[实用新型]一种棱杆真空泵

说明书

技术领域

本实用新型属于变容式真空设备技术领域，具体涉及一种棱杆真空泵。

背景技术

随着真空技术的不断发展，其应用领域不断扩大，已经广泛应用于机械、化工、制药、食品、造纸、能源、航空航天等各个工业领域。然而，当今在许多领域使用的真空泵，在原理和结构上几乎与30年前一样，没有什么根本性的变化。其中，在低真空领域应用广泛的是水环真空泵、水喷射真空泵和往复真空泵。

水环真空泵和水喷射真空泵由于需要水做工作介质，一方面，其性能取决于水的饱和蒸汽压，所以工作水的温度直接影响真空泵的性能，在水温较高时泵的工作效率会很低，所以在很多情况下，不得不添加冷却设备来降低水温；另一方面，在压缩气体的过程中，气体散热，工作液受热蒸发，加之在排气的过程中以水作为工作液，消耗大量的水资源，并且在化工等行业对水资源产生严重的污染。

往复真空泵分为工作腔有油和无油两种。一方面，有油的往复真空泵在排气时会产生大量的油气污染，不符合绿色环保的要求；另一方面，无论有油的还是无油的往复真空泵在抽除大量可凝性气体时其活塞环、气阀总成极易损坏，加之复杂的传动机构，致使该泵的运行稳定性较差，易损件比较多，运行维护费用比较高。

还有一种结构简单的罗茨真空泵，靠罗茨转子的转动来输送气体，但其在输送气体的过程中无内压缩功能，即不能通过压缩给气体加压，使排气口的气体顺利排向大气中，只能作为一种辅助型的真空泵。如果要达到0.05MPa以上的真空度，必须在前级泵抽到相应的极限压差的情况下，罗茨真空泵才能启动，从而提高前级泵的真空度。

因此，在低真空领域，需要一款能独立运行且结构简单的环保型真空泵。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种棱杆真空泵，其环保并能够独立工作。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：设计一种棱杆真空泵，包括转子和泵壳，泵壳中设有“∞”型的泵腔，转子安装在泵腔中，其特征在于：转子分为轴线相互平行的主转子和副转子，主转子上设有周向均布的两个凸齿，凸齿的型面与主转子的轴线相平行，副转子上设有周向均布的三个凹槽，凹槽的型面与副转子的轴线相平行，凸齿与凹槽相啮合，主转子与副转子的转速比为3/2。 

优选的，泵腔的半径为L，主转子与副转子的轴心距为M；

主转子的端面型线呈对称结构，由AB、BC、CD和DE四段圆弧构成：

AB段：在圆心位于主转子的轴线、半径为L的圆X1上；

DE段：在与X1同心、半径为M－L的圆X2上；

BC段：在圆心位于主转子的端面对称线的圆X3上，X3的半径范围为0.35～0.45L，X3的一侧与X1相切或者相交、另一侧与X2相交；

CD段：在半径范围为0.5L~0.6L的圆X4上，X4同时与X2和X3相外切；

副转子的端面型线为包络线，此包络线由主转子在公转圆上公转并自转得出，公转与自传的转速比为2/3；公转圆以副转子的轴心为圆心、M为半径。

优选的，主转子与副转子间通过同步齿轮相联动。

优选的，泵壳的前端和后端对应设置前端板和后端板，转子的前端穿过前端板安装在前滚动轴承组件中、后端穿过后端板安装在后滚动轴承组件中。

优选的，前端板的外侧设置前盖，前盖与前端板围成前润滑腔；后端板的外侧设置后盖，后盖与后端板围成后润滑腔。

优选的，前滚动轴承组件中的滚动轴承为内外圈固定的定位轴承，后滚动轴承组件中的滚动轴承为内圈可轴向移动的轴承。

优选的，前端板和后端板与转子之间安装密封环。

优选的，还包括水冷夹套，水冷夹套依次连通前端盖、前端板、泵壳侧壁、后端板和后端盖。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、从罗茨转子的运动规律来看，主转子主要完成压缩抽气的功能，副转子所抽气体不能产生压缩，主要起到辅助主转子密封和压缩的作用。主转子上设有周向均布的两个凸齿，凸齿的型面与主转子的轴线相平行，副转子上设有周向均布的三个凹槽，凹槽的型面与副转子的轴线相平行，凸齿与凹槽相啮合，主转子与副转子的转速比为3/2，能够提高容积效率，使压缩比达到40%，同时每次排气的残余气体减少到10%。

2、主转子与副转子的型线结构能够增大其与泵壳的接触面积，提高密封效果，有助于进一步提高真空泵的压缩比，达到更高的真空度。

3、由于主转子与副转子间通过同步齿轮相联动，简化其传动结构的前提下，提高主转子与副转子转动的协调性。