一種高真空容積泵寬頭轉子的製作方法

2023-08-07 02:43:41 1

本發明涉及高真空容積泵零部件，特別是一種高真空容積泵寬頭轉子。

技術背景

目前，輸送各種介質的凸輪泵轉子大多採用擺線型，圓弧型，漸開線型三種型線製造而成，這些類型的轉子與泵體內壁之間所構成的密封狀態是線密封狀態，密封效果欠佳，尤其是在高壓工況下，不能恆定有效地保證輸送壓力的穩定性，容易造成脈動增大,輸送效率降低等問題,同時轉子與泵體內壁之間構成的區域空間大小固定,介質通過性差。而且擺線型，圓弧型，漸開線型等轉子由於受到型線的制約，轉子軸孔及與其配合的軸徑較小，導致軸強度不足，當遇到大、硬等介質時，容易造成轉子晃動，影響高真凸輪泵介質通過性，降低高凸輪泵效率，甚至引發凸輪泵故障。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種高真空容積泵寬頭轉子，主要解決了擺線型，圓弧型，漸開線型等轉子通過性差，且在高壓輸送工況下，與泵體內壁之間的密封效果差，不能恆定有效地保證輸送壓力的穩定性，導致脈動增大、效率低下等問題。

本發明採用下述技術方案為：

所述的高真空容積泵寬頭轉子端面為軸對稱結構，其端面1/4型線由3個部分組成：頂端寬頭圓弧ab、過渡曲線bd、中間圓弧de，轉子由金屬骨架和橡膠包裹而成；所述的寬頭轉子頂端寬頭圓弧ab和中間圓弧de是兩條共軛曲線，其方程分別為x1＝r1cosθ，y1＝r1sinθ；中心距r＝r1+r2；其中(x1、y1)為圓弧ab上任意一點的坐標，其中(x2、y2)為圓弧de上任意一點的坐標，，θ為圓弧ab的圓心角，φ為為圓弧de的圓心角。

所述的過渡曲線bd由過渡bc曲線和過渡cd曲線構成，過渡曲線bc和過渡曲線cd是兩條共軛曲線。

所述的過渡曲線bc和過渡曲線cd可隨意變化，且過渡曲線cd隨過渡曲線bc的變化而作相應變化。

bcd單條曲線構成，bcd可採用為漸開線。

所述的兩寬頭轉子同步旋轉時，頂端寬頭圓弧ab和中間圓弧de相互嚙合。

所述的橡膠厚度k＝6-12mm,橡膠型線i為高真空容積泵寬頭轉子端面型線，骨架型線iii外凸圓弧與型線ii相切，型線i與型線ii等距k；骨架型線iii波浪形內外圓弧半徑r3尺寸為3-8mm。骨架型線iii總長的為型線ii長度1.15-1.5倍。

所述的高真空容積泵寬頭轉子為直轉子。

所述的高真空容積泵寬頭轉子為螺旋轉子，螺旋轉子螺旋角度任意設定，可設為30°、45°、60°、270°等,相應圈數為n＝β/360°，上述角度對應圈數n分別為0.08，0.12,0.17,0.75等。

所述的螺旋轉子螺距採用定螺距和變螺距兩種，其中變螺距轉子，螺距變化率c公式為

式中，氣液比例為a:b，進口壓力p1，出口壓力p2，l1和l2為螺距。

所述的橡膠，其特徵在於：橡膠材料成分為：丁晴橡膠42-48％、硫磺1.7-2.8％、低速促進劑0.4-0.7％、高速促進劑1.2-1.5％、硬脂酸1.2-1.7％、氧化鋅0.3-0.6％、防老劑2.6-2.7％、炭黑21-25％、軟化油2.1-3.7％、納米晶須5.6-7.5％、其餘為填充料填充料，填充料為不低於1020目超耐磨爐黑。

