CN102678560B - 油旋转真空泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可以减少由泵室内的润滑油引起的异常声响或振动的油旋转真空泵。其中，第二泵室P2的内周面N2上，具有形成为与第一曲面部C1连接的第二曲面部C2。第二曲面部C2例如是具有与转子42的外周面相等曲率半径的曲面。由此，叶片52在内周面N2上旋转并通过第二排气端口E2时，叶片52将泵油刮去，但区域S1作为容纳泵油的缓冲部发挥作用，缓和泵油由于接触第一曲面部C1与转子42之间的油膜所产生的冲击。进而，由于泵油在区域S1内不易引起急剧升压，因此可以缓和对叶片52的冲击，还可以抑制叶片52挤入转子42内时的异常声响或振动。

Description

油旋转真空泵

技术领域

本发明涉及一种油旋转真空泵。

背景技术

油旋转真空泵通过使旋转件在泵室内旋转的同时吸入、压缩并排出气体，来实现预期的泵功能。此时，真空泵油用于滑动于泵室内面上的旋转件的润滑，以及支撑使旋转件旋转的旋转轴的轴承部的润滑等。

众所周知，油旋转真空泵有旋转翼式、膜片式、摇动活塞式等型式。在旋转翼式的情况中，所述旋转件对应于包含转子与多个叶片的旋转翼。例如，下述专利文献1中记载了具有两个串联连接的旋转件的旋转翼式两段式油旋转真空泵。

在旋转翼式油旋转真空泵中，多个叶片随着转子的旋转在泵室的内周面上滑动，从吸气口向排气口输送气体。通常，所述转子配置于靠近泵室的上端，以隔着泵室上端的方式分别形成有排气口与吸气口。并且，通过形成于泵室上端与转子的外周面之间的润滑油的油膜，确保在排气口侧与吸气口侧之间规定的气密性。

专利文献1：日本特开平7-77184号公报

发明内容

在所述结构的油旋转真空泵中，减少叶片滑动阻力的润滑油与气体一起向排气口输送。叶片通过排气口后，润滑油经由泵室上端部的狭窄间隙被导入吸气口侧。另一方面，泵室的压力越降低，叶片刮去的润滑油的量就越增加。当被导入至泵室上端的润滑油的量达到规定以上时，由于排气口与泵室上端部之间的间隙内封入有润滑油，因此很难将润滑油顺利导入吸气侧。其结果是，所述间隙内封入的润滑油对泵室的内壁或叶片产生过大负荷，并产生异常声响或振动。

鉴于所述情况，本发明的目的在于提供一种可以减少由泵室内的润滑油引起的异常声响或振动的油旋转真空泵。

为了达到所述目的，本发明的实施方式涉及的油旋转真空泵具备润滑油的储存室、泵室、旋转件与驱动部。

所述泵室包含：通道，与所述储存室连通；圆筒形状的内周面，具有吸气口与排气口；第一曲面部，在所述吸气口与所述排气口之间具有第一顶部；第二曲面部，在所述排气口与所述第一顶部之间具有第二顶部，且所述第二曲面部形成为与所述第一曲面部连接。

所述旋转件具有与所述内周面相对的外周面和在所述内周面上滑动的滑动部，且以使所述外周面的一部分接近所述第一曲面部的方式配置在所述泵室内。

所述驱动部连接于所述泵室，且具有使所述旋转件旋转的旋转轴。

附图说明

图1为表示本发明实施方式涉及的油旋转真空泵结构的部分剖面侧视图；

图2为所述油旋转真空泵的主要部分的放大图；

图3为沿图2中[A]-[A]线方向的箭头方向剖视图；

图4为所述油旋转真空泵中的第二泵室的内周面的主要部分的放大图；

图5为表示在与本实施方式相同的油旋转真空泵中，第二泵室的内周面是大致相同的圆柱形状时的一个例子的主要部分的放大图；

图6为表示在与本实施方式相同的油旋转真空泵中，第二泵室的内周面上只形成有与第一曲面部对应的曲面部时的一个例子的主要部分的放大图。

附图标记说明

1                油旋转真空泵

10               主体

13               储存室

20    驱动部

21    旋转轴

30    泵机构

31    第一汽缸块

32    第二汽缸块

41    第一转子

42    第二转子

51    第一叶片

52    第二叶片

321   中间块

L     润滑线

P1    第一泵室

P2    第二泵室

R1    第一旋转件

R2    第二旋转件

C1    第一曲面部

C2    第二曲面部

具体实施方式

本发明的实施方式涉及的油旋转真空泵具备润滑油的储存室、泵室、旋转件与驱动部。

所述泵室包含：通道，与所述储存室连通；圆筒形状的内周面，具有吸气口与排气口；第一曲面部，在所述吸气口与所述排气口之间具有第一顶部；第二曲面部，在所述排气口与所述第一顶部之间具有第二顶部，且所述第二曲面部形成为与所述第一曲面部连接。

