简化的罗茨式鼓风机制造技术

本发明专利技术涉及一种具有改进的声音特性的简化的罗茨式鼓风机。该罗茨式鼓风机包括具有模铸的、整体式的聚合物结构的转子孔壳体。该转子孔壳体限定第一转子孔和第二转子孔。该转子孔壳体还限定对应第一转子孔的第一轴承凹部和对应第二转子孔轴线的轴承凹部。该转子孔壳体还限定定时齿轮腔。

【技术实现步骤摘要】
简化的罗茨式鼓风机相关申请的交叉引用本申请要求于2011年6月2日提交的、名称为″SIMPLIFIEDROOTSBLOWERWITHIMPROVEDNOISESIGNATURE″的美国临时申请61/492,520的权益，其全部内容在此作为参考引入。
本专利技术公开的内容总体涉及鼓风机。更特别地，本专利技术公开的内容涉及鼓风机，例如罗茨式空气鼓风机。
技术介绍
罗茨式空气鼓风机是正排量泵，其通过使用相互啮合的转子移动空气。转子安装在由转子孔壳体限定的转子孔内。转子通常由安装在轴承板组件内的轴承支承，该轴承板组件与转子孔壳体连接。轴承作用为在轴承板中安置转子并且与在轴承板中加工出的凹部压配合。需要比较高的精度以确保不会在转子之间或者在转子和转子孔壳体之间产生接触。因此，轴承板组件和转子孔壳体利用严密控制的装配和加工操作由金属制成。鉴于上述情况，需要简化的罗茨式鼓风机设计，其可以以有成本效益的方式制造，同时仍然能够有效率地操作。对于现有的罗茨式鼓风机设计的另一个挑战涉及产生的噪音。例如，现有的罗茨式鼓风机设计通常会当高压空气在出口急速通过转子输送到大气中时产生噪声。在出口的该空气脉动是听得到的，并且可以通过用于制造现有的罗茨式鼓风机的通常的壳体和轴承板材料而被放大。此外，听得到的、由发动机转矩引起的定时齿轮的卡嗒卡嗒响也通过用于制造当前的罗茨式鼓风机的现有的材料而被放大。因此，还需要噪声消减方面的改善。
技术实现思路
本专利技术公开的内容一方面涉及一种简化的罗茨式鼓风机，其具有模铸的聚合物转子孔壳体，该壳体带有整体模铸的轴承凹部。这种类型的设计不需要机械加工。本专利技术公开的内容的另一个方面涉及一种罗茨式鼓风机，其具有模铸的、聚合物转子孔壳体和设计为具有锋利的边缘的转子，该锋利的边缘在试运转期间在启动时将壳体切削到精确的尺寸，从而改进容积和热效率。当转子在最初的试运转期间旋转时，当转子围绕其相应的轴线旋转时，转子的边缘切去限定转子孔的壳体的部分，从而使得转子孔的内部形状与由转子的周缘限定的外部形状匹配。在一些实施例中，至少部分的转子孔有意地模铸为稍微过小的尺寸，以在初次试运转期间在启动时允许转子孔的尺寸过小的部分被转子切去。本专利技术公开内容的再一方面涉及一种罗茨式鼓风机，其由具有阻尼特性的聚合物材料(例如塑料)模铸或构造而成，这些阻尼特性有助于减轻定时齿轮的卡嗒卡嗒响和限制与空气脉动的放大相关的噪声。在一个实施方式中，使用阻尼塑料材料并结合具有轴承凹部和整合在相同的壳体件中的转子孔的设计可以减少常规的罗茨式鼓风机的常见的脉动噪声和齿轮的卡嗒卡嗒响。在一些实施例中，使用塑料的定时齿轮或者金属(例如钢)和塑料组合的定时齿轮可以对削减齿轮卡嗒卡嗒响产生显著的影响。