CN108071585B - 一种二段式螺杆真空泵转子 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种二段式螺杆真空泵转子，属于干式螺杆真空泵技术领域。本螺杆真空泵转子分为阳螺杆转子和阴螺杆转子，阳螺杆转子和阴螺杆转子结构相同且螺旋展开方向相反；阳螺杆转子和阴螺杆转子包括吸气段和排气段,其中吸气段为变螺距，排气段为等螺距，吸气段的螺距从吸气段进气端面开始进行非线性逐渐减小变化，直至等于排气段的螺距；吸气段与排气段相接处实现光滑过渡。在如齿顶圆、齿根圆、中心距、螺距等基本结构参数和性能参数不变的情况下，本螺杆转子的轴向长度更短，则螺杆转子的刚度更高，螺杆转子加工时的弯曲变形和高转速下螺杆转子的离心弯曲变形对螺杆转子对中不良的影响减小，从而提高了真空泵的运行可靠性。

Description

一种二段式螺杆真空泵转子

技术领域

本发明属于真空技术领域，涉及干式螺杆真空泵，特别是一种二段式螺杆转子。

背景技术

干式螺杆真空泵是利用一对螺杆转子，在泵壳中作同步高速反向旋转而产生吸气和排气作用的抽气设备，广泛应用于石油、化工、生物制药、电子、真空镀膜等领域，其螺杆转子是螺杆真空泵的核心零件，转子的结构直接影响真空泵的抽速、极限真空度、可靠性等。

干式螺杆真空泵中两螺杆转子之间采用非接触式配合，螺杆转子之间、以及螺杆转子与泵壳之间存在多处不同位置的间隙。螺杆转子在力、热边界条件的作用下发生力、热弹性变形，当螺杆转子轴向尺寸过大时，螺杆转子刚度下降，使得实际运行间隙与冷态间隙差别较大，当冷态间隙值不足以补偿螺杆转子的变形时，螺杆转子之间或螺杆转子与泵壳之间出现相互接触、擦伤甚至抱死现象。从而，降低了螺杆真空泵运行的可靠性。

发明内容

本发明提出了一种二段式螺杆真空泵转子，本发明要解决的技术问题是在螺杆真空泵性能不变的情况下，如何提高真空泵运行的可靠性，为了实现此目的，本发明采用下列技术方案来实现：

一种二段式螺杆真空泵转子，分为阳螺杆转子和阴螺杆转子，阳螺杆转子和阴螺杆转子结构相同且螺旋展开方向相反，阳螺杆转子和阴螺杆转子在泵体内保持同步反向旋转；阳螺杆转子和阴螺杆转子包括吸气段和排气段,其中吸气段为变螺距，排气段为等螺距，吸气段的螺距从吸气段进气端面开始进行非线性逐渐减小变化，直至等于排气段的螺距；吸气段与排气段相接处实现光滑过渡。

在上述的螺杆转子中，所述排气段的螺旋线轴向长度z₁(θ)变化规律是以P_a为等螺距，并旋转一定的螺旋转角θ，且θ∈[0,θ_a]。

在上述的螺杆转子中，所述吸气段的螺旋线轴向长度z₂(θ)变化规律满足如下公式：

θ_a≤θ≤θ_b

其中，θ为螺旋转角，rad；P_b为吸气段与排气段相接处螺距，mm，P_b＝P_a；θ_a为排气段结束的螺旋转角；θ_b为吸气段结束的螺旋转角；κ为变螺距系数，κ＜1。

在上述的螺杆转子中，所述排气段为等螺距，其螺距P₁(θ)＝P_a

在上述的螺杆转子中，所述吸气段的螺距P₂(θ)变化规律满足如下公式：

吸气段的螺旋线轴向长度z₂(θ)与排气段的螺旋线轴向长度z₁(θ)在螺旋转角θ＝θ_a时光滑过渡；吸气段的螺距P₂(θ)与排气段的螺距P₁(θ)在螺旋转角θ＝θ_a时光滑过渡。

