[發(fā)明專利]一種全光滑自嚙合的干式螺桿真空泵及其轉(zhuǎn)子

有效

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• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112555154B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬凱;郭蓓;周宇航;王巖彬
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: F04C29/00
• 分類號: F04C29/00;F04C18/16;F04C25/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 張海平

一種全光滑自嚙合的干式螺桿真空泵及其轉(zhuǎn)子，陰陽轉(zhuǎn)子型線相同，型線包括依次相連的修正圓弧段a′b′，圓弧擺線段b′c′，齒根圓弧段c′d′，蝸形線段d′e′，蝸形線共軛曲線段e′f′以及齒頂圓弧段f′a′，其中一個轉(zhuǎn)子的修正圓弧段a′b′與另一個轉(zhuǎn)子的圓弧擺線段b′c′相互嚙合，其余的線段按照陰陽轉(zhuǎn)子各自的旋轉(zhuǎn)方向依次對應(yīng)嚙合。本發(fā)明還提供了一種干式螺桿真空泵，轉(zhuǎn)子采用所述的全光滑自嚙合的干式螺桿真空泵轉(zhuǎn)子。本發(fā)明陰陽轉(zhuǎn)子工作時能夠做到無泄漏和全嚙合，方便加工制造。齒根圓弧與齒頂圓弧中間采用蝸形線及其共軛曲線，接觸線短，齒間面積大，使得真空泵具有更高的容積效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)械工程領(lǐng)域，具體涉及一種全光滑自嚙合的干式螺桿真空泵及其轉(zhuǎn)子。

背景技術(shù)

近年來，隨著半導(dǎo)體行業(yè)、微電子行業(yè)和IT等行業(yè)的蓬勃發(fā)展，對真空環(huán)境的要求日益提高，干式真空泵便應(yīng)運而生。干式真空泵具有低碳環(huán)保、無油運行、穩(wěn)定高效、適應(yīng)性強(qiáng)等諸多優(yōu)點，特別是其在工作過程中，泵腔內(nèi)無需其他任何介質(zhì)作用的特性，真正地實現(xiàn)了“干模式”運行，也從根本上解決了真空室內(nèi)受油氣污染的難題。

螺桿真空泵是通過轉(zhuǎn)子在泵殼中作同步高速反向旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生吸氣和排氣作用的抽氣設(shè)備，兩螺桿經(jīng)精密動均衡校正，由軸承支撐，裝置在泵殼中，螺桿與螺桿之間都有一定的間隙。

干式雙螺桿真空泵的核心是轉(zhuǎn)子的型線，型線影響著真空泵的容積效率，熱力學(xué)性能，良好的型線可以提高真空泵的效率，減少理論的泄漏量。

干式螺桿真空泵兩個轉(zhuǎn)子的型線要求必須嚙合，形成封閉的嚙合線。同時要求形成較小的泄漏三角形。考慮到裝配、輸運以及運行中磨損的影響，不希望轉(zhuǎn)子型線中出現(xiàn)尖點。因此需要提出一種能夠滿足自嚙合要求的光滑連續(xù)型線，滿足生產(chǎn)制造的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中干式螺桿真空泵轉(zhuǎn)子存在泄漏的問題，提供一種全光滑自嚙合的干式螺桿真空泵及其轉(zhuǎn)子，提高真空泵的容積效率。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明有如下的技術(shù)方案：

一種全光滑自嚙合的干式螺桿真空泵轉(zhuǎn)子，陰陽轉(zhuǎn)子型線相同，型線包括依次相連的修正圓弧段a′b′，圓弧擺線段b′c′，齒根圓弧段c′d′，蝸形線段d′e′，蝸形線共軛曲線段e′f′以及齒頂圓弧段f′a′，其中一個轉(zhuǎn)子的修正圓弧段a′b′與另一個轉(zhuǎn)子的圓弧擺線段b′c′相互嚙合，其余的線段按照陰陽轉(zhuǎn)子各自的旋轉(zhuǎn)方向依次對應(yīng)嚙合。

優(yōu)選的，所述的齒根圓弧段c′d′與蝸形線段d′e′連接點的一階導(dǎo)數(shù)連續(xù)，蝸形線段d′e′與蝸形線共軛曲線段e′f′連接點的一階導(dǎo)數(shù)連續(xù)，蝸形線共軛曲線段e′f′與齒頂圓弧段f′a′的一階導(dǎo)數(shù)連續(xù)，齒頂圓弧段f′a′與修正圓弧段a′b′的一階導(dǎo)數(shù)連續(xù)，修正圓弧段a′b′與圓弧擺線段b′c′的一階導(dǎo)數(shù)連續(xù)，圓弧擺線段b′c′與齒根圓弧段c′d′的一階導(dǎo)數(shù)連續(xù)。

優(yōu)選的，齒根圓弧段c′d′的圓弧半徑為r，齒頂圓弧段f′a′的圓弧半徑為R，則陰陽轉(zhuǎn)子中心距為：A＝R+r。

優(yōu)選的，所述修正圓弧段a′b′的圓弧半徑為rr,圓心O₁的坐標(biāo)為(a,b)，對應(yīng)型線方程為：

式中，α₁與α₂分別為修正圓弧段a′b′的起始角度與終止角度。

優(yōu)選的，所述圓弧擺線段b′c′的型線方程為：

式中，γ₁與γ₂分別為圓弧擺線段b′c′的起始角度與終止角度。

優(yōu)選的，所述齒根圓弧段c′d′的型線方程為：