CN102444564B - 一体式真空泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种散热系统，提供了一种结构简单，占用空间小，散热效果好的一体式真空泵，解决了现有技术中存在的散热系统结构复杂、占用空间大、散热效果差，无法满足大功率电源模块的散热要求等的技术问题，它包括表面固定有电源模块的底板，在与电源模块相对的底板背侧设有散热风道，在散热风道的一侧端口处设有风机，在所述散热风道内顺沿轴线方向设有若干组散热翅片，在所述散热翅片上穿插固定有若干段热管，所述热管延伸至底板并平行嵌装在底板的背侧。

Description

一体式真空泵

技术领域

本发明涉及一种真空泵，尤其涉及一种将旋片式真空泵转子和罗茨真空泵转子集成于同一泵壳形成的两个泵腔内，并由同一电机驱动的一体式真空泵。

背景技术

真空泵是利用机械、物理、化学或物理化学等方法在某一封闭空间中产生、改善和维持真空的装置，它广泛的用于医药化工、电子技术、真空干燥、制冷等领域，一般分为往复式真空泵、旋转式真空泵和分子泵等，其抽气速率从每秒零点几升到几十万，甚至数百万升，极限真空也从低真空到超高真高，正是由于真空应用时所涉及的工作压力范围很宽，因此任何一种类型的真空泵都不可能完全适用于所有的工作压力范围，只能根据不同的工作压力范围和不同的工作要求，使用不同类型的真空泵，为了使用方便或真空工艺过程的需要，人们通常将各种类型的真空泵按其性能要求组合起来使用。而对于旋转式真空泵来说，最为普遍应用的是旋片式真空泵（简称旋片泵）和罗茨真空泵（简称罗茨泵），其中的旋片泵一般应用于低真空系统或作为中高级真空系统的前级泵使用，而罗茨泵不能单独使用，必须配置前级泵，即通常与旋片泵串联使用，即在前级泵进气口前面串联罗茨泵组成机组，可提高前级泵的真空度，并可在有效范围内大大的提高抽气速率，但由于真空泵机组组装时连接部件多，密封难度大，因此不仅组装调试过程复杂，而且占用空间大，导致制造及使用成本高。

发明内容

本发明主要是提供了一种结构紧凑合理，将旋片式真空泵转子和罗茨真空泵转子集成于同一泵壳形成的两个泵腔内，并由同一电机驱动的一体式真空泵，解决了现有技术中存在的由旋片式真空泵和罗茨真空泵组成的真空泵机组在组装过程烦琐，密封难度大，调试过程复杂，占用空间大，同时由于双电机驱动导致能耗大，成本高等的技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种一体式真空泵，包括泵壳及设于泵壳两端的前端板和后端板，泵壳、前端板和后端板共同围合成泵体容纳腔，在泵壳上设有进气口和排气口，所述泵体容纳腔包括相互连通的罗茨泵容纳腔和双级旋片泵容纳腔，在罗茨泵容纳腔内设有相互啮合的罗茨泵主动转子和罗茨泵从动转子，在双级旋片泵容纳腔内设有旋片泵转子，罗茨泵主动转子、罗茨泵从动转子和旋片泵转子的输入轴分别延伸至泵壳外并通过齿轮组连接在电机上。通过在管状的泵壳两端分别设置前端板和后端板后围合形成两个互通的泵体容纳腔，即双级旋片泵容纳腔和罗茨泵容纳腔，双级旋片泵容纳腔用来容纳旋片泵转子，罗茨泵容纳腔用来容纳罗茨泵转子，从而形成了一体式串联连接的旋片泵与罗茨泵组合体，相对于由独立的旋片泵与罗茨泵组成的分体式真空泵机组而言，其占用空间小，结构紧凑合理，无需进行烦琐的组装和调试，省时省力，同时由于二者的连接管道一体式形成在泵壳内，密封性好，有利于提高真空系统的真空度；罗茨泵转子和旋片泵转子的输入轴延伸至泵壳外并通过齿轮组连接在电机上，即通过一台电机带动齿轮组上的若干相互啮合的齿轮转动，齿轮带动罗茨泵转子和旋片泵转子输入轴转动，罗茨泵转子和旋片泵转子旋转，进而使旋片泵与罗茨泵同步工作，齿轮传动稳定性好，而且通过改变旋片泵的啮合齿轮组齿数比即可以改变装置的前级抽气速率，以满足不同客户的需要，通用性好；两个真空泵由同一电机驱动，整体构思巧妙，成本低，功率损失小，节约能耗。

