CN220134184U - 一种罗茨真空泵 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种罗茨真空泵，属于真空设备技术领域。它解决了现有技术中罗茨真空泵抽气效率不高的问题。本罗茨真空泵包括泵壳和设置在泵壳内的两个转子，两个转子均为三叶式结构，且每个转子的转子型线由依次相连的叶峰和叶谷构成，任一所述叶谷的最低点至相邻叶峰的最高点的型线均由圆弧曲线A1A2、直线A2A3、曲线A3A4、曲线A4A5四段型线首尾依次连接形成，所述直线A2A3为一段与圆弧曲线A1A2相切的直线，曲线A3A4为直线A2A3的共轭曲线，曲线A4A5为圆弧曲线A1A2的共轭曲线。本罗茨真空泵具有加工方便、抽气效率高的优点。
Description
技术领域
本实用新型属于真空设备技术领域，涉及一种罗茨真空泵。
背景技术
罗茨真空泵是指泵内装有两个相反方向同步旋转的叶形转子，两个转子之间、转子与泵壳内壁之间有细小间隙而互不接触的一种变容真空泵，其作为一种通用机械，广泛应用在化工、造纸、发电、食品等行业。
目前，罗茨真空泵的转子大多采用三叶式结构，转子型线则多采用圆弧型、渐开线型、摆线型。如专利文献公开的一种摆线式三叶罗茨泵转子(申请号：201520573094.1)，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一圆弧段、第一摆线段、第二圆弧段、第二摆线段、第三圆弧段、第四圆弧段组成。该转子存在以下不足：由于转子的型线为六段式结构，这样的设计不但增加了加工难度、降低了加工效率，而且六段式结构由于各个摆线之间的过渡连接过多，从而使得两个转子相互配合时，配合间隙较难控制，导致两个转子之间难以完全啮合，进而会影响罗茨真空泵的抽气效率。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种罗茨真空泵，本实用新型解决的技术问题是：如何使罗茨真空泵的转子加工更为方便，且罗茨真空泵的抽气效率更高。
本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种罗茨真空泵，包括泵壳和设置在泵壳内的两个转子，两个转子均为三叶式结构，且每个转子的转子型线由依次相连的叶峰和叶谷构成，任一所述叶谷的最低点至相邻叶峰的最高点的型线均由圆弧曲线A1A2、直线A2A3、曲线A3A4、曲线A4A5四段型线首尾依次连接形成，所述直线A2A3为一段与圆弧曲线A1A2相切的直线，曲线A3A4为直线A2A3的共轭曲线，曲线A4A5为圆弧曲线A1A2的共轭曲线。
本罗茨真空泵的转子中，叶峰的最高点至相邻叶谷的最低点的型线采用四段式结构，相比传统的六段式结构减少了过渡连接点，能便于转子型线的加工，而且A2A3为直线，可以采用铣刀一刀切割成型，能进一步降低加工难度，同时直线A2A3部分还可以作为工装工具的基准。以上改进使得本转子的结构具有了加工方便的优点，因此能降低加工的难度并提升加工的精度，使得两个转子相互配合时，能精确控制配合间隙，保证两个转子在泵壳内运转时始终保持等间隙的啮合，使得罗茨真空泵具有较高的抽气效率。同时，本转子型线的设计还能减小转子的尺寸，而A2A3采用直线之后其相比于采用弧线也能进一步减小转子占用的泵内空间，使得本罗茨真空泵的泵壳内供介质的流动空间较大，进而使罗茨真空泵的抽气效率得以进一步提高。
在上述的罗茨真空泵中，圆弧曲线A1A2为通过如下方程得到的圆弧曲线：
x＝c-Rcost1，y＝Rsint1，
式中，c为圆弧曲线A1A2的圆心02到转子的旋转中心01的距离，R为圆弧曲线A1A2的半径，t1是圆弧曲线A1A2上的点到圆心02之间的连线与直角坐标中x轴之间的角度。
该设计使得在转子的叶谷处，相邻两圆弧曲线A1A2对称连接形成了一段长度较长的弧形曲线，且弧形曲线的圆心位于直角坐标中x轴上，这样的结构加工和检测都较为方便，能降低制造成本。
在上述的罗茨真空泵中，直线A2A3为通过如下方程得到的直线：
