罗茨式鼓风机转子对准的方法及装置的制造方法
【专利说明】罗茨式鼓风机转子对准的方法及装置
[0001]本申请是申请号为200910164059.3、申请日为2009年8月6日、发明名称为“罗茨式鼓风机转子对准的方法及装置”的专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明一般涉及罗茨式鼓风机。更具体地，本发明涉及通过转子的临界对准(critical alignment)来降低罗茨式鼓风机中的噪声。
【背景技术】
[0003]典型的罗茨式鼓风机在壳体内具有两个平行的、等尺寸的、反向旋转的叶片转子(lobed rotor) 0所述壳体内部典型地具有两个平行的、交迭的、等尺寸的圆柱形室，转子在其中旋转。每个转子具有与另一个转子的相应叶片交错的两个以上叶片。每个转子在支撑在轴承上的轴上被支承，但是轴和轴承的布置都可以至少部分地与转子和/或壳体成为整体。在现代的实践中，罗茨式鼓风机的转子叶片具有典型地近似为一系列圆弧的螺旋、渐开线或摆线轮廓(在本申请的图中示出的那些叶片是摆线的)，并且由容纳在与转子室分离的隔间内的传动比为1:1的齿轮来驱动。转子轴中的一个一般由诸如电动机的外部动力源来驱动，而另一个由第一个来驱动。进气口和出气口通过沿圆柱形室膛之间的交迭区域去除某些部分的材料来形成。净流(net flow)横向穿过转子轴的平面:栗出的材料绕转子的周边从进口移动到出口，随着交错的叶片从腔的中心朝进气口的移动被引入鼓风机中，打开了孔隙；在气缸中的转子的两个叶片之间的体积的交替的“吞气(gulp) ”中绕室被运载，通过从气缸壁提升每个连续的吞气的主叶片而释放到出气口，然后随着每个叶片进入靠近出气口的反向转子的下一个叶间槽而被挤出出气口。
[0004]每个转子的叶片的数量可以是任意的；例如，公知有两个、三个和四个叶片的转子。所谓的齿轮栗是使用渐开线叶片形状以允许叶片起具有滚动的面间接触的齿轮的作用的罗茨式鼓风机的变化；所述设计还允许对齿的差动数量进行选择。
[0005]在二十世纪早期之前，罗茨式鼓风机的叶片是直线式(限定了表面的直线与各个旋转轴平行)而不是螺旋式的。由于
[0006]增加的排出体积是不恒定的，因此具有所述叶片的鼓风机在每次旋转的过程中产生了显著的输出波动。然而，适当成形的直线式叶片之间的倒漏(leakback)(由于压差Δρ而从出口侧流回到进口侧)实质上可以是恒定的，达到可以使所有的间隙均匀不变的程度。二十世纪三十年代制造技术的发展包括以合理价格制作齿轮齿以及顺着螺旋路径沿旋转轴前进的压缩机叶片的能力。这带来了具有有效恒定的排出体积而不是分离脉冲的罗茨式鼓风机，例如由Hallet在专利号为2，014，932的美国专利中所公开的。然而，所述鼓风机表现出脉动倒漏，因此净输送流保持不恒定。
【发明内容】
[0007]本发明的一些实施方式通过提供关于叶片特征比先前的螺旋转子设计显著更均匀的倒漏中的脉动来降低罗茨式鼓风机中的脉冲能量以及相关噪声。用于所述均匀性的主要机构是通过在旋转的过程中精确测量和调整相对的角位置来促进的在转子之间的对准上的改进。
[0008]根据一个方案的罗茨式鼓风机转子对准的方法，包括:将成对的驱动转子和惰轮转子安装在鼓风机壳体中；将惰轮固定到齿轮侧的惰轮转子轴上；使惰轮相对于壳体固定；以及将伸长杠杆臂连在电动机侧的驱动转子轴上。
[0009]所述方法进一步包括:使伸长杠杆臂在交替方向上旋转以将杠杆臂移动到第一和第二行进长度，其中，每个行进长度由在壳体内的驱动转子与惰轮转子的接触来限定；测量杠杆臂在两个行进长度之间的位移；通过将第一基准补偿值加到测量到的位移长度之间的位移值来形成第一位置值；以及将驱动齿轮固定到齿轮侧的驱动转子轴上。
[0010]所述方法进一步包括:设定气体流入鼓风机的出气口的速度；使驱动轴以预定速度在顺流的方向上旋转；在流路上的位置处测量流动压力；将测量到的流动压力中的脉冲瞬时幅度和速度与用于幅度的第一通过/中断标准和用于速度的第二通过/中断标准进行比较；以及将通过额定值(passing rating)分配给满足两个标准的鼓风机。
