一種螺桿真空泵的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種螺桿真空泵，能高真空大量抽取氣體，多級壓縮減少級間壓力差，降低級間壓力比，漸漸縮小模數(shù)，相比等螺距螺桿相同的螺桿長度，增加更多的壓縮段數(shù)，雙倍以上的節(jié)能內(nèi)壓縮，功耗相對降低，螺桿芯部中空逆流冷卻，引入常溫氣體，中和進(jìn)氣端多段壓縮后高溫真空低壓氣體，排氣側(cè)逆流均壓無功耗增大排氣流量，減少機(jī)體發(fā)熱量，大大降低了噪音，減少主機(jī)變形和高溫對軸承與密封等部件的影響，提高排氣量和真空度；使用壽命周期長，維護(hù)費(fèi)用低。
【專利說明】一種螺桿真空泵

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種真空抽氣設(shè)備，具體涉及一種6級以上多段壓縮，能減少級間壓力差，降低級間壓力比，降低排氣口溫升的螺桿真空泵。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的真空泵是利用螺桿或蝸桿，在泵殼中作高速旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的吸氣和排氣作用的抽氣設(shè)備，螺桿或蝸桿經(jīng)精細(xì)動平衡校正，由軸承支撐，安裝在泵殼中。干式螺桿真空泵有等螺距螺桿真空泵和變螺距螺桿真空泵。等螺距螺桿真空泵由于泵內(nèi)等容積壓縮，出口高壓差返氣重復(fù)回流壓縮，排氣溫度非常高，如外部補(bǔ)氣冷卻效果不好，會造成轉(zhuǎn)子和機(jī)殼變形，降低軸承和密封的壽命，影響抽氣效果，同時出口脈沖大，一般情況下需要安裝消聲降噪設(shè)備。變螺距螺桿的缺點長期運(yùn)轉(zhuǎn)后螺桿溫升高，變形系數(shù)大，齒型單邊傾斜5軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床制造不易、檢測困難，熱膨脹區(qū)域變形大有干涉現(xiàn)象，涂層容易損壞，高速運(yùn)轉(zhuǎn)，故障率高。多頭螺桿真空泵的缺點:每個齒間距檢測困難，最終結(jié)果四舍五入誤差大，精度完全依賴高端機(jī)床，價格居高不下所以國內(nèi)應(yīng)用不多。
實用新型內(nèi)容
[0003]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的目的在于提供螺桿真空泵，泵體能夠在真空抽吸輸送過程范圍內(nèi)循環(huán)壓縮，功耗相對降低，大大降低了噪音，溫升小，維護(hù)費(fèi)用低。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案如下:一種螺桿真空泵，所描述的螺桿真空泵包含:一對至少6級形狀一致、旋轉(zhuǎn)方向相反的變螺距漸縮模數(shù)螺桿；過流部分無水無油不含介質(zhì)的干式中空水冷卻真空泵殼體；所述變螺距漸縮模數(shù)螺桿設(shè)置于所述殼體內(nèi)，所述變螺距漸縮模數(shù)螺桿的模數(shù)漸縮線性變化數(shù)量，是從真空進(jìn)氣端向常壓排氣側(cè)依次按線性縮小嚙合變化，相鄰螺齒之間的間距逐漸變化間隙配合。
[0005]所述變螺距漸縮模數(shù)螺桿的模數(shù)漸縮線性變化數(shù)量，是從真空進(jìn)氣端向常壓排氣側(cè)依次按線性縮小嚙合變化，相鄰螺齒之間的間距逐漸變化間隙配合其具有抽氣效率高、排氣噪聲和排氣溫度低、功率消耗低、轉(zhuǎn)子受力平衡等優(yōu)點。
[0006]優(yōu)選的，所述變螺距漸縮模數(shù)螺桿的螺距變化趨勢為變螺距漸縮模數(shù)遞減，轉(zhuǎn)子從吸氣口到排氣口按變螺距漸縮模數(shù)6級以上遞減，并在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下符合以下數(shù)據(jù)要求:
[0007]Fn/F1<T/C
[0008]其中，F(xiàn)l為排氣口實測螺距；Fn為吸氣口實測螺距；C為實驗氣體常數(shù)，為每千克(kg)理想氣體的氣體常數(shù)；T為隨氣體的分子量變化而變化壓縮比。
