[发明专利]一种二段式螺杆真空泵转子

说明书

本发明提供了一种二段式螺杆真空泵转子，属于干式螺杆真空泵技术领域。本螺杆真空泵转子分为阳螺杆转子和阴螺杆转子，阳螺杆转子和阴螺杆转子结构相同且螺旋展开方向相反；阳螺杆转子和阴螺杆转子包括吸气段和排气段,其中吸气段为变螺距，排气段为等螺距，吸气段的螺距从吸气段进气端面开始进行非线性逐渐减小变化，直至等于排气段的螺距；吸气段与排气段相接处实现光滑过渡。在如齿顶圆、齿根圆、中心距、螺距等基本结构参数和性能参数不变的情况下，本螺杆转子的轴向长度更短，则螺杆转子的刚度更高，螺杆转子加工时的弯曲变形和高转速下螺杆转子的离心弯曲变形对螺杆转子对中不良的影响减小，从而提高了真空泵的运行可靠性。

技术领域

本发明属于真空技术领域，涉及干式螺杆真空泵，特别是一种二段式螺杆转子。

背景技术

干式螺杆真空泵是利用一对螺杆转子，在泵壳中作同步高速反向旋转而产生吸气和排气作用的抽气设备，广泛应用于石油、化工、生物制药、电子、真空镀膜等领域，其螺杆转子是螺杆真空泵的核心零件，转子的结构直接影响真空泵的抽速、极限真空度、可靠性等。

干式螺杆真空泵中两螺杆转子之间采用非接触式配合，螺杆转子之间、以及螺杆转子与泵壳之间存在多处不同位置的间隙。螺杆转子在力、热边界条件的作用下发生力、热弹性变形，当螺杆转子轴向尺寸过大时，螺杆转子刚度下降，使得实际运行间隙与冷态间隙差别较大，当冷态间隙值不足以补偿螺杆转子的变形时，螺杆转子之间或螺杆转子与泵壳之间出现相互接触、擦伤甚至抱死现象。从而，降低了螺杆真空泵运行的可靠性。

发明内容

本发明提出了一种二段式螺杆真空泵转子，本发明要解决的技术问题是在螺杆真空泵性能不变的情况下，如何提高真空泵运行的可靠性，为了实现此目的，本发明采用下列技术方案来实现：

一种二段式螺杆真空泵转子，分为阳螺杆转子和阴螺杆转子，阳螺杆转子和阴螺杆转子结构相同且螺旋展开方向相反，阳螺杆转子和阴螺杆转子在泵体内保持同步反向旋转；阳螺杆转子和阴螺杆转子包括吸气段和排气段,其中吸气段为变螺距，排气段为等螺距，吸气段的螺距从吸气段进气端面开始进行非线性逐渐减小变化，直至等于排气段的螺距；吸气段与排气段相接处实现光滑过渡。

在上述的螺杆转子中，所述排气段的螺旋线轴向长度z₁(θ)变化规律是以P_a为等螺距，并旋转一定的螺旋转角θ，且θ∈[0,θ_a]。

在上述的螺杆转子中，所述吸气段的螺旋线轴向长度z₂(θ)变化规律满足如下公式：

θ_a≤θ≤θ_b

其中，θ为螺旋转角，rad；P_b为吸气段与排气段相接处螺距，mm，P_b＝P_a；θ_a为排气段结束的螺旋转角；θ_b为吸气段结束的螺旋转角；κ为变螺距系数，κ＜1。

在上述的螺杆转子中，所述排气段为等螺距，其螺距P₁(θ)＝P_a

在上述的螺杆转子中，所述吸气段的螺距P₂(θ)变化规律满足如下公式：

吸气段的螺旋线轴向长度z₂(θ)与排气段的螺旋线轴向长度z₁(θ)在螺旋转角θ＝θ_a时光滑过渡；吸气段的螺距P₂(θ)与排气段的螺距P₁(θ)在螺旋转角θ＝θ_a时光滑过渡。