CN203067290U - 一种干式螺杆真空泵变螺距螺杆 - Google Patents
一种干式螺杆真空泵变螺距螺杆 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203067290U CN203067290U CN 201220565978 CN201220565978U CN203067290U CN 203067290 U CN203067290 U CN 203067290U CN 201220565978 CN201220565978 CN 201220565978 CN 201220565978 U CN201220565978 U CN 201220565978U CN 203067290 U CN203067290 U CN 203067290U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pitch
- subrange
- vacuum pump
- screw
- curve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn - After Issue
Links
Images
Landscapes
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种干式螺杆真空泵变螺距螺杆,缠绕圈数≥3,属于干式真空泵技术领域,用于干式螺杆真空泵。螺距(p)根据包缠角(α)变化,螺距在吸气端即第一局部范围(T1)最大,在一圈之后到达第二局部范围(T2),第一局部范围螺距小范围逐渐变小或保持不变,在第二局部范围,螺距在较大范围内逐渐变化小,在一圈之后到达第三局部范围(T3),其螺距小范围逐渐变化或保持不变。包缠曲线的变化规律由fi(t)控制,保证相邻曲面过渡平顺,对应的变螺距由fi(t)控制。采用这种变螺距螺杆的螺杆真空泵对于减小能量需求、降低噪声、降低工作温度、缩小结构空间以及降低制造成本提供了最佳的选择,该类螺杆真空泵应用领域广泛。
Description
技术领域:
本发明涉及一种干式螺杆真空泵变螺距螺杆,该螺杆应用于干式螺杆真空泵。
背景技术:
等螺距螺杆真空泵具有无油、结构简单、没有易损件、维修工作量小、寿命长等优点,但存在消耗功率大、排气脉动大、排气量及压缩比相同的情况下体积大等缺点,因此等螺距型线较难用于高真空度和大排量的螺杆真空泵,而采用变螺距螺杆的真空泵,存在内部压缩,可以减低能耗,减小结构,减低噪声,减低内部工作温度,提高运行安全性。
专利文献DE19745615A1描述的螺杆真空泵,通过修改螺杆齿顶圆直径尺寸,分成两极,起到内部压缩的作用,降低能耗,但制造成本高。
专利文献WO01/18399A1修改型线参数尺寸,实现螺距的变化,起到内部压缩,减低能耗,但因该型线有效利用面积不高,螺旋圈数多,制造成本明显提升。
专利文献US2002031439A1,US2004247465A由螺距不等的两级以上等螺距螺杆在轴向方向串联而成,这种结构起到内部压缩的作用,因为由于分级结构产生损伤空间和旋涡区,轴向长度太长,制造成本高,与单极的变螺距螺杆相比效率降低。
专利文献WO2004/074689A1描述了一种螺距螺杆真空,其中螺杆的螺距从最大到最小部分连续变化,从螺距描述的形状变化规律为线性变化,实现内部压缩,降低能耗,但其压缩能力有限,且螺旋圈数多,制造成本高。
专利文献WO02/08609A1描述了一种变螺距双螺杆,型线保持不变,螺距从最小到最大,再到最小,最后保持不变,描述偏向于螺杆最大螺距与最小螺距以及螺杆的动态平衡,而且螺杆开始部分螺距设计成最小,虽然减低了动态平衡的设计难度,但一定程度上减低了排气效率、提升了能量需求。
发明内容:
本发明目的就是提供一种干式螺杆真空泵变螺距螺杆,螺距曲线缠绕圈数≥3,应用于干式螺杆真空泵。螺距(p)根据包缠角(α)变化,螺距在吸气端即第一局部范围(T1)最大,在一圈之后到达第二局部范围(T2),第一局部范围螺距小范围逐渐变化或保持不变,在第二局部范围(T2),螺距在较大范围内逐渐变化小,在一圈之后到达第三局部范围(T3),其螺距小范围逐渐变化或保持不变。包缠曲线变化规律,由螺距的变化规律由fi(t)控制,保证了三个局部区域曲面过渡平顺。对应的螺距的变化规律由fi′(t)控 制。
