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真空 ›› 2022, Vol. 59 ›› Issue (3): 1-6.doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2022.03.01

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双螺杆真空泵新型正弦螺旋线型螺杆转子的设计与分析*

赵玺皓1, 赵利壮1, 王君1, 李雪琴1, 崔锋1, 王增丽1, 耿茂飞2   

  1. 1.中国石油大学(华东),山东 青岛 266580;
    2.合肥通用机械研究院有限公司 压缩机技术国家重点实验室,安徽 合肥 230031
  • 收稿日期:2021-08-19 出版日期:2022-05-25 发布日期:2022-06-01
  • 通讯作者: 王君,博士生导师。
  • 作者简介:赵玺皓(1998-),男,河北省衡水市人,硕士生。
  • 基金资助:
    *国家自然科学基金资助项目(52176029); 山东省自然科学基金项目(ZR2019MEE079); 压缩机技术国家重点实验室(压缩机技术安徽省实验室)开放基金项目(SKL-YSJ202005)

Design and Analysis of New Sinusoidal Helical Screw Rotor for Twin-Screw Vacuum Pump

ZHAO Xi-hao1, ZHAO Li-zhuang1, WANG Jun1, LI Xue-qin1, CUI Feng1, WANG Zeng-li1, GENG Mao-fei2   

  1. 1. China University of Petroleum(East China),Qingdao 266580,China;
    2. State Key Laboratory of Compressor Technology,Hefei General Machinery Research Institute Co.,Ltd.,Hefei 230031,China
  • Received:2021-08-19 Online:2022-05-25 Published:2022-06-01

摘要: 现有螺杆转子的截面型线有尖点且接触线不连续。针对该问题,同时为了简化截面型线的组成,本文采用正弦螺旋线光滑连接齿顶与齿根圆弧,进而提出了一种新型全啮合的正弦螺旋线型螺杆转子。构建了正弦螺旋线及其共轭曲线的啮合模型,进而推导得到了截面型线的方程。分析了新型截面型线的半径比和螺旋线中心角对双螺杆真空泵工作性能的影响,并给出了其合理的取值范围。结果表明,所提出的新型全啮合螺杆转子的截面型线完全光滑,空间接触线连续,有利于提高双螺杆真空泵的性能。

关键词: 双螺杆真空泵, 新型螺杆转子, 正弦螺旋线, 工作性能

Abstract: The cross-sectional profile of the existing screw rotor has sharp points and the contact line is discontinuous. To solve this problem and simplify the composition of the section profile, this paper uses a sinusoidal helix to smoothly connect the tooth tip arc and the tooth root arc, and then proposes a new type of fully meshed sinusoidal helical screw rotor. The meshing model of the sinusoidal helix and its conjugate curve are proposed, and the equation of the section profile is deduced. The influence of the radius ratios and helical central angle of the new section profile on the performance of the twin-screw vacuum pump is analyzed, and their reasonable value range is given. The results show that the section profile of the as-proposed new full meshing screw rotor is completely smooth, and the spatial contact line is continuous, which is beneficial to improve the performance of the twin-screw vacuum pump.

Key words: twin-screw vacuum pump, new-type screw rotor, sinusoidal helix, work performance

中图分类号: 