所述旋转件具有与所述内周面相对的外周面和在所述内周面上滑动的滑动部，且以使所述外周面的一部分接近所述第一曲面部的方式配置在所述泵室内。

所述驱动部连接于所述泵室，且具有使所述旋转件旋转的旋转轴。

在所述油旋转真空泵中，旋转件被配置成其外周面的一部分与形成于泵室内周面上的第一曲面部接近。并且，当旋转件受到经由旋转轴被传递的驱动部的旋转驱动力时，旋转件在泵室内旋转，通过所述内周面上的滑动部的移动而从吸气口吸入气体，进行压缩并从排气口排出。

另一方面，润滑油从储存室经由通道被导入泵室内，在润滑滑动部的同时在所述内周面及旋转件的外周面上形成油膜。因此，在滑动部旋转时，润滑油在被刮去的同时与气体一起向排气口输送。

滑动部刮去的润滑油的量增加时，存在以下情况：所述第一曲面部与旋转件的外周面之间的间隙或所述第一曲面部与排气口之间的间隙内封入有润滑油，对泵室的内周面或滑动部产生负荷，并产生异常声响或振动。在所述油旋转真空泵中，第二曲面部扩大了由第一曲面部、旋转件的外周面以及排气口所包围的间隙，形成容纳润滑油的缓冲部，由此可以减少润滑油产生的负荷，抑制异常声响或振动的产生。

并且，所述油旋转真空泵中，第一曲面部与第二曲面部连接而形成，该第一曲面部相对配置有旋转件，该第二曲面部容纳润滑油。由此，所述滑动部在泵室内周面上平滑移动。

所述油旋转真空泵也可以这样设置：所述第一曲面部及所述第二曲面部包含具有相同曲率半径的曲面形状。

由此，第二曲面部可以通过与第一曲面部相同的工序形成，可以容易且经济地制造所述泵室。

所述油旋转真空泵也可以这样设置：所述第一曲面部及所述第二曲面部分别具有与所述外周面相同的曲率半径。

由此，泵室的内周面与旋转件之间的密封性增高，可以提高泵功能，同时第二曲面部可以通过与第一曲面部相同的工序形成，可以容易且经济地制造所述泵室。

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

(油旋转真空泵的结构)

图1为表示本发明的实施方式涉及的油旋转真空泵的部分剖面侧视图。本实施方式中，举例说明两段式油旋转真空泵。

本实施方式油旋转真空泵1具有主体10、驱动部20与泵机构30。图1中X轴方向及Y轴方向表示水平方向，Z轴方向表示垂直方向(重力方向)。

主体10具有第一泵壳101、第二泵壳102。第一泵壳101构成主体10的主要部分，且分别组装有驱动部20与泵机构30。第二泵壳102安装于第一泵壳101的一端(图1中右端)，内部形成有储存泵油(润滑油)的储存室13。第二泵壳102的规定位置上安装有用于确认储存室13内的泵油液面Ps的液位计103。

主体10具有吸气管11与排气管12。吸气管11安装于第一泵壳101，经由图中未示出的吸气管连接部与真空室等连接。第一泵壳101中形成有连通吸气管11与泵机构30的吸气通道111。排气管12安装于第二泵壳102，由泵机构30将经由吸气管11吸入的气体排出装置外部。排气管12连接有图中未示出的排气管连接部等。

驱动部20由驱动泵机构30的电动机与容纳该电动机的电动机壳体等构成，安装于主体10(第一泵壳101)。驱动部20具有在Y轴方向上延伸的旋转轴21，使旋转轴21绕其轴系旋转。旋转轴21可以是连接于所述电动机驱动轴的轴部件。这种情况下，所述轴部件也可以直接连接于所述驱动轴，也可以经由传送带或齿轮等旋转传输机构连接于驱动轴。旋转轴例如由滑动轴承等可旋转地支撑。

泵机构30由两段(two-stage)式的旋转翼式泵单元构成。图2为表示泵机构30的详情的放大图。泵机构30具有第一汽缸体31、第二汽缸体32、中间块321与侧盖33。

