一种爪式真空泵转子及真空泵制造技术

本发明专利技术公开了一种爪式真空泵转子及真空泵，属于干式气体传输泵技术领域，转子包括节圆和爪子，爪子的线型由首尾相接的七段曲线构成：前爪爪尖的长幅外摆线A1A2、爪底圆弧段A2A3、过渡圆弧段A3A4、底爪尖圆弧段A4A5、底爪尖圆弧段的共轭曲线A6A7、过渡圆弧段的共轭曲线A7A8和爪顶圆弧段A8A1，节圆的线型为节圆圆弧段A5A6，爪子与节圆的型线首尾相连，且相邻两段圆弧之间平滑过渡；本发明专利技术转子型线具有较好的啮合封闭性，对气体有较高的输送效率，容积利用率高，且整段曲线光滑连接，除了前爪爪尖外没有其他锐角点，应力集中点较少，力学性能较好；同时，两个转子及泵腔形成的压缩腔是连续的，已压缩的气体可通过排气口全部顺利排出，从而提高爪式泵的效率。从而提高爪式泵的效率。从而提高爪式泵的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种爪式真空泵转子及真空泵


[0001]本专利技术涉及干式气体传输泵
，具体而言，涉及一种爪式真空泵转子及真空泵。

技术介绍

[0002]爪式真空泵作为一种双回转式真空泵，具有抽速大、运行平稳等优点，通过两个转子形成的压缩腔实现对气体的加压输送，广泛应用于食品、化工、医药、石油等领域。
[0003]爪式真空泵中最重要的部件为两个互相共轭啮合且做同步异向双回转运动的转子，这两个转子在几何上具有相同的曲线，在周期性转动过程中通过两个转子互相啮合形成的腔室来对气体进行压缩，实现进气
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压缩
‑
排气过程，完成对气体的加压输送。爪式真空泵的一对互相啮合的转子由多段曲线组成，其中包括摆线、圆弧、共轭曲线等多种曲线形式，合理选择每段曲线并确定其在转动过程中的共轭曲线显得尤为重要。因此爪式泵转子的型线和其互相啮合的性能直接决定了爪式泵输送气体的性能。
[0004]如图1所示，为一般单爪爪式泵的转子型线及与进出气口的配合形式，气体从进气口100进入泵腔，经转子旋转压缩，从排气口200排出。对现有爪式真空泵进行实验发现，对于气体的加压输送，爪式真空泵的效率不高，分析可知现有爪式泵转子型线上存在一定的缺陷，空间利用率低，导致效率降低，且存在多个锐角尖点、导致应力集中、力学性能较差。原始曲线的转子在对气体进行压缩的过程中，前爪爪背的钝角点会将压缩腔一分为二，即空腔A和空腔B，其中一部分气体可以顺利通过排气口200进行输送，而另一部分气体则会通过后续转子的转动排入低压腔，即使对排气口200的形状改进也无法将一部分这一部分气体排出，如图1中的两个转子之间的空腔B部分是无法通过排气口200的改进排出的，转子型线的这个缺点降低了爪式泵的压缩效率。因此，对爪式真空泵的转子型线进行进一步优化显得尤为迫切。

