簡化的羅茨式鼓風機制造技術

本發明專利技術涉及一種具有改進的聲音特性的簡化的羅茨式鼓風機。該羅茨式鼓風機包括具有模鑄的、整體式的聚合物結構的轉子孔殼體。該轉子孔殼體限定第一轉子孔和第二轉子孔。該轉子孔殼體還限定對應第一轉子孔的第一軸承凹部和對應第二轉子孔軸線的軸承凹部。該轉子孔殼體還限定定時齒輪腔。

【技術實現步驟摘要】
簡化的羅茨式鼓風機相關申請的交叉引用本申請要求于2011年6月2日提交的、名稱為″SIMPLIFIEDROOTSBLOWERWITHIMPROVEDNOISESIGNATURE″的美國臨時申請61/492,520的權益，其全部內容在此作為參考引入。
本專利技術公開的內容總體涉及鼓風機。更特別地，本專利技術公開的內容涉及鼓風機，例如羅茨式空氣鼓風機。
技術介紹
羅茨式空氣鼓風機是正排量泵，其通過使用相互嚙合的轉子移動空氣。轉子安裝在由轉子孔殼體限定的轉子孔內。轉子通常由安裝在軸承板組件內的軸承支承，該軸承板組件與轉子孔殼體連接。軸承作用為在軸承板中安置轉子并且與在軸承板中加工出的凹部壓配合。需要比較高的精度以確保不會在轉子之間或者在轉子和轉子孔殼體之間產生接觸。因此，軸承板組件和轉子孔殼體利用嚴密控制的裝配和加工操作由金屬制成。鑒于上述情況，需要簡化的羅茨式鼓風機設計，其可以以有成本效益的方式制造，同時仍然能夠有效率地操作。對于現有的羅茨式鼓風機設計的另一個挑戰涉及產生的噪音。例如，現有的羅茨式鼓風機設計通常會當高壓空氣在出口急速通過轉子輸送到大氣中時產生噪聲。在出口的該空氣脈動是聽得到的，并且可以通過用于制造現有的羅茨式鼓風機的通常的殼體和軸承板材料而被放大。此外，聽得到的、由發動機轉矩引起的定時齒輪的卡嗒卡嗒響也通過用于制造當前的羅茨式鼓風機的現有的材料而被放大。因此，還需要噪聲消減方面的改善。
技術實現思路
本專利技術公開的內容一方面涉及一種簡化的羅茨式鼓風機，其具有模鑄的聚合物轉子孔殼體，該殼體帶有整體模鑄的軸承凹部。這種類型的設計不需要機械加工。本專利技術公開的內容的另一個方面涉及一種羅茨式鼓風機，其具有模鑄的、聚合物轉子孔殼體和設計為具有鋒利的邊緣的轉子，該鋒利的邊緣在試運轉期間在啟動時將殼體切削到精確的尺寸，從而改進容積和熱效率。當轉子在最初的試運轉期間旋轉時，當轉子圍繞其相應的軸線旋轉時，轉子的邊緣切去限定轉子孔的殼體的部分，從而使得轉子孔的內部形狀與由轉子的周緣限定的外部形狀匹配。在一些實施例中，至少部分的轉子孔有意地模鑄為稍微過小的尺寸，以在初次試運轉期間在啟動時允許轉子孔的尺寸過小的部分被轉子切去。本專利技術公開內容的再一方面涉及一種羅茨式鼓風機，其由具有阻尼特性的聚合物材料(例如塑料)模鑄或構造而成，這些阻尼特性有助于減輕定時齒輪的卡嗒卡嗒響和限制與空氣脈動的放大相關的噪聲。在一個實施方式中，使用阻尼塑料材料并結合具有軸承凹部和整合在相同的殼體件中的轉子孔的設計可以減少常規的羅茨式鼓風機的常見的脈動噪聲和齒輪的卡嗒卡嗒響。在一些實施例中，使用塑料的定時齒輪或者金屬(例如鋼)和塑料組合的定時齒輪可以對削減齒輪卡嗒卡嗒響產生顯著的影響。