一种三段式螺杆转子及其双螺杆真空泵制造技术

本发明专利技术公开了一种三段式螺杆转子及其双螺杆真空泵，属于干式双螺杆真空泵领域；包括吸气段、压缩段和排气段，其截面型线随螺旋展开角连续变化；吸气段和排气段都为等螺距且等截面型线，吸气段的螺距大于排气段的螺距，但吸气段的齿顶面宽度小于排气段的齿顶面宽度；吸气段和排气段之间采用压缩段进行过渡，压缩段为变螺距且变截面型线；吸气段与压缩段之间、压缩段与排气段之间的齿面和螺旋线光滑过渡；该螺杆转子能够在较短的轴向尺寸内形成较大的吸气容积和较小的排气容积，提高了螺杆转子的内容积比和密封性能；因此具有内容积比大、密封性好、结构紧凑、轴向尺寸短和加工难度低的优点，提高了双螺杆真空泵的极限真空度和抽速。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及干式双螺杆真空泵，特别涉及适用于干式双螺杆真空泵的一种三段式螺杆转子及其双螺杆真空泵。
技术介绍
干式双螺杆真空泵是一种容积式真空泵，具有气量大、结构紧凑、可靠性高、寿命长、动平衡性好的优点，广泛应用于化工、制药、半导体和食品行业；螺杆转子是干式双螺杆真空泵的核心零部件，螺杆转子的密封性能、效率、面积利用系数直接影响双螺杆真空泵的抽速和极限真空度。专利US6702558、专利CN104373347和专利CN102937094公开的多段式螺杆转子，其吸气段的螺距大、排气段的螺距小，可以提高螺杆转子的内容积比；上述专利所提出的螺杆转子都是由一个截面线型沿轴向作螺旋展开生成，即等截面型线的螺杆转子，螺杆转子的吸气段的齿顶面宽度过大，导致截面型线的面积利用率低；在螺杆转子的排气段，气体的级间泄漏返流量大，但是排气段的齿顶面宽度过小，阻挡级间泄漏返流的能力弱，与工作过程需求相矛盾；因此，降低了双螺杆真空泵的极限真空度和抽速。
技术实现思路
针对以上不足，本专利技术提出一种三段式螺杆转子及其双螺杆真空泵。本专利技术通过减小螺杆转子的齿顶圆弧半径和螺距的方式，可以进一步提高螺杆转子的内容积比；为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种三段式螺杆转子，包括：吸气段、压缩段和排气段；其中，吸气段为等螺距且等截面型线，其截面型线为吸气段的截面型线a；排气段为等螺距且等截面型线，其截面型线为排气段的截面型线b，吸气段的螺距Pa大于排气段的螺距Pb，吸气段的截面型线a中的圆渐开线AB的基圆半径Rba小于排气段的截面型线b中的圆渐开线AB的基圆半径Rbb，吸气段的齿顶面宽度M1和排气段的齿顶面宽度M3都保持不变，且M1<M3；吸气段和排气段之间采用压缩段进行过渡，压缩段为变螺距且变截面型线，压缩段的齿顶面宽度M2由M1逐渐过渡至M3；吸气段和压缩段之间、压缩段和排气段之间的齿面和螺旋线能实现光滑过渡；截面型线随螺旋展开角τ由0至τc连续变化。主螺杆转子Ⅰ和从螺杆转子Ⅱ都是一种三段式螺杆转子，主螺杆转子Ⅰ和从螺杆转子Ⅱ的螺旋展开方向相反；在工作中，主螺杆转子Ⅰ与从螺杆转子Ⅱ能够实现正确啮合。一种三段式螺杆转子，其吸气段、压缩段和排气段的螺距和轴向距离满足如下公式：吸气段为等螺距，其螺距P1(τ)＝Pa，吸气段的轴向距离H1(τ)的变化规律为： H 1 ( τ ) = P a 2 π τ , 0 ≤ τ ≤ τ a ]]>其中，τ为螺旋展开角，rad；对于整个螺杆转子，其螺旋展开角τ的取值范围为0≤τ≤τc；Pa为初始螺距，mm；压缩段为变螺距，其螺距P2(τ)的变化规律为： P 2 ( τ ) = P a - P b 2 c o s ( π ( τ - τ a ) τ b - τ a ) + P a + P b 2 , τ a ≤ τ ≤ τ b ]]>其中，Pb为终止螺距，mm，且Pa>Pb；压缩段的轴向距离H2(τ)的变化规律为： H 2 ( τ ) = ( P a - P b ) ( τ a - τ b ) s i n ( π ( τ - τ a ) τ a - τ b ) ( 2 π ) 2 + ( P a + P b ) τ + ( P a - 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三段式螺杆转子，包括：吸气段、压缩段和排气段；其特征是：吸气段为等螺距且等截面型线，其截面型线为吸气段的截面型线a；排气段为等螺距且等截面型线，其截面型线为排气段的截面型线b，吸气段的螺距Pa大于排气段的螺距Pb，吸气段的截面型线a中的圆渐开线AB的基圆半径Rba小于排气段的截面型线b中的圆渐开线AB的基圆半径Rbb，吸气段的齿顶面宽度M1和排气段的齿顶面宽度M3都保持不变，且M1<M3；吸气段和排气段之间采用压缩段进行过渡，压缩段为变螺距且变截面型线，压缩段的齿顶面宽度M2由M1逐渐过渡至M3；吸气段和压缩段之间、压缩段和排气段之间的齿面和螺旋线能实现光滑过渡；截面型线随螺旋展开角τ由0至τc连续变化。

