一种气缸型线不对称的两级压缩滑片式真空泵制造技术

本发明专利技术公开了一种气缸型线不对称的两级压缩滑片式真空泵，该真空泵由前端盖(1)、转子(2)、气缸(3)、滑片(4)和后端盖(5)组成；气缸(3)的轮廓型线由五条不同的曲线组成，且一阶导数连续、二阶导数连续；在工作过程中，前端盖(1)、气缸(3)、后端盖(5)与转子(2)之间形成两个容积不相同、且不对称的腔体，气体在一级腔体(301)中完成一级压缩过程，后进入二级腔体(302)进行二级压缩，实现两级压缩；前端盖(1)开设第一吸气口(101)、第二排气口(102)，后端盖(5)上开设第一排气口(502)、第二吸气口(501)；所公开的真空泵不但具有较大的内容积比，提高了真空度，同时又能减少其耗功，降低余隙容积。

A two-stage compression sliding vane vacuum pump with asymmetric cylinder profile

【技术实现步骤摘要】
一种气缸型线不对称的两级压缩滑片式真空泵
本专利技术涉及一种真空泵，特别是涉及一种气缸型线不对称的两级压缩滑片式真空泵。
技术介绍
滑片式真空泵是一种容积式真空泵，滑片式真空泵主要由端盖、泵体、转子、滑片组成，转子安装在泵腔内，滑片配合安装在转子的槽内，当转子转动过程中，在离心力的作用下滑片被甩出滑槽从而紧贴在气缸内壁面随转子作旋转运动，在吸、排气端盖、滑片、转子和气缸间形成周期性变化的封闭工作腔，完成气体的吸入，压缩和排出过程。具有效率高、体积小、能够吸入含杂质气体、结构简单的优点，广泛应用于冶金、电子、医药、汽车行业；其关键技术是气缸的轮廓型线，直接影响真空泵的工作性能。随着真空泵应用领域的拓展，对其真空度要求逐渐提高，因而需要真空泵具有较大的内容积比；公开号为CN209671208U的专利中提出一种双腔滑片式压缩机缸体，其采用二次螺旋线构造的腔体型线实现了不对称双腔结构，增大了被输送的液体的流量，改善了滑片的受力情况；但是单级压缩多腔并联的形式没有显著提高真空泵的内容积比。
技术实现思路
本专利技术为了较大程度地增加滑片式真空泵内容积比，进而增加滑片式真空泵的极限真空度，同时为了丰富滑片式真空泵气缸端面型线的类型，提出了一种气缸型线不对称的两级压缩滑片式真空泵。气缸的轮廓型线采用正弦螺旋线、偏心圆弧及高次曲线构建新型气缸型线，通过调整吸入段曲线和排出段曲线对应的圆心角占比，使工作腔的几何结构不对称，达到减小排气容积，提高内容积比的目的。同时，采用两级结构设计，使得压缩气体在一级压缩完成后进入二级工作腔，进而进一步提高压比。能够根据设计工况对相关参数进行调整，以满足滑片式真空泵的性能要求。该种新型气缸型线由吸入段曲线和排出段曲线组成，整个气缸型线上任意位置处都连续光滑，满足气缸型线一阶导数连续光滑、二阶导数连续的特性要求。滑片在滑槽方向上不存在刚性冲击与软性冲击，有利于改善自身的受力状况，抑制滑片振动和对气缸内壁的撞击，以保证滑片平稳、可靠地运行。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种气缸型线不对称的两级压缩滑片式真空泵，包括：前端盖(1)、转子(2)、气缸(3)、滑片(4)和后端盖(5)，气缸(3)的轮廓型线由5条曲线光滑连接而成，依次为：一级吸入段曲线AB、一级排出段曲线BC、第一过渡曲线CD、二级复合函数曲线DEF、第二过渡曲线FA，气缸(3)的轮廓型线在任意一点处都是一阶导数连续、二阶导数连续，且曲率半径连续、均为正值；在工作中，转子(2)装配在气缸(3)中，前端盖(1)和后端盖(5)装配在气缸(3)的轴向两侧；前端盖(1)、气缸(3)、后端盖(5)与转子(2)之间形成两个容积不相同的腔体：容积大的为一级腔体(301)，其轴向投影不对称，一级腔体(301)的轴向投影由一级吸入段曲线AB和一级排出段曲线BC组成，且一级吸入段曲线AB对应的圆心角θ2小于一级排出段曲线BC对应的圆心角θ1；容积小的为二级腔体(302)，二级腔体(302)的轴向投影由第一过渡曲线CD、二级复合函数曲线DEF和第二过渡曲线FA组成，其轴向投影是轴对称的；一级腔体(301)和二级腔体(302)被n个滑片(4)分割为n个容积大小不同的工作腔；且一级腔体(301)中的最小封闭工作腔容积S1min大于二级腔体(302)中的最大封闭工作腔容积S2max。