一种单腔不对称滑片式真空泵的制作方法

文档序号:15579186发布日期:2018-09-29 06:25

本发明属于流体机械领域,具体涉及一种单腔不对称滑片式真空泵。



背景技术:

滑片式真空泵是一种回转容积式真空泵,通过转子外圆柱面与缸体内壁间形成的周期性变化的月牙形腔室实现气体的吸气、增压和排气;由于其结构简单、体积小、零部件少、噪声低和运转平稳而被广泛应用于预真空泵抽气设备和汽车刹车助力系统。常见的单腔滑片式真空泵的气缸型线通常是圆形,这种气缸型线会造成滑片式真空泵的内容积比小,转子与缸体内壁间的密封接触线短,容易造成高压腔与低压腔的连通,不利于滑片式真空泵的排气密封。

公开号为CN 107654374 A的专利提出了一种电子真空泵,但本发明尚存在不足之处,转子与气缸偏心安装,气缸型线为圆形,气缸型线关于转子回转中心和圆形气缸型线中心的连线轴对称,电子真空泵的内容积比并未提高,转子与气缸内壁面的接触线短,依然存在内容积比小、密封接触线短、排气阶段高压腔室和低压腔室容易连通的问题。



技术实现要素:

为了解决现有的圆形气缸型线会造成滑片式真空泵的内容积比小,转子与缸体内壁间的密封接触线短,容易造成高压腔与低压腔的连通,产生排气泄漏的问题,本发明提出了一种单腔不对称滑片式真空泵,气缸上的气缸型线是一条二阶导数连续的不对称的封闭曲线,连续光滑不存在突变点且不存在通过回转中心点的中心线使气缸型线关于其轴对称,从C到A两点间(包括C、A两点)的气缸型线与转子的外轮廓线间的间隙逐渐增大,气缸型线的极径由R3增加到R3+0.04,由A点到B点气缸型线的极径迅速增大,在B点处达到最大,曲线形态由A点到B点陡峭上升,由B点到C点气缸型线的极径开始逐渐减小,曲线逐渐变为平缓。本发明可以提高滑片式真空泵的内容积比,转子与气缸内壁形成的密封线长,很好地将高压腔室和低压腔室隔开,在排气过程中滑片与气缸内壁始终保持贴合,有利于排气密封;同时这种不对称气缸型线有利于改善滑片的受力状况,对于丰富滑片式真空泵的气缸型线和促进滑片式真空泵的发展具有重要的意义。

为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

一种单腔不对称滑片式真空泵,包括:滑片(1)、气缸(2)、转子(3)、上端盖(4)和下端盖(5),所述的气缸(2)上的气缸型线(201)是一条二阶导数连续的不对称的封闭曲线,即气缸型线(201)连续光滑不存在突变点,且不存在通过其回转中心点O的中心线使气缸型线(201)关于其轴对称;气缸型线(201)以其回转中心点O为坐标原点,气缸型线(201)极坐标方程为:

式中:R1—气缸型线顶圆半径,mm;R3—气缸型线底圆半径,mm;t—角度参数,rad;n—幂指数,n的取值范围为1≤n≤3.5;

所述的气缸型线(201)上存在A、B、C三个特殊点:第一点A位于ρ(0)=R3点;第二点B为气缸型线(201)上距回转中心点O的最远点,极径为最大值;随着t从0逐渐增大,第三点C位于气缸型线(201)上极径ρ=R3+0.04处;所述的气缸型线(201)中,A、C两点之间对应的中心角∠AOC为α;C、B两点之间对应的中心角∠COB为γ,B、A两点之间对应的中心角∠BOA为β,A、B、C三点满足几何关系:γ>β;α+γ+β=360°;所述的气缸型线(201)中,由A点到B点气缸型线(201)的极径迅速增大,在B点处达到最大,曲线形态由A点到B点陡峭上升,由B点到C点气缸型线(201)的极径开始逐渐减小,曲线逐渐变为平缓。

一种单腔不对称滑片式真空泵,所述的气缸(2)与转子(3)同心安装,从C到A两点间(包括C、A两点)的气缸型线(201)与转子(3)的外轮廓线间的间隙逐渐增大,气缸型线(201)的极径由R3增加到R3+0.04;所述的气缸(2)的两侧分别同心安装上端盖(4)与下端盖(5),上端盖(4)上开设上吸气口(401)和上排气口(402),下端盖(5)上开设下吸气口(501)和下排气口(502);所述的上端盖(4)上的上吸气口(401)与下端盖(5)上的下吸气口(501)在端面方向的投影位置完全重合,所述上端盖(4)的上排气口(402)与下端盖(5)的下排气口(502)在端面方向的投影位置完全重合;所述的转子(3)上开有径向滑槽(301),滑槽(301)的数量为6~8个,每个滑槽(301)内镶嵌有可以自由移动的滑片(1),转子(3)转动时滑片(1)的顶端与气缸(2)的内壁面紧密贴合保持密封。

