CN105485015A - 干式螺杆真空泵螺杆转子端面型线 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种干式螺杆真空泵螺杆转子端面型线，属于真空泵技术领域。它解决了现有的干式螺杆真空泵螺杆转子端面型线类型不足的问题。本干式螺杆真空泵螺杆转子端面型线由一段曲线ab、一段曲线bc、一段齿根圆弧cd、一段长摆线de和一段齿顶圆弧ea五段曲线组成；一根螺杆转子上的曲线ab为余弦曲线且另一根螺杆转子上的曲线b’c’与一根螺杆转子上的曲线ab共轭；或一根螺杆转子上的曲线bc为余弦曲线且另一根螺杆转子上的曲线a’b’与一根螺杆转子上的曲线bc共轭。与现有技术螺杆转子端面型线相比，余弦曲线对应形成的螺旋面曲率半径大，提高了螺杆与螺杆齿形啮合通道间隙的长度，因而提高密封效果。

Description

干式螺杆真空泵螺杆转子端面型线

技术领域

本发明属于真空泵技术领域，涉及一种干式螺杆真空泵，特别是一种干式螺杆真空泵螺杆转子端面型线。

背景技术

干式螺杆真空泵是利用一对螺杆在泵壳中作同步高速反向旋转而产生的吸气和排气作用的抽气设备。两螺杆经精细动平衡校正，由轴承支撑，安装在泵壳中，螺杆与螺杆之间和螺杆与泵壳之间都有一定的间隙；因此泵工作时，相互之间无磨擦，运转平稳，噪音低，工作腔无需润滑油，因此，干式螺杆泵能抽除含有大量水蒸汽及少量粉尘的气体场合，极限真空更高，消耗功率更低，具有节能，免维修等优点。

关于干式螺杆真空泵螺杆转子端面型线的相关文献较多，如申请人曾申请的严格密封型干式螺杆真空泵螺杆转子型线(授权公告号CN103233894B)，一种新型齿形螺杆型线(授权公告号CN103195716B)，一种螺杆真空泵的螺杆组件(申请公布号CN104019034A)。本领域技术人员希望能提出更多类型的干式螺杆真空泵螺杆转子端面型线。

发明内容

本发明提出了一种干式螺杆真空泵螺杆转子端面型线，本发明要解决的技术问题是如何提出更多类型的干式螺杆真空泵螺杆转子端面型线。

本发明的要解决的技术问题可通过下列技术方案来实现：一种干式螺杆真空泵螺杆转子端面型线，干式螺杆真空泵具有两根螺杆转子，两根螺杆转子平行设置且外啮合，两根螺杆转子的端面型线完全相同，端面型线由一段曲线ab、一段曲线bc、一段齿根圆弧cd、一段长摆线de和一段齿顶圆弧ea五段曲线组成；所述曲线ab与齿顶圆弧ea平滑过渡，所述曲线bc和齿根圆弧cd平滑过渡；一根螺杆转子上的曲线ab为余弦曲线且另一根螺杆转子上的曲线b’c’与一根螺杆转子上的曲线ab共轭；或一根螺杆转子上的曲线bc为余弦曲线且另一根螺杆转子上的曲线a’b’与一根螺杆转子上的曲线bc共轭。

本干式螺杆真空泵螺杆转子端面型线中曲线ab或曲线bc为余弦曲线，与现有技术螺杆转子端面型线相比，余弦曲线对应形成的螺旋面曲率半径大，提高了螺杆与螺杆齿形啮合通道间隙的长度，因而提高密封效果。

本干式螺杆真空泵螺杆转子端面型线中曲线ab为余弦曲线，与现有技术螺杆转子端面型线相比，与曲线ab共轭的曲线b’c’呈“S”型，曲面上具有小凸起部位，在螺杆真空泵高速运行时，即螺杆转子高速旋转，小凸起部位能对颗粒物产生向外作用力，因而有效地减少颗粒物在齿根部沉积，减少螺杆真空泵维护，提高螺杆真空泵使用寿命。

附图说明

图1是实施例一中干式螺杆真空泵螺杆转子端面型线结构示意图。

图2是实施例一中干式螺杆真空泵螺杆转子的剖视结构示意图。

图3是曲率半径大小与通道间隙中用于形成密封有效长度的关系示意图。

图4是实施例二中干式螺杆真空泵螺杆转子端面型线结构示意图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，本干式螺杆真空泵具有两根螺杆转子两根螺杆转子平行设置且外啮合，两根螺杆转子的端面型线完全相同，端面型线由一段曲线ab、一段曲线bc、一段齿根圆弧cd、一段长摆线de和一段齿顶圆弧ea五段曲线组成；所述曲线ab与齿顶圆弧ea平滑过渡，所述曲线bc和齿根圆弧cd平滑过渡；一根螺杆转子上的曲线ab为余弦曲线且另一根螺杆转子上的曲线b’c’与一根螺杆转子上的曲线ab共轭。

