CN205578260U - 新型三叶罗茨泵转子型线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型三叶罗茨泵转子型线，属于罗茨真空泵技术领域，包括本体，本体为三叶式，本体由依次相连的峰形和谷形组成，任一谷形最低点到其相邻峰形最高点的型线由依次平滑连接的第二圆弧段EF、第一圆弧段DE、第二摆线段CD、第一摆线段BC、共轭曲线段AB组成。本实用新型解决了当R_m/R比过大时，渐开线型线间隙不均匀和渐开线无法全段啮合、摆线型曲线不平滑过渡难题，保证了转子配合过程中能够实现全段啮合和曲线的平滑过渡，结构简单，设计优化，具有较强的实用性。

Description

新型三叶罗茨泵转子型线

技术领域

本实用新型涉及一种新型三叶罗茨泵转子型线，属于罗茨真空泵技术领域。

背景技术

现有罗茨鼓风机和罗茨真空泵三叶转子多采用圆弧型、渐开线型、摆线型。转子分为两部分：节园之外部分称峰形；节园之内部分称之为谷形。目前状况下，已知三叶罗茨泵转子型线的参数R_m和R，R_m为顶园半径，R为节园半径。当顶园半径节园半径比R_m/R>1.53，直接采用圆弧转子型线，无法实现。采用专利ZL2015-2-0571114.1“渐开线三叶罗茨泵转子”，可以实现，缺点是渐开线不能实现全段啮合、局部间隙不均匀。采用专利ZL2015-2-0573094.1“摆线式三叶罗茨泵转子”，可以实现摆线全段啮合，缺点是存在角点，曲线不平滑过渡。

实用新型内容

根据以上现有技术中的不足，本实用新型要解决的问题是：当R_m/R比过大时，提供一种结构简单，设计合理，能够实现摆线的全段啮合，曲线平滑过渡的新型三叶罗茨泵转子型线。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

所述的新型三叶罗茨泵转子型线，包括本体，本体为三叶式，本体由依次相连的峰形和谷形组成，其特征在于：任一谷形最低点到其相邻峰形最高点的型线由依次平滑连接的第二圆弧段EF、第一圆弧段DE、第二摆线段CD、第一摆线段BC、共轭曲线段AB组成。

所述的新型三叶罗茨泵转子型线的转子共轭曲线段AB段为一段共轭曲线，和另一相配合转子的第二圆弧段FE段共轭。第一摆线段BC为一段摆线，和另一相配合转子的第一圆弧段ED段共轭。第二摆线段CD为一段摆线，和另一相配合转子的D点共轭。第一圆弧段DE段为一段圆弧，和另一相配合转子的第一摆线段CB线共轭。第二圆弧段EF段为一段圆弧，和另一相配合转子的共轭曲线段BA共轭曲线共轭。

进一步的优选，第二圆弧段EF为一段圆弧，第二圆弧段EF以r₂为半径，圆心P与本体中心距离为b，R为节圆半径，R_m为顶园半径，转子根部距本体中心距离＝2*R-R_m，第二圆弧中心距离b＝根部距本体中心距离加第二圆弧半径＝2*R-R_m+r₂；第二圆弧段坐标方程式为：

x＝b*cos60°+(r₂+s/2)*cosα

y＝b*sin60°+(r₂+s/2)*sinα

其中，α为参变量，s为总间隙；第二圆弧与第一圆弧相交与E点。

进一步的优选，第一圆弧段DE为为一段圆弧，第一圆弧段DE以r₁为半径，其圆心在节圆上，r₁ ²＝R²+R²-2*R*R*cos30°，R为节圆半径，第一圆弧段坐标方程式为：

x＝R*cos60°+(r₁+s/2)*cosγ

y＝R*sin60°+(r₁+s/2)*sinγ

其中，γ为参变量，s为总间隙，第一圆弧与第二圆弧相交与E点，与节圆相交与D点。

进一步的优选，第二摆线段CD为一段摆线，就是当两节圆做纯滚动时，相配合转子的第一圆弧与节圆交点D相对第一个转子运动的共轭曲线。第二摆线段CD坐标方程式为：

x＝2*R*cosβ-R*cos2β-(r₁+s/2)*cos(105°-2β)

y＝2*R*sinβ-R*sin2β+(r₁+s/2)*sin(105°-2β)

其中，β为参变量，s为总间隙，r₁同第一圆弧段中的r₁，第二摆线与节圆相交与D点，与第一摆线平滑过渡与C点。

进一步的优选，第一摆线段BC为一段摆线，为相配合转子的第一圆弧段ED和第二圆弧段FE交点E相对于转子做滚动时的共轭曲线，E点到本体中心的距离为OE，∠AOE＝f。第一摆线坐标方程式为：

x＝2*R*cosθ-(OE+s/2)cos(2θ-f)

y＝2*R*sinθ-(OE+s/2)*sin(2θ-f)

