一種具有新型密封齒形型線的單頭螺桿及其雙螺桿的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種具有新型密封齒形型線的單頭螺桿及其雙螺桿，屬于螺桿泵技術領域。所述單頭螺桿的螺旋為非對稱齒形，其齒形的兩側分別為傳力邊和密封邊，所述密封邊的齒形型線為伸長外擺線，傳力邊的齒形型線為伸長外擺線、漸開線、短幅外擺線的組合型線。本申請?zhí)峁┑膯晤^螺桿的齒形型線，一側(密封邊)為伸長外擺線，另一側(傳力邊)為伸長外擺線、漸開線、短幅外擺線的組合，嚙合線連續(xù)，嚙合線之間不存在空隙。采用本申請?zhí)峁┑膯晤^螺桿的雙螺桿泵或雙螺桿式真空泵，既能達到嚴格密封，又能通過主動螺桿具有漸開線段傳力邊齒形型面向從動螺桿漸開線傳力邊齒形型面?zhèn)鬟f扭矩。
【專利說明】
一種具有新型密封齒形型線的單頭螺桿及其雙螺桿
技術領域
[0001]本實用新型涉及螺桿栗技術領域，尤其是應用于雙螺桿栗式輸送機械或雙螺桿式真空栗的具有新型密封齒形型線的單頭螺桿及使用這種單頭螺桿的雙螺桿。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有雙螺桿栗或雙螺桿式真空栗常見的單頭螺桿采用的齒形型線，一個齒側螺旋面采用伸長外擺線，另一側采用漸開線，漸開線的嚙合線和伸長外擺線的嚙合線不連續(xù)，在雙螺桿栗的主動螺桿和從動螺桿嚙合時，二者之間存在間隙，在栗運行過程中排出腔中的介質就會從通過這些間隙泄漏到進口腔中。采用這種齒形曲線的雙螺桿栗或雙螺桿式真空栗，使用時，螺桿的嚙合線不能有效的形成密封腔，排出腔和進口腔不能隔斷，不滿足螺桿栗的第一類密封性要求，因此，這種栗不是密封型的。
[0003]此外，嚙合線之間存在間隙，還會引起栗的容積效率下降。
[0004]這種齒形型線的單頭螺桿，由于漸開線的齒形極角相對較大，兩段圓弧的中心角相差較大，從而使螺桿的齒槽頂部開口軸向長度與齒槽底部軸向長度相差較大，這種較大的差距使得螺桿加工比較困難。
[0005]進一步地，采用這種單頭螺桿的雙螺桿栗，因為螺桿齒槽頂部開口軸向長度較長，所以一個導程中主動螺桿和從動螺桿外圓柱面與襯套之間的接觸面長度變短，使得在栗運行過程中主從螺桿外圓柱面與襯套之間的圓柱面間隙泄漏增多，這一因素進一步降低了栗的容積效率。

【發(fā)明內容】

[0006]本實用新型要解決的問題是現(xiàn)有的螺桿栗的單頭螺桿，齒形型線不能完全密封，嚙合線存在間隙，使得栗不能滿足密封性的需求，栗的容積率不高。
[0007]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:提供一種具有新型密封齒形型線的單頭螺桿。所述單頭螺桿的螺旋為非對稱齒形，其齒形的兩側分別為傳力邊和密封邊，所述密封邊的齒形型線為伸長外擺線，傳力邊的齒形型線為伸長外擺線、漸開線、短幅外擺線的組合型線。
[0008]所述傳力邊的齒形型線，齒根段為伸長外擺線，中間段為漸開線，齒頂段為短幅外擺線。
[0009]所述密封邊齒側的伸長外擺線齒頂段進行了耐磨修正。
[0010]所述耐磨修為擺線倒角修正。