【技术特征摘要】
1.一种三段式螺杆转子，包括：吸气段、压缩段和排气段；其特征是：吸气段为等螺距且等截面型线，其截面型线为吸气段的截面型线a；排气段为等螺距且等截面型线，其截面型线为排气段的截面型线b，吸气段的螺距Pa大于排气段的螺距Pb，吸气段的截面型线a中的圆渐开线AB的基圆半径Rba小于排气段的截面型线b中的圆渐开线AB的基圆半径Rbb，吸气段的齿顶面宽度M1和排气段的齿顶面宽度M3都保持不变，且M1<M3；吸气段和排气段之间采用压缩段进行过渡，压缩段为变螺距且变截面型线，压缩段的齿顶面宽度M2由M1逐渐过渡至M3；吸气段和压缩段之间、压缩段和排气段之间的齿面和螺旋线能实现光滑过渡；截面型线随螺旋展开角τ由0至τc连续变化。2.如权利要求1所述的一种三段式螺杆转子，其特征是：主螺杆转子Ⅰ和从螺杆转子Ⅱ都是一种三段式螺杆转子，主螺杆转子Ⅰ和从螺杆转子Ⅱ的螺旋展开方向相反；在工作中，主螺杆转子Ⅰ与从螺杆转子Ⅱ能够实现正确啮合。3.如权利要求1所述的一种三段式螺杆转子，其特征是：螺杆转子的吸气段、压缩段和排气段的螺距和轴向距离满足如下公式：吸气段为等螺距，其螺距P1(τ)＝Pa，吸气段的轴向距离H1(τ)的变化规律为： H 1 ( τ ) = P a 2 π τ , 0 ≤ τ ≤ τ a ]]>其中，τ为螺旋展开角，rad；对于整个螺杆转子，其螺旋展开角τ的取值范围为0≤τ≤τc；Pa为初始螺距，mm；压缩段为变螺距，其螺距P2(τ)的变化规律为： P 2 ( τ ) = P a - P b 2 c o s ( π ( τ - τ a ) τ b - τ a ) + P a + P b 2 , τ a ≤ τ ≤ τ b ]]>其中，Pb为终止螺距，mm，且Pa>Pb；压缩段的轴向距离H2(τ)的变化规律为： H 2 ( τ ) = ( P a - P b ) ( τ a - τ b ) s i n ( π ( τ - τ a ) τ a - τ b ) ( 2 π ) 2 + ( P a + P b ) τ + ( P a - P b ) τ a 4 π , τ a ≤ τ ≤ τ b ]]>排气段为等螺距，其螺距P3(τ)＝Pb，排气段的轴向距离H3(τ)的变化规律为： H 3 ( τ ) = P b ...

【专利技术属性】
技术研发人员：王君，刘宏杰，崔峰，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37