作为优选，在所述泵体容纳腔内设有中间气道，中间气道连通在罗茨泵容纳腔的排气端与双级旋片泵容纳腔的进气端之间，在靠近中间气道的罗茨泵容纳腔内设有压差阀，压差阀的排气端通过气道与进气口或排气口相连通。一体式形成在罗茨泵容纳腔的排气端与双级旋片泵容纳腔的进气端之间的中间气道，简化了二者的连接，同时密封性好；压差阀分为内流向压差阀和外流向压差阀，内流向压差阀的气路是气体由罗茨泵的排气口进入压差阀，流出压差阀的气体进入罗茨泵的进气口端，内流向压差阀适用于配置在中高真空系统中；而外流向压差阀的气路是气体由罗茨泵的排气口进入压差阀，流出压差阀的气体通过排气口离开泵体进入大气，外流向压差阀适用于配置在粗低真空系统中，根据不同的真空系统选用不同类型的压差阀，因此通过设置压差阀，即可在装置启动的初始阶段自动对罗茨泵容纳腔进行泄荷，减少罗茨泵转子的运行阻力，避免罗茨泵超载，提高装置的可靠性，从而无需前级泵对大气状态的真空系统进行预抽，当真空系统压降至一定程度后再转换至罗茨泵，旋片泵和罗茨泵同步工作，操作简单。

作为优选，在所述前端板的外侧设有齿轮箱，罗茨泵主动转子、罗茨泵从动转子和旋片泵转子的输入轴平行延伸至齿轮箱内，齿轮组设于齿轮箱内，所述电机设于齿轮箱外。将齿轮组设在齿轮箱内，可防止异物进入齿轮组内，提高安全性。

作为优选，所述齿轮组包括固定在罗茨泵主动转子对应的主动输入轴上的罗茨泵主动齿轮和中间轮，固定在罗茨泵从动转子对应的从动输入轴上的罗茨泵从动齿轮，固定在旋片泵转子对应的旋片泵输入轴上的旋片泵齿轮，在与主动输入轴平行对应的泵壳上旋转支撑有中间轴，在中间轴上固定有介轮，罗茨泵主动齿轮与罗茨泵从动齿轮相啮合，中间轮通过介轮与旋片泵齿轮相啮合。通过在罗茨泵转子输入轴与旋片泵转子输入轴间平行设置中间轴，在中间轴上固定介轮来改变旋片泵转子输入轴的旋转方向。

作为优选，所述罗茨泵主动转子对应的主动输入轴通过联轴器与电机的输出轴相连。电机带动罗茨泵主动转子对应的主动输入轴旋转，主动输入轴再通过齿轮传动带动其它输入轴旋转，结构合理。

作为优选，在所述泵体容纳腔外对应的泵壳、前端板和后端板内设有相互连通的冷却水管路，在后端板上设有与冷却水源对接的冷却水管路的进口和出口。通过冷却水管路对整个泵体进行降温，可提高系统的真空度。

作为优选，所述泵壳的横截面为横向放置的长方形壳体，罗茨泵主动转子、罗茨泵从动转子和旋片泵转子的输入轴轴向惯穿在泵壳内，对应于罗茨泵主动转子的主动输入轴和罗茨泵从动转子的从动输入轴位于泵壳的右侧且沿纵向排列，对应于旋片泵转子的旋片泵输入轴位于泵壳的左侧，主动输入轴位于从动输入轴的下侧。横向放置的长方形壳体结构，重心低，提高装置运行的稳定性；罗茨泵的主、从动转子竖直位于泵壳的右侧，旋片泵转子位于泵壳的左侧，空间结构紧凑合理，减少整个泵体的外形尺寸，从而便于存放和运输。

作为更优选，所述罗茨泵容纳腔的最低点与双级旋片泵容纳腔的最低点位于同一水平面内。两个容纳腔的最低点位于同一水平面内时，在降低重心的同时，可最大程度的节约泵体空间，使泵体结构更加合理。

作为优选，所述进气口设于罗茨泵容纳腔对应的泵壳侧壁上，排气口设于双级旋片泵容纳腔对应的泵壳上壁面上，且在对应于排气口与双级旋片泵容纳腔的排气端之间的泵体容纳腔内设有储油腔，且在储油腔对应的泵壳上设有导通于罗茨泵容纳腔和双级旋片泵容纳腔的润滑管道。储油腔位于排气口的上方时，可减小储油腔的容积，使泵体外型更加小巧。