其中，θ为参变量，s为总间隙，第一摆线与第二摆线平滑过渡与C点，与共轭曲线平滑过渡与B点。

进一步的优选，共轭曲线段AB是以本体中心点为中心，另一转子的圆弧二共轭曲线。R为节圆半径，R_m为转子外圆半径，r₂为转子圆弧二半径，第二圆弧中心距离b＝2*R-R_m+r₂。共轭曲线坐标方程式为：

$x=2R\cos t-b*cos2t+(r2-s/2)\frac{R\cos t-b*cos2t}{\sqrt{b^2+R^2-2*b*R\cos t}}$

$y=2R\sin t-b*sin2t+(r2-s/2)\frac{R\sin t-b*sin2t}{\sqrt{b^2+R^2-2*b*R\cos t}}$

其中，t为参变量，s为总间隙，共轭曲线与第一摆线平滑过渡与B点。

本实用新型所具有的有益效果是：

本实用新型所述的新型三叶罗茨泵转子型线解决了当R_m/R比过大时，渐开线型线间隙不均匀和渐开线无法全段啮合、摆线型曲线不平滑过渡难题，保证了转子配合过程中能够实现全段啮合和曲线的平滑过渡，结构简单，设计优化，具有较强的实用性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的转子啮合状态示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述：

如图1-图2所示，本实用新型所述的新型三叶罗茨泵转子型线，包括本体，本体为三叶式，本体由依次相连的峰形和谷形组成，其特征在于：任一谷形最低点到其相邻峰形最高点的型线由依次平滑连接的第二圆弧段EF、第一圆弧段DE、第二摆线段CD、第一摆线段BC、共轭曲线段AB组成。

所述的第二圆弧段EF为一段圆弧，第二圆弧段EF以r₂为半径，圆心P与本体中心距离为b，R为节圆半径，R_m为顶园半径，转子根部距本体中心距离＝2*R-R_m，第二圆弧中心距离b＝根部距本体中心距离加第二圆弧半径＝2*R-R_m+r₂；第二圆弧段坐标方程式为：

x＝b*cos60°+(r₂+s/2)*cosα

y＝b*sin60°+(r₂+s/2)*sinα

其中，α为参变量，s为总间隙；第二圆弧与第一圆弧相交与E点。

所述的第一圆弧段DE为为一段圆弧，第一圆弧段DE以r₁为半径，其圆心在节圆上，r₁ ²＝R²+R²-2*R*R*cos30°，R为节圆半径，第一圆弧段坐标方程式为：

x＝R*cos60°+(r₁+s/2)*cosγ

y＝R*sin60°+(r₁+s/2)*sinγ

其中，γ为参变量，s为总间隙，第一圆弧与第二圆弧相交与E点，与节圆相交与D点。

所述的第二摆线段CD为一段摆线，就是当两节圆做纯滚动时，相配合的转子的第一圆弧ED与节圆交点D相对第一个转子运动的共轭曲线，第二摆线段CD坐标方程式为：

x＝2*R*cosβ-R*cos2β-(r₁+s/2)*cos(105°-2β)

y＝2*R*sinβ-R*sin2β+(r₁+s/2)*sin(105°-2β)

其中，β为参变量，s为总间隙，r₁同第一圆弧段中的r₁，第二摆线与节圆相交与D点，与第一摆线平滑过渡与C点。

所述的第一摆线段BC为一段摆线，就是相配合转子的第一圆弧段ED和第二圆弧段FE交点E相对于转子做滚动时的共轭曲线，E点到本体中心的距离为OE，∠AOE＝f。第一摆线坐标方程式为：

x＝2*R*cosθ-(OE+s/2)cos(2θ-f)

y＝2*R*sinθ-(OE+s/2)*sin(2θ-f)

其中，θ为参变量，s为总间隙，第一摆线与第二摆线平滑过渡与C点，与共轭曲线平滑过渡与B点。

所述的共轭曲线段AB是以本体中心点为中心，是相配合转子的第二圆弧段FE的共轭曲线，R为节圆半径，R_m为转子外圆半径，r₂为转子圆弧二半径，O1为定圆，O2为动圆。O1、O2的半径均为R(节圆半径)，中心距为2R。圆弧一的圆心为P点，到O2的距离为O2P。令O2P＝b＝2*R-R_m+r₂，圆心P点固结在O2动圆上。当O2动圆在O1圆周上作纯滚动时，圆心P点会形成一运动轨迹。将P点的运动轨迹做距离为r₂的外法向等距曲线便是图1中的AB段。共轭曲线坐标方程式为：

