[發明專利]非對稱螺桿轉子、其端面型線的生成方法及雙螺桿泵

在審

• 申請號: 201810168959.4
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN108223360A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 郭井和;徐標
• 申請（專利權）人: 上海諾科泵業有限公司
• 主分類號: F04C2/16
• 分類號: F04C2/16;F04C15/00;G06F17/50
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 胡彬

本發明公開了一種非對稱螺桿轉子、其端面型線的生成方法及雙螺桿泵，屬于螺桿泵技術領域。轉子沿螺桿軸線方向的切面得到的轉子齒形為非等腰梯形，轉子齒形一邊是外擺線，另一邊為長幅外擺線，長幅外擺線的長度大于外擺線的長度，轉子傳動比為1:1，構成非對稱螺桿轉子，是將原來的轉子端面型線用小于轉子端面型線中的拐點曲線進行滾動修正，經過三維軟件造型、模擬優化后得到的轉子齒形為非對稱齒形，使得轉子的抗雜質能力提高，雙螺桿泵效提高10％，輸送管道的流量和壓力得到提升。雙螺桿泵適用于液體如原油、輕質油和高粘度介質及高粘度含砂原油，及輸送介質的油泵等相關產品。

技術領域

本發明涉及螺桿泵技術領域，尤其涉及一種非對稱螺桿轉子、其端面型線的生成方法及雙螺桿泵。

背景技術

雙螺桿泵是一種容積式轉子泵，具有結構簡單。運行平穩、清潔無油、適應多種工況的優點，在半導體、化工、電子、核能、食品、醫藥領域應用廣泛；雙螺桿泵的主要零部件是平行裝配、相互嚙合的兩個螺桿轉子，工作時通過兩個螺桿轉子的同步異向雙回轉運動，實現泵內被抽氣體的吸氣、壓縮和排氣過程；螺桿轉子的結構，尤其是端面型線的結構，直接影響雙螺桿泵的抽氣量、級間密封和極限真空度。

目前常用的單頭凹齒面雙螺桿泵，兩個螺桿轉子滿足嚙合和傳動規律且互為共軛，且為對稱型螺桿轉子，因為齒形的對稱，容易出現回流，影響螺桿泵的壓力和流量，且密封效果也不理想。另外，其端面型線由4段曲線組成，分別為：齒根圓弧、齒頂圓弧、擺線、圓漸開線，其中齒根圓弧、齒頂圓弧的圓心和圓漸開線的基圓圓心重合，該螺桿轉子的端面型線存在不參與嚙合的部分，且螺桿轉子的空間接觸線不連續，工作時存在明顯的泄漏通道；對螺桿轉子的研究，很多是在此型線的基礎上進行修正和改進：專利CN202926637提出了一種干式真空泵轉子型線，由5段曲線組成，在齒根圓弧和圓漸開線連接的位置，添加了一段擺線進行修正；專利CN103233894提出了一種螺桿轉子型線，由6段曲線組成，在齒頂圓弧與圓漸開線和齒根圓弧與漸開線相連的位置，分別添加了一段圓弧和圓弧的包絡線進行修正。

以上專利所提出的螺桿轉子的端面型線，都是通過在端面型線上的圓漸開線與齒根圓弧或齒頂圓弧的連接處分別添加修正曲線，改善螺桿轉子空間接觸線不連續、相鄰工作腔間存在泄漏的問題；但添加修正曲線會導致螺桿轉子端面型線的組成曲線更加復雜，影響螺桿轉子的加工和裝配精度，同時修正后的螺桿轉子仍然有較長的空間接觸線，相鄰工作腔通過空間接觸線的泄漏改善不明顯。

發明內容

本發明的目的在于提供一種非對稱螺桿轉子、其端面型線的生成方法及雙螺桿泵，解決了現有的雙螺桿泵因螺桿轉子齒形對稱帶來的壓力小，密封不好且轉子端面型線修正不合適而影響螺桿轉子的加工和裝配精度以及泄漏改善不明顯的技術問題。

為實現上述目的，提供以下技術方案，

本發明提供的非對稱螺桿轉子，所述轉子沿螺桿軸線方向的切面得到的轉子齒形為非等腰梯形，所述轉子齒形一邊是外擺線，另一邊為長幅外擺線，所述長幅外擺線的長度大于所述外擺線的長度，所述轉子傳動比為1:1。

進一步的，所述轉子的齒面上噴涂硬質合金。

一種上述任一項技術方案所述的非對稱螺桿轉子的端面型線的生成方法，所述方法包括如下步驟，

修正前的轉子端面型線由外圓I-A、內圓E-D、長幅外擺線C-B、長幅外擺線G-F、外擺線H-K、拐點曲線I-H、拐點曲線K-G、拐點曲線F-E、拐點曲線D-C和拐點曲線B-A組成，所述拐點曲線K-G、所述拐點曲線I-H、所述拐點曲線F-E和所述拐點曲線B-A的曲率半徑均為R1，所述拐點曲線D-C的曲率半徑為R2，用半徑小于R1和R2的圓作為修正曲線，對所述轉子的端面型線利用滾成原理進行滾動修正得到中間曲線，所述中間曲線再通過三維軟件整合成一條封閉的曲線，然后所述封閉的曲線經模擬嚙合、優化數據直到雙螺桿轉子的端面型線嚙合不干涉、雙螺桿轉子之間的嚙合間隙為0.05mm-0.15mm之間時，即得到修正后的轉子端面型線。