[0009]根據(jù)pV=nRT,得:R=pv/(nT)[其中各個量的單位 p: pa, v:m3, n: mol, T: k]
[0010]帶入單位進(jìn)行推導(dǎo):R[]=pa*m3/(mol*k),其中pa*m3可以拆分為:pa*m2*m,而由F=PS計算pa*m2即為N牛頓單位，由W=FS計算結(jié)果，N*m即為功的單位J。所以通過以上計算可以得到 R 的單位:]/ (mol*k)把 p=101325Pa, T=273.15Κ, n=lmol, V=22.4L 計算得到 R約為 8.314，單位 J/ (mol*K)。
[0011]實驗氣體常數(shù)實測C=L 397567，為每千克(kg)理想氣體的氣體常數(shù)，隨氣體的分子量變化而變化壓縮比T=2?3 (標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)。
[0012]優(yōu)選的，所述變螺距漸縮模數(shù)螺桿的螺距和模數(shù)都從進(jìn)氣側(cè)向出氣側(cè)方向6級以上逐漸縮小。
[0013]能高真空大量抽取氣體，多級壓縮減少級間壓力差，降低級間壓力比，漸漸縮小模數(shù)，相比等螺距螺桿相同的螺桿長度，增加更多的壓縮段數(shù)，雙倍以上的節(jié)能內(nèi)壓縮，功耗相對降低，螺桿芯部中空逆流冷卻，引入常溫氣體，中和進(jìn)氣端多段壓縮后高溫真空低壓氣體，排氣側(cè)逆流均壓無功耗增大排氣流量，減少機(jī)體發(fā)熱量，大大降低了噪音，減少主機(jī)變形和高溫對軸承與密封等部件的影響，提高排氣量和真空度可獲得更大的抽速和更高的真空度，提高可靠性，大大增加了使用壽命。
[0014]優(yōu)選的，所述變螺距漸縮模數(shù)螺桿的模數(shù)變化數(shù)量，是從右向左依次循環(huán)縮小。
[0015]優(yōu)選的，所述變螺距漸縮模數(shù)螺桿的模數(shù)漸縮線性變化數(shù)量，是從右向左依次按線性縮小變化，變螺距漸縮模數(shù)螺桿上的螺齒的模數(shù)依次漸縮，變螺距漸縮模數(shù)螺桿上的螺齒的齒廓從右向左呈螺旋線性縮小，相鄰螺齒之間的間距逐漸變化嚙合。
[0016]優(yōu)選的，所述變螺距漸縮模數(shù)螺桿的模數(shù)漸縮線性變化數(shù)量，是從右向左依次循環(huán)逐漸按常量線性縮小，變螺距漸縮模數(shù)螺桿上的螺齒的模數(shù)及螺齒之間的壓力角度α從右向左依次漸縮，相鄰螺齒之間的間距逐漸變化嚙合。
[0017]優(yōu)選的，所述變螺距漸縮模數(shù)螺桿的模數(shù)漸縮線性變化數(shù)量，是從右向左依次循環(huán)逐漸按常量線性縮小，變螺距漸縮模數(shù)螺桿上的螺齒的模數(shù)及各螺齒之間的壓力角度α從右向左依次漸縮；變螺距漸縮模數(shù)螺桿上的螺齒的齒廓從右向左呈螺旋線性縮小，相鄰螺齒之間的間距逐漸變化嚙合。
[0018]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:一種變螺距漸縮模數(shù)螺桿干式真空泵，它包括驅(qū)動端軸伸、油箱、油封、同步嚙合斜齒輪、水冷卻墻板、泵體、軸承端蓋墻板、以及二根嚙合的6級以上多段壓縮變螺距漸縮模數(shù)螺桿，其中所描述泵體的兩端分別設(shè)置有水冷卻中空墻板和后端軸承墻板，所述后端墻板通過后軸承密封，在所述前墻板的外側(cè)設(shè)置有前油箱，在所述泵體內(nèi)設(shè)置的6級以上多段壓縮變螺距漸縮模數(shù)螺桿，主動漸縮模數(shù)螺桿和從動漸縮模數(shù)螺桿為一對剖面型線對稱、旋向相反的漸縮模數(shù)螺桿轉(zhuǎn)子，所述主動漸縮模數(shù)螺桿轉(zhuǎn)子和從動漸縮模數(shù)螺桿轉(zhuǎn)子通過高精度斜齒輪相互嚙合，螺距由吸氣口到排氣口逐漸變小，隨著主動漸縮模數(shù)螺桿轉(zhuǎn)子和從動漸縮模數(shù)螺桿轉(zhuǎn)子的同步高速旋轉(zhuǎn)，氣體被逐級壓縮，逆流中和冷卻后并排出泵腔泵體外，其中主動漸縮模數(shù)螺桿轉(zhuǎn)子的一端穿過前油箱和油封通過軸伸與電機(jī)相連，在所述泵體上還設(shè)置有進(jìn)氣口除塵器接頭，在所述主動漸縮模數(shù)螺桿在處于前油箱從內(nèi)向外依次設(shè)置有密封環(huán)座、擋油盤和調(diào)心球軸承。
