CN101550932A - 叶片的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种叶片的制造方法，该叶片使用于油旋转真空泵，并且其至少一部分由塑料材料构成，其特征在于，所述叶片的制造方法包含：将所述叶片加工成最终形状的最终加工工程；在所述最终加工工程之前，在减压环境下，将所述叶片浸渍于油的油含浸工程，所述油是使用于所述油旋转真空泵的油。

Description

叶片的制造方法
技术领域
本发明涉及一种叶片的制造方法。
背景技术
通过多个叶片的压缩工作进行排气的旋翼型油旋转真空泵被利用。油旋转真空泵包含：在气缸内部旋转的转子，以及以从转子向气缸的方向突出的叶片。油旋转真空泵的叶片具有分割压缩空间的功能，并且由热固性塑料等塑料材料构成(例如，特开2006-328215号以及特开2005-272652)。
图5是利用传统技术制造叶片的工程图。利用传统技术制造叶片的工程包含：(a)形成母材料131的母材料形成工程(图5A)，(b)由母材料131形成粗加工品132的粗加工工程(图5B)，(c)利用加热器146干燥或加热粗加工品132的干燥或热处理工程(图5C)，(d)将粗加工品132加工成最终形状品130的最终加工工程(图5C)，(e)在利用干燥剂152防止吸湿的状态下，保管最终形状品130的保管工程(图5E)，以及(f)将最终形状品130浸渍于油190的油浸渍工程，所述油190是使用于油旋转真空泵的油(图5F)。
在油旋转真空泵在运转过程中，由于压缩工作产生热量。因此，使构成叶片的热固性塑料中的未固化的部分进行固化，可能导致叶片收缩。由于叶片的收缩，导致叶片与气缸的间隙变大，促使压力升高，排气速度降低，噪音程度升高。
因此，传统的叶片制造方法的热处理工程(图5C)在高于油旋转真空泵运转时的叶片的温度条件下进行。
油旋转真空泵运转时，叶片的周边压力接近于真空。而传统的叶片的制造方法采用在大气中进行热处理工程(图5C)的方式。在大气中的热处理，与真空中的热处理相比，其热固性塑料的固化速度低于真空中的热固性塑料的固化速度，所以无法完成热固性塑料中未固化部分的固化。由此存在塑料材料在油旋转真空泵的运转过程中进行固化，而导致叶片收缩变形的问题。
另外，由于热处理工程(图5C)在大气中进行，所以难以使存在于叶片材料中的低蒸汽压成分完全脱离。由此存在低蒸汽压成分在油旋转真空泵的运转过程中从叶片脱离，而导致叶片收缩变形的问题。
另外，即使在高温下进行热处理工程(图5C)，使低蒸汽压成分被脱离，大气中的水分也会侵入(吸湿)到脱离后的空间，从而使叶片在最终加工工程之前(图5D)发生膨胀变形。由此存在水分在油旋转真空泵的运转过程中从叶片脱离，致使叶片收缩变形的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种制造叶片的方法，该制造方法可以防止叶片在油旋转真空泵的运转过程中变形。
为了达到上述目的，本发明提供一种叶片的制造方法，所述叶片使用于油旋转真空泵，并且其至少一部分由塑料材料构成，其特征在于，所述叶片的制造方法包含：将所述叶片加工成最终形状的最终加工工程；在所述最终加工工程之前，在减压环境下，将所述叶片浸渍于油的油含浸工程，所述油是使用于所述油旋转真空泵的油。
通过采用如上所述的构成，由于叶片置于减压环境，可以使低蒸气压成分从叶片的内部脱离。另外，由于叶片被浸渍于油中，还可以使叶片的内部空间被油含浸。因此，可以防止叶片在最终加工工程之前吸收水分，发生膨胀变形，还可以防止水分在油旋转真空泵的运转过程中从叶片脱离，致使叶片变形。
在上述油含浸工程，可以通过所述油将所述叶片加热到一定的温度。
通过采用如上所述的构成，由于叶片在减压环境下被加热，低蒸汽压可以有效地从叶片的内部脱离。而且，由于脱离后的空间可以被油含浸，可以防止叶片在油旋转真空泵的运转过程中发生变形。
本发明还提供另外一种叶片的制造方法，所述叶片使用于油旋转真空泵，并且其至少一部分由塑料材料构成，其特征在于，所述叶片的制造方法包含：将所述叶片加工成最终形状的最终加工工程；在所述最终加工工程之前，在减压环境下，将所述叶片加热至所定温度的加热工程；从所述加热工程使所述叶片保持在减压环境下，并且将所述叶片浸渍于油的油含浸工程，所述油是使用于所述油旋转真空泵的油。