曲线ab方程式为公式(1)，

公式(1)：

式中：x₁、y₁是曲线ab上点的直角坐标；R_a是齿顶圆弧ea的半径；R_b是齿根圆弧cd的半径；R_p是节圆半径，是余弦角度，取值范围为n表示余弦曲线周期大小，n取值范围为 $\frac{R_a}{R_b}\≤n\≤2\frac{R_a}{R_b};2\≤\frac{R_a}{R_b}\≤3.$

曲线ab的圆心角∠aob与曲线bc的圆心角∠boc数值大小相同。

齿根圆弧cd为标准圆的圆弧，齿顶圆弧ea也为标准圆的圆弧，齿根圆弧cd的圆心与齿顶圆弧ea的圆心重合。齿根圆弧cd的圆心角∠cod与齿顶圆弧ea的圆心角∠eoa数值大小相同。

长摆线de方程式为公式(2)

公式(2)： $\begin{array}{c}{x}_2=2R_p\cos (\mathrm{\φ}+\mathrm{\β})-R_a\cos (2\mathrm{\φ}+\mathrm{\β})\\ y_2=2R_p\sin (\mathrm{\φ}+\mathrm{\β})-R_a\sin (2\mathrm{\φ}+\mathrm{\β})\end{array};$

式中：x₂、y₂是长摆线de上点的直角坐标；R_a是齿顶圆弧ea的半径；R_b是齿根圆弧cd的半径；R_p是节圆半径，φ是长摆线de的转角，β是摆线在坐标系内旋转的初始角。

本干式螺杆真空泵螺杆转子端面型线中点bde和圆心o位于同一直线上。

如图1所示，与曲线ab共轭的曲线b’c’呈“S”型，如图2所示，与曲线b’c’相对的曲面上具有小凸起部位10。

图3所示，δ表示通道最小间隙；箭头表示气流方向，半径ρ₂大于半径ρ₁。半径ρ₂所述圆弧与半径ρ’₂所述圆弧之间通道间隙用于形成密封的有效长度L₂明显大于半径ρ₁所述圆弧与半径ρ’₁所述圆弧之间通道间隙用于形成密封的有效长度L₂；换言之，本发明中余弦曲线ab对应形成的螺旋面曲率半径大，因而提高了螺杆与螺杆齿形啮合通道间隙的长度，实现提高密封效果，进而实现提高抽气效率。

实施例二

如图4所示，本干式螺杆真空泵具有两根螺杆转子两根螺杆转子平行设置且外啮合，两根螺杆转子的端面型线完全相同，端面型线由一段曲线ab、一段曲线bc、一段齿根圆弧cd、一段长摆线de和一段齿顶圆弧ea五段曲线组成；所述曲线ab与齿顶圆弧ea平滑过渡，所述曲线bc和齿根圆弧cd平滑过渡；一根螺杆转子上的曲线bc为余弦曲线且另一根螺杆转子上的曲线a’b’与一根螺杆转子上的曲线bc共轭。

曲线bc方程式为公式(3)

公式(3)：

式中：x₃、y₃是曲线bc上点的直角坐标；R_a是齿顶圆弧ea的半径；R_b是齿根圆弧cd的半径；R_p是节圆半径，是余弦角度；m表示余弦曲线周期大小，m取值范围为 取值范围为保证形成有效的共轭曲线a’b’。的取值范围为取值即保证能形成有效的曲线ab和曲线bc，又使曲线ab的圆心角∠aob与曲线bc的圆心角∠boc数值符合干式螺杆真空泵实际要求。

曲线ab的圆心角∠aob与曲线bc的圆心角∠boc数值大小相同。

齿根圆弧cd为标准圆的圆弧，齿顶圆弧ea也为标准圆的圆弧，齿根圆弧cd的圆心与齿顶圆弧ea的圆心重合。齿根圆弧cd的圆心角∠cod与齿顶圆弧ea的圆心角∠eoa数值大小相同。

长摆线de方程式为公式(4)

公式(4)： $\begin{array}{c}{x}_4=2R_p\cos (\mathrm{\φ}+\mathrm{\β})-R_a\cos (2\mathrm{\φ}+\mathrm{\β})\\ y_4=2R_p\sin (\mathrm{\φ}+\mathrm{\β})-R_a\sin (2\mathrm{\φ}+\mathrm{\β})\end{array};$

