本發(fā)明屬于真空泵技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種螺桿真空泵。

背景技術(shù)：

螺桿真空泵是利用一對螺桿在泵殼中作同步高速反向旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的吸氣和排氣作用的抽氣設(shè)備，它是油封式真空泵的更新?lián)Q代產(chǎn)品，能抽除含有大量水蒸汽及少量粉塵的氣體場合，在國內(nèi)各大制藥和化工企業(yè)得到廣泛應(yīng)用。

螺桿真空泵的關(guān)鍵技術(shù)是互相嚙合的螺桿，互相嚙合的螺桿關(guān)鍵是端面型線，端面型線直接影響到螺桿真空泵的性能，如密封性、效率、面積利用系數(shù)等，同時決定了泵的加工制造成本。

目前中國專利文獻(xiàn)公開的一種螺桿真空泵的螺桿組件【授權(quán)公告號CN104019034】，包括兩根端面型線相同、旋向相反的螺桿，螺桿的端面型線由一段外擺線、一段內(nèi)擺線、一段齒根圓弧、一段長幅外擺線和一段齒頂圓弧組成，螺桿的端面型線繞著螺桿軸線依次為外擺線、內(nèi)擺線、齒根圓弧、長幅外擺線和齒頂圓弧。該結(jié)構(gòu)的螺桿的端面型線得到的螺桿的齒頂密封帶較窄，導(dǎo)致螺桿與泵體之間的密封面積減小，導(dǎo)致氣體會從螺桿齒頂密封帶和泵體內(nèi)壁之間通過，導(dǎo)致了螺桿真空泵的壓縮比較低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種螺桿真空泵，本發(fā)明解決的技術(shù)問題是在保證螺桿真空泵中兩根螺桿嚙合的情況下提高螺桿真空泵的壓縮比。

本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種螺桿真空泵，包括兩根端面型線相同、旋向相反的螺桿，所述螺桿的端面型線由依次連接的一段齒頂圓弧段、一段擺線段、一段齒根圓段、一段點擺線段和一段節(jié)點擺線段組成，其特征在于，所述點擺線段為內(nèi)凹的弧線，所述點擺線段和齒根圓段之間圓滑過渡，所述點擺線段和節(jié)點擺線段互為共軛，所述節(jié)點擺線段為外凸的弧線，所述點擺線段和節(jié)點擺線段相交處形成尖角一，所述節(jié)點擺線段與齒頂圓弧段相交處形成尖角二；

所述點擺線段的方程式為：

其中Rm為齒頂圓弧段的半徑，Ro為節(jié)圓的半徑，β2為點擺線段對應(yīng)的圓心角，φ°為點擺線段和節(jié)點擺線段相交點在坐標(biāo)系內(nèi)的初始角，t2為變量，取值范圍t2∈[0,acos((3Ro²+Rm²)/4RoRm)]；

所述節(jié)點擺線段的方程式為：其中t1為變量，取值范圍t1∈[0,acos((5Ro²-Rm²)/4Ro²)]。

螺桿的端面型線，即轉(zhuǎn)子的齒面與轉(zhuǎn)子軸線垂直面的截交線；上述螺桿的端面型線結(jié)構(gòu)能在運行時使得兩根螺桿在轉(zhuǎn)動嚙合時，其中一個螺桿的齒頂圓弧段會與另一根螺桿的齒根圓段嚙合，其中一個螺桿的擺線段會與另一根螺桿上擺線段與齒頂圓弧段的相交點嚙合，其中一個螺桿的齒根圓段會與另一根螺桿上齒頂圓弧段嚙合，其中一個螺桿的點擺線段會與另一根螺桿上的尖角二嚙合，其中一個螺桿的節(jié)點擺線段會與另一根螺桿上的尖角一嚙合，通過上述配合方式在轉(zhuǎn)動時實現(xiàn)兩根螺桿間的嚙合及密封，且密封效果好，保證螺桿真空泵的正常運行；進(jìn)一步的，點擺線段和節(jié)點擺線段采用上述結(jié)構(gòu)能使得螺桿的齒頂密封帶較寬，較寬的齒頂密封帶提高螺桿與泵體內(nèi)壁之間的密封效果，使得曲面密封通道間隙長度較長，避免氣體從螺桿齒頂密封帶和泵體內(nèi)壁之間通過，提高螺桿真空泵的壓縮比。