作为优选，在所述排气口上设有油雾捕集器。油雾捕集器可减少排气口的油雾，不仅保护了工作环境，而且通过油雾捕集器可将油雾捕集后回流至储油腔，减少泵油损失，节约成本。

因此，本发明的一体式真空泵具有下述优点：通过在管状的泵壳两端封装前、后端板并形成两个互通的容纳腔，且在两个容纳腔内分别设置旋片泵转子和罗茨泵转子，从而形成了一个整体式的旋片泵和罗茨泵组合体，空间结构紧凑合理，无需进行烦琐的组装和调试，省时省力，而且密封性好，有利于提高真空系统的真空度；两个泵转子通过齿轮组并由一台电机驱动，构思巧妙，通过改变旋片泵的啮合齿轮组齿数比可以改变装置的前级抽气速率，成本低，节约能耗；冷却水管路可提高系统的真空度；压差阀可自动对罗茨泵的压缩腔进行泄荷，减少罗茨泵转子的运行阻力避免罗茨泵超载，提高装置的可靠性；罗茨泵的主、从动转子竖直排列并与旋片泵转子分别位于泵壳的两侧，泵体空间结构紧凑合理，便于存放和运输，重心低，稳定性好。

附图说明：

图1是本发明的一体式真空泵的外形图；

图2是图1所示的左视剖示图；

图3是图2所示的K-K剖示图。

具体实施方式：

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1： 

如图1和图2所示，本发明的一种一体式真空泵，包括横截面为长方形的管状泵壳1，泵壳1沿横向放置，在泵壳1的前端面上通过螺栓封装一块前端板2，后端面上封装一块后端板3，使泵壳1、前端板2和后端板3共同围合形成泵体容纳腔，泵体容纳腔包括一个罗茨泵容纳腔4和一个双级旋片泵容纳腔5，且罗茨泵容纳腔4的最低点与双级旋片泵容纳腔5的最低点位于同一水平面内，在罗茨泵容纳腔4和双级旋片泵容纳腔5之间开有一条中间气道13，中间气道13连通在罗茨泵容纳腔4的排气端与双级旋片泵容纳腔5的进气端之间，在对应于罗茨泵容纳腔4侧的泵壳1侧壁上带有一个进气口10，在对应于双级旋片泵容纳腔5侧的泵壳1侧壁上带有一个排气口11，在排气口11上对接安装一个油雾捕集器17，在对应于排气口11与双级旋片泵容纳腔5的排气端之间的泵体容纳腔内一体式形成储油腔16，在储油腔16对应的泵壳1上带有导通于罗茨泵容纳腔4和双级旋片泵容纳腔5的润滑管道，在靠近中间气道13的罗茨泵容纳腔4内装有一个压差阀18，压差阀18为内流向压差阀，压差阀18的排气端通过气道与排气口11相连通，在泵体容纳腔外对应的泵壳1、前端板2和后端板3内首尾相接开有一条相互连通的冷却水管路15，在后端板3上带有与冷却水源对接的冷却水管路15的进口和出口。在罗茨泵容纳腔4内装有一对相互啮合的“8”字形的罗茨泵主动转子71和罗茨泵从动转子72，在双级旋片泵容纳腔5的两个泵腔内分别装有旋片泵转子8，其中的罗茨泵主动转子71同轴固定在主动输入轴73上，罗茨泵从动转子72同轴固定在从动输入轴74上，旋片泵转子8同轴固定在旋片泵输入轴75上，如图3所示，主动输入轴73、从动输入轴74和旋片泵输入轴75轴向惯穿泵壳1后分别延伸至前端板2外侧的齿轮箱12内，其中的主动输入轴73和从动输入轴74位于泵壳1的右侧且沿纵向竖直排列，主动输入轴73位于从动输入轴74的下方，且主动输入轴73惯穿齿轮箱12并通过联轴器66与齿轮箱12外的电机9的输出轴相连，旋片泵输入轴81位于泵壳1的左侧。齿轮组位于齿轮箱12内对应的输入轴上，齿轮组包括同轴固定在主动输入轴73上的一个罗茨泵主动齿轮61和一个中间轮62，固定在从动输入轴74上的一个罗茨泵从动齿轮63，固定在旋片泵输入轴75上的一个旋片泵齿轮65，在与主动输入轴73平行对应的齿轮箱12内壁间通过轴承旋转支撑一根中间轴14，在中间轴14上同轴固定一个介轮64，罗茨泵主动齿轮61与罗茨泵从动齿轮63相啮合，中间轮62与介轮64相啮合，介轮64又与旋片泵齿轮65相啮合。

使用时，将本装置的进气口10与真空系统的排气口对接，并保证接口密封，启动电机9，如图2所示，电机9带动主动输入轴73及主动输入轴73上的罗茨泵主动转子71顺时针旋转，同时又通过主动输入轴73上的罗茨泵主动齿轮61和中间轮62带动罗茨泵从动齿轮63和介轮64逆时针旋转，介轮64又带动旋片泵齿轮65顺时针旋转，由于初始阶段罗茨泵排气端的压力较高，使压差阀18自动打开并向排气口11泄压，当压力降至设定值5000Pa时，压差阀18关闭，罗茨泵开始正常工作，罗茨泵排出的气体通过中间气道13至旋片泵的进气端，再经旋片泵的排气端进入储油腔16，最后经排气口11进入油雾捕集器17后排放至大气，使真空系统抽至中高真空系统。

