CN108443155B - 一种三腔滑片式真空泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三腔滑片式真空泵，包括吸气端盖(1)、泵腔(2)、滑片(3)、转子(4)和排气端盖(5)。采用三工作腔结构，吸气端盖(1)、泵腔(2)、排气端盖(5)与转子(4)之间形成三个完全相同的封闭工作腔，且所形成的封闭工作腔均为不对称工作腔，排气口附近工作腔容积相对吸气口附近较小。在工作过程中，任意时刻位于不同工作腔的滑片的相对位置不同。因此，各工作腔工作步调不一致，能够避免三个工作腔同时排气，可减小排气气流脉动。本发明显著提高了三腔滑片真空泵的内容积比，有效地提高了三腔滑片真空泵的极限真空度，改善了由排气流量脉动引起的振动、噪声问题。

Description

一种三腔滑片式真空泵

技术领域

本发明属于流体机械领域，具体地说，涉及一种三腔滑片式真空泵。

背景技术

滑片真空泵是一种容积式流体机械，依靠滑片在泵腔中连续运转将气体由吸气口吸入并压缩，最后由排气口排出；具有抽速大、体积小、可吸入含杂质气体的优点，广泛应用于冶金、电子、医药、汽车行业；其关键技术是泵腔内腔型线的设计，泵腔内腔形状直接影响真空泵的工作性能。常见的滑片真空泵的工作腔均为对称工作腔，这种滑片真空泵内容积比较小，真空泵的极限真空度较低。

公开号为CN2363089Y的专利公开了一种滑片式转子机，其波环转子内腔型面曲线采用“环行正弦波型线”，这种滑片式转子机包括三个完全相同的工作腔，且各工作腔均为对称结构。这种对称工作腔使得转子机的内容积比较小，极限真空度较低。

发明内容

为了解决滑片真空泵内容积比小，极限真空度低的问题，也为了丰富泵腔内腔型线的类型，本发明提出了一种三腔滑片式真空泵。对于泵腔内腔型面，保证各个工作腔形状相同，同一工作腔结构不对称。在工作过程中，任意时刻位于不同工作腔的滑片的相对位置不同。因此，各工作腔工作步调不一致，能够避免三个工作腔同时排气，可减小排气气流脉动。泵腔内腔型面的曲线满足二阶导数连续，能够保证在工作过程中滑片与泵腔内腔型面不发生刚性冲击、柔性冲击。本发明能够使得真空泵的排气流量脉动减小，降低真空泵的振动、噪声，同时使真空泵得内容积比提高。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种三腔滑片式真空泵，包括：吸气端盖1、泵腔2、滑片3、转子4和排气端盖5；吸气端盖1、泵腔2、排气端盖5与转子4之间形成三个完全相同的工作腔，包括：第一工作腔201、第二工作腔202、第三工作腔203，所述的三个工作腔关于回转中心O点成120°旋转对称；所述的泵腔2的内腔型线由6条曲线组成，包括：第一复合函数曲线ab、第一过渡曲线bc、第二复合函数曲线cd、第二过渡曲线de、第三复合函数曲线ef和第三过渡曲线fa，各段相邻曲线之间光滑过渡，内腔型线在任意位置处满足二阶导数连续；泵腔2的内腔型线是不对称的，即不存在通过回转中心O点的中心线使泵腔2的内腔型线关于其成轴对称；所述的三个工作腔均为不对称工作腔；所述的第一复合函数曲线ab、第二复合函数曲线cd和第三复合函数曲线ef完全相同，中心角均为α；所述的第一过渡曲线bc、第二过渡曲线de和第三过渡曲线fa完全相同，中心角均为β，且满足β∈[π/36,π/12]，α+β＝2π/3。

一种三腔滑片式真空泵，所述的泵腔2的内腔型线的方程为：

①第一复合函数曲线ab的方程为：

其中：Z—工作腔数，Z＝3；R₁—泵腔内腔型线内切圆半径，mm；R₂—泵腔内腔型线外接

圆半径，mm；

②第一过渡曲线bc的方程为：

ρ_bc(t)＝c₀+c₁t+c₂t²+c₃t³+c₄t⁴+c₅t⁵，

其中，c₀、c₁、c₂、c₃、c₄、c₅—常数，由以下方程组确定：

③第二复合函数曲线cd的方程为：

④第二过渡曲线de的方程为：

⑤第三复合函数曲线ef的方程为：

⑥第三过渡曲线fa的方程为：

以上：t—角度参数，rad。

一种三腔滑片式真空泵，所述的转子4上对称开设有10条具有一定倾斜角度的滑槽，与其相匹配的滑片3的数量为10。

一种三腔滑片式真空泵，具有单侧进气、单侧排气结构，所述的吸气端盖1开设3个吸气孔，包括：第一吸气孔101、第二吸气孔102和第三吸气孔103，任意两个吸气孔形状相同，相位角相差120°；所述的排气端盖5上开设3个排气孔，包括：第一排气孔501、第二排气孔502和第三排气孔503，任意两个排气孔形状相同，相位角相差120°。

