羅茨泵轉(zhuǎn)子的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種羅茨泵，特別涉及一種羅茨泵轉(zhuǎn)子，包括本體，本體為二葉式，本體型線包括依次設(shè)置的第一圓弧段、共軛曲線段、漸開線段、第二圓弧段、第三圓弧段，第一圓弧段、共軛曲線段、漸開線段、第二圓弧段、第三圓弧段之間平滑連接。本發(fā)明通過設(shè)置漸開線段、第二圓弧段，大大降低了嚙合點(diǎn)數(shù)，使轉(zhuǎn)子型線干涉幾率大大降低，避免轉(zhuǎn)子卡死，使加工和裝配更加容易。
【專利說明】羅茨泵轉(zhuǎn)子
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種羅茨泵轉(zhuǎn)子，特別涉及一種羅茨泵轉(zhuǎn)子型線。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有羅茨泵轉(zhuǎn)子多是采用圓弧-擺線-漸開線型轉(zhuǎn)子型線，如圖3中，TV段是以O(shè)為圓心半徑為Rm的圓弧，ET段是基圓半徑為r的漸開線，CE段為擺線，SC段是以O(shè)為圓心，以(2R-Rm)為半徑的圓弧，這種型線不是光滑曲線，存在角點(diǎn)，如圖3中的T點(diǎn)。一對(duì)轉(zhuǎn)子垂直嚙合過程中，其共軛關(guān)系如圖4所示，SlCl圓弧與V2T2圓弧共軛；C1E1擺線與T2點(diǎn)共軛；E1T1漸開線與T2E2漸開線共軛；T1點(diǎn)與E2C2擺線共軛；T1V1圓弧與C2S2圓弧共軛。由于角點(diǎn)的存在，在一對(duì)轉(zhuǎn)子同步嚙合過程中，在一段時(shí)間內(nèi)會(huì)同時(shí)出現(xiàn)多點(diǎn)嚙合現(xiàn)象(如圖4中，嚙合點(diǎn)為中心點(diǎn)及上下兩端點(diǎn)、上下兩角點(diǎn))，這似乎提高了兩轉(zhuǎn)子之間對(duì)氣流的阻力，但由于機(jī)械加工和裝配一定會(huì)出現(xiàn)誤差，多點(diǎn)嚙合就會(huì)顧此失彼，就會(huì)造成轉(zhuǎn)子型線干涉。同時(shí)由于轉(zhuǎn)子壓縮時(shí)均存在返流現(xiàn)象，這種型線一對(duì)轉(zhuǎn)子返流密封腔面積大，當(dāng)轉(zhuǎn)子由排氣位置轉(zhuǎn)動(dòng)到密封位置時(shí)，返流壓縮氣被封入返流密封腔內(nèi)，并隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)返流到進(jìn)氣口，返流密封腔越大，封入的返流壓縮氣越多，返流率越高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種羅茨泵轉(zhuǎn)子，減少嚙合點(diǎn)數(shù)，大大降低轉(zhuǎn)子型線干涉幾率，避免轉(zhuǎn)子卡死，易于加工及裝配，同時(shí)減小一對(duì)轉(zhuǎn)子返流密封腔面積，降低壓縮氣體返流率。
[0004]本發(fā)明所述的羅茨泵轉(zhuǎn)子，包括本體，本體為二葉式，本體型線包括依次設(shè)置的第一圓弧段、共軛曲線段、漸開線段、第二圓弧段、第三圓弧段，第一圓弧段、共軛曲線段、漸開線段、第二圓弧段、第三圓弧段之間平滑連接。
[0005]通過設(shè)置漸開線段、第二圓弧段替代原有的T點(diǎn)，消除了角點(diǎn)的存在，大大降低了嚙合點(diǎn)數(shù)，由原來的五點(diǎn)嚙合，降低為三點(diǎn)嚙合，使一對(duì)轉(zhuǎn)子同步嚙合過程中，轉(zhuǎn)子型線干涉幾率大大降低，避免轉(zhuǎn)子卡死，并且降低了機(jī)加工要求，使加工和裝配更加容易。一對(duì)轉(zhuǎn)子返流密封腔面積減小約30%?45%，大大降低了壓縮氣體返流率，提高了羅茨泵的工作效率。
[0006]所述的第一圓弧段是以本體中心點(diǎn)為圓心，以(2R-Rm)為半徑的圓弧，其中R為節(jié)圓半徑，Rm為12R?16R。節(jié)圓半徑為一對(duì)轉(zhuǎn)子中心點(diǎn)距離的一半。
[0007]所述的漸開線段是基圓半徑為r的漸開線，其中r=Rcos Θ，R為節(jié)圓半徑，Θ為壓力角，Θ根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)要求取值。
[0008]所述的壓力角Θ取30?80。
[0009]所述的第三圓弧段是以本體中心點(diǎn)為圓心，以Rm為半徑的圓弧，Rm取1.2R?