在上述的螺桿真空泵中，所述節(jié)點擺線段對應(yīng)的圓心角為β1，β1和β2之間的表達(dá)方程式為：β1＝β2＝acos(0.75λ+0.375/λ-0.125λ³)，式中：λ為齒頂圓弧段的半徑Rm與節(jié)圓的半徑Ro的比值，其值為λ＝Rm/Ro，λ的取值范圍為λ∈[1.25，1.65]。該結(jié)構(gòu)使得在兩個螺桿轉(zhuǎn)動嚙合時其中一個螺桿的點擺線段會與另一根螺桿上的尖角二嚙合，其中一個螺桿的節(jié)點擺線段會與另一根螺桿上的尖角一嚙合，且在嚙合的時候使得尖角二與對應(yīng)的點擺線段以及尖角一與對應(yīng)的節(jié)點擺線段密封效果好；在真空泵所需要的輸出功率較小時λ可以取1.25或者接近1.25的值，在真空泵所需要的輸出功率較大時可以取1.65或者接近1.65的值。

在上述的螺桿真空泵中，所述齒根圓段的方程式為：其中Rn為齒根圓段的半徑，具體為Rn＝2Ro-Rm，t3為變量，取值范圍t3∈[0，γ1°]，γ1°為齒根圓段對應(yīng)的圓心角。采用該方程式得到的齒根圓段能滿足兩根螺桿轉(zhuǎn)動時的嚙合密封，且密封效果好，同時能實現(xiàn)螺桿的齒頂密封帶較寬，較寬的齒頂密封帶提高螺桿與泵體內(nèi)壁之間的密封效果，提高螺桿真空泵的壓縮比。

在上述的螺桿真空泵中，所述齒頂圓弧段的方程式為：其中Rm為齒頂圓弧段的半徑，Rm＝2Ro-Rn，t4為變量，取值范圍t4∈[0，γ2°]，γ2°為齒頂圓弧段對應(yīng)的圓心角。采用該方程式得到的齒頂圓弧段能滿足兩根螺桿轉(zhuǎn)動時的嚙合密封，且密封效果好，同時能實現(xiàn)螺桿的齒頂密封帶較寬，較寬的齒頂密封帶提高螺桿與泵體內(nèi)壁之間的密封效果，提高螺桿真空泵的壓縮比。

在上述的螺桿真空泵中，所述齒根圓段對應(yīng)的圓心角γ1°與齒頂圓弧段對應(yīng)的圓心角γ2°相同，具體表達(dá)式為

γ1°＝γ2°＝π-β1＝π-acos(0.75λ+0.375/λ-0.125λ∧3)。

滿足該等式的齒根圓段對應(yīng)的圓心角和齒頂圓弧段對應(yīng)的圓心角能保證兩根螺桿轉(zhuǎn)動時的嚙合密封，且密封效果好。

在上述的螺桿真空泵中，所述擺線段的方程式為：其中t5為變量，取值范圍t5∈[0，acos(Ro/Rm)]。采用該方程式得到的擺線段能滿足兩根螺桿轉(zhuǎn)動時的嚙合密封，且密封效果好，同時能實現(xiàn)螺桿的齒頂密封帶較寬，較寬的齒頂密封帶提高螺桿與泵體內(nèi)壁之間的密封效果，提高螺桿真空泵的壓縮比。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本螺桿真空泵具有在保證正常運行的情況下提高了螺桿真空泵壓縮比的優(yōu)點。

附圖說明

圖1是本螺桿真空泵中兩根螺桿嚙合時的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是兩個螺桿的端面型線的位置示意圖。

圖3是兩個螺桿的端面型線轉(zhuǎn)動一定角度后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1、螺桿；2、齒頂圓弧段；3、擺線段；4、齒根圓段；5、點擺線段；6、節(jié)點擺線段；7、尖角一；8、尖角二。