通过采用如上所述的构成，在加热工程，可以使低蒸汽压成分有效地从叶片的内部脱离。而且，由于叶片从加热工程直到油含浸工程一直被保持在减压环境下，可以防止叶片吸湿，同时，使油浸入于因低蒸汽压成分被脱离后产生的空间内。由此，可以防止叶片在油旋转真空泵的运转中发生变形。
所述所定温度，优选地，高于或等于所述油旋转真空泵在运转时的所述叶片的最高温度。
通过采用如上所述的构成，叶片被加热至最高温度以上，预先使低蒸汽压成分从叶片内部脱离，从而可以防止低蒸汽压成分在油旋转真空泵运转时从叶片内部脱离，同时，防止叶片在油旋转真空泵运转时变形。
所述减压环境优选为低于或等于所述油旋转真空泵运转时的所述叶片周边的最低压力。
通过采用如上所述的构成，可以使叶片保持最低压力以下，从而使低蒸汽压成分预先从叶片内部脱离，防止低蒸汽压成分在油旋转真空泵运转时从叶片内部脱离，同时，防止叶片在油旋转真空泵运转时变形。
所述塑料材料可以为热固性塑料。
通过采用如上所述的构成，可以在减压环境下加热叶片，从而使塑料材料固化。因此，可以防止因塑料材料在油旋转真空泵运转时被固化而导致叶片变形。
附图说明
图1是表示油旋转真空泵的概略构成的正面断面图。
图2是转子的分解斜视图。
图3A至图3D表示本发明具体实施方式的叶片的制造方法的工程图。
图4是使用于油含浸工程的油含浸装置的概略构成图。
图5A至图5F表示传统的叶片制造方法的工程图。
具体实施方式
以下，利用附图说明本发明的具体实施方式的油旋转真空泵。
(油旋转真空泵)
图1是表示油旋转真空泵的概略构成的正面断面图。油旋转真空泵10备有圆筒形气缸12。在气缸12的上部设有吸气口14及排气口16。在气缸12的内部，设置圆柱形转子20。转子20的旋转轴线位于气缸12的中心轴线的上方，并且与该轴线相离。
图2是转子的分解斜视图。在转子20上，有多个(在本实施方式中为2)沟槽22以从转子20的外周面朝向旋转轴的方向形成，并与旋转轴平行。叶片30被插入到沟槽22。
叶片30，通过将塑料材料涂抹在纤维板上而形成，并成平版状，而所述纤维板是利用化学纤维，玻璃纤维等纤维编织成网状而形成的。作为塑料材料，可以使用酚醛塑料等热固性塑料。叶片30也可以只用塑料材料形成。根据泵的使用温度条件，还可以使用热塑性塑料。
回到图1，如果转子20旋转，由于离心力的作用，叶片30以从沟槽向外飞出的方向发生变位，从而使转子20在叶片30的顶端接触气缸12的内表面的状态下旋转。由于转子20的旋转轴与气缸12的中心轴相离，被转子20，气缸12，以及叶片30所包围的空间的体积随着转子20的旋转而变化。通过这种体积变化，实现气体的输送。
油旋转真空泵10一般采用通过将气缸，阀体等部分浸渍于油箱(未图示)内的油而防止外部气体侵入的构造。而且，还可以制造成只吸引达到润滑效果和油膜封闭目的所需量的油的构造。
(叶片的制造方法)
(第一实施方式)
以下，说明本实施方式的叶片的制造方法。
图3A至图3D是本实施方式的叶片的制造方法的工程图。本实施方式的叶片的制造方法包含：(a)母材料形成工程(图3A)，(b)粗加工工程(3B)，(c)油含浸工程(图3C)，以及(d)最终加工工程(图3D)。
在(a)母材料成形工程，形成母材料31。具体地，首先将编织成网状的纤维板放入装有液体热固性塑料的槽中。将被液体热固性塑料浸泡的纤维板从槽中捞出，挟在挤压装置进行加热，从而使热固性塑料进行固化，形成母材料31。形成母材料31时，母材料31的平面透视面积(以下称平面积)可以为能够制造出多个最终形状品的大小。
在(b)粗加工工程，对母材料31进行宽度和厚度的裁剪加工处理，从而形成粗加工品32。形成粗加工品32时，将粗加工品32的平面积和厚度定为略大于最终形状品的平面积和厚度。
在(c)油含浸工程，将粗加工品32浸渍于油90中。
图4是使用于油含浸工程的油含浸装置的概略构成图。油含浸装置40备有含浸室41。含浸室41与使其内部减压的真空泵42连接。在含浸室41的内部，设有油槽44。在油槽44的内部，装有使用于油旋转真空泵10的油90。在油槽44的底部，设有加热油90的加热器46。
