[发明专利]一种罗茨真空泵的三叶式转子组件

说明书

本发明涉及一种罗茨真空泵的三叶式转子组件，属于罗茨真空泵技术领域。包括两个端面型线相同的转子，所述转子的端面型线分别包括三个齿形曲线组成，三个所述齿形曲线环向均匀分布，所述齿形曲线分别包括两段对称设置的弧线，所述弧线包括齿顶圆弧AB段、渐开线BC段和齿根圆弧CD段，所述齿顶圆弧AB段与齿根圆弧CD段之间通过渐开线BC段平滑连接。本申请转子端面型线包括三个呈120°均匀分布的齿形曲线，齿形曲线包括两段镜像设置的弧线，弧线包括齿顶圆弧AB段、渐开线BC段和齿根圆弧CD段，两转子在泵腔内运转时始终保持等间隙的啮合。本申请提高了罗茨真空泵容积效率和抽气效率。

技术领域

本发明涉及一种罗茨真空泵的三叶式转子组件，属于罗茨真空泵技术领域。

背景技术

罗茨真空泵是一种回转式流体机械，通过2个能够相互啮合的罗茨转子进行同步异向双回转运动，在吸入端产生真空，形成压力差，从而实现气体的吸入和排出。罗茨转子的组成型线及其共轭啮合特性对转子的面积利用率和罗茨真空泵的密封性能、运行效率影响很大，因此罗茨转子型线的合理设计是至关重要的。

气冷罗茨真空泵是一种在中、高真空领域以及大型真空装置上广泛使用的真空获得设备，传统气冷罗茨真空泵的泵体内部布置了一对平行安装的转子，转子端面型线为如图一所示的8字形，二个转子呈180°对称分布于泵体内部。转子端面型线是由四段不同半径的圆弧构成，采用这种端面型线转子的气冷罗茨真空泵存在容积效率低、抽气效率低等缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种罗茨真空泵的三叶式转子组件，提高容积效率和抽气效率。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种罗茨真空泵的三叶式转子组件，包括两个端面型线相同的转子，所述转子的端面型线分别包括三个齿形曲线组成，三个所述齿形曲线环向均匀分布，所述齿形曲线分别包括两段对称设置的弧线，所述弧线包括齿顶圆弧AB段、渐开线BC段和齿根圆弧CD段，所述齿顶圆弧AB段与齿根圆弧CD段之间通过渐开线BC段平滑连接。

一所述转子的任一齿顶圆弧AB段与另一转子的任一齿根圆弧C’D’段相互啮合，所述齿顶圆弧AB段的坐标方程式为：

X＝Rn*SINα；

Y＝R+Rn*COSα；

式中：R为分度圆半径，Rn为顶圆半径，Ro为基圆半径，三者之间的相互关系方程式如下：

Ro＝R*COSA；

Rn＝(π/6)*Ro；

式中：A为压力角。

一所述转子的任一渐开线BC段与另一转子的任一渐开线B’C’段相互啮合，所述渐开线BC段的坐标方程式为：

X＝X1+X2＝Ro*COS(30+A+θ)+Ro*(θ+tgβ)*SIN(30+A+θ)；

Y＝Y1+Y2＝Ro*SIN(30+A+θ)-Ro*(θ+tgβ)*COS(30+A+θ)；

式中：tgβ＝tgA－π/6，θ＝0→60。

一所述转子的任一齿根圆弧CD段与另一转子的任一齿顶圆弧A’B’段相互啮合，所述齿根圆弧CD段的坐标方程式为：

X＝R*COSA+Rn*SINφ；

Y＝R*SINA+Rn*COSφ；

式中：φ＝0→60。

所述压力角A为30～36°。

所述齿顶圆弧AB段的圆弧半径与所述齿根圆弧CD段的圆弧半径相等且两者的圆心分布于同一分度圆上。

所述罗茨真空泵的容积利用系数方程式为：