具體實施方式

以下是本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實施例。

實施例一

如圖1至圖3所示，螺桿真空泵包括兩根端面型線相同、旋向相反的螺桿1，螺桿1的端面型線由依次連接的一段齒頂圓弧段2、一段擺線段3、一段齒根圓段4、一段點擺線段5和一段節(jié)點擺線段6組成，點擺線段5為內(nèi)凹的弧線，點擺線段5和齒根圓段4之間圓滑過渡，點擺線段5和節(jié)點擺線段6互為共軛，節(jié)點擺線段6為外凸的弧線，點擺線段5和節(jié)點擺線段6相交處形成尖角一7，節(jié)點擺線段6與齒頂圓弧段2相交處形成尖角二8；點擺線段5的方程式為：

其中Rm為齒頂圓弧段2的半徑，Ro為節(jié)圓的半徑，β2為點擺線段5對應(yīng)的圓心角，φ°為點擺線段5和節(jié)點擺線段6相交點在坐標(biāo)系內(nèi)的初始角，t2為變量，取值范圍t2∈[0,acos((3Ro²+Rm²)/4RoRm)]；

節(jié)點擺線段6的方程式為：其中t1為變量，取值范圍t1∈[0,acos((5Ro²-Rm²)/4Ro²)]。

節(jié)點擺線段6對應(yīng)的圓心角為β1，β1和β2之間的表達(dá)方程式為：β1＝β2＝acos(0.75λ+0.375/λ-0.125λ³)，式中：λ為齒頂圓弧段2的半徑Rm與節(jié)圓的半徑Ro的比值，其值為λ＝Rm/Ro，λ的取值范圍為λ∈[1.25，1.65]。

齒根圓段4的方程式為：其中Rn為齒根圓段4的半徑，具體為Rn＝2Ro-Rm，t3為變量，取值范圍t3∈[0，γ1°]，γ1°為齒根圓段4對應(yīng)的圓心角。

齒頂圓弧段2的方程式為：其中Rm為齒頂圓弧段2的半徑，Rm＝2Ro-Rn，t4為變量，取值范圍t4∈[0，γ2°]，γ2°為齒頂圓弧段2對應(yīng)的圓心角。

齒根圓段4對應(yīng)的圓心角γ1°與齒頂圓弧段2對應(yīng)的圓心角γ2°相同，具體表達(dá)式為γ1°＝γ2°＝π-β1＝π-acos(0.75λ+0.375/λ-0.125λ∧3)。

擺線段3的方程式為：其中t5為變量，取值范圍t5∈[0，acos(Ro/Rm)]。

螺桿1的端面型線，即轉(zhuǎn)子的齒面與轉(zhuǎn)子軸線垂直面的截交線；上述螺桿1的端面型線結(jié)構(gòu)能在運行時使得兩根螺桿1在轉(zhuǎn)動嚙合時，其中一個螺桿1的齒頂圓弧段2會與另一根螺桿1的齒根圓段4嚙合，其中一個螺桿1的擺線段3會與另一根螺桿1上擺線段3與齒頂圓弧段2的相交點嚙合，其中一個螺桿1的齒根圓段4會與另一根螺桿1上齒頂圓弧段2嚙合，其中一個螺桿1的點擺線段5會與另一根螺桿1上的尖角二8嚙合，其中一個螺桿1的節(jié)點擺線段6會與另一根螺桿1上的尖角一7嚙合，通過上述配合方式在轉(zhuǎn)動時實現(xiàn)兩根螺桿1間的嚙合及密封，且密封效果好，保證螺桿真空泵的正常運行；進(jìn)一步的，點擺線段5和節(jié)點擺線段6采用上述結(jié)構(gòu)能使得螺桿1的齒頂密封帶較寬，較寬的齒頂密封帶提高螺桿1與泵體內(nèi)壁之間的密封效果，使得曲面密封通道間隙長度較長，避免氣體從螺桿1齒頂密封帶和泵體內(nèi)壁之間通過，提高螺桿真空泵的壓縮比。

實施例二

本實施例同實施例一的結(jié)構(gòu)及原理基本相同，不一樣的地方在于：擺線段和齒頂圓弧段之間修圓形成圓弧過渡段，圓弧過渡段的半徑取值范圍為：0～0.2mm。

本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。