[0011]本申請的另一個目的在于提供一種雙螺桿。所述雙螺桿包括主動螺桿和從動螺桿，所述主動螺桿和從動螺桿的螺旋旋向相反。主動螺桿和從動螺桿的齒形相同，均為上述的的具有新型密封齒形型線的單頭螺桿。
[0012]本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是:本申請?zhí)峁┑膯晤^螺桿的齒形型線，一側(密封邊)為伸長外擺線，另一側(傳力邊)為伸長外擺線、漸開線、短幅外擺線的組合，嚙合線連續(xù)，嚙合線之間不存在間隙。采用本申請?zhí)峁┑膯晤^螺桿的雙螺桿栗或雙螺桿式真空栗，既能達到嚴格密封，又能通過主動螺桿具有漸開線段傳力邊齒形型面向從動螺桿漸開線傳力邊齒形型面?zhèn)鬟f扭矩。
[0013]本申請?zhí)峁┑膯晤^螺桿，傳力邊采用伸長外擺線作為的齒形型線，其齒形極角比較小，使得螺桿齒槽頂部開口軸向長度和齒槽底部軸向長度差別不大，因此采用該齒形型線的螺桿便于制造加工。
[0014]此外，本申請中的螺桿傳力邊所采用的齒形型線，其齒形極角比現(xiàn)有技術中的小，因此在相同導程情況下，本申請的螺桿齒槽頂部開口軸向長度比現(xiàn)有技術中的小，使得采用本申請單頭螺桿的雙螺桿栗，其主動螺桿和從動螺桿外圓柱面與襯套的接觸面的軸向長度比現(xiàn)有技術大，從而減少了泄漏量，增加了栗的容積效率。
【附圖說明】
[0015]圖1為目前雙螺桿栗或雙螺桿式真空栗常用的單頭螺桿的齒形型線。
[0016]圖2為目前雙螺桿栗或雙螺桿式真空栗的主動螺桿和從動螺桿齒形型線嚙合圖。
[0017]圖3為目前雙螺桿栗或雙螺桿式真空栗的主動螺桿和從動螺桿的齒形型線嚙合線在橫截面上的投影圖。
[0018]圖4為目前雙螺桿栗或雙螺桿式真空栗常用的單頭螺桿的螺旋槽軸截面圖。
[0019]圖5為本申請實施例1中單頭螺桿的齒形型線圖。
[0020]圖6為本申請實施例1中雙螺桿的齒形型線嚙合圖。
[0021]圖7為本申請實施例1中雙螺桿嚙合時，主動螺桿的螺旋槽的兩個側齒螺旋面上的密封線在橫截面上的投影圖。
[0022]圖8為本申請實施例1中雙螺桿嚙合時，從動螺桿螺旋槽的兩個側齒螺旋面上的密封線在橫截面上的投影圖。
[0023]圖9為本申請實施例1中雙螺桿嚙合時，螺旋槽構成的密封腔的正面圖。
[0024]圖10為本申請實施例1中雙螺桿嚙合時，螺旋槽構成的密封腔的背面圖。
[0025]圖11為本申請實施例1中單頭螺桿的螺旋槽軸截面圖。
[0026]圖12為本申請實施例2中單頭螺桿的齒形型線示意圖。
[0027]圖13為本申請實施例2的雙螺桿的齒形型線嚙合圖。
[0028]圖14為本申請實施例2中雙螺桿嚙合時，主動螺桿的螺旋槽的兩個側齒螺旋面上的密封線在橫截面上的投影圖。
[0029]圖15為本實用新型實施例2中雙螺桿嚙合時，從動螺桿螺旋槽的兩個側齒螺旋面上的密封線在橫截面上的投影圖。
[0030]圖中:丨-伸長外擺線，2-漸開線，3-短幅外擺線，S1-主動螺桿，S2-從動螺桿，H-高壓端，L-低壓端,A1-主動螺桿的螺旋槽，A1-S-螺旋槽A1的一個密封腔段，A1-H-螺旋槽A1的高壓腔段，A1-L-螺旋槽A1的低壓腔段，A2-從動螺桿的螺旋槽，A2-S-螺旋槽A2的密封腔段，A2-H-螺旋槽A2的高壓腔段，A2-L-螺旋槽A2的低壓腔段，C-螺桿節(jié)圓，C1-齒跟圓，C2-齒頂圓，L1-齒槽底部軸向長度，L2-齒槽頂部開口軸向長度，L3-主動螺桿和從動螺桿外圓柱面與襯套之間的接觸面長度。