一种单腔不对称滑片式真空泵,上吸气口(401)、上排气口(402)和下吸气口(501)、下排气口(502)位置的确定基于以下原则:上吸气口(401)、下吸气口(501)的位置位于滑片式真空泵吸气过程恰好终了处,工作腔容积刚好达到最大值;根据滑片式真空泵的内容积比,使得排气时工作腔与上排气口(402)和下排气口(502)脱离瞬时的容积值最小,从而确定上排气口(402)和下排气口(502)的所在位置。

本发明的有益效果是:

(1)采用不对称气缸型线可以提高滑片式真空泵的内容积比。

(2)在滑片式真空泵的排气过程中滑片能够始终与气缸的内壁面保持贴合,尤其是在滑片式真空泵的排气阶段,不会出现滑片“脱空”现象,有利于改善滑片式真空泵的内泄漏,达到排气密封的效果。

(3)这种不对称气缸型线连续光滑且一阶、二阶导数连续,不存在刚性冲击点和软性冲击点,有利于改善滑片的受力状况,降低滑片与气缸内壁面的摩擦损耗。

(4)转子转动到A、C两点(包括A、C两点)所对应的范围内时,所述的气缸(2)上的气缸型线(201)与转子(3)外轮廓线间能够保持0~0.04mm的间隙,密封效果好。

附图说明

图1为单腔不对称滑片式真空泵装配关系示意图。

图2为气缸型线主图。

图3为转子主视图。

图4为上端盖主视图。

图5为下端盖主视图。

图6为吸气过程示意图。

图7为吸气过程结束示意图。

图8为压缩过程示意图。

图9为排气即将开始示意图。

图10为排气过程示意图。

图中:R1—气缸型线顶圆半径;R3—气缸型线底圆半径;α—A、C两点对应的中心角;γ—B、C两点对应的中心角;β—A、B两点对应的中心角;1—滑片;2—气缸;3—转子;4—上端盖;5—下端盖。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示,为单腔不对称滑片式真空泵装配关系示意图,将滑片(1)、气缸(2)、转子(3)、上端盖(4)和下端盖(5)各零部件进行组装得到装配关系示意图。

如图2所示,为气缸型线主图,所述的气缸(2)上的气缸型线(201)是一条二阶导数连续的不对称的封闭曲线,即气缸型线(201)各点连续光滑不存在突变点,且不存在通过其回转中心点O的中心线使气缸型线(201)关于其轴对称;气缸型线(201)以其回转中心点O为坐标原点,气缸型线(201)极坐标方程为:

式中:R1—气缸型线顶圆半径,mm;R3—气缸型线底圆半径,mm;t—角度参数,rad;n—幂指数,n的取值范围为1≤n≤3.5;

所述的气缸型线(201)上存在A、B、C三个特殊点:第一点A位于ρ(0)=R3点;第二点B为气缸型线(201)上距回转中心点O的最远点,极径为最大值;随着t从0逐渐增大,第三点C位于气缸型线(201)上极径ρ=R3+0.04处;所述的气缸型线(201)中,A、C两点之间对应的中心角∠AOC为α;C、B两点之间对应的中心角∠COB为γ,B、A两点之间对应的中心角∠BOA为β,A、B、C三点满足几何关系:γ>β;α+γ+β=360°;所述的气缸型线(201)中,由A点到B点气缸型线(201)的极径迅速增大,在B点处达到最大,曲线形态由A点到B点陡峭上升,由B点到C点气缸型线(201)的极径开始逐渐减小,曲线逐渐变为平缓。

所述的气缸型线(201)随着幂指数n的增大,气缸型线(201)上A、C两点对应的中心角α逐渐增大,密封线越来越长,A、C两点所对应的角度和(γ+β)逐渐减小,B、A两点所对应的中心角β逐渐减小,但仍满足γ>β,气缸型线(201)的极径由B点到A点的减小速度越来越快,滑片式真空泵从开始吸气到排气结束的整个过程随之加快。

如图3所示,为转子主视图,所述的转子(3)上开有径向滑槽(301),滑槽(301)的数量为6~8个,每个滑槽(301)内镶嵌有可以自由移动的滑片(1),转子(3)转动时滑片(1)的顶端与气缸(2)的内壁面紧密贴合保持密封。

如图4所示,为上端盖主视图,上端盖(4)上开设上吸气口(401)和上排气口(402),相间120°布置3个用于固定的通孔,并在上端盖(4)的边缘设有定位凸台。

如图5所示,为上端盖主视图,下端盖(5)上开设下吸气口(501)和下排气口(502),相间120°布置3个用于固定的通孔,并在下端盖(5)的边缘设有定位凸台。

如图6所示,为吸气过程示意图,滑片式真空泵正在进行吸气过程,工作腔容积逐渐增大。

如图7所示,为吸气过程结束示意图,该位置处滑片式真空泵的工作腔容积达到最大,滑片式真空泵吸气过程刚好结束。

如图8所示,为压缩过程示意图,随着转子(3)的转动,工作腔的容积开始逐渐减小,工作腔内的体积逐渐减小,气体开始受到压缩,压力不断升高。

如图9所示,为排气即将开始示意图,转子(3)转动到排气临界位置处,工作腔容积达到最小,排气过程即将开始。

如图10所示,为排气过程示意图,转子(3)继续旋转,工作腔与上排气口(401)和下排气口(402)连通,滑片式真空泵正在进行排气过程。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

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