式中：x₄、y₄是长摆线de上点的直角坐标；R_a是齿顶圆弧ea的半径；R_b是齿根圆弧cd的半径；R_p是节圆半径，φ是长摆线de的转角，β是摆线在坐标系内旋转的初始角。

本干式螺杆真空泵螺杆转子端面型线中点bde和圆心o位于同一直线上。

Claims (10)

1.一种干式螺杆真空泵螺杆转子端面型线，干式螺杆真空泵具有两根螺杆转子，两根螺杆转子平行设置且外啮合，两根螺杆转子的端面型线完全相同，端面型线由一段曲线ab、一段曲线bc、一段齿根圆弧cd、一段长摆线de和一段齿顶圆弧ea五段曲线组成；所述曲线ab与齿顶圆弧ea平滑过渡，所述曲线bc和齿根圆弧cd平滑过渡；一根螺杆转子上的曲线ab为余弦曲线且另一根螺杆转子上的曲线b’c’与一根螺杆转子上的曲线ab共轭。

2.根据权利要求1所述的干式螺杆真空泵螺杆转子端面型线，其特征在于，所述曲线ab方程式为公式(1)，

公式(1)：

式中：x₁、y₁是曲线ab上点的直角坐标；R_a是齿顶圆弧ea的半径；R_b是齿根圆弧cd的半径；R_p是节圆半径， 是余弦角度；n表示余弦曲线周期大小，n取值范围为

3.根据权利要求2所述的干式螺杆真空泵螺杆转子端面型线，其特征在于，所述取值范围为

4.根据权利要求2所述的干式螺杆真空泵螺杆转子端面型线，其特征在于，所述取值范围为

5.根据权利要求1或2或3或4所述的干式螺杆真空泵螺杆转子端面型线，其特征在于，所述长摆线de方程式为公式(2)

公式(2)： $\begin{array}{c}{x}_2=2R_p\cos (\mathrm{\φ}+\mathrm{\β})-R_a\cos (2\mathrm{\φ}+\mathrm{\β})\\ y_2=2R_p\sin (\mathrm{\φ}+\mathrm{\β})-R_a\sin (2\mathrm{\φ}+\mathrm{\β})\end{array};$

式中：x₂、y₂是长摆线de上点的直角坐标；R_a是齿顶圆弧ea的半径；R_b是齿根圆弧cd的半径；R_p是节圆半径，φ是长摆线de的转角，β是摆线在坐标系内旋转的初始角。

6.一种干式螺杆真空泵螺杆转子端面型线，干式螺杆真空泵具有两根螺杆转子两根螺杆转子平行设置且外啮合，两根螺杆转子的端面型线完全相同，端面型线由一段曲线ab、一段曲线bc、一段齿根圆弧cd、一段长摆线de和一段齿顶圆弧ea五段曲线组成；所述曲线ab与齿顶圆弧ea平滑过渡，所述曲线bc和齿根圆弧cd平滑过渡；一根螺杆转子上的曲线bc为余弦曲线且另一根螺杆转子上的曲线a’b’与一根螺杆转子上的曲线bc共轭。

7.根据权利要求6所述的干式螺杆真空泵螺杆转子端面型线，其特征在于，所述曲线bc方程式为公式(3)

公式(3)：

式中：x₃、y₃是曲线bc上点的直角坐标；R_a是齿顶圆弧ea的半径；R_b是齿根圆弧cd的半径；R_p是节圆半径， 是余弦角度；m表示余弦曲线周期大小，m取值范围为

8.根据权利要求7所述的干式螺杆真空泵螺杆转子端面型线，其特征在于，所述取值范围为

9.根据权利要求7所述的干式螺杆真空泵螺杆转子端面型线，其特征在于，所述取值范围为

10.根据权利要求6或7或8或9所述的干式螺杆真空泵螺杆转子端面型线，其特征在于，所述长摆线de方程式为公式(2)

公式(2)： $\begin{array}{c}{x}_2=2R_p\cos (\mathrm{\φ}+\mathrm{\β})-R_a\cos (2\mathrm{\φ}+\mathrm{\β})\\ y_2=2R_p\sin (\mathrm{\φ}+\mathrm{\β})-R_a\sin (2\mathrm{\φ}+\mathrm{\β})\end{array};$

式中：x₂、y₂是长摆线de上点的直角坐标；R_a是齿顶圆弧ea的半径；R_b是齿根圆弧cd的半径；R_p是节圆半径，φ是长摆线de的转角，β是摆线在坐标系内旋转的初始角。