【具體實施方式】
[0031]為了更好的理解本實用新型，下面結合具體實施例和附圖對本實用新型進行進一步的描述。
[0032]如圖1所示，現(xiàn)有技術雙螺桿栗或雙螺桿式真空栗常見的單頭螺桿采用的齒形型線，其密封邊一側為伸長外擺線I，另一側為傳力邊，采用漸開線2。
[0033]采用這種單頭螺桿的雙螺桿栗，主動螺桿和從動螺桿嚙合線投影如圖3所示，外擺線Cd的嚙合線為γ Λ和γ 2δ2，漸開線ab的嚙合線為α?。其中，漸開線的嚙合線Ct1^不通過主動螺桿和從動螺桿的齒頂圓和齒根圓的切點γ I和γ 2，因此嚙合線αιβι就與嚙合線γ ιδι及γ 2δ2不連續(xù)。嚙合線在Ct1點和γ i點以及點和γ 2點之間形成間隙。在栗運行過程中排出腔中的介質就會通過這些間隙泄漏到進口腔中。
[0034]現(xiàn)有技術中使用具有這種齒形曲線的單頭螺桿的雙螺桿栗或雙螺桿式真空栗，使用時，螺桿的嚙合線不能有效的形成密封腔，排出腔和進口腔不能隔斷，不滿足螺桿栗的第一類密封性要求，因此，這種類型的栗不是密封型的。
[0035]此外，嚙合線在Ct1點和γi點以及點和γ 2點之間存在間隙，會引起栗的容積效率下降。
[0036]現(xiàn)有技術中的單頭螺桿，由于漸開線ab的齒形極角相對較大，因此圓弧db的中心角就比圓弧ca的中心角大很多，由螺旋面的形成原理可知，如圖4所示，這種型線的螺桿齒槽頂部開口軸向長度L2較長，齒槽底部軸向長度L1比較短，這就使得螺桿加工比較困難。
[0037]從圖4中還可以看出，因為螺桿齒槽頂部開口軸向長度L2較長，所以一個導程中，主動螺桿和從動螺桿外圓柱面與襯套之間的接觸面長度L3變短，使得在栗運行過程中主動螺桿和從動螺桿外圓柱面與襯套之間的圓柱面間隙泄漏增多，也引起了栗的容積效率下降。
[0038]實施例1
[0039]本實施例中提供一種具有新型密封齒形型線的單頭螺桿。如圖5所示，本實施例中的螺桿是單頭螺旋，其齒形的兩側分別為傳力邊ab c d和密封邊e f，傳力邊ab c d分為ab，b c，Cd三段。其中，ab為伸長外擺線齒形型線，be為漸開線齒形型線，Cd為短幅外擺線齒形型線，密封邊ef為伸長外擺線齒形型線。
[0040]本實施例中還提供一種雙螺桿，用于雙螺桿栗，其主動螺桿S1和從動螺桿S2的齒形相同，均為上述的單頭螺桿。主動螺桿螺旋旋向與從動螺桿S2的螺旋旋向不同，若其中一個為右旋，則另一個為左旋。以下標識中，下角標I代表其屬于主動螺桿S1，下角標2代表其屬于從動螺桿S2，Oi為主動螺桿的中心，O2為從動螺桿的中心。
[0041]圖6為主動螺桿Si與從動螺桿S2齒形型線嚙合的示意圖。圖6中，aibicidifieiai是主動螺桿31橫截面上的齒形型線，a2b2C2d2f2e2a2為從動螺桿S2橫截面上的齒形型線。其中=CUf1及d2f2是在齒頂圓C2上的圓弧曲線；eiai及e2a2是在齒底圓Ci上的圓弧曲線；密封邊曲線eif1、e2f2均為伸長外擺線，傳力邊曲線aib1、a2b2為伸長外擺線，傳力邊曲線bic1、b2c2為漸開線、傳力邊C1C^C2Cl2為短幅外擺線。
