爪式螺杆转子结构及螺杆真空泵的制作方法

本发明涉及螺杆真空泵技术领域，尤其涉及一种爪式螺杆转子结构及螺杆真空泵。

背景技术：

螺杆真空泵相对于其他类型真空泵来说，是一种干式多级真空泵，其在工作过程中不会对真空系统污染，低碳环保，在比较宽广的压力范围内能够保持较高抽速，泵内气体通道短，易于进行防腐处理，适用范围广，在众多的领域得到了广泛应用。

螺杆真空泵的核心部件为两个同步反向旋转的转子，螺杆真空泵转子型线复杂，型线的加工需要在专用设备上完成，是螺杆真空泵生产制造的关键工序，直接影响泵的整体运行性能。目前，国内外螺杆真空泵抽气速率都在200l/s以下，主要是受到螺杆加工能力的限制，导致大型螺杆真空泵无法制造和推广应用。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种适用于大型螺杆真空泵、实现在通用设备上加工制造的爪式螺杆转子结构及螺杆真空泵。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的爪式螺杆转子结构，该转子结构包括：

两个彼此相邻的转子；

相邻的所述转子通过啮合驱动气体定向流动；

所述转子具有转子轴、以及装配于所述转子轴上的多个转子片；

多个所述转子片依次装配于所述转子轴上；

所述转子片形成有远离所述转子轴延伸的啮合爪结构；

同一转子的相邻所述转子片的圆周角度差为θ；

其中，b为转子片厚度；

p为转子螺距；

相邻所述转子的转子片依次啮合以驱动气体定向流动。

进一步的，相邻所述转子分别被配置为主动转子和从动转子；

所述主动转子具有装配于主动转子轴上的多个主动转子片；

所述从动转子具有装配于从动转子轴上的多个从动转子片；

所述主动转子的主动转子片与所述从动转子的从动转子片依次啮合以驱动气体定向流动；

所述主动转子和从动转子通过同步齿轮传动以形成同步转动；

所述主动转子的转动方向与所述从动转子的转动方向相反。

进一步的，所述主动转子片包括：

主动转子装配体、以及凸出于所述主动转子装配体并沿弧形轨迹延伸的主动转子啮合爪；

所述主动转子装配体具有第一轴孔；

所述主动转子片通过所述第一轴孔装配于所述主动转子轴；

所述从动转子片包括：

从动转子装配体、以及凸出于所述从动转子装配体并沿弧形轨迹延伸的从动转子啮合爪；

所述从动转子装配体具有第二轴孔；

所述从动转子片通过所述第二轴孔装配于所述从动转子轴；

所述主动转子啮合爪的弧形轨迹延伸方向与所述从动转子啮合爪的弧形轨迹延伸方向相反、且所述主动转子啮合爪与所述从动转子啮合爪啮合以驱动气体定向流动；

进一步的，所述主动转子啮合爪的弧形面被配置为主动转子型线面，且所述主动转子啮合爪远离所述主动转子装配体一端的端部被配置为主动转子前爪；

所述从动转子啮合爪的弧形面被配置为从动转子型线面，且所述从动转子啮合爪远离所述从动转子装配体一端的端部被配置为从动转子后爪；

所述主动转子型线面与所述从动转子型线面的延伸方向相反；

所述主动转子前爪啮合并沿所述从动转子型线面移动形成第一密封副；

所述从动转子后爪啮合并沿所述主动转子型线面移动形成第二密封副；

通过第一密封副和第二密封副的形成和移动、以驱动气体定向流动。

进一步的，同一转子轴上的每个转子片的啮合爪沿螺旋线排列，所述转子片叠装后，所述转子片的啮合爪形成螺旋转子结构。

本发明公开的一种螺杆真空泵，该真空泵包括泵体，所述泵体内集成有如上所述的爪式螺杆转子结构。

进一步的，所述泵体包括一体式结构的第一泵体和第二泵体；

所述第一泵体形成有第一转子腔；

所述第二泵体形成有第二转子腔；

所述第一转子腔和第二转子腔连通、且部分重合；

所述主动转子嵌装于所述第一转子腔；

所述从动转子嵌装于所述第二转子腔。

在上述技术方案中，本发明提供的一种爪式螺杆转子结构及具有其的螺杆真空泵，具有以下有益效果：

本发明的转子结构采用多个相互叠装的转子片，能够利用通用设备加工成型，片状结构的转子片加工精度高，转子直径不受加工设备和加工能力的限制，显著降低了大型螺杆加工的难度，使得大型螺杆真空泵的生产制造成为可能。