[0019]優(yōu)選的，所述變螺距漸縮模數(shù)螺桿的模數(shù)漸縮線性變化數(shù)量，是從漸縮模數(shù)螺桿依次按線性縮小變化，所述變螺距漸縮模數(shù)螺桿上的螺齒的模數(shù)依次漸縮，各所述螺齒之間的壓力角度漸變，相鄰所述螺齒之間的間距逐漸變化嚙合。
[0020]優(yōu)選的，所述變螺距漸縮模數(shù)螺桿的模數(shù)漸縮線性變化數(shù)量，所描述的變螺距漸縮模數(shù)螺桿轉(zhuǎn)子的螺距變化趨勢為變螺距漸縮模數(shù)遞減，轉(zhuǎn)子從吸氣口到排氣口按變螺距漸縮模數(shù)6級以上遞減依次按線性縮小變化，所述變螺距漸縮模數(shù)螺桿上的螺齒的模數(shù)依次漸縮，最多達(dá)到11段以上遞減依次按線性縮小變化，變螺距漸縮模數(shù)螺桿相鄰所述螺齒之間的間距逐漸變化11級以上嚙合。
[0021]優(yōu)選的，所述變螺距漸縮模數(shù)螺桿的模數(shù)漸縮線性變化數(shù)量，是變螺距漸縮模數(shù)螺桿依次循環(huán)逐漸按常量線性縮小，所述變螺距漸縮模數(shù)螺桿上的螺齒的模數(shù)及各所述螺齒之間的壓力角度從右向左依次漸縮，相鄰所述螺齒之間的間距逐漸變化嚙合。
[0022]優(yōu)選的，所述變螺距漸縮模數(shù)螺桿真空泵中最重要的元件就是作為抽氣部件的一對變螺距漸縮模數(shù)螺桿轉(zhuǎn)子，而螺桿轉(zhuǎn)子的設(shè)計加工是直接影響整個泵的工作性能和制造成本的最關(guān)鍵因素。本實用新型變螺距漸縮模數(shù)螺桿真空泵，變螺距漸縮模數(shù)螺桿溫升小，且受熱均勻，轉(zhuǎn)子配合間隙更精確，多段壓縮抽氣性能可控制，同時轉(zhuǎn)子受力均勻無滑動摩擦干涉，使用壽命長。
[0023]本實用新型的優(yōu)點是:通過6級以上遞減依次按線性縮小變化循環(huán)壓縮，減少級間壓力差，降低級間壓力比，漸漸縮小模數(shù)，降低能耗系數(shù)，增加了使用周期時間，減少空間摩擦系數(shù)，從本質(zhì)上控制干式真空泵在真空抽氣過程中的返泄漏現(xiàn)象，最大化提高設(shè)備的實際吸氣抽氣使用系數(shù)以及最大化提升真空度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本實用新型實施例技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1為本實用新型一種真空泵中的變螺距漸縮模數(shù)螺桿的實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本實用新型變螺距漸縮模數(shù)螺桿的實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為本實用新型變螺距漸縮模數(shù)螺桿的實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖4為本實用新型變螺距漸縮模數(shù)螺桿的實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖5為本實用新型一種真空泵中兩個相互匹配的變螺距漸縮模數(shù)螺桿的安裝示意圖；
[0030]圖6為本實用新型一種真空泵正面剖視圖；
[0031]圖7為本實用新型一種真空泵俯視剖視圖。
[0032]圖中數(shù)字所表示的相應(yīng)部件名稱:
[0033]1、漸縮模數(shù)螺桿 2、螺齒 α:螺齒之間的壓力角度
[0034]

【具體實施方式】
[0035]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
[0036]變螺距漸縮模數(shù)螺桿是真空泵中最為核心的關(guān)鍵元件，因此對于整個變螺距漸縮模數(shù)螺桿桿子元件的設(shè)計、制造、加工的所有流程環(huán)節(jié)要求技術(shù)含量比較高，從而確定了整個變螺距漸縮模數(shù)螺桿的生產(chǎn)制造以及加工成本相對以往的普通螺桿要高出數(shù)倍，幾乎占整個設(shè)備總成本的一半多，正因為其使用的核心價值，使得整個設(shè)備使用壽命年限和整體的性價比上升了一個質(zhì)的飛躍。