1.6R，其中R為節(jié)圓半徑。
[0010]所述的第二圓弧段是以0.2R?0.5R為半徑，同時(shí)與漸開線段和第三圓弧段相切的圓弧，R為節(jié)圓半徑。
[0011]所述的共軛曲線段是與第二圓弧段共軛的曲線段。第二圓弧段由無數(shù)個(gè)點(diǎn)組成，每個(gè)點(diǎn)在另一轉(zhuǎn)子腰部的運(yùn)動(dòng)軌跡為長幅外擺線，無數(shù)個(gè)長幅外擺線的包絡(luò)線形成了這段共軛曲線。
[0012]所述的本體型線在以本體橫截面水平中心線為X軸，豎直中心線為Y軸的直角坐標(biāo)系內(nèi)，沿X軸上下對(duì)稱，沿Y軸左右對(duì)稱，第一圓弧段首部至第三圓弧段尾部組成的曲線段為本體位于該直角坐標(biāo)系第一象限內(nèi)的型線線段。
[0013]工作原理:
[0014]轉(zhuǎn)子嚙合時(shí)，由于不存在角點(diǎn)，嚙合點(diǎn)數(shù)由原來的五點(diǎn)嚙合，降低為三點(diǎn)嚙合，嚙合點(diǎn)數(shù)越少，機(jī)械加工誤差及裝配誤差造成的轉(zhuǎn)子型線干涉幾率越低，因此降低了機(jī)加工和裝配要求。一對(duì)轉(zhuǎn)子返流密封腔面積大大減少，減小面積約30%?45%,封入的返流壓縮氣大幅減少，降低返流率，提高了羅茨泵的工作效率。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的有益效果是:
[0016]本發(fā)明通過設(shè)置漸開線段、第二圓弧段，大大降低了嚙合點(diǎn)數(shù)，使轉(zhuǎn)子型線干涉幾率大大降低，避免轉(zhuǎn)子卡死，使加工和裝配更加容易；降低壓縮氣體返流率，提高了羅茨泵的工作效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是一對(duì)轉(zhuǎn)子嚙合狀態(tài)示意圖；
[0019]圖3是現(xiàn)有轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4是現(xiàn)有一對(duì)轉(zhuǎn)子嚙合狀態(tài)示意圖；
[0021]圖5是本發(fā)明一對(duì)轉(zhuǎn)子返流密封腔示意圖；
[0022]圖6是圖5中a處放大圖；
[0023]圖7是現(xiàn)有一對(duì)轉(zhuǎn)子返流密封腔示意圖；
[0024]圖8是圖7中b處放大圖。
[0025]圖中:1、本體；2、第一圓弧段；3、共軛曲線段；4、漸開線段；5、第二圓弧段；6、第三圓弧段；7、返流密封腔。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例做進(jìn)一步描述:
[0027]如圖1、圖2及圖5、圖6所示，本羅茨泵轉(zhuǎn)子包括本體1，本體I為二葉式，本體I型線在以本體橫截面水平中心線為X軸,豎直中心線為Y軸的直角坐標(biāo)系內(nèi)，沿X軸上下對(duì)稱，沿Y軸左右對(duì)稱，該直角坐標(biāo)系第一象限內(nèi)型線包括依次設(shè)置的第一圓弧段2、共軛曲線段3、漸開線段4、第二圓弧段5、第三圓弧段6，第一圓弧段2、共軛曲線段3、漸開線段4、第二圓弧段5、第三圓弧段6之間平滑連接。本體節(jié)圓半徑為R，即相互嚙合的一對(duì)轉(zhuǎn)子中心點(diǎn)距離的一半，本體中心點(diǎn)為O點(diǎn)，第一圓弧段2是以O(shè)為圓心，以2R-Rm為半徑的圓弧，Rm為1.2R?1.6R，第一圓弧段2對(duì)應(yīng)AB段、AlBl段、A2B2段；漸開線段4是基圓半徑為r的漸開線，其中r=RCOS0，Θ為壓力角，根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)需要取值，取值范圍為30?80，漸開線段4對(duì)應(yīng)⑶段、ClDl段、C2D2段；所述的第二圓弧段5是以0.2R~0.5R為半徑，同時(shí)與漸開線段4和第三圓弧段6相切的圓弧，第二圓弧段5對(duì)應(yīng)DE段、DlEl段、D2E2段；第三圓弧段6是以O(shè)點(diǎn)為圓心，以Rm為半徑的圓弧，第三圓弧段6對(duì)應(yīng)EF段、ElFl段、E2F2段；共軛曲線段3是與第二圓弧段5共軛的曲線段，共軛曲線段3由以下方式生成:在第二圓弧段上均勻取N個(gè)點(diǎn)，其中N ^ 10，每個(gè)點(diǎn)在另一轉(zhuǎn)子腰部的運(yùn)動(dòng)軌跡為長幅外擺線，N個(gè)長幅外擺線的包絡(luò)線形成了這段共軛曲線段3。共軛曲線段3對(duì)應(yīng)BC段、BlCl段、B2C2段。
