[发明专利]一种包含椭圆弧的爪式转子

说明书

本发明公开了一种包含椭圆弧的爪式转子；左爪式转子(101)的组成型线包括：2段摆线、4段圆弧、2段线段、2段椭圆弧；右爪式转子(102)包括：4段摆线、4段圆弧、2段线段的包络线、2段椭圆弧的包络线；在其同步异向双回转运动中，左右2个爪式转子能够实现转子的完全正确啮合，且都关于其回转中心点呈中心对称；带有尖点的爪式转子具有自清洁能力，可以降低气体中杂质对爪式真空泵工作的影响；该爪式转子提高了爪式真空泵的吸气量、内容积比和容积利用率，降低了相对余隙容积，从而降低了使用功耗，提高了爪式真空泵的工作效率和工作性能。

技术领域

本发明涉及一种包含椭圆弧的爪式转子，应用于爪式真空泵，尤其是适用于吸气量大、气体杂质较多的工作场合。

背景技术

爪式真空泵是一种在生产中广泛使用的新型干式真空泵，爪式转子的型线组成和啮合特性决定了爪式真空泵的使用性能，所以爪式真空泵设计的关键是爪式转子的型线设计；爪式转子由一对能够实现共轭啮合的转子组成，通过同步齿轮实现转子的同步异向双回转运动，使工作腔容积发生周期性变化，完成气体的吸入、压缩和排出过程，实现不断抽真空的目的。

现有爪式转子的型线类型包括：圆弧、摆线、线段以及它们的包络线。中国专利(专利号：CN201510400518.9)提出了一种全啮合的爪式转子型线，该爪式转子能够提高转子的啮合密封性和力学性能；但该爪式转子存在以下缺点：①单爪式转子真空泵的吸气量和容积利用率较低，在气量较大的工作场合难以满足使用要求；②爪式转子型线的光滑连接，使转子对气体杂质，尤其是爪背处的气体杂质较为敏感，不适用于气体杂质较多的工作场合。

中国专利(专利号：CN200510088855.5)提出了一种爪式转子设计方法，设计出相互共轭啮合的定义转子和共轭转子，并以参数化方法得到运动曲线，从而评估最佳转子性能；但该爪式转子存在以下缺点：①爪式转子在爪顶处是点与线的啮合，所以爪顶处密封效果差，在高压段容易造成气体的泄漏，降低了爪式真空泵的使用性能和工作效率；②爪臂处厚度较小，在工作过程中爪臂处力学性能较差，容易产生失效，降低了爪式真空泵的使用寿命和稳定性。

发明内容

为了解决爪式转子运转过程中，点与线的啮合容易产生较大泄漏，为了提高转子的自清洁能力，使爪式真空泵能适用于更多的场合，同时为了丰富爪式转子的型线类型，本发明采用椭圆弧与椭圆弧的包络线作为爪式转子型线，提出了一种包含椭圆弧的爪式转子和构建方法；在爪顶处采用1段爪顶圆弧，提高转子与泵壳的啮合密封性，减小了压缩时间隙处的气体泄漏和爪背处的受力变形；采用1段椭圆弧，使从爪底处向爪背处的过渡更符合爪式真空泵的工作过程，提高了爪式真空泵的吸气量、内容积比和容积利用率，曲线曲率变化更为连续平缓，转子运转更加平稳，降低了噪声，提高了爪式转子的力学性能；所以，该转子型线能够适用于更高转速、更高压力和更高温度的使用场合，提高了转子的性能和使用寿命；对于丰富爪式转子型线类型和促进爪式真空泵的发展都具有重要的意义。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：