本发明的转子结构和具有其的螺杆真空泵可以满足不同运行工况要求，使得真空泵的设计调整更加容易、灵活，显著地提高了螺杆真空泵的适用性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的爪式螺杆转子结构的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的爪式螺杆转子结构的主动转子的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的爪式螺杆转子结构的主动转子片的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的爪式螺杆转子结构的从动转子的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的爪式螺杆转子结构的从动转子片的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的爪式螺杆转子结构的转子型线的示意图；

图7为本发明实施例提供的具有爪式螺杆转子结构的螺杆真空泵的结构示意图。

附图标记说明：

1、主动转子；2、从动转子；3、泵体；

10、转子结构；

101、主动转子轴；102、主动转子片；

10201、主动转子装配体；10202、主动转子型线面；10203、主动转子前爪；10204、第一轴孔；

201、从动转子轴；202、从动转子片；

20201、从动转子装配体；20202、从动转子型线面；20203、从动转子后爪；20204、第二轴孔；

301、第一转子腔；302、第二转子腔。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

实施例一：

本申请的实施例一公开了一种新型螺杆转子结构10；

参见图1～图6所示；

本发明的爪式螺杆转子结构10，该转子结构10包括：

两个彼此相邻的转子；

相邻的转子通过啮合驱动气体定向流动；

转子具有转子轴、以及装配于转子轴上的多个转子片；

多个转子片依次装配于转子轴上；

转子片形成有远离转子轴延伸的啮合爪结构；

同一转子的相邻转子片的圆周角度差为θ；

其中，b为转子片厚度；

p为转子螺距；

相邻转子的转子片依次啮合以驱动气体定向流动。

具体的，本实施例一公开的新型爪式螺杆转子结构包括两个转子，两个转子被配置为相互啮合以驱动气体定向流动。其中，转子以转子轴作为主动动力传递部件和装配部件，将多个转子片依次叠装在转子轴上，并保证相邻转子片相互贴靠，本实施例的转子片作为转子的单元体，其延伸有啮合爪结构，在转子转动时，通过该啮合爪结构的啮合驱动气体定向流动；而本实施例一以多个转子片作为单元体，该转子片能够通过通用设备加工成型，根据实际工况要求，加工转子片，其厚度、啮合爪结构的延伸轨迹均可以适当调整，这样就可以满足大型螺杆真空泵用转子的加工要求。

作为本实施例的变形结构：

对于变螺距螺杆，相邻两个转子片之间的圆周角度差θi需根据其所在位置的螺距确定，θi的大小为：

其中，bi为所在位置转子片厚度；

pi为所在位置转子螺距；

优选的，本实施例一的相邻转子分别被配置为主动转子1和从动转子2；

主动转子1具有装配于主动转子轴101上的多个主动转子片102；

从动转子2具有装配于从动转子轴201上的多个从动转子片202；

主动转子1的主动转子片102与从动转子2的从动转子片202依次啮合以驱动气体定向流动；

主动转子1的转动方向与从动转子2的转动方向相反。

当以上述两个转子作为转子结构10的组成单元时，上述的两个转子分别为主动转子1和从动转子2，本实施例一中的主动转子1和从动转子2加工时结构一致，为了确保主动转子1能够驱动从动转子2转动需要让对应的主动转子片102和从动转子片202的弧形结构延伸方向相反，这样两者的转动方向就会相反。

