[发明专利]一种单头扭叶罗茨泵转子及罗茨泵

说明书

一种单头扭叶罗茨泵转子及罗茨泵，单头扭叶罗茨泵转子包括相互啮合的第一转子和第二转子，第一转子的型线为偏心圆形结构，第二转子的型线为第一转子型线的包络线；第一转子和第二转子均为扭叶型，扭转方向相反；第一转子和第二转子分别沿各自转子型线以螺旋线为引导线扫描形成；第一转子和第二转子按照各自转轴以相同角速度异向旋转。一种罗茨泵，包括泵体，泵体内部开设有泵腔，泵腔能够容纳所述的单头扭叶罗茨泵转子，泵体上开设与泵腔连通的吸气孔口和排气孔口；第一转子和第二转子与泵腔形成封闭空间，啮合运行过程中由吸气孔口抽气，在泵腔内对气体压缩之后再由排气孔口排出。本发明能降低罗茨泵转子的加工难度，提高加工精度，降低噪音。

技术领域

本发明属于机械工程设计领域，具体涉及一种单头扭叶罗茨泵转子及罗茨泵。

背景技术

罗茨泵是一种容积式回转泵，能够用于获得干燥、低污染的高真空环境，并压缩洁净气体，现代工业中在各类流体的压缩运输过程广泛应用。罗茨泵继承了回转机械寿命长、运转可靠、振动小、噪音低、工作平稳以及无喘振现象等诸多优点，同时，具有能效高、无气阀等易损件、强制吸排气、结构简单以及维护成本低等特点。

罗茨泵中的核心部件为两个转子，转子型线的设计决定了转子的结构，从而影响着泵的整体运行性能，对转子的创新设计也是设计与制造高性能罗茨泵的关键技术。

目前，大多数的罗茨泵转子按头数有两叶与三叶之分，按转子形状有直叶与扭叶之分。但是现有罗茨泵的制造工艺较为复杂，特别是受转子型线的制约，使得罗茨泵的加工和检修都比较困难，这大大限制了罗茨泵转子加工的成本与效率。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种单头扭叶罗茨泵转子及罗茨泵，能够降低罗茨泵转子的加工难度，提高加工精度，明显降低噪音，使用寿命长。

为了实现上述目的，本发明有如下的技术方案：

一种单头扭叶罗茨泵转子，包括相互啮合的第一转子和第二转子，第一转子的型线为偏心圆形结构，第二转子的型线为第一转子型线的包络线；所述第一转子和第二转子均为扭叶型，扭转角为90°，第一转子和第二转子的扭转方向相反；所述的第一转子和第二转子分别沿各自转子型线以1/4圈的螺旋线为引导线扫描形成；第一转子和第二转子按照各自转轴以相同角速度异向旋转，啮合运行过程中实现气体的强制吸排气过程。

作为本发明罗茨泵转子的一种优选方案，第一转子的型线中心O₁与第二转子的型线中心O₂的距离为2r，第一转子的型线节圆半径r_p1与第二转子的型线节圆半径r_p2大小相等，第一转子的型线端面圆的半径为r，第一转子的型线端面圆的圆心O₃与第一转子的型线节圆的圆心O₁的距离为e；第二转子的端面型线为第一转子的型线端面圆的包络线；第一转子和第二转子的型线形状由r与e之比以及r的大小、r_p1的大小来控制。

作为本发明罗茨泵转子的一种优选方案，所述第一转子的型线端面圆的参数方程为：

作为本发明罗茨泵转子的一种优选方案，所述第二转子的端面型线的参数方程为：

其中，中间变量表示为：

一种罗茨泵，包括泵体，泵体内部开设有泵腔，泵腔能够容纳所述的单头扭叶罗茨泵转子，泵体上开设与泵腔连通的吸气孔口和排气孔口；第一转子和第二转子与泵腔形成封闭空间，啮合运行过程中由吸气孔口抽气，在泵腔内对气体压缩之后再由排气孔口排出。