在油含浸装置40，含浸室41的内部被真空泵42减压。具体地，使含浸室41的压力降为低于或等于油旋转真空泵10在运转时的叶片周边的最低压力(即，油旋转真空泵10的到达压力)。比如，可以将压力降低为1000Pa。
油90被加热器加热。具体地，被加热至能够使浸渍于油90的粗加工品32的温度达到高于或等于油旋转真空泵10在运转时的叶片的最高温度。另外，优选地被加热至能够使粗加工品32的温度达到高于或等于包含在叶片材料中的热固性塑料的固化温度。另外，优选地被加热至能够使粗加工品32的温度达到高于或等于能够使包含在叶片材料内部的低蒸汽压成分(例如，水分，碳化氢等)从中脱离的温度。另外，优选地被加热至能够使粗加工品32的温度达到低于或等于能够维持叶片材料的机械强度的温度，低于或等于叶片材料的劣化极限(例如，玻璃化转变，热分解等)的温度。比如，可以加热至150℃-160℃。
另外，粗加工品32被浸渍于被加热的油90中。在使用碳化氢类油时，由于反复进行处理，导致氧化，从而引起劣化现象，使低蒸汽成分增加。所以，最好定期进行交换。
在(a)母材料形成工程，由于挤压装置的加压以及加热的不均匀，引起热固性塑料的固化程度不均匀。在这种情况下，如果叶片的温度在油旋转真空泵10运转时达到高温，热固性塑料将部分地进行固化，从而产生叶片收缩变形的问题。
与此相比，本实施方式的叶片制造方法，由于采用在(c)油含浸工程中，在减压环境下加热粗加工品32的方式，可以促进热固性塑料的固化。特别是，由于(c)油含浸工程的环境条件(压力，温度等)比油旋转真空泵运转时的环境条件更加苛刻，因此能够防止油旋转真空泵运转时塑料材料被固化。另外，由于粗加工品被加热至高于或等于包含在叶片材料中的热固性塑料的固化温度，可以完成热固性塑料的固化。由此，可以防止叶片在油旋转真空泵10运转时变形。
另外，在传统的叶片的制造方法中，热处理工程在大气中进行。所以，即使在高于或等于油旋转真空泵运转时的叶片的最高温度下进行热处理工程，也难以完成包含在叶片材料的低蒸汽压成分的脱离。如果低蒸汽压成分在油旋转真空泵运转时从叶片中脱离，导致叶片收缩变形的问题。
与此相比，本实施方式的叶片的制造方法，由于采用(c)油含浸工程中，在减压环境下加热粗加工品32的方式，可以促进包含在叶片材料中的低蒸汽压成分从中脱离。比如，即使将粗加工品加热至未达到传统技术的热处理工程的温度，低蒸汽压成分的脱离程度也可以达到与传统技术同等的水准。在本实施方式中，由于(c)油含浸工程在比油旋转真空泵10运转时的环境条件(压力，温度等)更加苛刻的条件下进行，可以防止低蒸汽压成分在油旋转真空泵10运转时脱离。另外，由于将粗加工品加热至高于或等于能够使包含在叶片材料中的低蒸汽压成分脱离的温度，可以完成低蒸汽压成分从叶片材料中脱离。由此，可以防止叶片在油旋转真空泵运转时变形。
另外，在传统的叶片的制造方法，即使通过高温热处理工程达到低蒸汽压成分脱离的目的，恐怕也可能出现由于大气中的水分侵入(吸湿)到低蒸汽压成分脱离后空间，致使叶片在最终加工工程之前发生膨胀的现象。由此存在水分在油旋转真空泵运转时从叶片脱离，导致叶片收缩变形的问题。
与此相比，本实施方式的叶片制造方法，由于采用在(c)油含浸工程中，在减压环境下一边加热粗加工品32，一边浸渍于油90中的方式，可以使油浸入于低蒸汽压成分脱离后产生的空间。由此，可以防止水分浸入低蒸汽压成分脱离后产生的空间内，而防止叶片在油旋转真空泵10运转时变形。
另外，由于不仅是低蒸汽压成分脱离后的空间，还是编织纤维的空间，还是随着塑料的热固化引起体积变化而产生的空间，以及因固化中产生的不必要的气体所产生的空间，也都被油含浸，所以可以防止叶片在油旋转真空泵10运转时变形。由此，本发明的方法，对叶片材料中可能产生的所有的间隙都有效地发挥其作用。
在(d)最终加工工程(图3D)，对粗加工品进行高精度加工，从而形成最终形状品30。在本实施方式中，由于在最终加工工程之前，完成构成叶片的热固性塑料的固化，低蒸汽压成分从塑料内部脱离，脱离后产生的空间被油含浸，因此，最终加工后，最终形状品不会发生膨胀或收缩。由此，可以防止叶片在油旋转真空泵10运转中变形。