[0037]變螺距漸縮模數(shù)螺桿可以在流體機(jī)械設(shè)備輸送過程中逐漸線性縮小模數(shù)，最大限度降低能耗，循環(huán)壓縮，從而讓整個變螺距漸縮模數(shù)螺桿發(fā)揮不可替代的核心工作價值，使得流體輸送機(jī)械設(shè)備在同等參數(shù)密封真空腔內(nèi)具有最大排氣量和更高更純真空度以及最大的安全使用性能。
[0038]實施例1:
[0039]一種變螺距漸變模數(shù)螺桿真空泵，包括殼體和設(shè)置于殼體內(nèi)的變螺距漸縮模數(shù)螺桿，如圖1所示，變螺距漸縮模數(shù)螺桿I的模數(shù)漸縮線性變化數(shù)量，是從右向左依次按線性縮小變化，變螺距漸縮模數(shù)螺桿I上的螺齒2的模數(shù)依次漸縮，螺齒2之間的壓力角度α漸變，相鄰螺齒2之間的間距逐漸變化嚙合。
[0040]“模數(shù)m”是指相鄰兩螺齒齒廓間的齒距t與圓周率π的比值(m = t/ π )，以毫米為單位。模數(shù)m是決定齒輪尺寸的一個基本參數(shù).齒數(shù)相同的齒輪模數(shù)大，則其尺寸也大。僅在保證嚙合齒輪中心距不變、傳動速比近似的情況下，通過合理減小嚙合齒輪模數(shù)、增加嚙合齒輪齒數(shù)的方法，可以適量提高嚙合齒輪的齒面接觸強(qiáng)度。模數(shù)過小或者過大，都不易加工。
[0041]圖1中的變螺距漸縮模數(shù)螺桿的模數(shù)變化數(shù)量，是從右向左依次循環(huán)縮小，在要求傳遞運(yùn)動的精度時，模數(shù)越小傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確；模數(shù)越大就能使齒變得粗壯，自然各方面強(qiáng)度都會提高。減小模數(shù)增加齒數(shù)可使得傳動平穩(wěn)，噪音減小。
[0042]實施例2
[0043]如圖2所示，變螺距漸縮模數(shù)螺桿I的模數(shù)漸縮線性變化數(shù)量，是從右向左依次按線性縮小變化，變螺距漸縮模數(shù)螺桿I上的螺齒2的模數(shù)依次漸縮，變螺距漸縮模數(shù)螺桿I上的螺齒2的齒廓從右向左呈螺旋線性縮小，相鄰螺齒2之間的間距逐漸變化嚙合。
[0044]實施例3
[0045]如圖3所示，變螺距漸縮模數(shù)螺桿I的模數(shù)漸縮線性變化數(shù)量，是從右向左依次循環(huán)逐漸按常量線性縮小，變螺距漸縮模數(shù)螺桿I上的螺齒2的模數(shù)及螺齒2之間的壓力角度α從右向左依次漸縮，相鄰螺齒2之間的間距逐漸變化嚙合。
[0046]普通螺桿的壓力角度從螺桿工作開始到結(jié)束，幾乎是不變的，而變螺距漸縮模數(shù)螺桿的壓力角度從螺桿開始旋轉(zhuǎn)工作到結(jié)束一直處于循環(huán)縮小壓力角度的狀態(tài)，壓力角度隨著模數(shù)變化而發(fā)生變化。模數(shù)越大受力越大，模數(shù)越小受力就越小。變螺距漸縮模數(shù)螺桿的壓力角度是從右向左依次循環(huán)逐漸按常量線性縮小，變螺距漸縮模數(shù)螺桿通過改變壓力角度，從而能夠有效降低空間旋轉(zhuǎn)摩擦系數(shù)。模數(shù)變化，讓變螺距漸縮模數(shù)螺桿能夠在極流體輸送設(shè)備中循環(huán)壓縮，產(chǎn)生平穩(wěn)氣流，形成真空流場，從本質(zhì)上阻止了氣流變道返泄露現(xiàn)象，達(dá)到更大排氣量和更高更純真空度。
[0047]實施例4
[0048]如圖4所示，變螺距漸縮模數(shù)螺桿I的模數(shù)漸縮線性變化數(shù)量，是從右向左依次循環(huán)逐漸按常量線性縮小，變螺距漸縮模數(shù)螺桿I上的螺齒2的模數(shù)及各螺齒之間的壓力角度α從右向左依次漸縮；變螺距漸縮模數(shù)螺桿I上的螺齒2的齒廓從右向左呈螺旋線性縮小，相鄰螺齒2之間的間距逐漸變化嚙合。
[0049]如圖4所示，變螺距漸縮模數(shù)螺桿開始是10個模數(shù)依次降到3個模數(shù)，8段壓縮，每段降低減少I個模數(shù)，加工程序檢驗簡單，不需要復(fù)雜的計算。
[0050]圖5、圖6、圖7給出真空泵實際的結(jié)構(gòu)示意。