[0042]本實施例所涉及的雙螺桿的傳力原理是:由伸長外擺線ab、漸開線be以及短幅外擺線Cd型線構成的傳力邊齒形型面，其中漸開線段型面可以將主動螺桿的力傳遞給從動螺桿。
[0043]本實施例所涉及的螺桿螺旋嚙合的密封原理是:當螺桿螺旋段的長度大于2.2個導程時，主動螺桿S1和從動螺桿S2上相互嚙合的螺旋齒形齒槽與栗殼體“8”字孔的內表面就會形成一個完整的密封腔室，從而隔斷栗內的高低壓腔，達到理論上嚴格密封。
[0044]圖7顯示了主動螺桿&螺旋槽^的兩個側齒螺旋面上的密封線在橫截面上的投影。圖8反映了從動螺桿S2螺旋槽知的兩個側齒螺旋面上的密封線在橫截面上的投影。
[0045]從圖7和圖8中可以知道，主動螺桿31和從動螺桿52螺旋型面在螺桿螺旋橫截面上的投影嗤合線n2m2qijilikimin1、n2m2q2j2l2k2mim連續(xù)，并且嗤合線通過了兩根螺桿螺旋齒頂圓交點m、n2以及齒頂圓和齒根圓的切點nu、m2，這樣就嚴格滿足第一類密封條件，S卩:在主動螺桿S1、從動螺桿S2嚙合時，每一個螺旋槽的高壓腔段與低壓腔段是被完全隔斷的。
[0046]圖9為本實施例中主動螺桿51、從動螺桿S2嚙合時螺旋槽構成的密封腔的正面圖。圖10為實施例中主動螺桿S1、從動螺桿S2嚙合時螺旋槽構成的密封腔的背面圖。
[0047]從圖9可以看出，A2-S往高壓腔方向是封閉的，往低壓腔方向只與A1-S相通，從圖10可以看出，A1-S往高壓腔方向只與A2-S相通，往低壓腔方向是封閉的，這些主動螺桿51、從動螺桿S2的螺旋槽的密封腔，只是內部相互聯(lián)通，因而構成一個自成體系的完整的密封腔，完全滿足嚴格密封的第二密封條件。
[0048]綜上所述，本實施例提供的雙螺桿，主動螺桿一工和從動螺桿S2嚙合時滿足了第一類密封條件與第二類密封條件，因此這種雙螺桿嚙合形成的密封腔是嚴格密封的。
[0049]圖11為本實施例的螺桿螺旋槽軸截面圖。由于本實施例中的單頭螺桿所采用的傳力邊的齒形型線abed的齒形極角比較小，所以螺桿的齒槽頂部開口軸向長度1^和齒槽底部軸向長度1^長短差別不大，因此采用該齒形型線的單頭螺桿便于制造加工。
[0050]此外，也正是由于本實施例中的單頭螺桿所采用傳力邊的齒形型線abed齒形極角比現(xiàn)有技術中的漸開線2的齒形極角小，所以在相同導程情況下，本申請的螺桿的齒槽頂部開口軸向長度Li比現(xiàn)有技術中的長度短，使得本實施例的主動螺桿Si和從動螺桿S2外圓柱面與襯套的接觸面軸向長度L3比現(xiàn)有技術長，從而減少了泄漏量，增加了栗的容積效率。[0051 ] 實施例2
[0052]在實施例1的基礎上，本實施例的螺桿是單頭螺旋，密封邊一側采用伸長外擺線I作為齒形型線，進一步地，伸長外擺線I在齒頂段進行了耐磨修正。作為一種實施方式，本實施例中耐磨修正采用擺線倒角修正，如圖12所示，本實施例中采用伸長外擺線gg’倒角，密封邊的齒形型線由伸長外擺線段eg與伸長外擺線倒角段gg’兩段構成。在其他實施方案中，也可采用其他形式的修正。
[0053]采用伸長外擺線gg’倒角修正密封邊齒形型線ef的主要目的是為了改善密封邊的耐磨性能。