为达到上述目的,本发明通过分配每个变化范围内螺距的最大值和最小值,以及分配包缠角度的比率,确定包缠曲线的变化规律,从而确定螺旋线的变化规律。
采用这种变螺距螺杆的螺杆真空泵对于减小能量需求、降低噪声、降低内部工作温度、缩小结构空间以及降低制造费用提供了最佳的选择,该类螺杆真空泵应用领域广泛。
附图说明:
图1是本发明第一个实施例的前视图;
图2为图1中的成对螺杆的端面视图;
图3为图2中左旋螺杆的A-A纵向截面图;
图4为图1中的左旋螺杆1的前视图以及包缠的螺旋曲线的展开图,该展开图表示出轴向位置(W)与包缠角(α)的关系;
图5为轴向位置(W′)与包缠角(α)的关系变化,动态螺距fi′(t)与包缠角(α)规律地变化;
图6为按照本发明的缠绕圈数k=4的左旋螺杆1,以及不变的端面型线随着圆柱螺旋曲线3旋转的示意图;
图7为按照本发明的成对螺杆的第二个实施例的前视图;
图8为图7中的成对螺杆的端面视图;
图9为图7实施例中的左旋螺杆前视图以及包缠的螺旋曲线的展开图,该展开图表示出轴向位置(W)与包缠角(α)的关系;
图10为图7实施例中的轴向位置(W′)与包缠角(α)的关系变化,动态螺距fi′(t)与包缠角(α)规律地变化。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
首先给出计算所需的符号,对应的单位在方括弧中给出,括号内文字是说明。
k=缠绕圈数 [-]
R=齿顶圆柱面5的半径 [mm]
L=螺杆的总长度 [mm]
p=平均螺距设计长度 [mm]
此处k=4, L由泵的排气能力决定。
pi=每圈螺距的总长度(i=1,2,…,k) [mm]
d=范围T1的开始处的螺距相对于平均螺距的比率 [-]
c=范围T1的某尾处的螺距相对于平均螺距的比率 [-]
b=范围T3的开始处的螺距相对于平均螺距的比率 [-]
a=范围T3的末尾处的螺距相对于平均螺距的比率 [-]
m=范围T2的W向变化范围相对于平均螺距的比率(b≤m≤c) [-]
α=螺旋线的包缠角(从0到k·360变化) [度]
U,V,W=直角坐标系 [mm,mm,mm]
U-轴=基准方向
W-轴=螺杆的几何中心线旋转轴
W’-轴=假设的变化螺距几何中心轴
为了计算与表述方便引入函数fi(t)表示包缠螺旋线W向的变化规律(i=1,2,3)。
f1(t)表示范围(T1)的包缠螺旋线W向的变化规律
f2(t)表示范围(T2)的包缠螺旋线W向的变化规律
f3(t)表示范围(T3)的包缠螺旋线W向的变化规律
为了使得曲线的光滑过渡,三段包缠曲线必须满足:
f1(t1)=f2(t1),f′1(t1)=f1 2(t1),f2(t2)=f3(t2),f2′(t2)=f3′(t2) (1a)
为了得到更好的曲线质量可以进一步满足:
f"1(t1)=f"2(t1),f2"(t2)=f3"(t2) (1b)
此处t1是包缠曲线范围(T1)与包缠曲线范围(T2)的交点、t2是包缠曲线范围(T2)与包缠曲线范围(T3)的交点。
下面的给出了满足曲线光滑过渡条件螺距变化规律:
第一局部变化范围(T1),在圆柱曲面上展开的包缠曲线轴向的变化规律为 0≤t≤1,该部分缠绕1圈。
第二个局部范围(T2)螺距的非线性变化,在圆柱曲面上展开的包缠曲线轴向的变化规律为 该部分缠绕1圈。
第三个局部范围(T3),在圆柱曲面上展开的包缠曲线轴向的变化规律为 2≤t≤k,该部分缠绕圈数大于等于1。
对应的fi(t)表示每个局部范围变螺距的变化规律(i=1,2,3)。
图1是变螺距螺杆1和1’的第一实施例的前视图,其中轴线2和2’位于图纸平面上,两个转子1和1’为圆柱形并具有螺纹螺旋3和3’,螺纹螺旋确定一个不变的外径,外径通过齿顶面5和5’来界定,成对转子以这种方式平行地安装,使螺纹螺旋梳式地相互啮合。在旋转时描述为两个平行相切圆柱表面的转子齿顶面5和5’相邻地在外壳10上运动(在图2中表示)。在外壳10内部,螺旋面6,螺旋面6’,齿根圆柱面4,齿顶圆柱面5’与外壳壁11间确定一个空腔序列,空腔序列在转子相向转动时从轴向一端移动到另一端,其中空腔容积根据螺距曲线而变化;在吸入状态容积为口为最大值,然后在压缩状态容积减小并最终在空腔打开之后在挤出状态容积减小至零。转子端部在吸入端用8和8’,在排出端用7和7’表示。第一实施例至少满足条件(1a)。
