齿轮或凸轮泵转子的新技术应用
本技术是相当于将两个(双数)现使用的凸轮泵或齿轮泵串联连接，但两个相串联连接的泵转子的齿角相互在转角差半个齿角的角度，这样两轴的轮在任何转角都为反向相同状态，得到两轴轮之间互锁和防止流体从相配齿合处泄漏；如两加上转向相反而其他参数相同的动力，得到两轴相齿合的轮对虽然有相齿合的摩擦但由于两轴间没有相互的接触压力而没有形成摩擦力，使泵增加效率、寿命、流体的流动和整机更平稳以及功耗小。
目前，凸轮泵和齿轮泵具有输出压力高、波动小、无流动死点的优点，它们有一个共同的弱点是，两转子的受力方向变化频率大造成易磨损和振动。主要是由齿角齿合处最高的正负齿合压力引起，即是某时某轮的一个齿角在转向后面与另轮的齿角齿合时，这一轮的齿角受到齿合流体很大的向后推力，当这一齿角转过两轴中心线时变为在转向前面齿合而受到流体很大的向前推力，每一个齿角的转角两轴都受到较大的力向前和向后各推一次，这个迅速正反变化的推力对部件影响较大，特别是使同步传动装置和转子很快磨损和造成振动，而且齿合处流体高压推开相齿合的齿角，使间隙较快增大，容易造成效率低和碰齿。
在右图中，1、2、3、4是三齿截面形状相同的凸轮，其中轮1和 和轮2、轮3和轮4是分别装配在同一条动力轴O1和O2上，轮1相对轮2为齿角相差半个齿角角度，即图中为360÷3个齿角÷2=60度，轮3相对于轮4 也是相差半个齿角角度，而轴O1上的轮1与轴O2上的轮4是相配对齿合、轴O1上的轮2与轴O2上的轮3是相配对齿合。
在图0。—60。中，轴O1上的轮1与轴O2上的轮4的齿合点X1至轴心的连线与O1至O2边线的夹角与轴O2上的轮2与轴O2上的轮3的齿合点X2至轴心的连线与O1至O2边线的夹角相等，轮1的齿角角度A1与轮3的齿角度A2相等，轮2与另一轴的轮4齿角角度也相等(这里没有标出)，也就是轮1与轮2的相差半个齿角同一条轴装配相对于轮3与轮4的相差半个齿角同另一条轴装配时，两轴的各轮是反向相同，相当于左右镜像。
从图中可以看出，两轴转动至15、30、45度时，两轴的各轮也是反向相同，而轴轮转动至60度时，是相当于轮1转动到同一轴的轮2的位置、轮3转动到同一轴的轮4的位置，相当于回到图0。—60。的重复循环，即是每一条轴的各轮相对于另一条轴的各轮总是保持反向相同状态，而两轴轮的转动方向和受力的方向是相反的，也就是两轴轮在任何转角时，两轴轮之间的受力(包括受齿合流体的力、转动力等) 是反向
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相等的。
轮1、2、3、4如果作为凸轮泵使用，在轴O1和O2分别加上转动方向相反而其他参数相同的电动机或其他动力， 相齿合的轮1与轮4、轮2与轮3就消除了之间的相互压迫力，即是相齿合轮之间虽然是互相齿合，但没有相互的压迫的摩擦的力(各凸轮侧的齿合线速度不同而有相互摩擦但没有摩擦的力) ，从而消除了原来凸轮之间的摩擦而造成的消耗功率和损伤。
在图中，X1是 轮1与另一轴的轮4的齿合点，在图图0。—60。中轮1的齿角在齿合点X1的上方，轮4的齿角在齿合点X1的下方；而与轮1同轴的轮2的齿角在齿合点X2的下方，与轮4同轴的轮3的齿角在齿合点X2的上方；是因为同轴的凸轮齿角相差半个齿角角度，同轴的其中一轮齿角的一侧与另轴轮齿合时，同轴的相差半个角度轮因为这个角度差在截面中是其齿角的另一侧与另轴轮齿合。如假设图(图0。—60。中)轮11的齿角是在转动方向后的齿侧与另轴轮41齿合，而与轮11同轴的轮21是齿角的转动方向前的齿侧与另轴轮31齿合。这就成了互锁状态，即是轴和的各轮中，其中一轴正向或反向转动某一角度时，另一轴也以相反的转向转动相同的角度，形成转动的相互制约。
