一种等过流面积的锥螺杆-衬套副制造技术

本发明专利技术公开了一种等过流面积的锥螺杆‑衬套副，属于单螺杆泵应用领域，锥形衬套包括锥形衬套内曲面、锥形衬套大端面、锥形衬套小端面和锥形衬套外圆柱面；锥形螺杆大端面和锥形衬套大端面组成锥螺杆‑衬套副的入口端；锥形螺杆小端面和锥形衬套小端面组成锥螺杆‑衬套副的出口端。锥螺杆‑衬套副某一截面的过流面积定义为该截面的锥形衬套内曲面面积与锥形螺杆外曲面的面积之差。锥螺杆‑衬套副的等过流面积特征以及等容腔特征有利于提高单头锥螺杆泵的排量，减小压力脉动，使流量更加平稳，而且从入口端到出口端压力上升相对较小，在运动过程中相对滑动速度低,降低磨损延长使用寿命。

A flow area of the cone screw liner

The invention discloses a flow area of the cone screw liner, belonging to the field of application of single screw pump, tapered bushing including cone bush inner surface, cone bush, large end tapered bushing small end and tapered bushing cylinder; taper screw large end and tapered bushing end large cone screw pair bushing entrance end; small taper screw end and tapered bushing small end bushing composed of cone screw vice outlet. The flow area is defined as the tapered bushing section of the inner surface area and the surface area of the outer taper screw cone screw difference liner of a profile. The other side cone screw bushing flow area and characteristics of cavity characteristics is helpful to improve the single cone screw pump displacement, reduce pressure pulsation, make the flow more smoothly, but also from the entrance end to the outlet end of the pressure rise is relatively small, in the process of the movement of relatively low sliding speed, reduce wear and prolong service life.

【技术实现步骤摘要】
一种等过流面积的锥螺杆-衬套副
本专利技术涉及单螺杆泵应用领域，尤其涉及一种锥螺杆-衬套副的曲面成形方法，能够输送非常粘稠的介质、含有水的所有介质、含有气体的介质、含有纤维物和固体颗粒的介质等，可以应用于石油、化工、制药等领域。
技术介绍
在单头锥螺杆泵中广泛应用的传统锥螺杆-衬套副大都是容腔减缩结构，锥螺杆与衬套相互啮合形成若干容积逐渐减小的密封腔室，随着锥螺杆在衬套内转动，工作介质不断由锥螺杆-衬套副的入口端输送到出口端。目前现有的一些锥螺杆-衬套副中存在不少缺陷和问题。在专利文件CN103883522A和专利文件CN103775334A中，提出的锥螺杆衬套副从入口端至出口端的各个截面的过流面积不断减小，各个容腔的体积随之迅速减小，导致了泵的排量较小，各腔室间压力脉动大，流量不平稳，严重影响泵的正常工作及使用寿命。在专利文件WO2010100134A2中，提出了等容腔的锥螺杆衬套副，它的每个容腔的体积是相等的，其实现方法是通过通过一系列偏心距、转子直径等参数的组合，使得每个容腔的体积相等，然而这种锥螺杆衬套副从入口端到出口端各个截面的过流面积是不恒定的，这样就增加了流量的不平稳性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等过流面积的锥螺杆‑衬套副，其特征在于：该锥螺杆‑衬套副包括锥形螺杆(4)、锥形衬套(5)；锥形螺杆(4)包括锥形螺杆外曲面(9)、锥形螺杆大端面(10)、锥形螺杆小端面(11)；锥形衬套(5)包括锥形衬套内曲面(16)、锥形衬套大端面(17)、锥形衬套小端面(18)和锥形衬套外圆柱面(19)；所述锥形螺杆大端面(10)和锥形衬套大端面(17)组成锥螺杆‑衬套副的入口端(20)；所述锥形螺杆小端面(11)和锥形衬套小端面(18)组成锥螺杆‑衬套副的出口端(21)；基于传统锥螺杆‑衬套副的曲面成形方法，本方法涉及的单头锥螺杆‑衬套副(6)的曲面成形方法包括：S1锥形螺杆曲面(9)的成形方法和...