[0028]如圖2所示，其共軛關(guān)系為AlBl圓弧與F2E2圓弧共軛；B1C1曲線與E2D2圓弧共軛；C1D1漸開線與D2C2漸開線共軛；D1E1圓弧與C2B2曲線共軛；E1F1圓弧與B2A2圓弧共軛。
[0029]如圖5、6所示,本實(shí)施例中，取R=54mm ; Θ =50, Rm=80mm ;rl=20mm,經(jīng)計(jì)算返流密封腔7的最小返流面積約為14.3mm2。
[0030]如圖3、圖4及圖7、圖8所示，現(xiàn)有轉(zhuǎn)子型線TV段以01為圓心半徑為Rm的圓??；ET段是基圓半徑為r的漸開線；CE段為擺線；SC段是以01為圓心，以2R-Rm為半徑的圓弧。取值同上，經(jīng)計(jì)算其返流密封腔7的最小返流面積約為23.5mm2。對(duì)比可知，本羅茨泵轉(zhuǎn)子型線比原有型線的返流密封腔7的面積降低了約39%。
[0031]轉(zhuǎn)子嚙合時(shí)，由于不存在角點(diǎn)，嚙合點(diǎn)數(shù)由原來的五點(diǎn)嚙合，降低為三點(diǎn)嚙合，嚙合點(diǎn)數(shù)越少，機(jī)械加工誤差及裝配誤差造成的轉(zhuǎn)子型線干涉幾率越低，因此降低了機(jī)加工和裝配要求。一對(duì)轉(zhuǎn)子返流密封 腔7面積降低30~45%，壓縮氣體返流率隨之降低，提高了羅茨泵的工作效率。
【權(quán)利要求】
1.一種羅茨泵轉(zhuǎn)子，包括本體(1)，本體(I)為二葉式，其特征在于:本體(I)型線包括依次設(shè)置的第一圓弧段(2)、共軛曲線段(3)、漸開線段(4)、第二圓弧段(5)、第三圓弧段(6)，第一圓弧段(2)、共軛曲線段(3)、漸開線段(4)、第二圓弧段(5)、第三圓弧段(6)之間平滑連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的羅茨泵轉(zhuǎn)子，其特征在于:所述的第一圓弧段(2)是以本體Cl)中心點(diǎn)為圓心，以(2R-Rm)為半徑的圓弧，其中R為節(jié)圓半徑，Rm為1.2R?1.6R。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的羅茨泵轉(zhuǎn)子，其特征在于:所述的漸開線段(4)是基圓半徑為r的漸開線,其中r=Rcos Θ，R為節(jié)圓半徑，Θ為壓力角。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的羅茨泵轉(zhuǎn)子，其特征在于:所述的壓力角Θ取30?80。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的羅茨泵轉(zhuǎn)子，其特征在于:所述的第三圓弧段(6)是以本體中心點(diǎn)為圓心，以Rm為半徑的圓弧，Rm取1.2R?1.6R，其中R為節(jié)圓半徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的羅茨泵轉(zhuǎn)子，其特征在于:所述的第二圓弧段(5)是以0.2R?0.5R為半徑，同時(shí)與漸開線段(4)和第三圓弧段(6)相切的圓弧，R為節(jié)圓半徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的羅茨泵轉(zhuǎn)子，其特征在于:所述的共軛曲線段(3)是與第二圓弧段(5)共軛的曲線段。
8.根據(jù)權(quán)利要求1?5所述的羅茨泵轉(zhuǎn)子，其特征在于:所述的本體(I)型線在以本體橫截面水平中心線為X軸，豎直中心線為Y軸的直角坐標(biāo)系內(nèi)，沿X軸上下對(duì)稱，沿Y軸左右對(duì)稱，第一圓弧段(2)首部至第三圓弧段(6)尾部組成的曲線段為本體(I)位于該直角坐標(biāo)系第一象限內(nèi)的型線線段。
【文檔編號(hào)】F04C18/14GK103486041SQ201310479887
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月14日
【發(fā)明者】張東慶, 陳宗武, 徐元蕾, 邱延亮 申請(qǐng)人:山東伯仲真空設(shè)備股份有限公司