本專利技術公開內容的又一方面涉及一種具有注射模鑄的、整體式的殼體的羅茨式鼓風機，該殼體包括集成在其中的轉子孔和軸承凹部。在一些實施例中，軸承利用嵌件模鑄工藝模鑄在軸承凹部中。在一些實施例中，殼體的聚合物材料利用加強件例如玻璃纖維加強。在一些實施例中，玻璃纖維具體地取向成提高部件的精確度和結構完整性。在一些實施例中，限定轉子孔和軸承凹部的模鑄的聚合物殼體與具有金屬結構的入口殼體連接。在一些實施例中，對準/導向接觸面設置在金屬的入口殼體和模鑄的塑料轉子孔殼體之間。對準界面可以構造為幫助改進或維持轉子孔的同心性。本專利技術公開內容的又一個方面是涉及一種緊湊的羅茨式鼓風機，其具有直接安裝在羅茨式鼓風機的出口上方的轉子軸承。在一個實施例中，羅茨式鼓風機包括轉子孔、可旋轉地安裝在轉子孔內部的轉子、安裝在羅茨式鼓風機的一端的轉子定時齒輪和安裝在羅茨式鼓風機的相對端的轉子驅動滑輪。在這樣的實施例中，轉子孔設置在驅動滑輪和轉子定時齒輪之間。在一個實施例中，羅茨式鼓風機的入口總體設置成靠近羅茨式鼓風機的第二端，而羅茨式鼓風機的出口總體設置成靠近羅茨式鼓風機的第一端。本專利技術公開的內容另一個方面涉及一種包括轉子孔殼體的羅茨式鼓風機，該轉子孔殼體具有模鑄的聚合物結構。該轉子孔殼體限定沿第一轉子孔軸線對準的第一轉子孔和沿第二轉子孔軸線對準的第二轉子孔。第一和第二轉子孔軸線平行。轉子孔殼體還限定與第一轉子孔軸線共軸地對齊的第一軸承凹部和與第二轉子孔軸線共軸地對齊的第二軸承凹部。轉子孔殼體進一步限定齒輪腔。羅茨式鼓風機還包括安裝在第一軸承凹部內的第一軸承和安裝在第二軸承凹部內的第二軸承。羅茨式鼓風機進一步地包括具有沿第一轉子孔軸線對齊的第一轉子軸的第一羅茨式轉子和具有沿第二轉子孔軸線對齊的第二轉子軸的第二羅茨式轉子。第一轉子軸由第一軸承支承，從而第一羅茨式轉子可相對于轉子孔殼體繞第一轉子孔軸線自由地旋轉。第二轉子軸通過第二軸承支承，從而第二羅茨式轉子可相對于轉子孔殼體繞第二轉子孔軸線自由地旋轉。該羅茨式鼓風機還包括設置在齒輪腔內的第一和第二齒輪。第一齒輪與第一轉子軸配合，第二齒輪與第二轉子軸配合。第一和第二齒輪彼此嚙合并且配置為用于在第一和第二轉子軸之間傳遞轉矩。在一些實施例中，轉子孔殼體限定羅茨式鼓風機的出口，羅茨式鼓風機還包括連接到轉子孔殼體的金屬制的入口殼體。該入口殼體限定羅茨式鼓風機的入口。本專利技術公開內容的再一個方面涉及包括轉子孔殼體的羅茨式鼓風機，該轉子孔殼體具有纖維加強聚合物結構。該轉子孔殼體限定第一轉子孔和第二轉子孔。該轉子孔殼體還限定對應第一轉子孔的第一軸承凹部和對應第二轉子孔的第二軸承凹部。該轉子孔殼體還限定齒輪腔。該羅茨式鼓風機還包括安裝在第一軸承凹部內的第一軸承和安裝在第二軸承凹部內的第二軸承。該羅茨式鼓風機進一步地包括具有第一轉子軸的第一羅茨式轉子和具有第二轉子軸的第二羅茨式轉子。第一羅茨式轉子設置在第一轉子孔內，第二羅茨式轉子設置在第二轉子孔內。第一和第二轉子軸可繞轉子軸軸線旋轉，所述轉子軸軸線設置成使得，當第一和第二羅茨式轉子旋轉時，第一和第二羅茨式轉子彼此嚙合。第一轉子軸支承在第一軸承內，而第二轉子軸由第二軸承支承。