【技术特征摘要】
1.一种等过流面积的锥螺杆-衬套副，其特征在于：该锥螺杆-衬套副包括锥形螺杆(4)、锥形衬套(5)；锥形螺杆(4)包括锥形螺杆外曲面(9)、锥形螺杆大端面(10)、锥形螺杆小端面(11)；锥形衬套(5)包括锥形衬套内曲面(16)、锥形衬套大端面(17)、锥形衬套小端面(18)和锥形衬套外圆柱面(19)；所述锥形螺杆大端面(10)和锥形衬套大端面(17)组成锥螺杆-衬套副的入口端(20)；所述锥形螺杆小端面(11)和锥形衬套小端面(18)组成锥螺杆-衬套副的出口端(21)；基于传统锥螺杆-衬套副的曲面成形方法，本方法涉及的单头锥螺杆-衬套副(6)的曲面成形方法包括：S1锥形螺杆曲面(9)的成形方法和S2锥形衬套曲面(16)的成形方法；S1锥形螺杆曲面9的曲面成形方法；S1.1传统锥螺杆曲面方程及过流面积；传统单头锥螺杆的形状可以这样描述：以一锥面螺旋线的锥顶为球心作一系列不同半径的同心球面，以球面与螺旋线的交点为圆心在该球面上取一球面圆，其半径与球面半径成线性关系；这些球面所组成的外廓即为锥螺杆曲面；上述锥面螺旋线为圆心锥面螺旋线，其所在的锥面称为转子的基锥，基锥的锥顶称为极点；如果把这些球面圆片在其自身的球面中移动，使其圆心移至基锥中心线上去，则这些球面圆片与极点形成一个圆锥，该圆锥称为生成锥；设圆心锥面螺旋线的螺距为t，基锥半锥角为ξ，生成锥半锥角为θ；传统锥螺杆曲面方程为令式中的参数β在0～2π范围内变化，得到的即为某一球面圆圆周的坐标；再让参数α变化，则得到不同球面圆圆周上各点的坐标方程，而这些圆在空间构成锥螺杆表面，因此，式(1)也就是锥螺杆曲面方程；用半径为ρ的球面截传统锥螺杆和衬套，分别得到球面圆和球面长圆形的截面，则所得球面长圆形与球面圆的面积之差即为半径为ρ的截面处的过流面积，则过流面积S为S＝S套-S杆＝4ρ2ηsinθ＝8ρ2ξsinθ(2)S1.2等过流面积锥螺杆的曲面成形方法为了增大排量，使各个球截面的过流面积Sk始终等于传统锥螺杆-衬套副大端面(10)的过流面积S1，即S＝8ρ2ξsinθ恒定，则由0°<θ<90°得而对于某一个确定的圆心锥面螺旋线来说，基锥半锥角ξ是恒定的，故θ可由式(3)确定，且仅由半径ρ决定；每个球面半径ρi对应一个角度θi，就使每个球截面的过流面积S保持恒定值A0，进而使每个容腔体积相等，增大了传统锥螺杆泵的排量；角度θi不再表示生成锥的半锥角，它随球面半径ρi的变化而变化，其几何含义为任一球面半径ρ对应的球面圆轮廓与极点形成的变化锥的半锥角；可见新型锥螺杆曲面与传统锥形螺杆曲面的区别在于新型锥螺杆-衬套副(6)的各截面的过流面积均相等；式(4)表明截面圆半径r与球面半径ρ成反比例关系；式(5)给出了在过流面积A0和基锥半锥角ξ一定的情况下，球面半径ρ的取值范围；等过流面积大排量单头锥螺杆曲面(9)描述如下：以一锥面螺旋线的锥顶为球心作一系列不同半径的同心球面，以球面与螺旋线的交点为圆心在该球面上取一球面圆，其半径r与球面半径ρ成反比例关系：r＝Sk/8ρξ；这些球面所组成的外廓即为等过流面积大排量单头锥螺杆曲面；将式(3)代入到传统锥螺杆曲面方程式即式(1)中，得到等过流面积大排量单头锥螺杆曲面方程如下式(5)即为等过流面积大排量单头锥螺杆(4)的曲面方程，该式表示的螺杆旋向为右旋，如果是左旋螺杆，只要将右手左边系改为左手坐标系，则锥螺杆曲面方程不变；S2锥形衬套曲面(16)的成形方法锥螺杆-衬套副工作时，衬套固定不动，而锥螺杆则在衬套内一边自转一边公转，作定点行星运动；当锥螺杆曲面方程为式(5)时，锥形衬套曲面就是这种确定的相对运动条件下的锥螺杆曲面的包络面；锥形衬套曲面方程的推导过程为先通过坐标转换求出一簇曲面，再根据包络定理和接触条件求出这一簇曲面的包络面即锥形衬套曲面；由于等容腔大排量单头锥形衬套曲面方程的推导过程与传统单头锥形衬套的曲面方程的推导过程类似，这里直接给出推导出的锥形衬套的曲面方程，如下：式(7)中的和分别表示锥螺杆的公转角度和自转角度，且满足关系：和分别为的两组解；X2，Y2，Z2表示等容腔大排量单头锥螺杆的曲面方程坐标；将式(6)代入到式(7)中，即可得到完整的等过流面积大排量单头锥形衬套的曲面...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新华，王云琨，陈迎春，涂承媛，贺燕军，赵以振，张涛，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11