[实用新型]具有新齿形型线的双螺杆泵螺杆

说明书

本实用新型涉及双螺杆流体输送泵，特别是一种具有新齿形型线的双螺杆泵螺杆。

在现有技术中，由于泵的适用范围不同，使泵的结构，以至螺杆的齿形型线也各有不同。如梯形型线，矩形型线，A形型线，B形型线和对称伸长摆线型线等等。然而所有这些双螺杆的型线都属于非密封型线，亦即两根螺杆的齿形相互啮合时，主动螺杆、从动螺杆及泵壳内孔所形成的容积腔并不是完全封闭的“密封腔”，容积腔总有某些部位分别与前一个容积腔和后一个容积腔相通，直至与泵的高、低压腔相贯通。因此采用这些齿形线的双螺杆，如要在工作时建立起相当于“密封腔”的压力，就需要数量更多的这样的容积腔“串联”起来。也就是需要使泵的螺杆有更多数量的螺纹数。但是螺纹数的增多，必然增大螺杆的长度，从而增大了在同一压力下螺杆受力变形的挠度，也就限制了螺杆在高压下的应用。当然，双螺杆泵的螺杆实现理论上完全封闭的“密封腔”也并不适合实用，其某些部位存在磨损严重的问题。

本实用新型的目的是根据齿轮啮合原理，提出一种在啮合过程中，可以与泵壳内孔一起形成近似理论上的完全密封的“密封腔”的具有新齿形型线的双螺杆泵螺杆，以提高双螺杆泵输送介质时的输送压力和提高齿廓的耐磨损能力。

本实用新型的目的可以通过下述方案实现。

具有新齿形型线的双螺杆泵螺杆，它的主、从动螺杆齿形相同，均为单头非对称齿形。其特征在于螺杆截面的齿形型线由凸面齿廓型线ec，齿底齿廓型线ca和凹面齿廓型线ab1三段型线连接而成。其中，凸面齿廓型线ec由两段光滑连接的内摆线cd和外摆线de组成，内摆线cd是滚动圆III沿螺杆节圆I做无滑动滚动时，滚动圆III圆周上的c点所形成的运动轨迹，外摆线de是滚动圆IV沿螺杆节圆I做无滑动滚动时，滚动圆IV圆周上的e点所形成的运动轨迹。而凹面齿廓型线摆线ab1，是由两段连续但在交点处不光滑的摆线ab和bb1组成的，摆线ab是螺杆节圆II沿螺杆节圆I做无滑动滚动时，螺杆外径上的一点b1′所形成的运动轨迹，摆线bb1是螺杆节圆II沿螺杆节圆I做无滑动滚动时，螺杆半径R3上的点b′所形成的运动轨迹，凹面齿廓型线两摆线交点处的半径R3满足R≤R3≤Re。

以下结合本实用新型的实施例和附图，对具有新齿形型线的双螺杆泵螺杆予以详细叙述。

图1螺杆齿形型线截面示意图；

图2螺杆齿形型线形成示意图。

具有新齿形型线的双螺杆泵螺杆，它的主、从动螺杆在泵壳内以相同的转速无接触地转动，均为单头螺纹，齿深相同，螺杆齿槽两边为非对称的齿形。

螺杆截面的齿形型线由凸面齿廓型线ec，齿底齿廓型线ca和凹面齿廓型线ab1三段型线连接而成。其中，凸面齿廓型线ec由两段光滑连接的内摆线cd和外摆线de组成，内摆线cd是滚动圆III沿螺杆节圆I做无滑动滚动时，滚动圆III圆周上的c点所形成的运动轨迹，外摆线de是滚动圆IV沿螺杆节圆I做无滑动滚动时，滚动圆IV圆周上的e点所形成的运动轨迹。而凹面齿廓型线摆线ab1，是由两段连续但在交点处不光滑的摆线ab和bb1组成的，摆线ab是螺杆节圆II沿螺杆节圆I做无滑动滚动时，螺杆外径上的一点b1′所形成的运动轨迹，摆线bb1是螺杆节圆II沿螺杆节圆I做无滑动滚动时，螺杆半径R3上的点b′所形成的运动轨迹，凹面齿廓型线两摆线交点处的半径R3满足R≤R3≤Re。当R3＝Re时，b与b1重合，凹面齿廓型线只有摆线ab段，凹面齿廓与螺杆外圆柱面夹角(b处)为锐角。此时的齿形型线形成理论上严格密封的“密封腔”。

为改善螺杆凹面齿廓b点的耐磨性能，半径R3一般应满足0.8Re≤R3≤Re。为提高螺杆的气液混输能力，半径R3一般应满足R≤R3≤0.8Re。

本实用新型采用的这种齿形型线，包括走向相类似的型线在内，其主、从动螺杆在啮合过程中，可使它们与泵壳内孔之间形成近似理论上严格密封的“密封腔”。凹面齿廓与螺杆外圆柱面夹角(b1处)为钝角，可有效地提高螺杆齿廓的耐磨损能力。虽然由于bb1的存在，使“密封腔”不是理论上严格密封的容积腔。但只要bb1控制得当，从长期运转考虑，由abb1组成的凹面齿廓比只有ab的凹面齿廓，其螺杆的密封性能更好。

本实用新型与现有技术相比具有显著优点：它可以较大幅度地提高双螺杆泵单级密封腔的输送能压力，在相同技术参数的情况下，泵的体积减小，运行可靠性提高，特别适合用作高压双螺杆泵的螺杆齿形；同时，这种齿形型线更适合用作输送磨蚀性介质的螺杆齿形型线，以提高齿廓的耐磨性；另一方面，可以在保证较高的容积效率的情况下，大幅度提高双螺杆泵的气液混输能力，可作为油田油气混输双螺杆泵的优选螺杆齿形型线。