具有叶顶波浪形仿生结构的罗茨真空泵转子及罗茨真空泵制造技术

本实用新型专利技术涉及一种具有叶顶波浪形仿生结构的罗茨真空泵转子及罗茨真空泵。所述罗茨真空泵包括左转子、右转子，二者垂直于旋转轴线的剖面呈8字叶形轮廓，所述8字叶形的相对两个顶点位置设置有叶顶波浪形仿生结构。当其中一个转子竖直设置时，另一个转子为水平设置，并且在转子旋转时，始终有一端的波浪形仿生结构能够降低气流对泵壳内部的冲击和反流，减少泵的振动和泄漏量。本实用新型专利技术减小了叶顶区域流体对泵壳的周期性冲击，可以明显改善转子与转子、转子与真空泵壳体内壁面间隙内的气流激振，且也对抑制泵内由压差所导致的转子与转子、转子与真空泵壳体内壁面间隙泄漏流动有较好的效果，提高整体抽速。提高整体抽速。提高整体抽速。

【技术实现步骤摘要】
具有叶顶波浪形仿生结构的罗茨真空泵转子及罗茨真空泵


[0001]本技术涉及真空泵
，尤其涉及一种具有叶顶波浪形仿生结构的罗茨真空泵转子及罗茨真空泵。

技术介绍

[0002]真空泵的用途是从真空室中抽除气体分子，降低真空室内的气体压力，使之达到要求的真空度。主要应用在制药和化工、真空镀膜、真空干燥、表面处理、真空冶炼、陶瓷制造、食品包装、挤奶、饮料等行业。
[0003]随着科学技术和经济软实力的蓬勃发展和不断创新，真空技术的应用也愈加广泛，半导体、石油化工、医疗设施、食品制药、冶金等国民经济领域，对真空泵的需求也越来越大。真空泵包括罗茨真空泵、螺杆式泵、涡轮式无油泵等。其中，罗茨真空泵因为其具有较大的抽速、启动快、震动小、没有内压缩过程、摩擦损失小等特点，被半导体产业所青睐。
[0004]罗茨真空泵的转子两轴线互相平行，转子由叶轮与轴组合而成，叶轮之间、叶轮与机壳及墙板之间具有微小间隙，以避免相互接触。现有技术中，CN110741165A公开了一种双轴泵和泵送方法，其技术方案将转子构造成具有与定子孔协作的尺寸，使得当在外部部分的至少一部分中旋转时，每个转子的远离另一转子的外边缘与定子孔密封。这种方法的问题在于对转子叶顶间隙泄露没有明显的改善作用，针对性不足。
[0005]现有常用的罗茨真空泵转子在进行设计时，国内外学者提出多种转子型线设计方法去减小转子在旋转过程中的间隙泄漏，例如较为典型的圆弧
‑
渐开线
‑
圆弧式转子型线。但目前受限于加工精度及转子运行过程中的热变形所导致转子与泵壳发生接触。仍无法进一步提高罗茨真空泵的抽速。
[0006]因此，如何克服上述现有技术方案的不足，减小叶顶间隙泄露流道面积和压力差，减小泄露流量和流动激发的壳体振动，成为本
亟待解决的课题。