[0051]本實用新型的優(yōu)點是:通過6級以上遞減依次按線性縮小變化循環(huán)壓縮，減少級間壓力差，降低級間壓力比，漸漸縮小模數(shù)，降低能耗系數(shù)，增加了使用周期時間，減少空間摩擦系數(shù)循環(huán)壓縮，減少級間壓力差，降低級間壓力比，漸漸縮小模數(shù)，降低能耗系數(shù)，增加了使用周期時間，減少空間摩擦系數(shù)，從本質(zhì)上控制真空泵在壓縮抽氣過程中的返泄漏現(xiàn)象，最大化提高設(shè)備的實際吸氣抽氣使用系數(shù)以及最大化提升真空度。
[0052]對所公開的實施例的上述說明，發(fā)明人對于源文件的設(shè)計和編程所花費(fèi)的成本可想而知，通過公開本實用新型技術(shù)信息，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。測繪和復(fù)制、放大縮小輕而易舉，對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種螺桿真空泵，其特征在于，所描述的螺桿真空泵包含:一對至少6級形狀一致、旋轉(zhuǎn)方向相反的變螺距漸縮模數(shù)螺桿；過流部分無水無油不含介質(zhì)的干式中空水冷卻真空泵殼體；所述變螺距漸縮模數(shù)螺桿設(shè)置于所述殼體內(nèi)，所述變螺距漸縮模數(shù)螺桿的模數(shù)漸縮線性變化數(shù)量，是從真空進(jìn)氣端向常壓排氣側(cè)依次按線性縮小嚙合變化，相鄰螺齒之間的間距逐漸變化間隙配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿真空泵，其特征在于，所述變螺距漸縮模數(shù)螺桿的螺距變化趨勢為變螺距漸縮模數(shù)遞減，轉(zhuǎn)子從吸氣口到排氣口按變螺距漸縮模數(shù)6級以上遞減，并在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下符合以下數(shù)據(jù)要求:Fn/Fl〈T/C 其中，F(xiàn)l為排氣口實測螺距；Fn為吸氣口實測螺距；C為實驗氣體常數(shù)，為每千克(kg)理想氣體的氣體常數(shù)；T為隨氣體的分子量變化而變化壓縮比。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的螺桿真空泵，其特征在于，所述變螺距漸縮模數(shù)螺桿的螺距和模數(shù)都從進(jìn)氣側(cè)向出氣側(cè)方向6級以上逐漸縮小。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺桿真空泵，其特征在于，所述變螺距漸縮模數(shù)螺桿的模數(shù)變化數(shù)量，是從右向左依次循環(huán)縮小。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺桿真空泵，其特征在于，所述變螺距漸縮模數(shù)螺桿的模數(shù)漸縮線性變化數(shù)量，是從右向左依次按線性縮小變化，變螺距漸縮模數(shù)螺桿上的螺齒的模數(shù)依次漸縮，變螺距漸縮模數(shù)螺桿上的螺齒的齒廓從右向左呈螺旋線性縮小，相鄰螺齒之間的間距逐漸變化嚙合。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺桿真空泵，其特征在于，所述變螺距漸縮模數(shù)螺桿的模數(shù)漸縮線性變化數(shù)量，是從右向左依次循環(huán)逐漸按常量線性縮小，變螺距漸縮模數(shù)螺桿上的螺齒的模數(shù)及螺齒之間的壓力角度α從右向左依次漸縮，相鄰螺齒之間的間距逐漸變化口四合。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺桿真空泵，其特征在于，所述變螺距漸縮模數(shù)螺桿的模數(shù)漸縮線性變化數(shù)量，是從右向左依次循環(huán)逐漸按常量線性縮小，變螺距漸縮模數(shù)螺桿上的螺齒的模數(shù)及各螺齒之間的壓力角度α從右向左依次漸縮；變螺距漸縮模數(shù)螺桿上的螺齒的齒廓從右向左呈螺旋線性縮小，相鄰螺齒之間的間距逐漸變化嚙合。
【文檔編號】F04C18/16GK203926012SQ201420280714
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月29日
【發(fā)明者】張勝琴 申請人:南通市興德泵業(yè)有限公司