图2是成对转子在挤出端的端面视图(在图1中从上方往下看)。视图表示两个相切平行圆柱体的投影。2和2’表示转子1和1’的平行轴线。螺旋面用6、6’和9、9’表示,而8和8’是相邻的端面,该端面在纵轴方向界定转子。3和3’是转子的齿根圆柱面,该齿根圆柱面具有不变的直径。为了避 免直接接触,两个转子之间,转子与外壳10的内壁11之间留有间隙,间隙厚度大约0.1mm。平面A-A为截面,该截面确定了图3的左旋转子纵向截面。
图3为图2中平面A-A的纵向截面图。螺杆分成T1、T2和T3三部分,三个部分的轴线变化由包缠曲线决定,而包缠曲线分别由函数f1(t)、f2(t)、f3(t)在来控制变化规律。
图4以对应于图1中左边转子的正视图所示的左旋螺杆1,以及所属的螺旋曲线3的展开图,该展开图表示出轴向位置(W)与包缠角(α)的关系。由于螺杆型线形状保持不变而与螺旋螺距无关,所以转子型线形状在转子的整个长度上只通过与U轴的角度位置α来区分。缠绕线由函数fi(t)规律控制。
图5表示型线曲线上各个点的变化螺距随包缠角(α)的变化曲线,螺距与包缠角(α)变化规律由函数fi′(t)控制,在这里可以看出对于i=1的范围T1,包缠角从0°到360°变化,而螺距是线性变化,斜率为-(d-c);i=2的范围T2,包缠角从360°到720°变化,而螺距是非线性变化,螺距变化规律
图6以对应于图4展开图的立体图示出按照本发明的圈数k=4的左旋螺杆圆柱螺旋曲线3,以及不变的端面型线随着螺旋曲线3旋转的示意图。
图7是按照本发明的成对螺杆的第二个实施例的前视图,在该实施例中,d与c相等,a与b相等,同时满足条件(1a)和(1b)。螺杆范围T1和T3变成等螺距,范围T2螺距非线性变化。
图8为图7中的成对螺杆的端面视图。端面型线同样不变。
图9为图7实施例中的左旋螺杆前视图以及包缠的螺旋曲线的展开图,该展开图表示出轴向位置(W)与包缠角(α)的关系,包缠曲线由函数fi(t)控制规律地变化。f1(t)=cpt,0≤t≤1
f2(t)=cp+cp(t-1)+(m-c)p(t-1)3+(b-3m+2c)p(t-1)3(t-2)
+(-3a+6m-3c)p(t-1)3(t-2)2,1≤t≤2
f3(t)=apt+(c+m-2a)p,2≤t≤k。
图10为图7实施例中的轴向位置(W′)与包缠角(α)的关系变化,动态螺距fi′(t)与包缠角(α)规律地变化。范围T1的螺距固定为cp,范围T3的螺距固定为ap,中间范围T2螺距非线性变化,规律为
f2′(t)=cp+3(m-c)p(t-1)2+3(b-3m+2c)p(t-1)2(t-2)+(b-3m+2c)p(t-1)3
+3(-3a+6m-3c)p(t-1)2(t-2)2+2(-a+6m-3c)p(t-1)3(t-2)。
Claims (9)
1.一种干式螺杆真空泵变螺距螺杆,缠绕圈数≥3,用于干式螺杆真空泵,螺距(L)根据包缠角(α)变化,螺距在吸气端即第一局部范围(T1)最大,在一圈之后到达第二局部范围(T2),第一局部范围的螺距小范围逐渐变化,在第二局部范围(T2),螺距大范围内逐渐变化小,在一圈之后到达第三局部范围(T3),其螺距小范围逐渐化。
2.根据权利要求1所述的干式螺杆真空泵变螺距螺杆,其特征在于,螺杆的总长度由排气能力决定。
3.根据权利要求1所述的干式螺杆真空泵变螺距螺杆,其特征在于,螺距的变化规律由第三局部范围(T3)末尾处的螺距相对于平均螺距的比率a、第三局部范围(T3)开始处的螺距相对于平均螺距的比率b、第一个局部范围(T1)末尾处的螺距相对于平均螺距的比率c、第一局部范围(T1)开始处的螺距相对于平均螺距的比率d、第二局部范围(T2)螺杆轴向螺距变化范围相对于平均螺距的比率m的数值决定。