該羅茨式鼓風機進一步地包括設置在齒輪腔內的第一和第二齒輪。第一齒輪與第一轉子軸配合，第二齒輪與第二轉子軸配合。第一和第二齒輪彼此嚙合并且配置為用于在第一和第二轉子軸之間傳遞轉矩。在一些實施例中，該羅茨式鼓風機還可以包括連接到轉子孔殼體的入口殼體。該入口殼體可以具有金屬結構，并且可以限定與第一和第二轉子孔流體連通的羅茨式鼓風機的入口。該轉子孔殼體可以限定與第一和第二轉子孔流體連通的羅茨式鼓風機的出口。多個其他方面將在隨后的說明書中闡述。這些方面可以涉及單獨的特征和特征的組合。應理解的是，上文的一般性說明及其后詳細的描述都是示例性的，其僅僅是說明性的，并不限制在此公開的實施例所基于的廣泛的概念。附圖說明并入說明書中并構成說明書的一部分的附圖圖示了本專利技術公開內容的多個方面。附圖的簡要描述如下：圖1是現有技術的羅茨式鼓風機的示意性的描述；圖2是根據本專利技術公開內容的原理的羅茨式鼓風機的前部、頂部透視圖；圖3是圖2的羅茨式鼓風機的后部、頂部透視圖；圖4是圖2的羅茨式鼓風機的后部、底部透視圖；圖5是圖2的羅茨式鼓風機的前部、底部視圖；圖6是圖2的羅茨式鼓風機的頂視圖；圖7是圖2的羅茨式鼓風機的后視圖；圖8是圖2的羅茨式鼓風機的前視圖；圖9是圖2的羅茨式鼓風機的底視圖；圖10本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種羅茨式鼓風機，該鼓風機包括：具有模鑄的、整體式的聚合物結構的轉子孔殼體，該轉子孔殼體限定第一轉子孔和第二轉子孔，該轉子孔殼體還限定對應于第一轉子孔的第一軸承凹部和對應于第二轉子孔軸線的軸承凹部，該轉子孔殼體進一步限定齒輪腔；安裝在第一軸承凹部內的第一軸承和安裝在第二軸承凹部內的第二軸承；第一羅茨式轉子，該第一羅茨式轉子具有沿第一轉子軸線對齊的第一轉子軸；和第二羅茨式轉子，該第二羅茨式轉子具有沿第二轉子孔軸線對齊的第二轉子軸，第一和第二羅茨式轉子分別設置在第一和第二轉子孔內，第一和第二羅茨式轉子可相對于轉子孔殼體繞其相應的第一和第二轉子軸線旋轉，第一和第二轉子孔軸線相對地設置成使得，當第一和第二羅茨式轉子繞其相應的第一和第二轉子軸線旋轉時，第一和第二羅茨式轉子彼此嚙合，第一轉子軸由第一軸承支承，第二轉子軸由第二軸承支承；和設置在齒輪腔內的第一和第二齒輪，第一齒輪與第一轉子軸配合，第二齒輪與第二轉子軸配合，第一和第二齒輪彼此嚙合并且構造為用于在第一和第二轉子軸之間傳遞轉矩。

【技術特征摘要】
2011.06.02 US 61/492,5201.一種羅茨式鼓風機，該鼓風機包括：具有模鑄的、整體式的聚合物結構的轉子孔殼體，該轉子孔殼體限定第一轉子孔和第二轉子孔，該轉子孔殼體還限定對應于第一轉子孔的第一軸承凹部和對應于第二轉子孔的第二軸承凹部，該轉子孔殼體進一步限定齒輪腔，其中，所述模鑄的、整體式的聚合物結構的轉子孔殼體將所述第一轉子孔、所述第二轉子孔、所述第一軸承凹部、所述第二軸承凹部和齒輪腔整合到同一個整體式殼體中；安裝在第一軸承凹部內的第一軸承和安裝在第二軸承凹部內的第二軸承；第一羅茨式轉子，該第一羅茨