x＝a+dcosθ，y＝b+dsinθ，
式中，a＝c-Rcost1，b＝Rsint1，d是直线A2A3的长度，θ是直角坐标中x轴与直线A2A3所形成的角度。
A2A3为直线，可以采用铣刀一刀切割成型，并且直线A2A3与圆弧曲线A1A2相切，使得铣刀切割的轨迹较易控制，能进一步降低加工难度并提升加工质量。
在上述的罗茨真空泵中，曲线A3A4为通过如下方程得到的曲线：
x＝-(a+dcosθ)cos(θ1+θ2)-(b+dsinθ)sin(θ1+θ2)+Bcosθ2，
y＝-(a+dcosθ)sin(θ1+θ2)+(b+dsinθ)cos(θ1+θ2)+Bsinθ2，
式中，B为两个转子的中心距离，即B＝R1+R2，R1、R2分别为两个转子的节圆半径，θ1和θ2表示两个转子啮合旋转时各自旋转的角度，θ1/θ2＝R2/R1，θ是θ1的函数由式可求得θ和θ1的函数关系。
该设计使得直线形的直线A2A3与曲线A4A5之间通过长度较短的一段曲线A3A4光滑过度，不会存在尖角，使得两个转子相互配合时，两个转子在泵壳内运转时始终保持等间隙的啮合，保证罗茨真空泵具有较高的抽气效率。
在上述的罗茨真空泵中，曲线A4A5为通过如下方程得到的曲线：
x＝-ccos(θ1+θ2)+Rcos(t1+θ1+θ2)+Bcosθ1
y＝-csin(θ1+θ2)+Rsin(t1+θ1+θ2)+Bsinθ1
式中，B为两个转子的中心距离，由式可求得t1和θ1的函数关系。
该结构中，曲线A4A5的曲面不仅能保证两个转子运转时始终保持等间隙的啮合，同时曲线A4A5形成了一段曲面较为平缓且长度较长的圆弧，因此加工和检测较为方便，能降低制造成本。
与现有技术相比，本罗茨真空泵具有以下优点：
1、本罗茨真空泵的转子中，叶峰的最高点至相邻叶谷的最低点的型线采用四段式结构，相比传统的六段式结构减少了过渡连接点，能便于转子型线的加工，而且A2A3为直线，可以采用铣刀一刀切割成型，能进一步降低加工难度。
2、由于本转子的结构具有了加工方便的优点，因此能降低加工的难度并提升加工的精度，使得两个转子相互配合时，能精确控制配合间隙，保证两个转子在泵壳内运转时始终保持等间隙的啮合，使得罗茨真空泵具有较高的抽气效率。
附图说明
图1是本罗茨真空泵转子型线的示意图一。
图2是本罗茨真空泵转子型线的示意图二。
图3是本罗茨真空泵的结构示意图一。
图4是本罗茨真空泵的结构示意图二。
图中，1、泵壳；2、转子；21、叶峰；22、叶谷。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这一实施例。
如图1至图4所示，本罗茨真空泵包括泵壳1和设置在泵壳1内的两个转子2，两个转子2均为三叶式结构，且每个转子2的转子型线由依次相连的叶峰21和叶谷22构成，任一所述叶谷的最低点至相邻叶峰的最高点的型线均由圆弧曲线A1A2、直线A2A3、曲线A3A4、曲线A4A5四段型线首尾依次连接形成，直线A2A3为一段与圆弧曲线A1A2相切的直线，曲线A3A4为直线A2A3共轭曲线，曲线A4A5为圆弧曲线A1A2共轭曲线。
其中，圆弧曲线A1A2为通过如下方程得到的圆弧曲线：x＝c-Rcost1，y＝Rsint1，式中，c为圆弧曲线A1A2的圆心02到转子2的旋转中心01的距离，R为圆弧曲线A1A2的半径，t1是圆弧曲线A1A2上的点到圆心02之间的连线与直角坐标中x轴之间的角度。
该设计使得在转子2的叶谷处，相邻两圆弧曲线A1A2对称连接形成了一段长度较长的弧形曲线，且弧形曲线的圆心位于直角坐标中x轴上，这样的结构加工和检测都较为方便，能降低制造成本。
直线A2A3为通过如下方程得到的直线：x＝a+dcosθ，y＝b+dsinθ，式中，a＝c-Rcost1，b＝Rsint1，d是直线A2A3的长度，θ是直角坐标中x轴与直线A2A3所形成的角度。
曲线A3A4为通过如下方程得到的曲线：
x＝-(a+dcosθ)cos(θ1+θ2)-(b+dsinθ)sin(θ1+θ2)+Bcosθ2，