第一汽缸体31固定于构成第一泵壳101的间隔壁112上。中间块321固定于第一汽缸体31与第二汽缸体32之间，且具有插通孔322，该插通孔322插通有支撑旋转轴21的滑动轴承。中间块321在第一汽缸体31的内部形成第一泵室P1。第一泵室P1内可旋转地容纳有第一旋转件R1。第一旋转件R1具有连接于旋转轴21的第一转子41，和在第一转子41的周围向径方向可滑动地安装的一对第一叶片51(第一滑动部)。

侧盖33固定于第二汽缸体32，由此在第二汽缸体32的内部形成第二泵室P2。第二泵室P2内可旋转地容纳有第二旋转件R2。第二旋转件R2具有连接于旋转轴21的第二转子42和在第二转子42的周围向径方向可自如滑动地安装的一对第二叶片52(第二滑动部)。第一汽缸体31与第二汽缸体32及侧盖33例如经由在Y轴方向上具有轴方向的多根螺钉部件B而固定于间隔壁112。

泵机构30由储存在储存室13内的泵油进行润滑。泵机构30内设有用于分别向第一泵室P1及第二泵室P2供给泵油的润滑线(通道)。所述润滑线在储存室13与泵室P1、P2之间使泵油连通。

所述润滑线具有第一贯通孔L1、第二贯通孔L2、第三贯通孔L3与第四贯通孔L3。在以下说明中，除个别说明的情况，也将第一～第四贯通孔L1～L4总称为润滑线L。

第一贯通孔L1形成于从旋转轴21的轴心只偏移规定距离的位置处，以便在Y轴方向上贯通侧盖33。并且，第二贯通孔L2形成于从旋转轴21的轴心只偏移所述规定距离的位置处，以便可以在Y轴方向上贯通第二转子42并可以在第二转子42的任意旋转位置处与第一贯通孔L1排成一条直线。

第三贯通孔L3形成于从旋转轴21的轴心只偏移所述规定距离的位置处，以便可以在Y轴方向上贯通中间块321并可以在第二转子42的任意位置处与第二贯通孔L2排成一条直线。第三贯通孔L3的形成位置无特别限定，但在本实施方式中，形成于旋转轴21在重力方向上的上方侧。

并且，第四贯通孔L4形成于从旋转轴21的轴心只偏移所述规定距离的位置处，以便可以在Y轴方向上贯通第一转子41并可以在第一转子41的任意位置处与第三贯通孔L3排成一条直线。

由于转子41、42的旋转，各泵室P1、P2内形成有负压，储存室13与泵室P1、P2之间产生压力差。由此，储存室13内储存的泵油经由润滑线L供给于第一泵室P1及第二泵室P2。

并且，在第一泵室P1与驱动部20之间，旋转轴21的周围安装有油封。由此，防止泵油从第一泵室P1浸入驱动部20。

图3为图2沿[A]-[A]线方向的剖视图。第二泵室P2的内周面N2上分别形成有第二吸气端口(第二吸气口)T2与第二排气端口(第二排气口)E2。第二吸气端口T2经由横跨第一汽缸块31、中间块321及第二汽缸块32形成的连接通道121而与第一排气端口E1连通。第二排气端口E2既可以是多个也可以是单个。第二排气端口E2在径方向上贯通第二汽缸块32。并且，第二气缸块32的周面上分别配置有覆盖第二排气端口E2的排气阀V2。排气阀V2是簧片阀式的止回阀，在第二排气端口E2内的压力超过规定值时打开阀门，排出气体。

第二转子42形成为具有与第二泵室P2高度大致相同的圆柱形状，其轴心部上固定有旋转轴21。各个第二叶片52分别配置于在第二转子42周围以180度间隔呈放射状形成的一对槽内，在这些叶片52之间，以预先压缩的状态安装有在径方向上贯通第二转子42及旋转轴21的弹簧62。

各个第二叶片52受到由第二转子42的旋转产生的离心力及弹簧62的弹力朝第二转子42的径外方向作用，各叶片52的顶端部被压在第二泵室P2的内壁面上。并且，各叶片52的顶端部作为在第二泵室P2的内壁面上滑动的滑动部发挥作用，从第二吸气端口T2向第二排气端口E2输送气体。此时，由于第二转子42是相对于第二泵室P2偏心配置，因此在第二转子42的旋转位置上第二叶片52的突出量发生变化，因此气体的输送空间的容积也发生变化。由于第二排气端口E2形成于所述输送空间的容积最小的区域，因此气体在压缩的同时被导入至第二排气端口E2。