  • TH36
[1] 郭蓓, 薛建国, 牛瑞, 等. 干式螺杆真空泵研究现状与展望[J]. 真空, 2009, 46(5): 37-40.
[2] 黄强. 干式真空泵的应用和发展[A]. 广东省真空学会. 2013年广东省真空学会学术年会论文集[C]. 广东省真空学会: 广东省科学技术协会科技交流部, 2013: 90-93.
[3] 姜燮昌. 干式螺杆真空泵的结构、性能与应用[J]. 真空, 2018, 55(4): 6-12.
[4] 孙瑾亭. 变螺距螺杆真空泵结构设计及优化[D]. 合肥: 合肥工业大学, 2018.
[5] 陈宗武, 张东庆, 郭金光, 等. 螺杆真空泵转子热形变分析及转子优化[J]. 真空, 2016, 53(3): 48-51.
[6] MISGANAW A.双螺杆泵流场数值模拟[D]. 重庆: 重庆大学, 2011.
[7] SPILLE-KOHOFF A, HESSE J, ANDRES R, et al.CFD simulation of a dry scroll vacuum pump with clearances,solid heating and thermal deformation[C]//IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. IOP Publishing, 2017, 232(1): 012052.
[8] SPILLE-KOHOFF A, HESSE J.CFD simulation of a screw compressor including leakage flows and rotor heating[C]//IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. IOP Publishing, 2015, 90(1): 012009.
[9] 潘成程, 徐飞, 谭昱全, 等. 双螺杆真空泵封闭容积间压力和泄漏特性研究[J]. 真空, 2015(3): 21-25.
[10] ZHANG Z X, FONG Z H.A novel tilt form grinding method for the rotor of dry vacuum pump[J]. Mechanism and Machine Theory, 2015, 90: 47-58.
[11] 王琼娥. 双螺杆真空泵转子型线设计与仿真研究[D]. 杭州: 浙江大学, 2005.
[12] 陈长琦, 贾寅, 郑定宝, 等. 螺杆真空泵单头等螺距内凹转子型线研究[J]. 真空, 2011, 48(3): 8-11.
[13] 巫修海, 张宝夫, 陈文华. 严格密封型螺杆真空泵转子型线研究[J]. 真空科学与技术学报, 2015, 35(8): 947-954.
[14] 王君, 刘宏杰, 崔峰, 等. 一种双螺杆真空泵的全光滑的螺杆转子: CN105240277A[P].2016-01-13.
[15] LU Y, GUO B, GENG M F.Study on design of rotor profile for the twin screw vacuum pump with single thread tooth[C]//IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. IOP Publishing, 2015, 90(1): 012007.
[16] 刘春姐, 徐成海, 张世伟, 等. 一种新型干式螺杆真空泵转子端面型线的研究[J]. 真空, 2003(6): 40-43.
[17] 郭蓓, 耿茂飞, 谭书鹏, 等. 一种双螺杆真空泵转子型线: CN103032333A[P].2013-04-10.
[18] 王君, 刘宏杰, 崔锋, 等. 双螺杆真空泵的全光滑螺杆型线及其性能研究[J]. 真空科学与技术学报, 2017, 37(2): 125-130.
[19] WANG J, CUI D, WEI S H, et al.Geometric design and performance analysis of a novel smooth rotor profile of claw vacuum pumps[J]. Vacuum, 2017, 143: 174-184.
[20] WANG J, CUI F, WEI S H, et al.Study on a novel screw rotor with variable cross-section profiles for twin-screw vacuum pumps[J]. Vacuum, 2017, 145: 299-307.
[21] 张凌宏. 双螺杆泵的光滑螺杆转子与其工作特性研究[D]. 青岛: 中国石油大学(华东), 2018.
[1] 郁晋军, 董欣, 刘敏强. 超高真空大抽速复合分子泵的设计*[J]. 真空, 2021, 58(4): 36-41.
[2] 徐法俭, 王海雷, 赵彩霞, 黄志婷. 化学气体真空 - 压缩回收系统在环境工程中应用研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 29-33.
[3] 徐法俭, 黄志婷, 刘宝新. 基于热力学理论液环压缩系统设计方法及工程应用[J]. 真空, 2020, 57(5): 79-84.
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[1] 李得天, 成永军, 张虎忠, 孙雯君, 王永军, 孙 健, 李 刚, 裴晓强. 碳纳米管场发射阴极制备及其应用研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 1 -9 .
[2] 周彬彬, 张 建, 何剑锋, 董长昆. 基于 CVD 直接生长法的碳纳米管场发射阴极[J]. 真空, 2018, 55(5): 10 -14 .
[3] 李志胜. 空间环境下超大型红外定标用辐射屏蔽门的研制[J]. 真空, 2018, 55(5): 66 -70 .
[4] 郑 列, 李 宏. 200kV/2mA 连续可调直流高压发生器的设计[J]. 真空, 2018, 55(6): 10 -13 .
[5] 柴晓彤, 汪 亮, 王永庆, 刘明昆, 刘星洲, 干蜀毅. 基于 STM32F103 单片机的单泵运行参数数据采集系统[J]. 真空, 2018, 55(5): 15 -18 .
[6] 孙立志, 闫荣鑫, 李天野, 贾瑞金, 李 征, 孙立臣, 王 勇, 王 健, 张 强. 放样氙气在大型收集室内分布规律研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 38 -41 .
[7] 黄 思 , 王学谦 , 莫宇石 , 张展发 , 应 冰 . 液环压缩机性能相似定律的实验研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 42 -45 .
[8] 纪 明, 孙 亮, 杨敏勃. 一种用于对月球样品自动密封锁紧的设计[J]. 真空, 2018, 55(6): 24 -27 .
[9] 李民久, 熊 涛, 姜亚南, 贺岩斌, 陈庆川. 基于双管正激式变换器的金属表面去毛刺 20kV 高压脉冲电源[J]. 真空, 2018, 55(5): 19 -24 .
[10] 刘燕文, 孟宪展, 田 宏, 李 芬, 石文奇, 朱 虹, 谷 兵, 王小霞 . 空间行波管极高真空的获得与测量[J]. 真空, 2018, 55(5): 25 -28 .