y＝-(a+dcosθ)sin(θ1+θ2)+(b+dsinθ)cos(θ1+θ2)+Bsinθ2，
式中，B为两个转子2的中心距离，即B＝R1+R2，R1、R2分别为两个转子2的节圆半径，θ1和θ2表示两个转子2啮合旋转时各自旋转的角度，θ1/θ2＝R2/R1，θ是θ1的函数由式可求得两者之间的函数关系。
曲线A4A5为通过如下方程得到的曲线：
x＝-ccos(θ1+θ2)+Rcos(t1+θ1+θ2)+Bcosθ1
y＝-csin(θ1+θ2)+Rsin(t1+θ1+θ2)+Bsinθ1
式中，B为两个转子2的中心距离，由式可求得t1和θ1的函数关系。
本罗茨真空泵的转子2中，叶峰的最高点至相邻叶谷的最低点的型线采用四段式结构，相比传统的六段式结构减少了过渡连接点，能便于转子型线的加工，而且A2A3为直线，可以采用铣刀一刀切割成型，能进一步降低加工难度，同时直线A2A3部分还可以作为工装工具的基准。以上改进使得本转子2的结构具有了加工方便的优点，因此能降低加工的难度并提升加工的精度，使得两个转子2相互配合时，能精确控制配合间隙，保证两个转子2在泵壳1内运转时始终保持等间隙的啮合，使得罗茨真空泵具有较高的抽气效率。同时，本转子型线的设计还能减小转子2的尺寸，而A2A3采用直线之后其相比于采用弧线也能进一步减小转子2占用的泵内空间，使得本罗茨真空泵的泵壳1内供介质的流动空间较大，进而使罗茨真空泵的抽气效率得以进一步提高。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了1、泵壳；2、转子；21、叶峰；22、叶谷等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
Claims (5)
1.一种罗茨真空泵，包括泵壳(1)和设置在泵壳(1)内的两个转子(2)，两个转子(2)均为三叶式结构，且每个转子(2)的转子型线由依次相连的叶峰(21)和叶谷(22)构成，其特征在于，任一所述叶谷(22)的最低点至相邻叶峰(21)的最高点的型线均由圆弧曲线A1A2、直线A2A3、曲线A3A4、曲线A4A5四段型线首尾依次连接形成，所述直线A2A3为一段与圆弧曲线A1A2相切的直线，曲线A3A4为直线A2A3的共轭曲线，曲线A4A5为圆弧曲线A1A2的共轭曲线。
2.根据权利要求1所述的罗茨真空泵，其特征在于，圆弧曲线A1A2为通过如下方程得到的圆弧曲线：
x＝c-Rcost1，y＝Rsint1，
式中，c为圆弧曲线A1A2的圆心02到转子(2)的旋转中心01的距离，R为圆弧曲线A1A2的半径，t1是圆弧曲线A1A2上的点到圆心02之间的连线与直角坐标中x轴之间的角度。
3.根据权利要求2所述的罗茨真空泵，其特征在于，直线A2A3为通过如下方程得到的直线：
x＝a+dcosθ，y＝b+dsinθ，
式中，a＝c-Rcost1，b＝Rsint1，d是直线A2A3的长度，θ是直角坐标中x轴与直线A2A3所形成的角度。
4.根据权利要求3所述的罗茨真空泵，其特征在于，曲线A3A4为通过如下方程得到的曲线：
x＝-(a+dcosθ)cos(θ1+θ2)-(b+dsinθ)sin(θ1+θ2)+Bcosθ2，
y＝-(a+dcosθ)sin(θ1+θ2)+(b+dsinθ)cos(θ1+θ2)+Bsinθ2，
式中，B为两个转子(2)的中心距离，即B＝R1+R2，R1、R2分别为两个转子(2)的节圆半径，θ1和θ2表示两个转子(2)啮合旋转时各自旋转的角度，θ1/θ2＝R2/R1，θ是θ1的函数由式可求得θ和θ1的函数关系。
5.根据权利要求4所述的罗茨真空泵，其特征在于，曲线A4A5为通过如下方程得到的曲线：
x＝-ccos(θ1+θ2)+Rcos(t1+θ1+θ2)+Bcosθ1，
y＝-csin(θ1+θ2)+Rsin(t1+θ1+θ2)+Bsinθ1，
式中，由式可求得t1和θ1的函数关系。
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