一种基于声子晶体转子的三螺杆泵制造技术

一种基于声子晶体转子的三螺杆泵，包括三螺杆泵；所述三螺杆泵具有两根尺寸、构造和材质均相同的从动螺杆，从动螺杆基体中均有沿轴向分布的空心腔体，空心腔体内布置声子晶体内芯；所述声子晶体内芯包括芯体、中间层和外层；其中，中间层包裹芯体，外层包裹中间层；所述声子晶体内芯为圆柱体，声子晶体内芯横截面半径为从动螺杆基体根圆半径的25％～50％。所属空心腔体的轴向长度大于从动螺杆基体轴向长度的2/3。所述空心腔体内的声子晶体内芯有多段。本发明专利技术通过将声子晶体应用于三螺杆泵的从螺杆，能够有效衰减三螺杆泵由主螺杆驱动从螺杆时从螺杆的扭转振动。

【技术实现步骤摘要】
一种基于声子晶体转子的三螺杆泵
本专利技术属于螺杆泵
，具体涉及一种基于声子晶体转子的三螺杆泵。
技术介绍
三螺杆泵以其压力小，流量平稳等特性越来越受市场的青睐，随着三螺杆泵的广泛应用于各个行业，三螺杆泵运转过程中产生的振动噪声问题越来越受到重视。三螺杆泵扭转振动难以减弱，渐渐成为三螺杆泵发展的难题。通过文献检索，三螺杆泵振动噪声抑制相关的文献较少，尤其缺乏降低三螺杆泵扭转振动方面的解决手段较少。声子晶体是一种弹性常数及密度周期分布的新型结构功能材料，考虑到声子晶体对振动噪声独有的特性，被广泛应用于当代噪声控制工程技术。因此，本专利技术将隔声材料应用到三螺杆泵，用于实现三螺杆泵减振降噪。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够减弱三螺杆泵扭转振动的基于声子晶体转子的三螺杆泵。本专利技术的上述目的通过以下技术方案来实现：包括三螺杆泵；所述三螺杆泵具有两根尺寸、构造和材质均相同的从动螺杆，从动螺杆基体中均有沿轴向分布的空心腔体，空心腔体内布置声子晶体内芯；所述声子晶体内芯包括芯体、中间层和外层；其中，中间层包裹芯体，外层包裹中间层；本专利技术还可以包括：1.所述声子晶体内芯为圆柱体，声子晶体内芯横截面半径为从动螺杆基体根圆半径的25％～50％。2.所述空心腔体的轴向长度大于从动螺杆基体轴向长度的2/3。3.所述空心腔体内的声子晶体内芯为分段结构。4.所述声子晶体内芯中的芯体为分段结构，相邻芯体的材料密度不同。5.所述声子晶体内芯中的中间层为分段结构，相邻中间层的材料密度不同。6.所述声子晶体内芯中的外层为分段结构，相邻外层的材料密度不同。本专利技术具有的有益效果：声子晶体作为一种新型隔声材料，存在弹性波禁带。落在禁带范围内的弹性波在声子晶体中传播时会强烈的衰减，其衰减程度远远大于质量密度定理的预测值。本专利技术通过将声子晶体应用于三螺杆泵的从螺杆，能够有效衰减三螺杆泵由主螺杆驱动从螺杆时从螺杆的扭转振动。附图说明图1为本专利技术的声子晶体三螺杆泵外部示意图。图2为本专利技术声子晶体三螺杆泵主从螺杆配合示意图。图3为本专利技术设计的一种声子晶体的三螺杆泵从动螺杆主剖视图。图4为本专利技术的声子晶体内芯结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供一种将声子晶体运用在三螺杆泵减振降噪上创新思路。一种基于声子晶体转子的三螺杆泵，包括主动螺杆1、第一从动螺杆2、第一端盖3、第二从动螺杆5、第二端盖4，如图2所示。第一从动螺杆2和第二从动螺杆5均均有沿轴向分布的空心腔体，空心腔体安装有声子晶体内芯6，如图3所示。第一从动螺杆2和第二从动螺杆5不是完全空心时，空心腔体的轴向长度要大于第一从动螺杆基体长度的2/3且空心腔体的开口位于从动螺杆的一端，以便于声子晶体内芯安装。