与现有技术相比，在如齿顶圆、齿根圆、中心距、螺距等基本结构参数和性能参数不变的情况下，本螺杆转子的轴向长度更短，则螺杆转子的刚度更高，螺杆转子加工时的弯曲变形和高转速下螺杆转子的离心弯曲变形对螺杆转子对中不良的影响减小，从而提高了真空泵的运行可靠性。

附图说明

图1为本发明的阳螺杆转子结构示意图。

图2为本发明的螺杆转子螺旋线轴向长度变化规律图。

图3为本发明的螺杆转子螺距变化规律图。

图4为本发明的阳螺杆转子和阴螺杆转子啮合图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于这些实例。

如图1所示，为本发明的阳螺杆转子结构示意图，阳螺杆转子一端部为排气段1，另一端部为吸气段2，排气段1的螺距不变，吸气段2的螺距为渐变式，从吸气段进气口端3到吸气段结束端4逐渐减小，吸气段2和排气段1相接处光滑过渡。

二段式螺杆真空泵转子的螺旋转角为11π，其中吸气段的螺旋转角为5π，排气段的螺旋转角为6π，变螺距系数为0.025，排气段螺距为57。

如图2所示，图中z(θ)为螺杆转子的轴向长度，θ为螺杆转子的螺旋转角，排气段z₁(θ)和吸气段z₂(θ)的螺旋线轴向长度变化规律符合如下公式：

如图3所示，图中P(θ)为螺杆转子的螺距，θ为螺杆转子的螺旋转角，排气段P₁(θ)和吸气段P₂(θ)的螺距变化规律符合如下公式：

如图4所示，阳螺杆转子Ⅰ和阴螺杆转子Ⅱ结构相同且螺旋展开方向相反，阳螺杆转子Ⅰ的排气段1和吸气段2分别与阴螺杆转子Ⅱ的排气段1和吸气段2 能实现正确啮合。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了说明，但本发明并不限于这些实例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (2)

1.一种二段式螺杆真空泵转子，分为阳螺杆转子和阴螺杆转子，阳螺杆转子和阴螺杆转子结构相同且螺旋展开方向相反，阳螺杆转子和阴螺杆转子在泵体内保持同步反向旋转；阳螺杆转子和阴螺杆转子包括吸气段和排气段,其中吸气段为变螺距，排气段为等螺距，吸气段的螺距从吸气段进气端面开始进行非线性逐渐减小变化，直至等于排气段的螺距；吸气段与排气段相接处实现光滑过渡；

所述二段式螺杆真空泵转子，其特征是：螺杆转子的排气段和吸气段的螺旋线轴向长度变化规律如下：

排气段的螺旋线轴向长度z₁(θ)变化规律是以P_a为等螺距，并旋转一定的螺旋转角θ，且θ∈[0,θ_a]；

吸气段的螺旋线轴向长度z₂(θ)变化规律满足如下公式：

θ_a≤θ≤θ_b其中，θ为螺旋转角，rad；P_b为吸气段与排气段相接处螺距，mm，P_b＝P_a；θ_a为排气段结束的螺旋转角；θ_b为吸气段结束的螺旋转角；κ为变螺距系数，κ＜1。

2.根据权利要求1所述的一种二段式螺杆真空泵转子，其特征是：螺杆转子的排气段和吸气段的螺距变化规律如下：

排气段为等螺距，其螺距P₁(θ)＝P_a；

吸气段的螺距P₂(θ)变化规律满足如下公式：

吸气段的螺旋线轴向长度z₂(θ)与排气段的螺旋线轴向长度z₁(θ)在螺旋转角θ＝θ_a时光滑过渡；吸气段的螺距P₂(θ)与排气段的螺距P₁(θ)在螺旋转角θ＝θ_a时光滑过渡。