本发明的有益效果是：

①不对称工作腔结构提高滑片真空泵的内容积比，使真空泵具有较大的极限真空度。

②在工作过程中，不同工作腔的滑片的相对位置不同，各工作腔工作步调存在一定的相位差，有利于降低真空泵的排气气流脉动，从而改善真空泵的振动、噪声问题；

③丰富了滑片真空泵泵腔内腔型线类型。

附图说明

图1为三腔滑片式真空泵三维装配关系图。

图2为泵腔、转子、吸端盖和排气端盖的二维装配图。

图3为泵腔内腔型线图。

图4为吸气端盖主视图。

图5为排气端盖主视图。

图中：1—吸气端盖；2—泵腔；3—滑片；4—转子；5—排气端盖；201—第一工作腔；202—第二工作腔；203—第三工作腔；R₁—泵腔内腔型线内切圆半径；R₂—泵腔内腔型线外接圆半径；α—复合函数曲线中心角；β—过渡曲线中心角；101—第一吸气孔；102—第二吸气孔；103—第三吸气孔；501—第一排气孔；502—第二排气孔；503—第三排气孔。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，将三腔滑片式真空泵组装图中各零部件沿轴向移动后得到爆炸图。

如图2所示，吸气端盖1、泵腔2、排气端盖5均开设有1个定位槽、3个用于固定的通孔；吸气端盖1、泵腔2、排气端盖5与转子4之间形成三个完全相同的工作腔，包括：第一工作腔201、第二工作腔202、第三工作腔203，三个工作腔关于回转中心O点成120°旋转对称，且均为不对称工作腔；转子4上对称开设有10条具有一定倾斜角度的滑槽，与其相匹配的滑片3的数量为10；在工作过程中，不同工作腔的滑片的相对位置不同，各工作腔工作步调存在一定的相位差，能够避免三个工作腔同时排气，可减小排气气流脉动。如图3所示，泵腔2的内腔型线由6条曲线组成，包括第一复合函数曲线ab、第一过渡曲线bc、第二复合函数曲线cd、第二过渡曲线de、第三复合函数曲线ef和第三过渡曲线fa，各段相邻曲线之间光滑过渡，内腔型线在任意位置处满足二阶导数连续。

如图4所示，吸气端盖1开设3个吸气孔，包括：第一吸气孔101、第二吸气孔102和第三吸气孔103，任意两个吸气孔形状相同，相位角相差120°。如图5所示，排气端盖5上开设3个排气孔，包括：第一排气孔501、第二排气孔502和第三排气孔503，任意两个排气孔形状相同，相位角相差120°。

泵腔2的内腔型线的方程为：

①第一复合函数曲线ab的方程为：

其中：Z—工作腔数，Z＝3；R₁—泵腔内腔型线内切圆半径，mm；R₂—泵腔内腔型线外接圆半径，mm；

②第一过渡曲线bc的方程为：

其中，c₀、c₁、c₂、c₃、c₄、c₅—常数，由以下方程组确定：

③第二复合函数曲线cd的方程为：

④第二过渡曲线de的方程为：

⑤第三复合函数曲线ef的方程为：

⑥第三过渡曲线fa的方程为：

以上：t—角度参数，rad。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (1)

1.一种三腔滑片式真空泵，包括：吸气端盖(1)、泵腔(2)、滑片(3)、转子(4)和排气端盖(5)，其特征是：吸气端盖(1)、泵腔(2)、排气端盖(5)与转子(4)之间形成三个完全相同的工作腔，包括：第一工作腔(201)、第二工作腔(202)、第三工作腔(203)，所述的三个工作腔关于回转中心O点成120°旋转对称；所述的泵腔(2)的内腔型线由6条曲线组成，包括：第一复合函数曲线ab、第一过渡曲线bc、第二复合函数曲线cd、第二过渡曲线de、第三复合函数曲线ef和第三过渡曲线fa，各段相邻曲线之间光滑过渡，内腔型线在任意位置处满足二阶导数连续；泵腔(2)的内腔型线是不对称的，即不存在通过回转中心O点的中心线使泵腔(2)的内腔型线关于其成轴对称；所述的三个工作腔均为不对称工作腔；所述的第一复合函数曲线ab、第二复合函数曲线cd和第三复合函数曲线ef完全相同，中心角均为α；所述的第一过渡曲线bc、第二过渡曲线de和第三过渡曲线fa完全相同，中心角均为β，且满足β∈[π/36,π/12]，α+β＝2π/3；

所述的泵腔(2)的内腔型线的方程为：

①第一复合函数曲线ab的方程为：

其中：Z—工作腔数，Z＝3；R₁—泵腔内腔型线内切圆半径，mm；R₂—泵腔内腔型线外接圆半径，mm；

②第一过渡曲线bc的方程为：

ρ_bc(t)＝c₀+c₁t+c₂t²+c₃t³+c₄t⁴+c₅t⁵，

其中，c₀、c₁、c₂、c₃、c₄、c₅—常数，由以下方程组确定：

③第二复合函数曲线cd的方程为：

④第二过渡曲线de的方程为：

⑤第三复合函数曲线ef的方程为：

⑥第三过渡曲线fa的方程为：

以上：t—角度参数，rad；

所述的转子(4)上对称开设有10条具有一定倾斜角度的滑槽，与其相匹配的滑片(3)的数量为10；

所述的三腔滑片式真空泵具有单侧进气、单侧排气结构，所述的吸气端盖(1)开设3个吸气孔，包括：第一吸气孔(101)、第二吸气孔(102)和第三吸气孔(103)，任意两个吸气孔形状相同，相位角相差120°；所述的排气端盖(5)上开设3个排气孔，包括：第一排气孔(501)、第二排气孔(502)和第三排气孔(503)，任意两个排气孔形状相同，相位角相差120°。