在保证从动螺杆基体5刚度下，最大优化声子晶体内芯6的作用效果。空心腔体内的声子晶体内芯6为分段结构，优选为3段，以提升减振效果。声子晶体内芯6包括芯体7、中间层8和外层9；声子晶体内芯6的最内侧为芯体7，芯体7外侧为中间层8，中间层8外围布置外层9，如图4所示。所述声子晶体内芯半径的选取范围为从动螺杆基体根圆半径的25％～50％。所述芯体7为实心且密度分布均匀；芯体7半径优选为声子晶体内芯6半径的1/3；所述声子晶体内芯中的基体沿轴向分为2～5段，相邻的芯体7密度不同，以提升减振效果。本专利技术芯体7的材料为树脂，优选为环氧树脂。所述中间层8均匀包在基体的外侧且密度分布均匀；所述声子晶体内芯中的中间层沿轴向分为2～5段，相邻的中间层8密度不同，以提升减振效果。本专利技术中间层8的材料为金属层，优选为铅。所述外层9均匀包络在中间层8的外侧，外层9密度分布均匀；所述声子晶体内芯中的中间层沿轴向分为2～5段，相邻的外层9密度不同，以提升减振效果。本专利技术外层9为橡胶层，优选为橡胶，且具有网状包络状。上述材料参数如表1所示。表1材料参数材料密度ρ(kg/m3)剪切模量μ(Pa)泊松比环氧树脂11801.59×1090.37橡胶13003.4×1050.47铅116001.49×10100.37当扭转振动激扰作用经过主动螺杆传递到从动螺杆基体上时，由端盖传入声子晶体内芯6，在声子晶体作用下，使得振动激扰在一定的频带范围声子晶体扭转振动带隙内得到衰减。具体实施时需要考虑声子晶体内芯的材料、尺寸等因素对声子晶体三螺杆泵减震降噪性能影响。例如选用不同材料组成的声子晶体内芯，不局限于树脂、金属、橡胶这三种材料；调整声子晶体内芯层数之间的连接方式，铆钉连接方式较过盈配合，其减震降噪的能力越强；改变声子晶体内芯的段数，可根据具体需求重新设计。声子晶体作为一种新型隔声材料，存在弹性波禁带。落在禁带范围内的弹性波在声子晶体中传播时会强烈的衰减，其衰减程度远远大于质量密度定理的预测值。本专利技术通过将声子晶体应用于三螺杆泵的从螺杆，能够有效衰减三螺杆泵由主螺杆驱动从螺杆时从螺杆的扭转振动。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于声子晶体转子的三螺杆泵，包括三螺杆泵，其特征在于，所述三螺杆泵具有两根尺寸、构造和材质均相同的从动螺杆，从动螺杆基体中均有沿轴向分布的空心腔体，空心腔体内布置声子晶体内芯；所述声子晶体内芯包括芯体、中间层和外层；其中，中间层包裹芯体，外层包裹中间层。

【技术特征摘要】
1.一种基于声子晶体转子的三螺杆泵，包括三螺杆泵，其特征在于，所述三螺杆泵具有两根尺寸、构造和材质均相同的从动螺杆，从动螺杆基体中均有沿轴向分布的空心腔体，空心腔体内布置声子晶体内芯；所述声子晶体内芯包括芯体、中间层和外层；其中，中间层包裹芯体，外层包裹中间层。2.如权利要求1所述的一种基于声子晶体转子的三螺杆泵，其特征在于，所述声子晶体内芯为圆柱体，声子晶体内芯横截面半径为从动螺杆基体根圆半径的25％～50％。3.如权利要求2所述的一种基于声子晶体转子的三螺杆泵，其特征在于，所述空心腔体的轴向长度大于从动螺杆基体轴向长度的2/3。4.如权利要求3所述的一种基于声子晶体转子...

【专利技术属性】
技术研发人员：率志君，周帅宇，卢熙群，郭宜斌，鲁涵峰，任凭，焦殿林，刘伟，董烈祎，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23