7.根据权利要求1所述的干式螺杆真空泵变螺距螺杆,其特征在于,第一局部范围(T1)开始处的螺距相对于平均螺距的比率d与第一个局部范围(T1)末尾处的螺距相对于平均螺距的比率c相等,第三局部范围(T3)末尾处的螺距相对于平均螺距的比率a与第三局部范围(T3)开始处的螺距相对于平均螺距的比率b相等,同时,第一局部范围(T1)和第二局部范围(T2)在圆柱曲面上的包缠曲线轴向的变化规律的函数值在这两个局部范围的包缠曲线的交点t1点处相同,第二局部范围(T2)和第三局部范围(T3)的包缠曲线轴向的变化规律的函数值在这两个局部范围的包缠曲线的交点t2点处相同,第一局部范围(T1)和第二局部范围(T2)的包缠曲线轴向的变化规律的函数一阶导数值在t1点处相同,第二局部范围(T2)和第三局部范围(T3)的包缠曲线轴向的变化规律的函数一阶导数值在t2点处相同,第一局部范围(T1)和第二局部范围(T2)的包缠曲线轴向的变化规律的函数二阶导数值在t1点处相同,第二局部范围(T2)和第三局部范围(T3)的包缠曲线轴向的变化规律的函数二阶导数值在t2点处相同,第一局部范围(T1)和第三局部范围(T3)变成等螺距,第二局部范围(T2)螺距非线性变 化。
8.根据权利要求1所述的干式螺杆真空泵变螺距螺杆,其特征在于,三个局部区域圆柱包缠曲线由函数控制规律地变化,相邻的曲线平滑过渡,相邻的螺旋曲面平顺过渡。
9.根据权利要求1所述的干式螺杆真空泵变螺距螺杆,其特征在于,端面型线形状不变。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 201220565978 CN203067290U (zh) | 2012-10-22 | 2012-10-22 | 一种干式螺杆真空泵变螺距螺杆 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 201220565978 CN203067290U (zh) | 2012-10-22 | 2012-10-22 | 一种干式螺杆真空泵变螺距螺杆 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN203067290U true CN203067290U (zh) | 2013-07-17 |
Family
ID=48766081
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 201220565978 Withdrawn - After Issue CN203067290U (zh) | 2012-10-22 | 2012-10-22 | 一种干式螺杆真空泵变螺距螺杆 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN203067290U (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102937094A (zh) * | 2012-10-22 | 2013-02-20 | 台州职业技术学院 | 一种干式螺杆真空泵变螺距螺杆 |
CN105673503A (zh) * | 2014-11-25 | 2016-06-15 | 巫修海 | 螺杆真空泵的螺杆 |
CN105697373A (zh) * | 2014-11-25 | 2016-06-22 | 巫修海 | 一种螺杆真空泵的螺杆 |
CN105960540A (zh) * | 2014-02-03 | 2016-09-21 | 舍弗勒技术股份两合公司 | 具有旋转式驱动的螺杆的磁流变式致动器和具有致动器的离合器 |
CN106438370A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-02-22 | 中国石油大学(华东) | 一种自平衡的变螺距锥形螺杆转子 |
-
2012
- 2012-10-22 CN CN 201220565978 patent/CN203067290U/zh not_active Withdrawn - After Issue
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102937094A (zh) * | 2012-10-22 | 2013-02-20 | 台州职业技术学院 | 一种干式螺杆真空泵变螺距螺杆 |
