[发明专利]一种螺杆真空泵及其螺杆转子

说明书

本发明提供了一种螺杆真空泵及其螺杆转子，属于螺杆真空泵制造技术领域。它解决了如何通过合理设计螺杆转子端面型线以提高螺杆真空泵制造效率和工作性能的问题。本螺杆转子包括端面型线相同的阴转子和阳转子，两者的端面型线均由8段依次连续光滑相接的曲线组成，分别为圆弧AB、修正外摆线BC、圆弧CD、齿根圆DE、圆弧EF、修正渐开线FG、圆弧GH、齿顶圆HA；当阴转子和阳转子安装到泵壳内时，阴转子和阳转子两者之间直接形成所需的啮合间隙，并且阴转子和阳转子分别与泵壳之间直接形成所需的周向间隙。上述端面型线依据各类间隙参数设计而成，其安装后自带啮合间隙，无需二次修正，从而大大提高了真空泵组装、制造的效率和工作性能。

技术领域

本发明属于螺杆真空泵制造技术领域，涉及一种螺杆真空泵及其螺杆转子。

背景技术

近年来，随着国内制药、化工、半导体等行业的蓬勃发展，工业生产中涌现出越来越多的低污染、高真空要求的使用场景。其中，螺杆真空泵是获得干燥、低污染的高真空环境，以及压缩洁净气体的大中型干泵的主力泵型。具体来说，螺杆真空泵是利用一对螺杆转子在泵壳中作同步高速反向旋转而产生的吸气和排气作用的抽气设备，其核心部件为两个相互啮合的螺杆转子，而转子端面型线决定了转子的结构和真空泵的工作性能。例如，型线影响着真空泵的容积效率，热力学性能，良好的型线可以提高真空泵的效率，减少气体的泄漏量。

在现有技术中，干式螺杆真空泵两个转子的型线选取一般符合啮合定理，即转子间可以实现非接触啮合。而现有转子传统型线中存在尖点，使得生成的转子出现棱边，易形成泄漏三角形，导致气体返流，降低真空泵的极限真空度，且尖点形成的棱边导致转子转动时易发生磨损，从而增大螺杆真空泵的工作间隙，降低螺杆真空泵工作性能。为了解决上述尖点导致的问题，本领域技术人员开发设计了一种具有光滑连续型线的螺杆转子，如中国专利文献【申请号：201510756059.8】公开的全光滑螺杆转子，该螺杆转子端面型线由7段曲线组成且曲线之间光滑连接，不存在尖点，采用圆弧DE和摆线的等距曲线EF将齿顶圆弧CD和齿根圆弧FG光滑连接，采用圆弧GA将齿根圆弧FG和圆渐开线AB光滑连接，采用摆线的等距曲线BC将圆渐开线AB和齿顶圆弧CD光滑连接；相互共轭啮合的2个螺杆转子端面型线相同，工作中能够实现正确的啮合，且啮合密封效果较好；在实际生产过程中，受到加工误差与运行过程中转子的热变形效应的影响，将上述转子装配到真空泵泵壳内时，往往需要给予两转子之间、以及转子与泵腔之间设计一合理间隙，防止间隙过小热卡死现象，同时也防止间隙过大导致极限真空度降低。由此，为了保证螺杆真空泵具有良好的工作性能指标，设计合理稳定的间隙尤其重要。

但是，由于上述光滑螺杆的型线设计出于光滑无尖点以提高啮合密封效果的目的，在设计两转子时，采用了无啮合间隙配合的设计，那么完成转子设计后，只能通过后期修正获得间隙，现有常规采用的修正手段一般通过调整转子之间的中心距，或者根据所需间隙要求，对转子或者泵腔进行二次打磨加工。也就是说，无论后期采用何种修正手段，由于上述现有螺杆型线设计无法直接生成啮合间隙，这样不仅影响了螺杆真空泵的制造效率，而且在后期修正过程中，受到加工、装配精度的影响，往往会导致最后修正后的间隙与预想的间隙要求误差较大，最终对真空泵的性能会造成比较大的影响。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种螺杆真空泵及其螺杆转子，本发明所要解决的技术问题是如何通过合理设计螺杆转子端面型线以提高螺杆真空泵的制造效率和工作性能。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种螺杆真空泵的螺杆转子，所述螺杆转子包括端面型线相同的阴转子和阳转子，其特征在于，所述阴转子和阳转子的端面型线均由8段曲线组成，该8段曲线依次连续光滑相接，分别为圆弧AB、修正外摆线BC、圆弧CD、齿根圆DE、圆弧EF、修正渐开线FG、圆弧GH、齿顶圆HA；

所述圆弧AB的曲线公式为：

x_AB＝(R_a-r₃)cos(-θ)-r₃cos(t)