[实用新型]一种自平衡的变螺距锥形螺杆转子

说明书

技术领域

本发明涉及双螺杆真空泵，特别涉及适用于双螺杆真空泵的一种自平衡的变螺距锥形螺杆转子。

背景技术

双螺杆真空泵是一种容积式真空泵，因其抽气腔干式无油、运行平稳可靠的优点，广泛应用于石油化工、食品制药、真空热处理、纳米制造、国防技术领域；双螺杆真空泵的核心零部件为在同步异向双回转运动下的、相互啮合的两个螺杆转子；螺杆转子及其截面型线的性能，直接影响螺杆真空泵的级间密封性能、力学性能和极限真空度。

专利CN101351646公开的单头锥形螺杆转子，吸气端外径大，排气端外径小，工作时工作腔容积逐渐减小，存在内压缩过程；该螺杆转子的齿厚变化规律为：靠近吸气端的齿顶厚度较大，占用了一部分吸气容积，影响抽气量，靠近排气端气体压力较高，但齿顶厚度较小，无法有效阻挡高压气体通过齿顶面的级间泄漏；同时该螺杆转子，其轴向截面形心不在螺杆转子的回转中心线上，易产生偏心力影响正常啮合。

发明内容

为了解决上述文献中的螺杆转子存在偏心力、截面型线存在尖点、吸气端齿顶厚度较大占用吸气容积、排气端齿顶厚度较小使气体通过齿顶面的级间泄漏较大的问题，为了丰富螺杆转子的种类，本发明提出一种自平衡的变螺距锥形螺杆转子；螺杆转子呈锥形，从吸气端(Ⅰ-Ⅰ)到排气端(Ⅶ-Ⅶ)，螺杆转子的导程(P₁、P₂、P₃)逐渐减小，齿顶厚度(S₁、S₂、S₃)和齿根厚度(T₁、T₂、T₃)逐渐增大，由此可进一步增大螺杆转子在吸气端(Ⅰ-Ⅰ)的吸气容积，有效阻挡螺杆转子在排气端(Ⅶ-Ⅶ)处两个相邻工作腔间，气体通过齿顶面的级间泄漏，同时增大了螺杆转子在排气端(Ⅶ-Ⅶ)处的强度，减小变形；螺杆转子所采用的截面型线是完全光滑的且能够实现正确的啮合，消除不光滑连接点的不良影响，改善了螺杆转子的受力状况；所提出的螺杆转子在任意轴向位置处，其截面型线为S形，截面型线的形心都在螺杆转子的回转中心线上，使螺杆转子具有良好的动平衡性能；所提出的螺杆转子，能够增大吸气端工作腔容积，减小排气端的工作腔容积，增大工作过程中的内容积比，提高了双螺杆真空泵的抽速和极限真空度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提出的一种自平衡的变螺距锥形螺杆转子，从吸气端(Ⅰ-Ⅰ)到排气端(Ⅶ-Ⅶ)，螺杆转子呈锥形，且螺杆转子是全光滑的，不存在不光滑处；从吸气端(Ⅰ-Ⅰ)到排气端(Ⅶ-Ⅶ)，螺杆转子的导程(P₁、P₂、P₃)逐渐减小，齿顶厚度(S₁、S₂、S₃)和齿根厚度(T₁、T₂、T₃)逐渐增大；在任意轴向位置处的螺杆转子的截面型线为S形，且截面型线的形心在螺杆转子的回转中心线上。

一种自平衡的变螺距锥形螺杆转子，在任意轴向位置处，螺杆转子的截面型线都不相同，是变化的，但截面型线上各段组成曲线的类型和数量相同，共12段曲线，包括：第一齿顶圆弧AB、第一齿尖圆弧BC、第一摆线的等距曲线CD、第一齿根圆弧DE、第一连接圆弧的包络线EF、第一连接圆弧FG、第二齿顶圆弧GH、第二齿尖圆弧HI、第二摆线的等距曲线IJ、第二齿根圆弧JK、第二连接圆弧的包络线KL、第二连接圆弧LA；相邻两段曲线之间都是完全光滑连接的，截面型线上不存在不光滑连接点；截面型线上的第一齿顶圆弧AB、第一齿尖圆弧BC、第一摆线的等距曲线CD、第二齿根圆弧JK、第二连接圆弧的包络线KL、第二连接圆弧LA，分别与第二齿顶圆弧GH、第二齿尖圆弧HI、第二摆线的等距曲线IJ、第一齿根圆弧DE、第一圆弧的包络线EF、第一连接圆弧FG关于回转中心点O呈中心对称。