式轉子具有沿第一轉子孔軸線對齊的第一轉子軸；和第二羅茨式轉子，該第二羅茨式轉子具有沿第二轉子孔軸線對齊的第二轉子軸，第一和第二羅茨式轉子分別設置在第一和第二轉子孔內，第一和第二羅茨式轉子可相對于轉子孔殼體繞其相應的第一和第二轉子孔軸線旋轉，第一和第二轉子孔軸線相對地設置成使得，當第一和第二羅茨式轉子繞其相應的第一和第二轉子孔軸線旋轉時，第一和第二羅茨式轉子彼此嚙合，第一轉子軸由第一軸承支承，第二轉子軸由第二軸承支承；和設置在齒輪腔內的第一和第二齒輪，第一齒輪與第一轉子軸配合，第二齒輪與第二轉子軸配合，第一和第二齒輪彼此嚙合并且構造為用于在第一和第二轉子軸之間傳遞轉矩；其中，所述模鑄的聚合物結構包括聚合物基體材料和嵌入在基體材料內的加強纖維；所述轉子孔殼體包括分別限定第一和第二軸承凹部的第一和第二圓筒狀的凹部限定壁，所述加強纖維在每個第一和第二圓筒狀的凹部限定壁內在圓周方向上對齊。2.根據權利要求1所述的羅茨式鼓風機，其中，所述第一和第二轉子孔各自具有小于2度的拔模斜度。3.根據權利要求1所述的羅茨式鼓風機，其中，所述第一和第二轉子孔各自具有等于零的拔模斜度。4.根據權利要求1所述的羅茨式鼓風機，其中，所述轉子孔殼體包括分別限定第一和第二轉子孔的第一和第二轉子孔限定壁，在所述第一和第二轉子孔限定壁內的加強纖維定向為相對于第一和第二轉子孔軸線平行。5.根據權利要求1所述的羅茨式鼓風機，其中，所述第一和第二轉子孔具有小于250立方厘米的組合容積。6.根據權利要求1所述的羅茨式鼓風機，其中，所述轉子孔殼體限定與第一和第二轉子孔流體連通的出口，所述出口與第一和第二軸承相對地設置成使得，垂直于第一和第二轉子孔軸線的參考平面與所述出口和所述第一和第二軸承相交。7.根據權利要求1所述的羅茨式鼓風機，其中，所述第一和第二軸承嵌件模鑄到其相應的第一和第二軸承凹部中。8.根據權利要求7所述的羅茨式鼓風機，進一步包括圍繞第一軸承的第一軸承罩和圍繞第二軸承的第二軸承罩，所述第一和第二軸承罩提供了在轉子孔殼體與第一和第二軸承的外圈之間的屏障。9.根據權利要求1所述的羅茨式鼓風機，其中，所述第一和第二轉子具有切割刃，在最初的試運轉期間，所述切割刃切割轉子孔殼體，以使第一和第二轉子孔成形。10.根據權利要求1所述的羅茨式鼓風機，其中，所述轉子孔殼體具有沿第一和第二轉子孔軸線彼此間隔開的相對的第一和第二端，齒輪腔鄰近第一端設置，第一軸承設置在第一轉子孔和第一齒輪之間，第二軸承設置在第二轉子孔和第二齒輪之間，所述轉子孔殼體限定在第一和第二端之間的出口，所述羅茨式鼓風機還包括安裝到轉子孔殼體的第二端的入口殼體，該入口殼體限定與第一和第二轉子孔流體連通的入口。11.根據權利要求10所述的羅茨式鼓風機，其中，所述入口殼體限定與第一轉子孔軸線共軸地對齊的第三軸承凹部，所述入口殼體限定與第二轉子孔軸線共軸地對齊的軸承安裝支柱，所述羅茨式鼓風機包括第三和第四軸承，其中，第三軸承支承第一轉子軸并且安裝在第三軸承...

【專利技術屬性】
技術研發人員：W·N·埃博根，K·A·威廉姆斯，
申請(專利權)人：伊頓公司，
類型：發明
國別省市：