[0054]本實施例中，螺桿的傳力原理是:由伸長外擺線ab、漸開線be以及短幅外擺線Cd型線構成的傳力邊齒形型面，其中漸開線段型面可以主動螺桿的力傳遞給從動螺桿。
[0055]本實施例所涉及的螺桿螺旋嚙合的密封原理是:當螺桿螺旋段的長度大于2.2個導程時，主動螺桿S1和從動螺桿S2上相互嚙合的螺旋齒形齒槽與栗殼體“8”字孔的內表面就會形成一個完整的密封腔室，從而隔斷栗內的高低壓腔，達到近似嚴格密封。
[0056]本實施例中還提供一種雙螺桿，包括主動螺桿Si和從動螺桿S2。主動螺桿Si和從動螺桿S2的齒形相同，均為上述的單頭螺桿，只是主動螺桿螺旋旋向與從動螺桿S2的螺旋旋向相反，一個為右旋，則另一個為左旋。
[0057]圖13是本實施例中的雙螺桿齒形型線嚙合圖，主動螺桿SI的密封邊中，齒頂段采用伸長外擺線glgl’倒角，密封邊齒形型線由伸長外擺線段elgl與伸長外擺線倒角段glgl’兩段構成。從動螺桿S2的的密封邊中，齒頂段采用伸長外擺線g2g2’倒角，密封邊齒形型線由伸長外擺線段e2g2與伸長外擺線倒角段g2g2’兩段構成。
[0058]圖14和圖15顯示了本實施例中雙螺桿嚙合線的投影。很顯然從圖14和圖15可以看出，無論是主動螺桿31的^槽還是從動螺桿52的如槽，它們兩側螺旋面上的密封線在齒根圓C1到齒頂圓&的整個螺旋面的范圍內是連續(xù)的，沒有缺口處，且都通過主動螺桿SjP從動螺桿S2螺桿齒根圓的nu、m2兩點，但密封邊的密封線達不到8字孔的尖點m與n2，因而采用密封邊在齒頂段倒角修正后，本實施例的螺桿的密封腔從理論上講是近似嚴格密封的。
[0059]以上對本實用新型的實施例進行了詳細說明，但所述內容僅為本實用新型的較佳實施例，不能被認為用于限定本實用新型的實施范圍。凡依本實用新型范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本專利涵蓋范圍之內。
【主權項】
1.一種具有新型密封齒形型線的單頭螺桿，其特征在于:所述單頭螺桿的螺旋為非對稱齒形，其齒形的兩側分別為傳力邊和密封邊，所述密封邊的齒形型線為伸長外擺線，傳力邊的齒形型線為伸長外擺線、漸開線、短幅外擺線的組合型線。2.根據(jù)權利要求1所述的具有新型密封齒形型線的單頭螺桿，其特征在于:所述傳力邊的齒形型線，齒根段為伸長外擺線，中間段為漸開線，齒頂段為短幅外擺線。3.根據(jù)權利要求1或2所述的具有新型密封齒形型線的單頭螺桿，其特征在于:所述密封邊齒側的伸長外擺線齒頂段進行了耐磨修正。4.根據(jù)權利要求3所述的具有新型密封齒形型線的單頭螺桿，其特征在于:所述耐磨修證為擺線倒角修正。5.一種雙螺桿，包括主動螺桿和從動螺桿，其特征在于:所述主動螺桿和從動螺桿的螺旋旋向相反，主動螺桿和從動螺桿的齒形相同，均為如權利要求1-4中任一所述的具有新型密封齒形型線的單頭螺桿。
【文檔編號】F04C2/16GK205446019SQ201521133968
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月29日
【發(fā)明人】陳睿, 何賢舉
【申請人】天津華科螺桿泵技術有限公司