技术实现思路

[0005]为克服现有技术中爪式泵转子空间利用率低，导致效率降低，且存在多个锐角尖点、导致应力集中、力学性能较差，部分空腔中气体无法通过排气口的改进排出等问题，本专利技术提供了一种爪式真空泵转子，所述转子包括节圆和爪子，所述爪子的线型由首尾相接的七段曲线构成：前爪爪尖的长幅外摆线A1A2、爪底圆弧段A2A3、过渡圆弧段A3A4、底爪尖圆弧段A4A5、底爪尖圆弧段的共轭曲线A6A7、过渡圆弧段的共轭曲线A7A8和爪顶圆弧段A8A1，所述节圆的线型为节圆圆弧段A5A6，所述爪子与所述节圆的型线首尾相连，且相邻两段圆弧之间平滑过渡；且转子型线的爪顶圆弧段的半径为R1，爪底圆弧段的半径为R2，则节圆的半径为R0：；以节圆圆心O1作为圆点，以O1A2所在直线作为X轴形成坐标系XO1Y中，前爪爪尖的
长幅外摆线A1A2上任意一点满足如下公式：，爪底圆弧段A2A3上任意一点满足如下公式：，其中R2为爪底圆的半径，为A2A3曲线对应的圆心角，是可设计变量；过渡圆弧段A3A4上任意一点满足如下公式：，其中，R3为可设计变量，其取值范围为；为A3A4曲线所对应的圆心角，；底爪尖圆弧段A4A5上任意一点满足如下公式：，其中，R4由已知变量得出，即。为A4A5曲线对应的圆弧角，；底爪尖圆弧段的共轭曲线A6A7上任意一点满足如下公式：，其中：
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；其中，x1和y1为A6A7曲线在静坐标系X1O1Y1下的坐标，x2和y2为A6A7曲线在静坐标系X2O2Y2下的坐标，而和 为A6A7曲线在动坐标系XO1Y下的坐标，为A6A7曲线在动坐标系XO1Y下的参数角，动坐标系XO1Y下A6A7曲线的坐标也就是A6A7曲线的参数方程；其中，动坐标系XO1Y是以转子O1圆心为原点，随着转子的转动而转动的坐标系；X1O1Y1、X2O2Y2分别为以转子O1圆心和转子O2圆心为原点的静坐标系，两个静坐标系Y轴方向相同且X轴方向相反，静坐标系X1O1Y1的X轴方向为从转子O1圆心到转子O2圆心方向，静坐标系X2O2Y2的X轴方向为从转子O2圆心到转子O1圆心方向；过渡圆弧段的共轭曲线A7A8上任意一点满足如下公式：，其中，
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，其中，x3和y3为A7A8曲线在静坐标系X1O1Y1下的坐标，x4和y4为A7A8曲线在静坐标系X2O2Y2下的坐标，而和为A7A8曲线在动坐标系XO1Y下的坐标， 为A7A8曲线在动坐标系XO1Y下的参数角，动坐标系XO1Y下A7A8曲线的坐标也就是A7A8曲线的参数方程；爪顶圆弧段A8A1上任意一点满足如下公式：。
[0006]优选地，所述转子为单爪，一个所述爪子型线与所述节圆的型线首尾相连，所述节圆圆弧段A5A6上任意一点满足如下公式： 。
[0007]优选地，所述转子为双爪，所述节圆圆弧段A5A6上任意一点满足如下公式：，，两个爪子型线分别与所述节圆的型线节圆圆弧段A5A6上的两段圆弧段首尾相连。
[0008]优选地，所述转子为三爪，所述节圆圆弧段A5A6上任意一点满足如下公式：，，
三个爪子型线分别与所述节圆的型线节圆圆弧段A5A6上的三段圆弧段首尾相连。
[0009]优选地，转子型线的爪顶圆弧段的半径R1与爪底圆弧段的半径R2之间满足：1.5R2≤R1≤4R2。
[0010]本专利技术还提供了一种真空泵，包括泵体，所述泵体内形成有贯通所述泵体的泵腔，所述泵腔截面轮廓为两个直径相同的顶圆部分叠合形成，在泵腔截面两个顶圆的圆心处平行放置有两个旋转轴，所述旋转轴长度方向与所述泵腔贯通方向相同；两个上述的转子分别固定在两个所述旋转轴上，所述泵腔贯通方向两端部形成有盖板，所述盖板上与两个所述旋转轴对应位置处均形成有轴孔，所述旋转轴通过所述轴孔安装在所述盖板上；至少有一个所述盖板上设置异型排气孔，所述泵腔侧壁上形成有进气口。
[0011]有益效果：采用本专利技术技术方案产生的有益效果如下：与以往使用的爪式泵转子型线相比，该专利技术的转子型线具有较好的啮合封闭性，对气体有较高的输送效率，容积利用率高，且整段曲线光滑连接，除了前爪爪尖外没有其他锐角点，应力集中点较少，力学性能较好。同时，两个转子及泵腔形成的压缩腔是连续的，已压缩的气体可通过排气口全部顺利排出，从而提高爪式泵的效率。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0013]图1是现有技术中单爪爪式泵的转子型线及与进出气口的配合结构示意图；图2是本专利技术较佳之单爪爪式真空泵转子的型线结构图；图3是本专利技术较佳之两个单爪爪式真空泵转子配合结构图一；图4是本专利技术较佳之双爪爪式真空泵转子的型线结构图；图5是本专利技术较佳之单爪爪式真空泵结构示意图；图6是本专利技术实施例一中真空泵气腔形成阶段结构示意图；图7是本专利技术实施例一中真空泵气腔A进气结束阶段结构示意图；图8是本专利技术实施例一中真空泵气腔A压缩阶段结构示意图；图9是本专利技术实施例一中真空泵气腔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种爪式真空泵转子，其特征在于，所述转子包括节圆和爪子，所述爪子的线型由首尾相接的七段曲线构成：前爪爪尖的长幅外摆线A1A2、爪底圆弧段A2A3、过渡圆弧段A3A4、底爪尖圆弧段A4A5、底爪尖圆弧段的共轭曲线A6A7、过渡圆弧段的共轭曲线A7A8和爪顶圆弧段A8A1，所述节圆的线型为节圆圆弧段A5A6，所述爪子与所述节圆的型线首尾相连，且相邻两段圆弧之间平滑过渡；且转子型线的爪顶圆弧段的半径为R1，爪底圆弧段的半径为R2，则节圆的半径为R0：；以节圆圆心O1作为圆点，以O1A2所在直线作为X轴形成坐标系XO1Y中，前爪爪尖的长幅外摆线A1A2上任意一点满足如下公式：，爪底圆弧段A2A3上任意一点满足如下公式：，其中R2为爪底圆的半径，为A2A3曲线对应的圆心角，是可设计变量；过渡圆弧段A3A4上任意一点满足如下公式：，其中，R3为可设计变量，其取值范围为[R0‑
R2，]；为A3A4曲线所对应的圆心角，；底爪尖圆弧段A4A5上任意一点满足如下公式：，其中，R4由已知变量得出，即，为A4A5曲线对应的圆弧角，；
底爪尖圆弧段的共轭曲线A6A7上任意一点满足如下公式：，其中：；其中，x1和y1为A6A7曲线在静坐标系X1O1Y1下的坐标，x2和y2为A6A7曲线在静坐标系X2O2Y2下的坐标，而和为A6A7曲线在动坐标系XO1Y下的坐标，为A6A7曲线在动坐标系XO1Y下的参数角，动坐标系XO1Y下A6A7曲线的坐标也就是A6A7曲线的参数方程；其中，动坐标系XO1Y是以转子O1圆心为原点，随着转子的转动而转动的坐标系；X1O1Y1、X2O2Y2分别为以转子O1圆心和转子O2圆心为原点的静坐标系，两个静坐标系Y轴方向相同且X轴方向相反，静坐标系X1O1Y1的X轴方向为从转子O1圆心到转子O2圆心方向，静坐标系X2O2Y2的X轴方向为从转子O2圆心到转子O1...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟平，车军，闫昊，尚士琰，薛枫，武中地，农国卫，李敏，师二兵，
申请(专利权)人：中核第七研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：