一种气缸型线不对称的两级压缩滑片式真空泵，气缸(3)的轮廓型线的5条组成曲线的方程如下：以转子(2)的回转中心为坐标原点O建立极坐标系；一级吸入段曲线AB的方程：一级排出段曲线BC的方程：第一过渡曲线CD的方程：c0、c1、c2、c3、c4、c5为常数，由以下6个方程组成的方程组确定：二级复合函数曲线DEF的方程：第二过渡曲线FA由第一过渡曲线CD关于x坐标轴对称得出，其方程为：其中，ρ—为气缸(3)的轮廓型线的矢径，mm；R1—为气缸(3)的轮廓型线矢径的最大值，mm；控制一级腔体(301)的容积大小；e—为偏心距，mm；控制二级腔体(302)的容积大小；R2—为气缸(3)的轮廓型线矢径的最小值，mm；α—为第一过渡曲线CD对应的圆心角，rad；rad；θ1—为一级吸入段曲线AB对应的圆心角，rad；θ2—为一级排出段曲线BC对应的圆心角，rad；θ1+θ2＝π，rad；t—为极角，rad。一种气缸型线不对称的两级压缩滑片式真空泵，所述的气缸(3)的轮廓型线上存在A、B、C、D、E、F六个特殊点：第一点A，第二点B，第三点C，第四点D，第五点E，第六点F；其中第一点A和第三点C是气缸(3)的轮廓型线上距原点O的矢径的最小值，其中第一点A位于时的矢径ρAB上，且第三点C位于时的矢径ρBC上，且以原点O为圆心，半径为R3的底圆上；第二点B点是气缸(3)的轮廓型线上距原点O的矢径的最大值，位于时的矢径ρAB上，且控制一级腔体(301)的轴向投影面积；第四点D是气缸(3)的轮廓型线上光滑连接二级复合函数曲线DEF与第一过渡曲线CD的点，其中第四点D位于时的矢径ρCD上；第六点F是气缸(3)的轮廓型线上光滑连接二级复合函数曲线DEF与第二过渡曲线FA的点，第六点F位于时的矢径ρFA上；第五点E点是气缸(3)的轮廓型线上距原点O的矢径的第二极值，位于t＝π时的矢径ρDEF上，且ρDEF(π)＝R2+e，控制二级腔体(302)的轴向投影面积；气缸(3)的轮廓型线在A、B、C、D、F五个特殊点处均光滑过渡，都是一阶导数连续、二阶导数连续，且曲率半径连续、均为正值。一种气缸型线不对称的两级压缩滑片式真空泵，所述的前端盖(1)开设：一级吸气口(101)、二级排气口(102)；所述的后端盖(5)上开设：一级排气口(502)、二级吸气口(501)；所述的转子(2)上对称开设有n条向心的均匀滑槽，其中6≤n≤12，且滑片(4)相应的安装在滑槽内；在工作过程中，被抽送气体通过前端盖(1)上的一级吸气口(101)进入一级腔体(301)实现吸气过程，在一级腔体(301)中被压缩后被抽送气体从后端盖(5)上的一级排气口(502)排出，再经过后端盖(5)上的二级吸气口(501)进入二级腔体(302)，经过压缩后被抽送气体从吸气端盖(1)上的二级排气口(102)排出，从而实现两级压缩过程。在工作过程中，转子(2)装配在气缸(3)中，前端盖(1)和后端盖(5)装配在气缸(3)的轴向两侧，n个滑片(4)安装在转子(2)的n个滑槽中；所述的前端盖(1)上的一级吸气口(101)，与一级吸入段曲线AB在前端盖(1)上的轴向投影相交，且在工作过程中，当一级腔体(301)中形成的最大封闭工作腔S1max时，其中的一个滑片与一级吸气口(101)的边缘轮廓相切；一级排气口(502)位于一级排出段曲线BC轴向投影于后端盖(5)的位置，且在形成一级腔体(301)中的最小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气缸型线不对称的两级压缩滑片式真空泵，包括：前端盖(1)、转子(2)、气缸(3)、滑片(4)和后端盖(5)，其特征是：气缸(3)的轮廓型线由5条曲线光滑连接而成，依次为：一级吸入段曲线AB、一级排出段曲线BC、第一过渡曲线CD、二级复合函数曲线DEF、第二过渡曲线FA，气缸(3)的轮廓型线在任意一点处都是一阶导数连续、二阶导数连续，且曲率半径连续、均为正值；/n在工作中，转子(2)装配在气缸(3)中，前端盖(1)和后端盖(5)装配在气缸(3)的轴向两侧；前端盖(1)、气缸(3)、后端盖(5)与转子(2)之间形成两个容积不相同的腔体：容积大的为一级腔体(301)，其轴向投影不对称，一级腔体(301)的轴向投影由一级吸入段曲线AB和一级排出段曲线BC组成，且一级吸入段曲线AB对应的圆心角θ

