhuǎn)子根據(jù)需要被軸承支撐并且安裝在轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)的位置上的工具，室在兩端閉合，驅(qū)動轉(zhuǎn)子和惰輪轉(zhuǎn)子嚙合并且安裝到它們的相應(yīng)的軸上，并且惰輪上緊到適當(dāng)?shù)奈恢谩?br>[0015]所述裝置進(jìn)一步包括:夾具，其能夠使惰輪相對于殼體保持靜止；以及角度傳感器，其能夠測量驅(qū)動轉(zhuǎn)子的處于其兩個旋轉(zhuǎn)極限的角位置之間的差，所述極限在行進(jìn)的每一端由固定(immobilized)惰輪轉(zhuǎn)子和可動驅(qū)動轉(zhuǎn)子之間的接觸來設(shè)定并且由角度傳感器來量度。所述裝置進(jìn)一步包括與角度傳感器兼容的驅(qū)動轉(zhuǎn)子夾具，以及用于將驅(qū)動齒輪上緊到驅(qū)動轉(zhuǎn)子上的工具。
[0016]所述裝置進(jìn)一步包括:氣體源，其被配置為連在所述鼓風(fēng)機(jī)出氣口上，因此存在進(jìn)口 -出口壓力差；電動機(jī)和連接器，使得驅(qū)動轉(zhuǎn)子軸在其法向上旋轉(zhuǎn)從而將氣體從進(jìn)口輸送到出口 ；壓力傳感器，其放置為在從出氣口到進(jìn)氣口的氣體流路內(nèi)的位置處感知壓力變化；顯示器，其被配置為呈現(xiàn)作為軸角度和/或時間的函數(shù)的壓力傳感器輸出；以及規(guī)則，其允許顯示器與用于適當(dāng)操作的至少一個標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，由此可以估算出在測試中鼓風(fēng)機(jī)的對準(zhǔn)精度。
[0017]為了可以更好地理解接下來對本發(fā)明的詳細(xì)描述，以及為了可以更好地意識到對本領(lǐng)域的貢獻(xiàn)，因此已經(jīng)相當(dāng)廣泛地概述了本發(fā)明的較重要的特征。當(dāng)然，還有以下將描述的本發(fā)明的附加的特征并且其將形成所附的權(quán)利要求的主題。
[0018]考慮到這樣，在詳細(xì)解釋本發(fā)明的至少一個實施方式之前，將要理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限定于下列描述中陳述的或圖中示出的結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)和部件的布置。本發(fā)明可以是其它實施方式，并且可以以各種方式來實踐和實現(xiàn)。還將理解的是，在此使用的措辭和術(shù)語以及摘要是為了描述而不應(yīng)視為限制。
[0019]同樣地，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到的是，本發(fā)明所基于的概念可以容易地用作用于實現(xiàn)本發(fā)明的若干目的的其它結(jié)構(gòu)、方法和系統(tǒng)的設(shè)計的基礎(chǔ)。因此，重要的是，權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)被視為包括在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下的這種等同的結(jié)構(gòu)。
【附圖說明】
[0020]圖1為完整的羅茨式鼓風(fēng)機(jī)的立體圖。
[0021]圖2為以分解的形式示出了圖1中的鼓風(fēng)機(jī)的立體圖。
[0022]圖3、圖4和圖5為分別示出了為了清晰而轉(zhuǎn)離對準(zhǔn)位置的處于零度、三十度和六十度的角位置的一對轉(zhuǎn)子的立體圖，并且每個轉(zhuǎn)子上包括的線表示每個位置的轉(zhuǎn)子之間的流間隙(flow gap)的軌跡。
[0023]圖6為面朝出氣口的本發(fā)明使用的鼓風(fēng)機(jī)的殼體部件的第一截面圖。
[0024]圖7為面朝進(jìn)氣口的圖6的殼體的第二截面圖。
[0025]圖8為根據(jù)本發(fā)明的對比在不恰當(dāng)對準(zhǔn)與恰當(dāng)對準(zhǔn)的在一次旋轉(zhuǎn)期間的倒漏變化的圖表。
[0026]圖9和圖10為在不使軸傾斜分開的情況下的對應(yīng)于圖3和圖4的視圖的端視圖，不出了未對準(zhǔn)的轉(zhuǎn)子對。
[0027]圖11為