本發明的創新之處在於：

1.設計了一種寬頭轉子，將轉子與泵體內壁之間的線密封狀態轉變成為面密封狀態，有效增大高真空容積泵的工作壓力範圍，保證輸送壓力持久穩定性，降低脈動，提高工作效率。由於寬頭轉子型線的特殊構造：由頂端寬頭圓弧、過渡曲線1、過渡曲線2、中間圓弧四部分或者由頂端寬頭圓弧、過渡曲線、中間圓弧三部分組成，提高了介質通過性，同時中間圓弧的構造增大了與其軸孔配合軸的軸徑，確保了軸的強度。

2.寬頭轉子螺旋角度任意設定，多螺旋角度，可增大高真空容積泵的壓力範圍。變螺距的螺旋寬頭轉子具有較強壓縮作用，單頭變螺旋基礎上採用對稱變螺距結構則能夠平衡轉子軸向力，特別適合含氣體高壓工況。

3.採用波浪圓弧骨架型線，增強骨架與橡膠之間接觸面積，加強骨架與橡膠間粘附性。

附圖說明

圖1為本發明的高真空容積泵寬頭轉子嚙合裝配示意圖。

圖2為本發明的高真空容積泵寬頭轉子bcd兩條過渡曲線示意圖。

圖3為本發明的高真空容積泵寬頭轉子bcd單條獨立過渡曲線示意圖。

圖4為本發明的高真空容積泵寬頭轉子骨架、橡膠結構示意圖。

圖5為本發明的高真空容積泵寬頭轉子螺旋90°示意

圖6為本發明的高真空容積泵寬頭轉子等距多螺旋示意圖

圖7為本發明的高真空容積泵寬頭轉子變螺距多螺旋嚙合示意圖

圖8為本發明的高真空容積泵寬頭轉子螺距變化率示意圖

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述：

如圖1-2高真空容積泵寬頭轉子1/4型線由3個部分組成：頂端寬頭圓弧ab、過渡曲線bcd、中間圓弧de，過渡曲線bcd可以由bc曲線和cd曲線構成，也可由整條bd曲線構成。

頂端寬頭圓弧ab和中間圓弧de是兩條共軛曲線，

其中ab其方程分別為

且保證ab面密封面寬度大於5mm,小於100mm。

其中de其方程為

其中：r＝r1+r2

1)當bcd是過渡曲線bc和過渡曲線cd是兩條共軛曲線，過渡曲線bc和過渡曲線cd可隨意變化，且過渡曲線cd隨過渡曲線bc的變化而作相應變化。

若bc為圓弧，其方程為：

式中r為bc圓弧半徑，r1為圓弧到中心點距離

則cd對應的共軛曲線方程為：

2)如圖3當bcd是整條過渡曲線，則bcd可採用漸開線，對應方程為：

如圖4，寬頭轉子由金屬骨架與橡膠組成，骨架1和橡膠2組成，橡膠2外型線採用上述寬頭型線i，橡膠厚度k＝6-12mm,橡膠2型線i為權利要求1所述型線，骨架1外型線iii由內外凸圓弧波浪線組成，骨架型線iii外凸圓弧與型線ii相切，型線i與型線ii等距為k。骨架型線iii內外圓弧半徑r3尺寸為3-8mm。骨架型線iii總長的為型線ii長度1.15-1.5倍。

如圖5-7，寬頭轉子可設置為直轉子和螺旋轉子，螺旋轉子螺旋角度可不同角度，螺距採用定螺距和變螺距兩種。設螺旋角度β為30°、45°、60°,上述角度對應圈數n＝β/360°，分別為0.08，0.12,0.17。

如圖8，變螺距轉子，空間逐漸變小，應用於氣固液多項介質工況，螺距變化率根據氣液比、進出口壓力設定。氣液比例為a:b，進口壓力p1，出口壓力p2。則螺距變化率c公式為：

所述橡膠材料成分為：丁晴橡膠48％、硫磺2.8％、低速促進劑0.7％、高速促進劑1.5％、硬脂酸1.7％、氧化鋅0.6％、防老劑2.7％、炭黑25％、軟化油3.7％、納米晶須7.5％、其餘為填充料填充料，填充料為不低於1020目超耐磨爐黑。所述橡膠具有如下物理性能：抗拉強度16.5mpa,極限伸長率456％，硬度為邵氏硬度48。