【技术特征摘要】
1.一种气缸型线不对称的两级压缩滑片式真空泵，包括：前端盖(1)、转子(2)、气缸(3)、滑片(4)和后端盖(5)，其特征是：气缸(3)的轮廓型线由5条曲线光滑连接而成，依次为：一级吸入段曲线AB、一级排出段曲线BC、第一过渡曲线CD、二级复合函数曲线DEF、第二过渡曲线FA，气缸(3)的轮廓型线在任意一点处都是一阶导数连续、二阶导数连续，且曲率半径连续、均为正值；
在工作中，转子(2)装配在气缸(3)中，前端盖(1)和后端盖(5)装配在气缸(3)的轴向两侧；前端盖(1)、气缸(3)、后端盖(5)与转子(2)之间形成两个容积不相同的腔体：容积大的为一级腔体(301)，其轴向投影不对称，一级腔体(301)的轴向投影由一级吸入段曲线AB和一级排出段曲线BC组成，且一级吸入段曲线AB对应的圆心角θ2小于一级排出段曲线BC对应的圆心角θ1；容积小的为二级腔体(302)，二级腔体(302)的轴向投影由第一过渡曲线CD、二级复合函数曲线DEF和第二过渡曲线FA组成，其轴向投影是轴对称的；
一级腔体(301)和二级腔体(302)被n个滑片(4)分割为n个容积大小不同的工作腔；且一级腔体(301)中的最小封闭工作腔容积S1min大于二级腔体(302)中的最大封闭工作腔容积S2max。


2.如权利要求1所述的一种气缸型线不对称的两级压缩滑片式真空泵，其特征是：气缸(3)的轮廓型线的5条组成曲线的方程如下：
以转子(2)的回转中心为坐标原点O建立极坐标系；
一级吸入段曲线AB的方程：
一级排出段曲线BC的方程：
第一过渡曲线CD的方程：ρCD(t)＝c0+c1t+c2t2+c3t3+c4t4+c5t5,
c0、c1、c2、c3、c4、c5为常数，由以下6个方程组成的方程组确定：



二级复合函数曲线DEF的方程：
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王君，刘译阳，董丽宁，谈庆鹏，陈志凯，武萌，
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