本专利技术公开内容的又一方面涉及一种具有注射模铸的、整体式的壳体的罗茨式鼓风机，该壳体包括集成在其中的转子孔和轴承凹部。在一些实施例中，轴承利用嵌件模铸工艺模铸在轴承凹部中。在一些实施例中，壳体的聚合物材料利用加强件例如玻璃纤维加强。在一些实施例中，玻璃纤维具体地取向成提高部件的精确度和结构完整性。在一些实施例中，限定转子孔和轴承凹部的模铸的聚合物壳体与具有金属结构的入口壳体连接。在一些实施例中，对准/导向接触面设置在金属的入口壳体和模铸的塑料转子孔壳体之间。对准界面可以构造为帮助改进或维持转子孔的同心性。本专利技术公开内容的又一个方面是涉及一种紧凑的罗茨式鼓风机，其具有直接安装在罗茨式鼓风机的出口上方的转子轴承。在一个实施例中，罗茨式鼓风机包括转子孔、可旋转地安装在转子孔内部的转子、安装在罗茨式鼓风机的一端的转子定时齿轮和安装在罗茨式鼓风机的相对端的转子驱动滑轮。在这样的实施例中，转子孔设置在驱动滑轮和转子定时齿轮之间。在一个实施例中，罗茨式鼓风机的入口总体设置成靠近罗茨式鼓风机的第二端，而罗茨式鼓风机的出口总体设置成靠近罗茨式鼓风机的第一端。本专利技术公开的内容另一个方面涉及一种包括转子孔壳体的罗茨式鼓风机，该转子孔壳体具有模铸的聚合物结构。该转子孔壳体限定沿第一转子孔轴线对准的第一转子孔和沿第二转子孔轴线对准的第二转子孔。第一和第二转子孔轴线平行。转子孔壳体还限定与第一转子孔轴线共轴地对齐的第一轴承凹部和与第二转子孔轴线共轴地对齐的第二轴承凹部。转子孔壳体进一步限定齿轮腔。罗茨式鼓风机还包括安装在第一轴承凹部内的第一轴承和安装在第二轴承凹部内的第二轴承。罗茨式鼓风机进一步地包括具有沿第一转子孔轴线对齐的第一转子轴的第一罗茨式转子和具有沿第二转子孔轴线对齐的第二转子轴的第二罗茨式转子。第一转子轴由第一轴承支承，从而第一罗茨式转子可相对于转子孔壳体绕第一转子孔轴线自由地旋转。第二转子轴通过第二轴承支承，从而第二罗茨式转子可相对于转子孔壳体绕第二转子孔轴线自由地旋转。该罗茨式鼓风机还包括设置在齿轮腔内的第一和第二齿轮。第一齿轮与第一转子轴配合，第二齿轮与第二转子轴配合。第一和第二齿轮彼此啮合并且配置为用于在第一和第二转子轴之间传递转矩。在一些实施例中，转子孔壳体限定罗茨式鼓风机的出口，罗茨式鼓风机还包括连接到转子孔壳体的金属制的入口壳体。该入口壳体限定罗茨式鼓风机的入口。本专利技术公开内容的再一个方面涉及包括转子孔壳体的罗茨式鼓风机，该转子孔壳体具有纤维加强聚合物结构。该转子孔壳体限定第一转子孔和第二转子孔。该转子孔壳体还限定对应第一转子孔的第一轴承凹部和对应第二转子孔的第二轴承凹部。该转子孔壳体还限定齿轮腔。该罗茨式鼓风机还包括安装在第一轴承凹部内的第一轴承和安装在第二轴承凹部内的第二轴承。该罗茨式鼓风机进一步地包括具有第一转子轴的第一罗茨式转子和具有第二转子轴的第二罗茨式转子。第一罗茨式转子设置在第一转子孔内，第二罗茨式转子设置在第二转子孔内。第一和第二转子轴可绕转子轴轴线旋转，所述转子轴轴线设置成使得，当第一和第二罗茨式转子旋转时，第一和第二罗茨式转子彼此啮合。第一转子轴支承在第一轴承内，而第二转子轴由第二轴承支承。