本實用新型涉及羅茨真空泵，特別涉及適用于羅茨真空泵的一種橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子。

背景技術(shù)：

羅茨真空泵是一種回轉(zhuǎn)式流體機械，通過2個能夠相互嚙合的羅茨轉(zhuǎn)子進行同步異向雙回轉(zhuǎn)運動，在吸入端產(chǎn)生真空，形成壓力差，從而實現(xiàn)氣體的吸入和排出；羅茨轉(zhuǎn)子的組成型線及其共軛嚙合特性對轉(zhuǎn)子的面積利用率和羅茨真空泵的密封性能、運行效率影響很大，因此羅茨轉(zhuǎn)子型線的合理設(shè)計是至關(guān)重要的。

目前常用的羅茨轉(zhuǎn)子型線有圓弧和圓漸開線的組合型線、擺線型轉(zhuǎn)子型線、圓弧型轉(zhuǎn)子型線；為了進一步提高其性能，申請?zhí)枮?00610155911.7、201310479887.2、201310122325.2的中國專利對常用的羅茨轉(zhuǎn)子型線進行了改進，雖然改進后轉(zhuǎn)子的面積利用率得到提高，但是出現(xiàn)了曲線之間不能光滑連接和組成曲線段過多的問題，進而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子在工作過程中泄漏增加和轉(zhuǎn)子加工復(fù)雜的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型為了解決上述問題，提出了一種橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子的型線由2段橢圓弧和2段橢圓弧共軛包絡(luò)線組成，4段曲線之間光滑連接；橢圓弧型轉(zhuǎn)子型線不僅能夠?qū)崿F(xiàn)全部型線的正確嚙合，而且提高了轉(zhuǎn)子的面積利用率，擴大了轉(zhuǎn)子外圓半徑R₁與節(jié)圓半徑R₂之比的范圍；對于豐富羅茨轉(zhuǎn)子型線和促進羅茨真空泵、羅茨風(fēng)機和凸輪轉(zhuǎn)子泵的發(fā)展具有重要的意義。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：

一種橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子，左側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(1)的型線由4段曲線首尾光滑連接組成，依次為：第一橢圓弧段A₁B₁C₁、第一橢圓弧共軛包絡(luò)線C₁D₁E₁、第二橢圓弧段E₁F₁G₁和第二橢圓弧共軛包絡(luò)線G₁H₁A₁，其特征是：連接點A₁、C₁、E₁、G₁均位于節(jié)圓上，∠A₁O₁B₁＝∠C₁O₁B₁＝45°，∠E₁O₁B₁＝∠G₁O₁B₁＝135°；第一橢圓弧段A₁B₁C₁關(guān)于x軸對稱，第一橢圓弧共軛包絡(luò)線C₁D₁E₁關(guān)于y軸對稱，第一橢圓弧段A₁B₁C₁繞節(jié)圓圓心O₁旋轉(zhuǎn)180°后與第二橢圓弧段E₁F₁G₁重合，第一橢圓弧共軛包絡(luò)線C₁D₁E₁繞節(jié)圓圓心O₁旋轉(zhuǎn)180°后與第二橢圓弧共軛包絡(luò)線G₁H₁A₁重合。

一種橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子，左側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(1)與右側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(2)完全相同；左側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(1)與右側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(2)在同步異向雙回轉(zhuǎn)運動過程中能夠?qū)崿F(xiàn)正確的嚙合；左側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(1)中的第一橢圓弧段A₁B₁C₁、第一橢圓弧共軛包絡(luò)線C₁D₁E₁、第二橢圓弧段E₁F₁G₁、第二橢圓弧共軛包絡(luò)線G₁H₁A₁分別與右側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(2)中的第三橢圓弧共軛包絡(luò)線A₂B₂C₂、第三橢圓弧段C₂D₂E₂、第四橢圓弧共軛包絡(luò)線E₂F₂G₂、第四橢圓弧段G₂H₂A₂進行正確的嚙合。

一種橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子，左側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(1)中的5個參數(shù)滿足以下關(guān)系：

R₁＝a+l

l＜0.93958R₂

以上：a—第一橢圓弧段A₁B₁C₁的長半軸長度，mm；b—第一橢圓弧段A₁B₁C₁的短半軸長度，mm；R₁—轉(zhuǎn)子外圓半徑，mm；R₂—節(jié)圓半徑，mm；l—節(jié)圓圓心O₁到第一橢圓弧段A₁B₁C₁中心O₃的位移，mm。

一種橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子，左側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(1)中各段曲線的方程如下：

①第一橢圓弧段A₁B₁C₁的方程為：

當(dāng)時，t的取值范圍為：

-α≤t≤α

當(dāng)時，t的取值范圍為：

-π-α≤t≤π+α

其中：

②第一橢圓弧共軛包絡(luò)線C₁D₁E₁的方程為：

其中：

當(dāng)時，t的取值范圍為：

-α≤t≤α

當(dāng)時，t的取值范圍為：

-π-α≤t≤π+α

③第二橢圓弧段E₁F₁G₁的方程為：

④第二橢圓弧共軛包絡(luò)線G₁H₁A₁的方程為：

以上：t—角度參數(shù)，rad。

一種羅茨真空泵，使用上述橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子。

一種羅茨風(fēng)機，使用上述橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子。

一種凸輪轉(zhuǎn)子泵，使用上述橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子。

本實用新型的有益效果為：

①橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子的型線由4段首尾依次光滑連接的曲線構(gòu)成，2個相同的轉(zhuǎn)子在同步異向雙回轉(zhuǎn)運動過程中能夠?qū)崿F(xiàn)正確的嚙合，具有設(shè)計加工簡單和氣密性好的優(yōu)點。

②橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子的面積利用率高。

③橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子中，轉(zhuǎn)子外圓半徑R₁與節(jié)圓半徑R₂之比的范圍大。

附圖說明

圖1是所提出的一種橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子圖。

圖2是所提出的2個橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子的嚙合圖。

圖3是所提出的4個不同的橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子圖。

圖4是所提出的2個橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子在不同角度的嚙合圖。

圖中：R₁—轉(zhuǎn)子外圓半徑；R₂—節(jié)圓半徑；a—第一橢圓弧段A₁B₁C₁的長半軸長度；b—第一橢圓弧段A₁B₁C₁的短半軸長度；O₃—第一橢圓弧段A₁B₁C₁的中心；1—左側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子；2—右側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與實施例對本實用新型作進一步說明。

如圖1所示，為所提出的橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子圖，左側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(1)的型線由4段曲線首尾光滑連接組成，依次為：第一橢圓弧段A₁B₁C₁、第一橢圓弧共軛包絡(luò)線C₁D₁E₁、第二橢圓弧段E₁F₁G₁和第二橢圓弧共軛包絡(luò)線G₁H₁A₁，其特征是：連接點A₁、C₁、E₁、G₁均位于節(jié)圓上，∠A₁O₁B₁＝∠C₁O₁B₁＝45°，∠E₁O₁B₁＝∠G₁O₁B₁＝135°；第一橢圓弧段A₁B₁C₁關(guān)于x軸對稱，第一橢圓弧共軛包絡(luò)線C₁D₁E₁關(guān)于y軸對稱，第一橢圓弧段A₁B₁C₁繞節(jié)圓圓心O₁旋轉(zhuǎn)180°后與第二橢圓弧段E₁F₁G₁重合，第一橢圓弧共軛包絡(luò)線C₁D₁E₁繞節(jié)圓圓心O₁旋轉(zhuǎn)180°后與第二橢圓弧共軛包絡(luò)線G₁H₁A₁重合。

如圖1所示，為所提出的一種橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子圖，左側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(1)中的5個參數(shù)具有如下的關(guān)系：

R₁＝a+l

l＜0.93958R₂

如圖1所示，為所提出的一種橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子圖，左側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(1)的型線中，各段曲線的方程如下：

①第一橢圓弧段A₁B₁C₁的方程為：

當(dāng)時，t的取值范圍為：

-α≤t≤α

當(dāng)時，t的取值范圍為：

-π-α≤t≤π+α

其中：

②第一橢圓弧共軛包絡(luò)線C₁D₁E₁的方程為：

其中：

當(dāng)時，t的取值范圍為：

-α≤t≤α

當(dāng)時，t的取值范圍為：

-π-α≤t≤π+α

③第二橢圓弧段E₁F₁G₁的方程為：

④第二橢圓弧共軛包絡(luò)線G₁H₁A₁的方程為：

如圖2所示，為所提出的2個橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子的嚙合圖，左側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(1)與右側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(2)相同；左側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(1)與右側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(2)在同步異向雙回轉(zhuǎn)運動過程中能夠?qū)崿F(xiàn)正確的嚙合；左側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(1)中的第一橢圓弧段A₁B₁C₁、第一橢圓弧共軛包絡(luò)線C₁D₁E₁、第二橢圓弧段E₁F₁G₁、第二橢圓弧共軛包絡(luò)線G₁H₁A₁分別與右側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(2)中的第三橢圓弧共軛包絡(luò)線A₂B₂C₂、第三橢圓弧段C₂D₂E₂、第四橢圓弧共軛包絡(luò)線E₂F₂G₂、第四橢圓弧段G₂H₂A₂進行正確的嚙合。

如圖3所示，為所提出的4個不同的橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子圖，當(dāng)時，4個轉(zhuǎn)子的面積利用率(面積利用率的值為其中S₁為轉(zhuǎn)子的橫截面積，S₂為轉(zhuǎn)子外圓半徑R₁旋轉(zhuǎn)一周所掃過的面積)依次為：(a)圖中，第一橢圓弧段A₁B₁C₁的短半軸長度與長半軸長度之比面積利用率為0.55095；(b)圖中，面積利用率為0.55509；(c)圖中，面積利用率為0.55901；(d)圖中，面積利用率為0.56269；由此可知：合理減小的大小，可以提高轉(zhuǎn)子的面積利用率。

如圖4所示，為所提出的2個羅茨轉(zhuǎn)子在不同角度的嚙合圖，(a)～(i)圖中各相鄰圖所對應(yīng)的主軸轉(zhuǎn)角相錯10°；即(a)圖到(b)圖左側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(1)逆時針旋轉(zhuǎn)10°，右側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(2)順時針旋轉(zhuǎn)10°；(b)圖到(c)圖左側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(1)逆時針旋轉(zhuǎn)10°，右側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(2)順時針旋轉(zhuǎn)10°；以此類推；在圖中可以看出：兩轉(zhuǎn)子能夠?qū)崿F(xiàn)正確的嚙合，具有良好的氣密性。

上述雖然結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式進行了描述，但并非對本實用新型保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范圍以內(nèi)。