CN102937094B (zh) * | 2012-10-22 | 2016-05-04 | 台州职业技术学院 | 一种干式螺杆真空泵变螺距螺杆 |
CN105960540A (zh) * | 2014-02-03 | 2016-09-21 | 舍弗勒技术股份两合公司 | 具有旋转式驱动的螺杆的磁流变式致动器和具有致动器的离合器 |
CN105960540B (zh) * | 2014-02-03 | 2019-11-05 | 舍弗勒技术股份两合公司 | 具有旋转式驱动的螺杆的磁流变式致动器和具有致动器的离合器 |
CN105673503A (zh) * | 2014-11-25 | 2016-06-15 | 巫修海 | 螺杆真空泵的螺杆 |
CN105697373A (zh) * | 2014-11-25 | 2016-06-22 | 巫修海 | 一种螺杆真空泵的螺杆 |
CN105697373B (zh) * | 2014-11-25 | 2017-08-25 | 巫修海 | 一种螺杆真空泵的螺杆 |
CN106438370A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-02-22 | 中国石油大学(华东) | 一种自平衡的变螺距锥形螺杆转子 |
CN106438370B (zh) * | 2016-12-07 | 2018-07-06 | 中国石油大学(华东) | 一种自平衡的变螺距锥形螺杆转子 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102937094B (zh) | 一种干式螺杆真空泵变螺距螺杆 | |
CN203067290U (zh) | 一种干式螺杆真空泵变螺距螺杆 | |
CN102352840B (zh) | 螺杆转子端面廓形副及其构造方法 | |
CN101975164A (zh) | 旋叶式压缩机 | |
CN102494396A (zh) | 一种空调消声器及其制作方法 | |
CN106286296A (zh) | 一种双螺杆压缩机转子的齿型 | |
CN202900633U (zh) | 八齿摆线泵及其摆线泵转子结构 | |
CN202900668U (zh) | 一种新型双螺杆压缩机转子 | |
CN100538081C (zh) | 一种螺杆式空压机的螺杆型线 | |
CN102575673A (zh) | 干式螺杆驱动器 | |
CN201858155U (zh) | 一种双螺杆制冷压缩机的非对称齿形螺杆 | |
CN201209556Y (zh) | 螺杆式压缩机的螺杆 | |
CN101424266A (zh) | 斜向星轮单螺杆压缩机 | |
CN100360809C (zh) | 一种不等齿数的大流量高压双螺杆泵的螺杆齿形 | |
CN203641003U (zh) | 罗茨真空泵的45°节圆压力角渐开线型转子 | |
CN201420673Y (zh) | 螺杆真空泵 | |
CN208564993U (zh) | 高性能压缩机精密螺杆 | |
CN208578720U (zh) | 一种高压比双螺杆压缩机转子的齿型 | |
CN201232638Y (zh) | 一种螺杆式压缩机的螺杆 | |
CN101089396A (zh) | 一种对称形螺杆式空压机的螺杆型线 | |
CN104696223B (zh) | 螺杆真空泵自平衡螺杆转子 | |
CN101285470A (zh) | 一种螺杆式压缩机的螺杆 | |
CN100406739C (zh) | 一种双螺杆空气压缩机的螺杆齿形 | |
CN100538080C (zh) | 一种大流量螺杆式空压机的螺杆型线 | |
CN100538079C (zh) | 一种对称形大流量螺杆式空压机的螺杆型线 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20130717 Effective date of abandoning: 20160504 |
|
C25 | Abandonment of patent right or utility model to avoid double patenting |