该罗茨式鼓风机进一步地包括设置在齿轮腔内的第一和第二齿轮。第一齿轮与第一转子轴配合，第二齿轮与第二转子轴配合。第一和第二齿轮彼此啮合并且配置为用于在第一和第二转子轴之间传递转矩。在一些实施例中，该罗茨式鼓风机还可以包括连接到转子孔壳体的入口壳体。该入口壳体可以具有金属结构，并且可以限定与第一和第二转子孔流体连通的罗茨式鼓风机的入口。该转子孔壳体可以限定与第一和第二转子孔流体连通的罗茨式鼓风机的出口。多个其他方面将在随后的说明书中阐述。这些方面可以涉及单独的特征和特征的组合。应理解的是，上文的一般性说明及其后详细的描述都是示例性的，其仅仅是说明性的，并不限制在此公开的实施例所基于的广泛的概念。附图说明并入说明书中并构成说明书的一部分的附图图示了本专利技术公开内容的多个方面。附图的简要描述如下：图1是现有技术的罗茨式鼓风机的示意性的描述；图2是根据本专利技术公开内容的原理的罗茨式鼓风机的前部、顶部透视图；图3是图2的罗茨式鼓风机的后部、顶部透视图；图4是图2的罗茨式鼓风机的后部、底部透视图；图5是图2的罗茨式鼓风机的前部、底部视图；图6是图2的罗茨式鼓风机的顶视图；图7是图2的罗茨式鼓风机的后视图；图8是图2的罗茨式鼓风机的前视图；图9是图2的罗茨式鼓风机的底视图；图10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种罗茨式鼓风机，该鼓风机包括：具有模铸的、整体式的聚合物结构的转子孔壳体，该转子孔壳体限定第一转子孔和第二转子孔，该转子孔壳体还限定对应于第一转子孔的第一轴承凹部和对应于第二转子孔轴线的轴承凹部，该转子孔壳体进一步限定齿轮腔；安装在第一轴承凹部内的第一轴承和安装在第二轴承凹部内的第二轴承；第一罗茨式转子，该第一罗茨式转子具有沿第一转子轴线对齐的第一转子轴；和第二罗茨式转子，该第二罗茨式转子具有沿第二转子孔轴线对齐的第二转子轴，第一和第二罗茨式转子分别设置在第一和第二转子孔内，第一和第二罗茨式转子可相对于转子孔壳体绕其相应的第一和第二转子轴线旋转，第一和第二转子孔轴线相对地设置成使得，当第一和第二罗茨式转子绕其相应的第一和第二转子轴线旋转时，第一和第二罗茨式转子彼此啮合，第一转子轴由第一轴承支承，第二转子轴由第二轴承支承；和设置在齿轮腔内的第一和第二齿轮，第一齿轮与第一转子轴配合，第二齿轮与第二转子轴配合，第一和第二齿轮彼此啮合并且构造为用于在第一和第二转子轴之间传递转矩。

【技术特征摘要】
2011.06.02 US 61/492,5201.一种罗茨式鼓风机，该鼓风机包括：具有模铸的、整体式的聚合物结构的转子孔壳体，该转子孔壳体限定第一转子孔和第二转子孔，该转子孔壳体还限定对应于第一转子孔的第一轴承凹部和对应于第二转子孔的第二轴承凹部，该转子孔壳体进一步限定齿轮腔，其中，所述模铸的、整体式的聚合物结构的转子孔壳体将所述第一转子孔、所述第二转子孔、所述第一轴承凹部、所述第二轴承凹部和齿轮腔整合到同一个整体式壳体中；安装在第一轴承凹部内的第一轴承和安装在第二轴承凹部内的第二轴承；第一罗茨式转子，该第一罗茨式转子具有沿第一转子孔轴线对齐的第一转子轴；和第二罗