技术实现思路

[0007]为克服上述现有技术的不足，本技术提供一种具有叶顶波浪形仿生结构的罗茨真空泵转子及罗茨真空泵。本技术具体采用如下技术方案。
[0008]一种具有叶顶波浪形仿生结构的罗茨真空泵转子，包括左转子、右转子；所述左转子、右转子分别绕各自的旋转轴沿相反方向旋转，所述左转子、右转子的旋转轴的轴线互相平行设置；
[0009]所述左转子、右转子垂直于旋转轴线的剖面呈8字叶形轮廓；所述8字叶形的相对两个顶点位置设置有波浪形仿生结构；
[0010]当其中一个转子竖直设置时，另一个转子为水平设置，并且在转子旋转时，所述左转子、右转子的叶顶波浪形仿生结构轮流与转子和罗茨真空泵的壳体内壁面接触。
[0011]进一步，所述左转子、右转子的所述剖面上确定左转子、右转子的重心点，以经过该重心点的所述剖面的中心线与所述左转子、右转子的8字叶形相对两个顶点的圆弧型线
的交点作为所述叶顶波浪形仿生结构的中心点。
[0012]所述左转子、右转子的所述叶顶波浪形仿生结构的顶端型线与其所在位置的所述左转子、右转子的8字叶形顶端圆弧型线彼此平行。
[0013]进一步，所述具有叶顶波浪形仿生结构的罗茨真空泵转子的上半部分8字叶形轮廓，由八种曲线首尾光滑连接组成，依次为叶顶圆弧段a、过渡椭圆弧段b、过渡椭圆弧段c、过渡椭圆弧段d、工作椭圆弧段e、工作椭圆弧段f、8字形收缩圆弧段g；
[0014]其中，叶顶圆弧段a为1段，过渡椭圆弧段b、过渡椭圆弧段c、过渡椭圆弧段d、工作椭圆弧段e、工作椭圆弧段f、8字形收缩圆弧段g在所述叶顶圆弧段a两侧镜像对称。
[0015]进一步，所述叶顶圆弧段a的一部分为叶顶仿生波浪形段。所述叶顶仿生波浪形段与所述叶顶圆弧段a在叶顶轮廓线上的弧长比值范围为0.3
‑
0.5。
[0016]进一步，所述叶顶仿生波浪形段的线形为正弦线，其以叶顶圆弧段a左侧A点为作为叶顶仿生波浪形段的起始点，B点为作为叶顶仿生波浪形段的终止点。以A点为坐标原点，叶顶仿生波浪形段的正弦方程为：
[0017][0018]其中，x、y、分别为叶顶圆弧段a的横坐标值、纵坐标值、半径值；t为对应的极坐标角度，；为相邻的两个凸点或两个凹点的距离；X为叶顶仿生波浪形段的横坐标；Y为叶顶仿生波浪形段的纵坐标；m为叶顶仿生波浪形段正弦曲线的幅值，m≤0.2 mm。
[0019]进一步，所述叶顶仿生波浪形段的正弦曲线的凸点与罗茨真空泵的内侧壁无接触，所述正弦曲线的凸点与所述内侧壁之间的间距为0.1
‑
0.16mm。
[0020]本技术还涉及一种包括如上所述的具有叶顶波浪形仿生结构的罗茨真空泵转子的罗茨真空泵，所述罗茨真空泵包括：泵壳、左转子、右转子；
[0021]所述左转子、右转子分别绕各自的旋转轴沿相反方向旋转；所述左转子、右转子的旋转轴的轴线互相平行设置；
[0022]所述左转子、右转子垂直于旋转轴线的剖面呈8字叶形轮廓，所述8字叶形相对的两端顶点位置设置有波浪形仿生结构，当其中一个转子竖直设置时，另一个转子为水平设置，并且在转子旋转时，两个转子叶顶波浪形仿生结构轮流与转子和壳体内壁面接触。
[0023]进一步，所述泵壳的上方侧壁开设有进气口，下方侧壁开设有排气口，所述进气口的开口面积大于或等于所述排气口的开口面积，所述进气口靠近所述泵壳的前侧，所述排气口靠近所述泵壳的后侧。
[0024]进一步，所述泵壳、左转子、右转子的材质为高镍合金材料。
[0025]本技术的具有叶顶波浪形仿生结构的罗茨真空泵转子，通过在罗茨真空泵转子型线顶端设置波浪形仿生结构，减小气体沿着罗茨真空泵泵壳、左转子、右转子之中任意两者之间的间隙从高压侧流向低压侧的流道面积；并利用叶顶仿生波浪形内部分割的小空