实施例2：

当装置用于粗低真空时，压差阀18为外流向压差阀，压差阀18的排气端通过气道与进气口10相连通，其余部分与实施例1相同。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的构思作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种一体式真空泵，包括泵壳（1）及设于泵壳（1）两端的前端板（2）和后端板（3），泵壳（1）、前端板（2）和后端板（3）共同围合成泵体容纳腔，在泵壳（1）上设有进气口（10）和排气口（11），其特征在于：所述泵体容纳腔包括相互连通的罗茨泵容纳腔（4）和双级旋片泵容纳腔（5），在罗茨泵容纳腔（4）内设有相互啮合的罗茨泵主动转子（71）和罗茨泵从动转子（72），在双级旋片泵容纳腔（5）内设有旋片泵转子（8），罗茨泵主动转子（71）、罗茨泵从动转子（72）和旋片泵转子（8）的输入轴分别延伸至泵壳（1）外并通过齿轮组连接在电机（9）上；所述泵壳（1）的横截面为横向放置的长方形壳体，罗茨泵主动转子（71）、罗茨泵从动转子（72）和旋片泵转子（8）的输入轴轴向惯穿在泵壳（1）内，对应于罗茨泵主动转子（71）的主动输入轴（73）和罗茨泵从动转子（72）的从动输入轴（74）位于泵壳（1）的右侧且沿纵向排列，对应于旋片泵转子（8）的旋片泵输入轴（81）位于泵壳（1）的左侧，主动输入轴（73）位于从动输入轴（74）的下侧；所述进气口（10）设于罗茨泵容纳腔（4）对应的泵壳（1）侧壁上，排气口（11）设于双级旋片泵容纳腔（5）对应的泵壳（1）上壁面上，双级旋片泵容纳腔（5）的排气端朝上，且在对应于排气口（11）与双级旋片泵容纳腔（5）的排气端之间的泵体容纳腔内设有储油腔（16），且在储油腔（16）对应的泵壳（1）上设有导通于罗茨泵容纳腔（4）和双级旋片泵容纳腔（5）的润滑管道。

2.根据权利要求1所述的一体式真空泵，其特征在于：在所述泵体容纳腔内设有中间气道（13），中间气道（13）连通在罗茨泵容纳腔（4）的排气端与双级旋片泵容纳腔（5）的进气端之间，在靠近中间气道（13）的罗茨泵容纳腔（4）内设有压差阀（18），压差阀（18）的排气端通过气道与进气口（10）或排气口（11）相连通。

3.根据权利要求1或2所述的一体式真空泵，其特征在于：在所述前端板（2）的外侧设有齿轮箱（12），罗茨泵主动转子（71）、罗茨泵从动转子（72）和旋片泵转子（8）的输入轴平行延伸至齿轮箱（12）内，齿轮组设于齿轮箱（12）内，所述电机（9）设于齿轮箱（12）外。

4.根据权利要求1或2所述的一体式真空泵，其特征在于：所述齿轮组包括固定在罗茨泵主动转子（71）对应的主动输入轴（73）上的罗茨泵主动齿轮（61）和中间轮（62），固定在罗茨泵从动转子（72）对应的从动输入轴（74）上的罗茨泵从动齿轮（63），固定在旋片泵转子（8）对应的旋片泵输入轴（75）上的旋片泵齿轮（65），在与主动输入轴（73）平行对应的泵壳（1）上旋转支撑有中间轴（14），在中间轴（14）上固定有介轮（64），罗茨泵主动齿轮（61）与罗茨泵从动齿轮（63）相啮合，中间轮（62）通过介轮（64）与旋片泵齿轮（65）相啮合。

5.根据权利要求1或2所述的一体式真空泵，其特征在于：所述罗茨泵主动转子（71）对应的主动输入轴（73）通过联轴器（66）与电机（9）的输出轴相连。

6.根据权利要求1或2所述的一体式真空泵，其特征在于：在所述泵体容纳腔外对应的泵壳（1）、前端板（2）和后端板（3）内设有相互连通的冷却水管路（15），在后端板（3）上设有与冷却水源对接的冷却水管路（15）的进口和出口。

7.根据权利要求1或2所述的一体式真空泵，其特征在于：在所述排气口（11）上设有油雾捕集器（17）。