第一泵室P1与第二泵室P2一样，形成为相对于旋转轴21偏心的圆筒形状，但第一泵室P1的容积形成为大于或等于第二泵室P2的容积的大小。第一泵室P1的内周面上分别形成有与吸气通道111连通的第一吸气端口T1，以及在径方向上贯通第一汽缸体31的第一排气端口E1。第一排气端口E1既可以是多个也可以单个。并且，第一汽缸体31的周面上分别配置有覆盖各排气端口E1的排气阀V1。排气阀V1是簧片阀式止回阀，在第一排气端口E1内的压力超过规定值时打开阀门，排出气体。

第一转子41形成为具有与第一泵室P1高度大致相同的圆柱形状，其轴心部固定有旋转轴21。各个第一叶片51分别配置于在第一转子41周围以180度间隔呈放射状形成的一对槽内，在这些叶片51之间，以预先压缩的状态安装有在径方向上贯通第一转子41及旋转轴21的多个弹簧61。并且，第一旋转件R1还通过使第一转子41旋转而将各个第一叶片51作为在第一泵室P1的内壁面上滑动的滑动部发挥作用，从第一吸气端口T1向第一排气端口E1输送气体。

图4为表示图3所示的第二泵室P2的内周面N2的详情的放大图。另外，为了便于说明，图4相比于实际情况更有所强调。内周面N2包含第一曲面部C1与第二曲面部C2。另外，转子42用虚线表示。并且，将第二泵室P2内的、由第二曲面部C2、转子42与第二排气端口E2包围的区域作为区域S1，并以网格示出。

第一曲面部C1例如是具有与转子42的外周面相同曲率半径的曲面，包含有位于第二吸气端口T2与第二排气端口E2之间的第一顶部Tp1(第一顶部)。虚线所示的转子42如图所示配置为靠近第一顶部Tp1。在包含有第一顶部Tp1的第一曲面部C1与转子42的外周面之间，例如形成0.01～0.05mm的间隙，该间隙内充满泵油形成油膜。另外，第一顶部Tp1只要位于第二吸气端口T2与第二排气端口E2之间，则无特别限制。并且，形成第一曲面部C1的区域只要包含第一顶部Tp1则无特别限制。

第二曲面部C2形成为与第一曲面部C1连接，且第二曲面部C2例如是具有与转子42的外周面相同曲率半径的曲面，并包含第二顶部Tp2(第二顶部)。第二顶部Tp2只要处于第二排气端口E2与第一顶部Tp1之间即可，其位置无特别限制。并且，形成第二曲面部C2的区域只要包含第二顶部Tp2则无特别限制。

(油旋转真空泵的动作)

在以上构成的本实施方式油旋转真空泵1中，第一转子41受到经由旋转轴21传递的驱动部20的旋转驱动力而在第一泵室P1内旋转。并且，通过在第一泵室P1的内壁面上滑动的第一叶片51而从第一吸气端口T1吸入气体，并在压缩后将气体输送至第一排气端口E1。

这里，例如在开始旋转时，在被输送至第一排气端口E1的气体的压力超过规定值时，气体经由排气阀V1释放至储存室13，并从排气管连接部12排出。并且，在稳定运转等时，在从第一排气端口E1排出的气体的压力在规定值以下时，无需打开排气阀V1而经由连接通路121将气体导入第二泵室P2。

第二转子42也受到经由旋转轴21传递的驱动部20的旋转驱动力而在第二泵室P2内旋转。并且，通过在第二泵室P2的内壁面上滑动的第二叶片52而从第二吸气端口T2吸入气体，在压缩后将气体输送至第二排气端口E2，打开排气阀V2并排出至储存室13。

其中，由于在第二泵室P2吸入的气体是从第一泵室P1中排出并经由连接通道121到达第二吸气端口T2的气体，因此在第二泵室P2中该气体再次被压缩并排出。因此，本实施方式的油旋转真空泵1可以实现高压缩比和低极限压强。

本实施方式中的第二泵室P2中，第一曲面部C1具有与转子42的外周面相同的曲率半径，由此在第一曲面部C1的任意位置上与转子42之间的间隔大致固定。因此，在第一曲面部C1与转子42之间的间隙的大致整个面上可以形成均匀的油膜，并可以达到高密封性。由此，可以防止包含在第二排气端口E2侧被压缩的气体的泵油过度流入第二吸气端口T2侧，从而在泵室内保持期望的压力。另外，第一曲面部C1与转子42之间的间隔无特别限制，只要处于0.01～0.05mm范围内，则不妨碍泵油油膜的形成从而保持良好的密封性。

图5为表示在与本实施方式相同的两段式油旋转真空泵中，第二泵室P2的内周面N20为大致相同的圆筒形状时的一个例子的示意图。另外，转子420用虚线表示，内周面N20与转子420最接近的位置为顶部Tp10。

