本发明专利技术提供一种输送多相流介质的螺旋式转子泵的型线生成方法，包括以下步骤：步骤一，确定节圆半径，然后确定叶峰，根据所推导的叶峰方程、叶谷方程、螺旋面方程确定叶峰的坐标点、叶谷曲线的坐标点、螺旋面的坐标点；步骤二，在得到的叶峰的坐标点、叶谷曲线的坐标点、螺旋面的坐标点后进行三维建模，得到最终的螺旋式多叶转子。本发明专利技术有效地减少泵在运转时的脉动，适用于那些对脉动极为敏感的应用中。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种将机械能转化为液体压力能的旋转容积式泵，特别是涉及一种输 送多相流介质的螺旋式转子泵的型线生成方法。
技术介绍
转子泵是一种能够自吸的容积式正排泵，工作转速一般在300-500r/min之间，流 量与转速成正比，泵的流通能力还与介质粘度、转子形状、转子与泵腔的间隙等因素密切相 关，介质粘度越高、转子与泵腔之间的密封性越好，则输送效率越高。通常用来输送粘稠均 匀以及多相流的介质。在输送多相流介质的过程中，气体的比例往往比较大，气液比一般在 (2-30) :1之间。目前，市场上的转子泵因为其结构、材料、密封性、工艺等技术等原因都不 适用于输送多相流介质。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种输送多相流介质的螺旋式转子 泵的型线生成方法。 本专利技术所采用的技术方案是：一种输送多相流介质的螺旋式转子泵的型线生成方 法，其特征在于，输送多相流介质的螺旋式转子泵的型线由三个叶片组成，每个叶片的型线 主要是由圆弧段、圆弧段两个部分形成的，三个叶片之间是关于轴线完全对称的；该方法包 括以下步骤： 步骤一，确定节圆半径&，然后确定叶峰r，根据所推导的叶峰方程、叶谷方程、螺 旋面方程确定叶峰的坐标点、叶谷曲线的坐标点、螺旋面的坐标点； 步骤二，在得到的叶峰的坐标点、叶谷曲线的坐标点、螺旋面的坐标点后进行三维 建模，得到最终的螺旋式多叶转子。 优选地，所述叶峰方程满足下式：为叶峰中心到转子中心距离；rl为叶峰的半径，两转子的中 心距为2a。 优选地，所述叶谷方程满足下式： X = O1D-O3D-O3N = 2acosa-bcos2a_rcos β y = 02D_02Q+GN = 2asina_bsin2a+rsin β 其中，2a为两转子的中心距；r为叶峰的半径；β为夹角，b为叶峰 中心到转子中心距离；O1, O2分别为左转子、右转子的圆心；〇3为右转子叶峰的圆心；G为左 右转子的啮合点；N为过O3点作X轴的平行线，过G点做平行线的垂线，交平行线于N点，组 成三角形6勵 3;过0 2点作NO 3的垂线交NO 3于点Q ;D为过左转子圆心0 i左右转子轴线的垂 线交右转子轴线的交点；M为过O1点作GO 3的平行线，交0 203的延长线于M点。 优选地，所述螺旋面的方程为如下式： ynx_xny=pnz 其中，P是导程，Θ是母线绕z轴转过的角度。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：①本专利技术改变转子的型线类型并且采用 多叶片转子，转子在转动的时候更加平稳，有效地减少泵在运转时的脉动，适用于那些对 脉动极为敏感的应用中。②本专利技术转子的齿根弯曲强度较直叶式的要高，提高了转子的使 用寿命。③本专利技术特别适合含气、固率较高的多相流流体的情况。【附图说明】 图1为转子泵的型线示意图。 图2为转子泵的端面型线图。 图3为圆弧线叶轮啮合示意图。 图4为螺旋转子截面示意图。 图5为多叶螺旋转子三维实体图。【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术进一步说明。 本专利技术公开一种，如图1所示， 整个转子型线是由三个叶片组成，每个叶片的型线主要是由圆弧段（叶峰）AB、圆弧段（叶 谷）BC两个部分形成的。每个叶片之间的夹角是120°，三个叶片之间是关于轴线完全对 称的。因此，只要得到1/4的型线，就可以根据对称性得到整个多叶转子的型线。其步骤如 下： 步骤一，确定节圆半径&，然后确定叶峰r，根据所推导的叶峰方程、叶谷方程、螺 旋面方程确定叶峰的（X，y，Z)坐标点、叶谷曲线的（X，y，Z)坐标点、螺旋面的（X，y，Z)坐 标点； 步骤二，在得到叶峰的（X，y，z)坐标点、叶谷曲线的（X，y，z)坐标点、螺旋面的 (X，y，z)坐标点后进行三维建模，得到最终的螺旋式多叶转子。 