[0011 ] 在另一个方案中，提出了一种罗茨式鼓风机对准装置。所述装置包括:角度设置工具基座；鼓风机夹具，其用铰链安装到设置基座上，其中，所述夹具被配置为将鼓风机可松开地接合到设置基座上；惰轮接合组件，其中，惰轮接合组件被配置为在足以允许建立鼓风机惰轮与惰轮接合组件的具有配置为与其啮合的偏心支承的惰轮接合齿形的部件之间的啮合的范围内旋转，并且其中，惰轮接合齿形相对于所述组件旋转地固定；以及惰轮接合组件旋转锁，其中，旋转锁被配置为至少在惰轮接合齿形与惰轮相啮合的角度夹紧惰轮接合组件的旋转。
[0012]所述装置进一步包括:用于鼓风机的电动机侧的驱动轴的角度感应杠杆，其被配置为夹紧到驱动轴上，在夹紧到驱动轴上时实质上垂直于驱动轴的旋转轴延伸；角度感应杠杆位移量规，其被配置为检测并且提供在杠杆的位移的范围内的角度感应杠杆的位移的指示；以及用于角度感应杠杆的锁，其被配置为在位移量规的检测范围内的位置处夹紧所述杠杆。
[0013]所述装置进一步包括:电动鼓风机轴驱动器；鼓风机轴驱动器与鼓风机之间的连接器；处于第一压力的测试气体源，其结合到鼓风机出气口上；处于比第一压力低的第二压力的测试气体的目的地(destinat1n)，其结合到鼓风机进气口上，以及气压传感器，其提供与气压形式的输入成比例的电形式的输出，其中，在从测试气体源通过鼓风机到测试气体目的地的流径中，输入到传感器的气压从满足与鼓风机倒漏成比例的气压的位置连接到气压传感器上。所述装置进一步包括:数据获取系统，其被配置为将压力传感器输出变换为作为时间的函数的压力显示，以及用于通过或中断经受处于预定速度的测试气体流并且以预定速度旋转的鼓风机的标准。
[0014]在又一个方案中，提出了一种罗茨式鼓风机对准装置。所述装置包括:用于将鼓风机装配到转子根据需要被轴承支撑并且安装在转子壳体内的位置上的工具，室在两端闭合，驱动转子和惰轮转子啮合并且安装到它们的相应的轴上，并且惰轮上紧到适当的位置。
[0015]所述装置进一步包括:夹具，其能够使惰轮相对于壳体保持静止；以及角度传感器，其能够测量驱动转子的处于其两个旋转极限的角位置之间的差，所述极限在行进的每一端由固定(immobilized)惰轮转子和可动驱动转子之间的接触来设定并且由角度传感器来量度。所述装置进一步包括与角度传感器兼容的驱动转子夹具，以及用于将驱动齿轮上紧到驱动转子上的工具。
[0016]所述装置进一步包括:气体源，其被配置为连在所述鼓风机出气口上，因此存在进口 -出口压力差；电动机和连接器，使得驱动转子轴在其法向上旋转从而将气体从进口输送到出口 ；压力传感器，其放置为在从出气口到进气口的气体流路内的位置处感知压力变化；显示器，其被配置为呈现作为轴角度和/或时间的函数的压力传感器输出；以及规则，其允许显示器与用于适当操作的至少一个标准进行比较，由此可以估算出在测试中鼓风机的对准精度。
[0017]为了可以更好地理解接下来对本发明的详细描述，以及为了可以更好地意识到对本领域的贡献，因此已经相当广泛地概述了本发明的较重要的特征。当然，还有以下将描述的本发明的附加的特征并且其将形成所附的权利要求的主题。
[0018]考虑到这样，在详细解释本发明的至少一个实施方式之前，将要理解的是，本发明的应用不限定于下列描述中陈述的或图中示出的结构的细节和部件的布置。本发明可以是其它实施方式，并且可以以各种方式来实践和实现。还将理解的是，在此使用的措辞和术语以及摘要是为了描述而不应视为限制。
[0019]同样地，本领域技术人员将意识到的是，本发明所基于的概念可以容易地用作用于实现本发明的若干目的的其它结构、方法和系统的设计的基础。因此，重要的是，权利要求应当被视为包括在不背离本发明的精神和范围的情况下的这种等同的结构。
【附图说明】
[0020]图1为完整的罗茨式鼓风机的立体图。
[0021]图2为以分解的形式示出了图1中的鼓风机的立体图。
[0022]图3、图4和图5为分别示出了为了清晰而转离对准位置的处于零度、三十度和六十度的角位置的一对转子的立体图，并且每个转子上包括的线表示每个位置的转子之间的流间隙(flow gap)的轨迹。
[0023]图6为面朝出气口的本发明使用的鼓风机的壳体部件的第一截面图。
[0024]图7为面朝进气口的图6的壳体的第二截面图。
[0025]图8为根据本发明的对比在不恰当对准与恰当对准的在一次旋转期间的倒漏变化的图表。
[0026]图9和图10为在不使轴倾斜分开的情况下的对应于图3和图4的视图的端视图，不出了未对准的转子对。
[0027]图11为