图5中，顶部Tp10处曲面部C10与转子420之间的间隔最狭窄，在内周面N20的任意位置上与转子420之间的间隔不固定。因此，曲面部C10与转子420之间的密封性低。因此，当叶片在内周面N20上旋转并通过第二排气端口E20时，第二吸气端口T20侧容易流入泵油。该流入的泵油内混入有压缩气体，该气体在第二吸气端口T20侧膨胀，极限压强变高。

另一方面，图6为表示在与本实施方式相同的两段式油旋转真空泵中，第二泵室P21的内周面N21是大致相同的圆筒形状，但只形成与第一曲面部C1对应的曲面部C11时的一个例子的示意图。另外，转子421用虚线表示。曲面部C11例如是具有与转子421的外周面相同曲率半径的曲面，且包含有顶部Tp11。并且，由曲面部C11、转子421与第排气端口E21包围的区域为S11并以网格示出。在该例子中，与本实施方式一样，在曲面部C11与转子421之间形成有大致均匀的油膜，并保持密封性。

叶片在内周面N21上旋转并在通过第二排气端口E21时，通过叶片刮去泵油，并输送至区域S11内。特别地，当第二泵室P21内达到期望的压力时，第二泵室P21与泵油的储存室之间压差增高，与开始运转时相比，更多的泵油被导入泵室内。并且，泵室P1、P2的压力越下降，各泵室内的气体容积就下降，其润滑油的占有量也就增加。进而，曲面部C11与转子421之间已存在充足的泵油时，叶片刮去的泵油在狭窄间隙区域S11内引起急剧升压，叶片被挤入转子421内，产生异常声响或振动。

对此，如图4所示，本实施方式油旋转真空泵1在第二泵室P2的内周面N2上具有形成为与第一曲面部C1连接的第二曲面部C2。因此，图4的区域S1具有比图6的区域S11更大的体积。

由此，当叶片52在内周面N2上旋转并通过第二排气端口E2时，虽然叶片52也刮去泵油，但区域S1作为容纳泵油的缓冲部发挥作用，缓和泵油接触第一曲面部C1与转子42之间的油膜所产生的冲击。进而，由于泵油在区域S1内不易引起急剧升压，因此可以缓和对叶片52的冲击，还可以抑制叶片52挤入转子42内时的异常声响或振动。

第二曲面部C2的曲率无特别限制，只要以大于内周面N2的曲率形成即可。本实施方式中，例如由具有与转子42的外周面相同曲率半径的曲面形成。由此，可以在第一曲面部C1中确保期望的密封性，同时可以在第二曲面部C2中有效抑制由润滑油引起的异常声响或振动的产生。

并且，由于第一曲面部C1与第二曲面部C2为连续形成，因此可以抑制两曲面部之间的叶片52上调所引起的异常声响的产生。

以上针对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于此，基于本发明的技术思想可实施各种变形。

在以上实施方式中，对第一曲面部C1与第二曲面部C2分别具有与转子42的外周面相同曲率半径进行了说明，当然不限于此。例如，第一曲面部C1只要是形成油膜的曲面，且该油膜在与相对的转子42的外周面之间具有充足的密封性即可。

并且，第二曲面部C2与第一曲面部C1为连续形成，优选在与转子42之间可以形成充足的空间作为泵油的缓冲部。并且，也可以形成连通第二曲面部C2与第二排气端口E2的通道，也可以设置吸收泵油的吸收体等。

并且，在以上实施方式中，限于两端式油旋转真空泵的两段侧泵室进行了说明，但同样的构造也可以适用于一段侧。

并且，在以上实施方式中，举例说明了两段式油旋转真空泵，但不限于此，也可适用于一段式油旋转真空泵。

Claims (1)

1.一种油旋转真空泵，其特征在于，包括：

润滑油的储存室；

泵室，包含：通道，与所述储存室连通；圆筒形状的内周面，具有吸气口与排气口；第一曲面部，在所述吸气口与所述排气口之间具有第一顶部；第二曲面部，在所述排气口与所述第一顶部之间具有第二顶部，且所述第二曲面部形成为与所述第一曲面部连接；

旋转件，具有与所述内周面相对的外周面和在所述内周面上滑动的滑动部，且以使所述外周面的一部分接近所述第一曲面部的方式配置在所述泵室内；

驱动部，连接于所述泵室，且具有使所述旋转件旋转的旋转轴，

所述第一曲面部及所述第二曲面部分别具有与所述外周面相同的曲率半径，

所述第一曲面部与所述旋转件之间的间隔为固定。