具体的是：

主动转子片102包括：

主动转子装配体10201、以及凸出于主动转子装配体10201并沿弧形轨迹延伸的主动转子啮合爪；

主动转子装配体具有第一轴孔10204；

主动转子片102通过第一轴孔10204装配于主动转子轴101；

从动转子片202包括：

从动转子装配体20201、以及凸出于从动转子装配体20201并沿弧形轨迹延伸的从动转子啮合爪；

从动转子装配体具有第二轴孔20204；

从动转子片202通过第二轴孔20204装配于从动转子轴201；

主动转子啮合爪的弧形轨迹延伸方向与从动转子啮合爪的弧形轨迹延伸方向相反、且主动转子啮合爪与从动转子啮合爪啮合以驱动气体定向流动。

本实施例主要介绍了转子片的安装结构，以及形成于对应转子片上的啮合爪结构，及上述的主动转子啮合爪和从动转子啮合爪。

其中，上述的主动转子传动体的弧形面被配置为主动转子型线面10202，且主动转子传动体远离主动转子装配体10201一端的端部被配置为主动转子前爪10203；

从动转子传动体的弧形面被配置为从动转子型线面20202，且从动转子传动体远离从动转子装配体20201一端的端部被配置为从动转子后爪20203；

主动转子型线面10202与从动转子型线面20202的延伸方向相反；

主动转子前爪10203啮合并沿从动转子型线面20202移动形成第一密封副；

从动转子后爪20203啮合并沿主动转子型线面10202移动形成第二密封副；

通过第一密封副和第二密封副的形成和移动、以驱动气体定向流动。

其中，基于上述结构限定，本实施例中的同一转子轴上的每个转子片的啮合爪沿螺旋线排列，转子片叠装后，转子片的啮合爪形成螺旋转子结构。

根据主动转子1和从动转子2的设计要求，本实施例的转子啮合爪的弧形面即为转子的型线面，其螺旋延伸的轨迹可以根据实际工况要求改变，而主动转子片102的数量和厚度，决定了螺距，其也是可以根据实际工况适当调整的，因此，基于上述的转子结构10，其具有一定的通用性，能够通过通用设备加工成型，啮合传动时，从动转子片202与主动转子片102的同步转动以驱动气体定性流动，主动转子前爪10203与从动转子型线面20202啮合，从动转子后爪20203与主动转子型线面10202啮合，且主动转子1和从动转子2通过同步齿轮驱动以实现同步转动。

实施例二：

参见图7所示；

本实施例二公开了一种集成有实施例一公开的转子结构10的螺杆真空泵。

具体的：

本发明公开的一种螺杆真空泵，该真空泵包括泵体3，泵体3内集成有如上所述的爪式螺杆转子结构10。

其中，本实施例二中的泵体3包括一体式结构的第一泵体和第二泵体；

第一泵体形成有第一转子腔301；

第二泵体形成有第二转子腔302；

第一转子腔301和第二转子腔302连通、且部分重合；

主动转子1嵌装于第一转子腔301；

从动转子2嵌装于第二转子腔302。

基于实施例一中转子结构10的结构特征，本实施例的泵体3需要具有两个转子腔，且转子腔的开孔尺寸需要保证转子能够在其内自由转动。

实施例三：

原则上本申请公开的转子结构10和螺杆真空泵的具体工艺尺寸是可以根据工况适当调整的，其以转子片作为单元，能够通过通用设备加工成型，因此，本申请的转子结构10和螺杆真空泵的尺寸并非唯一的，是可以按照工艺要求改变的。现以其中一种能够满足要求的尺寸做进一步公开：

本实施例的主动转子1和从动转子2的外圆直径为φ500mm；

主动转子1和从动转子2的转子中心距为320mm；

转子工作长度为1440mm；

主动转子片102的厚度和从动转子片202的厚度均为30mm；

同一转子的相邻转子片的弧形结构延伸方向角度差为θ＝30°；

主动转子1和从动转子2的螺距均为360mm；

转速为1450r/min；

基于本实施例三公开的结构参数，经测试，该螺杆真空泵的入口极限压力为7pa，抽速为1760l/s，轴功率为97kw。

在上述技术方案中，本发明提供的一种爪式螺杆转子结构及具有其的螺杆真空泵，具有以下有益效果：

本发明的转子结构10采用多个相互叠装的转子片，能够利用通用设备加工成型，片状结构的转子片加工精度高，转子直径不受加工设备和加工能力的限制，显著降低了大型螺杆加工的难度，使得大型螺杆真空泵的生产制造成为可能。

本发明的转子结构和螺杆真空泵可以满足不同运行工况要求，使得真空泵的设计调整更加容易、灵活，显著地提高了螺杆真空泵的适用性。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。