$x=2R\cos t-b*cos2t+(r2-s/2)\frac{R\cos t-b*cos2t}{\sqrt{b^2+R^2-2*b*R\cos t}}$

$y=2R\sin t-b*sin2t+(r2-s/2)\frac{R\sin t-b*sin2t}{\sqrt{b^2+R^2-2*b*R\cos t}}$

其中，t为参变量，s为总间隙，共轭曲线与第一摆线平滑过渡与B点。

如图2所示，转子一的共轭曲线段A1B1共轭曲线与转子二的第二圆弧段F2E2圆弧共轭；转子一的第一摆线段B1C1摆线与转子二的第一圆弧段E2D2圆弧共轭；转子一的第二摆线段C1D1摆线与转子二的D2点共轭；转子一的D1点与转子二的第二摆线段D2C2摆线共轭；转子一的第一圆弧段D1E1圆弧与转子二的第一摆线段C2B2摆线共轭；转子一的第二圆弧段E1F1圆弧与转子二的共轭曲线段B2A2共轭曲线共轭。

上述实施例仅是用来说明实用新型，而并非用作对实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对上述实施例的变化、变形等都将落在本实用新型专利要求的范围内。

Claims (6)

1.一种新型三叶罗茨泵转子型线，包括本体，本体为三叶式，本体由依次相连的峰形和谷形组成，其特征在于：任一谷形最低点到其相邻峰形最高点的型线由依次平滑连接的第二圆弧段EF、第一圆弧段DE、第二摆线段CD、第一摆线段BC、共轭曲线段AB组成。

2.根据权利要求1所述的新型三叶罗茨泵转子型线，其特征在于：所述的第二圆弧段EF为一段圆弧，第二圆弧段EF以r₂为半径，圆心P与本体中心距离为b，R为节圆半径，R_m为顶园半径，转子根部距本体中心距离＝2*R-R_m，第二圆弧中心距离b＝根部距本体中心距离加第二圆弧半径＝2*R-R_m+r₂；第二圆弧段坐标方程式为：

x＝b*cos60°+(r₂+s/2)*cosα

y＝b*sin60°+(r₂+s/2)*sinα

其中，α为参变量，s为总间隙；第二圆弧与第一圆弧相交与E点。

3.根据权利要求1所述的新型三叶罗茨泵转子型线，其特征在于：所述的第一圆弧段DE为为一段圆弧，第一圆弧段DE以r₁为半径，其圆心在节圆上，r₁ ²＝R²+R²-2*R*R*cos30°，R为节圆半径，第一圆弧段坐标方程式为：

x＝R*cos60°+(r₁+s/2)*cosγ

y＝R*sin60°+(r₁+s/2)*sinγ

其中，γ为参变量，s为总间隙，第一圆弧与第二圆弧相交与E点，与节圆相交与D点。

4.根据权利要求1所述的新型三叶罗茨泵转子型线，其特征在于：所述的第二摆线

段CD为一段摆线，就是当两节圆做纯滚动时，相配合转子的第一圆弧与节圆交点D相对

第一个转子运动的共轭曲线，第二摆线段CD坐标方程式为：

x＝2*R*cosβ-R*cos2β-(r₁+s/2)*cos(105°-2β)

y＝2*R*sinβ-R*sin2β+(r₁+s/2)*sin(105°-2β)

其中，β为参变量，s为总间隙，r₁同第一圆弧段中的r₁，第二摆线与节圆相交与D点，与第一摆线平滑过渡与C点。

5.根据权利要求1所述的新型三叶罗茨泵转子型线，其特征在于：所述的第一摆线段BC为一段摆线，为相配合转子的第一圆弧段ED和第二圆弧段FE交点E相对于转子做滚动时的共轭曲线，E点到本体中心的距离为OE，∠AOE＝f，第一摆线坐标方程式为：

x＝2*R*cosθ-(OE+s/2)cos(2θ-f)

y＝2*R*sinθ-(OE+s/2)*sin(2θ-f)

其中，θ为参变量，s为总间隙，第一摆线与第二摆线平滑过渡与C点，与共轭曲线平滑过渡与B点。

6.根据权利要求1所述的新型三叶罗茨泵转子型线，其特征在于：所述的共轭曲线段 AB是以本体中心点为中心，另一转子的圆弧二共轭曲线，R为节圆半径，R_m为转子外圆半径，r₂为转子圆弧二半径，第二圆弧中心距离b＝2*R‐R_m+r₂，共轭曲线坐标方程式为：

其中，t为参变量，s为总间隙，共轭曲线与第一摆线平滑过渡与B点。