茨式转子，该第二罗茨式转子具有沿第二转子孔轴线对齐的第二转子轴，第一和第二罗茨式转子分别设置在第一和第二转子孔内，第一和第二罗茨式转子可相对于转子孔壳体绕其相应的第一和第二转子孔轴线旋转，第一和第二转子孔轴线相对地设置成使得，当第一和第二罗茨式转子绕其相应的第一和第二转子孔轴线旋转时，第一和第二罗茨式转子彼此啮合，第一转子轴由第一轴承支承，第二转子轴由第二轴承支承；和设置在齿轮腔内的第一和第二齿轮，第一齿轮与第一转子轴配合，第二齿轮与第二转子轴配合，第一和第二齿轮彼此啮合并且构造为用于在第一和第二转子轴之间传递转矩；其中，所述模铸的聚合物结构包括聚合物基体材料和嵌入在基体材料内的加强纤维；所述转子孔壳体包括分别限定第一和第二轴承凹部的第一和第二圆筒状的凹部限定壁，所述加强纤维在每个第一和第二圆筒状的凹部限定壁内在圆周方向上对齐。2.根据权利要求1所述的罗茨式鼓风机，其中，所述第一和第二转子孔各自具有小于2度的拔模斜度。3.根据权利要求1所述的罗茨式鼓风机，其中，所述第一和第二转子孔各自具有等于零的拔模斜度。4.根据权利要求1所述的罗茨式鼓风机，其中，所述转子孔壳体包括分别限定第一和第二转子孔的第一和第二转子孔限定壁，在所述第一和第二转子孔限定壁内的加强纤维定向为相对于第一和第二转子孔轴线平行。5.根据权利要求1所述的罗茨式鼓风机，其中，所述第一和第二转子孔具有小于250立方厘米的组合容积。6.根据权利要求1所述的罗茨式鼓风机，其中，所述转子孔壳体限定与第一和第二转子孔流体连通的出口，所述出口与第一和第二轴承相对地设置成使得，垂直于第一和第二转子孔轴线的参考平面与所述出口和所述第一和第二轴承相交。7.根据权利要求1所述的罗茨式鼓风机，其中，所述第一和第二轴承嵌件模铸到其相应的第一和第二轴承凹部中。8.根据权利要求7所述的罗茨式鼓风机，进一步包括围绕第一轴承的第一轴承罩和围绕第二轴承的第二轴承罩，所述第一和第二轴承罩提供了在转子孔壳体与第一和第二轴承的外圈之间的屏障。9.根据权利要求1所述的罗茨式鼓风机，其中，所述第一和第二转子具有切割刃，在最初的试运转期间，所述切割刃切割转子孔壳体，以使第一和第二转子孔成形。10.根据权利要求1所述的罗茨式鼓风机，其中，所述转子孔壳体具有沿第一和第二转子孔轴线彼此间隔开的相对的第一和第二端，齿轮腔邻近第一端设置，第一轴承设置在第一转子孔和第一齿轮之间，第二轴承设置在第二转子孔和第二齿轮之间，所述转子孔壳体限定在第一和第二端之间的出口，所述罗茨式鼓风机还包括安装到转子孔壳体的第二端的入口壳体，该入口壳体限定与第一和第二转子孔流体连通的入口。11.根据权利要求10所述的罗茨式鼓风机，其中，所述入口壳体限定与第一转子孔轴线共轴地对齐的第三轴承凹部，所述入口壳体限定与第二转子孔轴线共轴地对齐的轴承安装支柱，所述罗茨式鼓风机包括第三和第四轴承，其中，第三轴承支承第一转子轴并且安装在第三轴承...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·N·埃博根，K·A·威廉姆斯，
申请(专利权)人：伊顿公司，
类型：发明
国别省市：