转子型线圆弧段AB(叶峰）是自A点到B点的坐标（叶峰方程）满足下式（1): 其中，b为叶峰中心到转子中心距离；Γι为叶峰的径，两转子的中心 距为2a。 从点A到点B圆弧段曲线（叶峰），其型线方程满足式（2):如图2,设外圆的半径 为R〇,叶峰的半径为r，两转子的中心距为2a，叶峰圆心到转子中心的距离为b，节圆半径为 Rj,谷圆半径为 可以得到r，b的表达式为式（3)和式（4): 如图3, B点到C点圆弧段曲线（叶谷）的型线方程满足式（6): 则BC段圆弧为叶谷的坐标（叶谷方程）满足下式（7): 其中，，2a为两转子的中心距；r为叶峰的半径；β为夹角；O1,0 2分别 为左转子、右转子的圆心；〇3为右转子叶峰的圆心；G为左右转子的啮合点；N为过O3点作X 轴的平行线，过G点做平行线的垂线，交平行线于N点，组成三角形6勵3;过O 2点作NO 3的垂 线交NO3于点Q ;D为过左转子圆心0 右转子轴线的垂线交右转子轴线的交点；M为过0 1 点作GO3的平行线，交0 203的延长线于M点。 上述式（1)和式（2)分别是叶峰和叶谷的理论型线方程，但是在实际中两转子之 间存在小的间隙?，叶峰的实际半径为A，叶谷的实际半径为r2，如式（8): 螺旋面型线方程的建立如下：螺旋转子的截面形状相当复杂，本专利技术将转子的截 面看做如图4中的一个圆柱螺旋面。首先求出叶峰型线的螺旋面方程，然后求出叶谷型线 的螺旋面方程，再将各段螺旋面拼接而成，最终得到完整的螺旋面。 在图4中，假设在空间有一固定坐标系，三个坐标上的单位矢量分别为（i，j，k)。 截面曲线绕Z轴做等速的左旋和右旋螺旋运动，就可以得到三维的左旋转子和右旋转子。 右旋螺旋面方程如式（9): r = r0 (a) (k, θ ) Ε+ρ θ K................................. (9) 右旋螺旋面方程的极坐标表达式为式（10): X = x0 (a) cos Θ -y〇 (a) sin Θ y = x0 (a) sin Θ +y〇 (a) cos θ ........................ (10) z = z0 (a) +p Θ 在式2. 9中，α是自变量，p是导程，Θ是母线绕z轴转过的角度。 AB段圆弧（叶峰）型线的极坐标方程如下式（11): BC段圆弧（叶谷）型线的极坐标方程如下式（12): X = 2acosa-bcos2a-rcos β y = 2asina-bsin2a+rsin β.................. (12) ζ = P θ 在求出叶峰叶谷型线的螺旋面方程之后，还需要求出螺旋面上任意一点的法面矢 量。螺旋曲面上的任意一点的法线矢量为两切线向量的矢量积（a，Θ为螺旋曲 面的参变量）。在已知端面型线的方程后，螺旋面的矢量方曲面上的参数程为：曲线在点M(x，y，z)处的切线，令n = inx+jny+knz，得到螺旋面的方程为如下式（13): 其中，p是导程，Θ是母线绕z轴转过的角度。 (4)确定转子最终尺寸，如下表1所示： 表 1 在给定了转子的尺寸后，就可以根据式（1)，式（2)的圆弧型线方程以及（3)的螺 旋面型线方程，求出叶峰和叶谷型线所对应的（Χ，Υ，Ζ)坐标点。最后，把这些点导入到CAD 软件就可以画出如图5所示的整个螺旋转子泵的型线。【主权项】1. 一种，其特征在于，输送多相流介 质的螺旋式本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种输送多相流介质的螺旋式转子泵的型线生成方法，其特征在于，输送多相流介质的螺旋式转子泵的型线由三个叶片组成，每个叶片的型线主要是由圆弧段、圆弧段两个部分形成的，三个叶片之间是关于轴线完全对称的；该方法包括以下步骤：步骤一，确定节圆半径，然后确定叶峰，根据所推导的叶峰方程、叶谷方程、螺旋面方程确定叶峰的坐标点、叶谷曲线的坐标点、螺旋面的坐标点；步骤二，在得到的叶峰的坐标点、叶谷曲线的坐标点、螺旋面的坐标点后进行三维建模，得到最终的螺旋式多叶转子。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：桑小虎，周晓君，刘晓光，郝晓茹，葛家山，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。