另外，在本实施方式的(c)油含浸工程中，将叶片浸渍于被加热的油中。但是，如果叶片材料由不因加热而反应的材料(例如，光固化性塑料)构成，并且叶片材料中不包含低蒸汽压成分，在(c)油含浸工程中，可以将叶片浸渍于不加热的油中。
(第二实施方式)
以下，说明本发明的第二实施方式的叶片的制造方法。在第一实施方式，包含在减压环境下将叶片浸渍于高温油中的油含浸工程，而在第二实施方式，与此不同的是包含在减压环境下加热叶片的加热工程，以及在减压环境下将叶片浸渍于油中的油含浸工程。对于与第一实施方式的构成相同的部分，在此省略其详细说明。
在第二实施方式中，通过粗加工工程形成粗加工品之后，在减压环境下加热粗加工品而进行加热工程。由于在减压环境下，难以实现利用辐射的加热方式，所以采用利用传热的加热方式。具体地，将加热板设置与含浸室，并将粗加工品放置在加热板的上面，这样可以通过加热板的传热，对粗加工品进行加热。含浸室的压力以及叶片的加热温度与第一实施方式相同。
由此，可以完成使热固性塑料制叶片固化，而且还可以使低蒸汽压成分从叶片材料的内部脱离。
其次，进行从加热工程使粗加工品保持在减压环境，并且将粗加工品浸渍于油中的油含浸工程。由此，可以使低蒸汽压成分脱离后产生的空间被油含浸，还可以防止大气中的水分侵入低蒸汽压成份脱离后产生的空间。由于在加热工程中对叶片进行加热，在油含浸工程中，不需对油进行加热，不过也不妨对油进行加热。
此后，在最终加工工程，形成最终形状品。同样，在第二实施方式中，也在最终加工工程之前，固化构成叶片的热固性塑料，使低蒸汽压成分从塑料内部脱离，对低蒸汽压成分脱离后产生的空间用油进行含浸，因此，可以防止叶片在油旋转真空泵运转时变形。
本发明的技术范围不局限于上述各实施方式，而且在不超过本发明的宗旨的范围内，上述各实施方式允许实施各种改变。即，在各实施方式中例举的具体材料及具体构成仅不过于其中一例，完全可以适当地改变。
比如，虽然在本实施方式中，例举一种备有两枚叶片的油旋转真空泵10进行说明，本发明依然可适用于备有一枚或三枚以上叶片的油旋转真空泵。
另外，在本实施方式中，虽然例举一种叶片被离心力的作用接触气缸内表面的油旋转真空泵进行说明，本发明依然可适用于利用线圈弹簧赋予叶片朝向气缸内表面的力量的油旋转真空泵。
工业活用性
本发明通过将叶片置于减压环境，使低蒸汽压成分从叶片内部脱离。而且，通过将叶片浸渍于油中，使叶片内部的空间被油含浸。因此，可以防止因最终加工工程之后叶片吸收水分而导致膨胀变形的现象。由此，可以防止水分在油旋转真空泵运转中从叶片脱离，而导致叶片变形。

Claims (9)

1、一种叶片的制造方法，该叶片使用于油旋转真空泵，并且其至少一部分由塑料材料构成，其特征在于，所述叶片的制造方法包含：将所述叶片加工成最终形状的最终加工工程；在所述最终加工工程之前，在减压环境下，将所述叶片浸渍于油的油含浸工程，所述油是使用于所述油旋转真空泵的油。
2、根据权利要求1所述的叶片的制造方法，其特征在于，在所述油含浸工程，通过所述油将所述叶片加热至所定温度。
3、根据权利要求2所述的叶片的制造方法，其特征在于，所述所定温度高于或等于所述油旋转真空泵运转时的所述叶片的最高温度。
4、根据权利要求1所述的叶片的制造方法，其特征在于，所述减压环境为低于或等于所述油旋转真空泵运转时的所述叶片周边的最低压力。
5、根据权利要求2所述的叶片的制造方法，其特征在于，所述塑料材料为热固性塑料。
6、一种叶片的制造方法，该叶片使用于油旋转真空泵，并且其至少一部分由塑料材料构成，其特征在于，所述叶片的制造方法包含：将所述叶片加工成最终形状的最终加工工程；在所述最终加工工程之前，在减压环境下，将所述叶片加热至所定温度的加热工程；从所述加热工程使所述叶片保持在减压环境下，并且将所述叶片浸渍于油的油含浸工程，所述油是使用于所述油旋转真空泵的油。
7、根据权利要求6所述的叶片的制造方法，其特征在于，所述所定温度高于或等于所述油旋转真空泵运转时的所述叶片的最高温度。
8、根据权利要求6所述的叶片的制造方法，其特征在于，所述减压环境为低于或等于所述油旋转真空泵运转时的所述叶片周边的最低压力。
9、根据权利要求6所述的叶片的制造方法，其特征在于，所述塑料材料为热固性塑料。
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