腔结构减小了漏气截面两端的压力差；改善转子与转子、转子与真空泵壳体内壁面间隙内的倒流损失和漏气损失，有效抑制泵内由压差所导致的转子与转子、转子与真空泵壳体内壁面间隙泄漏流动，提高整体抽速。始终有一端的波浪形仿生结构能够降低气流对泵壳内部的冲击和反流，减少泵的振动。
附图说明
[0026]图1为本技术具有叶顶波浪形仿生结构的罗茨真空泵示意图。
[0027]图2为本技术具有叶顶波浪形仿生结构的罗茨真空泵转子结构示意图。
[0028]图3为本技术具有叶顶波浪形仿生结构的罗茨真空泵转子轮廓示意图。
[0029]图4为本技术罗茨真空泵转子的叶顶波浪形仿生结构示意图。
[0030]图5为本技术罗茨真空泵转子的叶顶波浪形仿生结构放大图。
[0031]图6为本技术具有叶顶波浪形仿生结构的罗茨真空泵俯视图。
[0032]图7为本技术具有叶顶波浪形仿生结构的罗茨真空泵的B
‑
B面剖视图。
具体实施方式
[0033]下面结合附图对本技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，而不能以此来限制本技术的保护范围。应该指出，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有叶顶波浪形仿生结构的罗茨真空泵转子，其特征在于，所述罗茨真空泵转子包括左转子（2）、右转子（3）；所述左转子（2）、右转子（3）分别绕各自的旋转轴沿相反方向旋转，所述左转子（2）、右转子（3）的旋转轴的轴线互相平行设置；所述左转子（2）、右转子（3）垂直于旋转轴线的剖面呈8字叶形轮廓；所述8字叶形的相对两个顶点位置设置有波浪形仿生结构（6、7）；当其中一个转子竖直设置时，另一个转子为水平设置，并且在转子旋转时，所述左转子（2）、右转子（3）的叶顶波浪形仿生结构（6、7）轮流与转子和罗茨真空泵的壳体内壁面接触。2.根据权利要求1所述的一种具有叶顶波浪形仿生结构的罗茨真空泵转子，其特征在于，所述左转子（2）、右转子（3）的所述剖面上确定左转子（2）、右转子（3）的重心点，以经过该重心点的所述剖面的中心线与所述左转子（2）、右转子（3）的8字叶形相对两个顶点的圆弧型线的交点作为所述叶顶波浪形仿生结构（6、7）的中心点；所述左转子（2）、右转子（3）的所述叶顶波浪形仿生结构（6、7）的顶端型线与其所在位置的所述左转子（2）、右转子（3）的8字叶形顶端圆弧型线彼此平行。3.根据权利要求1所述的一种具有叶顶波浪形仿生结构的罗茨真空泵转子，其特征在于，所述具有叶顶波浪形仿生结构的罗茨真空泵转子的上半部分8字叶形轮廓，由八种曲线首尾光滑连接组成，依次为叶顶圆弧段a、过渡椭圆弧段b、过渡椭圆弧段c、过渡椭圆弧段d、工作椭圆弧段e、工作椭圆弧段f、8字形收缩圆弧段g；其中，叶顶圆弧段a为1段，过渡椭圆弧段b、过渡椭圆弧段c、过渡椭圆弧段d、工作椭圆弧段e、工作椭圆弧段f、8字形收缩圆弧段g在所述叶顶圆弧段a两侧镜像对称。4.根据权利要求3所述的一种具有叶顶波浪形仿生结构的罗茨真空泵转子，其特征在于，所述叶顶圆弧段a的一部分为叶顶仿生波浪形段，所述叶顶仿生波浪形段与所述叶顶圆弧段a在叶顶轮廓线上的弧长比值范围为0.3
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0.5。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷晓宏，陈丰，王伟超，彭冲，乔辉，
申请(专利权)人：北京通嘉宏瑞科技有限公司，
类型：新型
国别省市：