同轴轮以半个转角同轴装配可以在转动角度上互锁制约的特点，可以防止两轴齿合轮受到所齿合的流体力将相相齿的齿角撑开而形成的齿间泄漏，如果各个凸轮的材料性质(如刚性、耐磨)合适时，上述中两轴分别加入转向相反的动力时，就可以节省了原凸轮泵中所需要的同步传动装置(一般是以齿轮对作为两轴之间的传动和保持两轴凸轮同步转动的功能)。
在图(转至45。)中，8是轮1和轮2的凸轮齿根，7是轮1的齿顶(轮2也一样)，5是轮3和轮4的凸轮齿根，6是轮4的齿顶(轮3也一样)，齿根5、8以及齿顶6、7都是在端截面上为正圆形的弧段，是以正圆对上面图0。—60。、转至。。
15、转至30凸轮的剪切，即凸轮14、24、34、44的在截面中凸轮齿角的两侧仍是相齿合的原来的弧线，而轮14、24的齿根段8与对应相齿合的轮34、44的齿顶段6 是相切的、轮14、24的齿顶段7与对应相齿合的轮34、44的齿根段5也是相切的。
在两轴的凸轮转动时，各齿根段8与对应相齿合的轮的齿顶段6所占的角度相同，刚好相互对应全程相切转动，而其原来两侧的凸轮弧段也是刚好相互对应全程相切转动，即是转动时，相齿合凸轮的齿角侧是正圆弧段对应正圆弧段、凸轮弧段对应凸轮弧段按顺序轮流相切合转动；5与7、6与8的相切正圆可以根据转子的设计要求，如相同的泵轮叶数，需要有较大流量时，取齿顶圆6、7半径大一些，取齿根圆5、8的半径值小一些，调整圆的大小，只要它们处于相切状态。
齿顶正圆弧段6、7与泵壳内侧9的圆半径接近，只有可转动的凸轮转子相对固定不动的泵壳内侧圆间隙配合的差，即是面的配合，可以减小流体从这间隙的泄漏，也减小流体这间隙附近的挤压力以及防止东西在这间隙卡住。
在右图中，02、03是平分转角同轴装配的齿轮或凸轮泵转子对，（02或03是相当于一单独齿轮或凸轮泵的相齿合转子对）由分腔隔板04分成两个相当于两个单独泵配合的腔室，两个腔室的流体相串联相通(如02外接流体的进口，其出口连接03的进口，而03的出口外接)时，可以增加流体的输出压力但流量不增加只相当于一个02或03的单独流量；02、03的腔室作并联连接(即是02、03的进口和出口分别合并在一起)时，可以增加流体的输出流量但输出压力相当于一个02或03的泵。05是同步装置，保持泵转子对02、03同步转动防止损伤。
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01和06是转动方向相反、其他参数相同的电动机(也可以是转动力和转速相同、转向相反的其他动力)，由于泵转子对02、03是平分转角同轴装配，从上述可知，两电动机所在的两轴是齿合流体时受力反向相等、又有互锁具有同步的作用，加入转向相反的电动机01、06后，02泵转子的相齿合轮和03泵转子的相齿合轮之间在转动时就变成了有之间的齿合摩擦但没有摩擦的力(同步装置05也一样没有摩擦的力)，消除了泵转子和同步装置因齿合引起的损伤，一般较纯净的流体在不考虑气蚀时基本上没有对
转子和同步装置的损伤；同步装置05的作用只是因为有特殊原因不正常时保持同步以保护转子，如果泵转子在适合的强度也可以没有同步装置05。（在传统同轴单轮分主、从动力轴的泵中，泵转子在不同的转动角度受力不同，保持两轴同步转动的同步装置容易受磨损，造成时而泵转子碰齿损伤、时而受齿合流体力撑开相齿合的齿角形成流体从齿间泄漏）。也就是双数齿轮或凸轮泵转子同轴装配，再在两轴加上转向相反的动力，能有效防止泵内摩擦损伤、保持泵转子动力与流体流动力的转换效率、也会增加整机和流体流动的稳定性以及各泵腔间的可串、并联相通，可以得到更高的流体压力、流量或对压力和流量的兼取。可以增加其使用范围如可作制冷压缩机用。
本文是从专利文件 (申请号为201410513408和2014103723322) 中摘取的，只作为一个新的技术供大家参考和再延伸探索，以促进新技术的发展提高和应用。
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