CN103486034A

CN103486034A - 多级罗茨泵

Info

Publication number: CN103486034A
Application number: CN201310488072.0A
Authority: CN
Inventors: 郭金光; 陈宗武; 张贵华; 辛玲玲
Original assignee: Shandong Bozhong Vacuum Equipment Co Ltd
Current assignee: Bozhong Shandong Industrial Equipment Co Ltd
Priority date: 2013-10-17
Filing date: 2013-10-17
Publication date: 2014-01-01
Anticipated expiration: 2033-10-17
Also published as: CN103486034B

Abstract

本发明涉及一种罗茨泵，尤其涉及一种多级罗茨泵，属于抽真空设备技术领域，包括泵体、进气口、排气口，泵体环绕围成的空间形成泵腔，泵腔内设置有主转子及至少两级压缩转子，主转子分别与每个压缩转子啮合，进气口设置在主转子与第一个压缩转子之间，排气口设置在主转子与最后一个压缩转子之间。本发明通过设置多级压缩转子，充分利用单个泵腔内空间，达到多级抽真空效果，真空度高，同时压缩转子与主转子空间布置合理，结构简单、紧凑。

Description

多级罗茨泵

技术领域

本发明涉及一种罗茨泵，尤其涉及一种多级罗茨泵，属于抽真空设备技术领域。

背景技术

罗茨真空泵由于其在较宽的压力范围内有较大的抽速，结构简单紧凑，运转平稳等特点，在冶炼、石油化工、电工、电子等行业得到了广泛的应用。然而，由于罗茨泵压缩比较低，单个罗茨泵的抽真空效果较差，对于一些需要高真空度的环境，显然无法满足使用要求。为了提高整体的真空度，现有的方式是通过将多个罗茨泵串联，形成多级抽真空效果。

专利CN1112649A公开了一种多级真空泵，包括一组串联的罗茨真空泵单元。各级的泵都有分离的壳体。排气管将各对相邻罗茨真空泵单元中的前一级泵单元的出口与后一级泵单元的入口相连，而使泵室相互串联连接。罗茨真空泵单元的叶轮装在分离的主动和被动轴上，能驱动叶轮以不同转速转动。

专利CN202914315U公开了一种双级罗茨真空泵，包括设有进气口和排气口的本体，所述排气口上安装有消音装置或消音稳压装置。本体包括串联安装在泵壳内的带有罗茨叶轮的一级转子和二级转子，一级转子和二级转子之间设置中间隔板，一级转子与泵壳构成独立的第一级罗茨真空泵单元，二级转子与泵壳构成独立的第二级罗茨真空泵单元，所述中间隔板上布置有空气通道用来连通第一级罗茨真空泵单元的排气部及第二级罗茨真空泵单元的进气部，对应的所述进气口位于第一级罗茨真空泵单元上，所述排气口位于第二级罗茨真空泵单元上。

以上方式在一定程度上提高了罗茨泵真空度，但其不足在于：与单个罗茨泵相比，由于增加了较多的组件，占用空间大。

发明内容

根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种多级罗茨泵，充分利用单个泵腔内空间，达到多级抽真空效果，真空度高，结构简单、紧凑。

本发明所述的多级罗茨泵包括泵体、进气口、排气口，泵体环绕围成的空间形成泵腔，泵腔内设置有主转子及至少两级压缩转子，主转子分别与每个压缩转子啮合，进气口设置在主转子与第一个压缩转子之间，排气口设置在主转子与最后一个压缩转子之间。

气体由进气口进入，经第一个压缩转子进入第一个压缩腔内，对于两级压缩转子，气体经第二个压缩转子后由排气口排出；对于两级以上压缩转子，气体经中间的压缩转子及中间压缩腔后，由最后一个压缩转子排出。由于气体至少经过两个压缩转子，相比于传统压缩方式，压缩比率大大提高，抽真空度高。主转子及压缩转子设置在同一泵腔内，压缩转子环绕主转子布置，并均与主转子啮合，合理利用空间，结构紧凑。

所述的主转子至少为四叶式；压缩转子至少为四叶式，压缩转子与主转子叶数可以相同也可以不同。

所述的压缩转子包括一级转子、二级转子，一级转子与泵体形成一级封腔，二级转子与泵体形成二级封腔，一级转子、二级转子及主转子围成的空间形成第一压缩腔。

所述的压缩转子还包括三级转子，三级转子与泵体形成三级封腔，二级转子、三级转子及主转子围成的空间形成第二压缩腔。

所述的主转子与泵体形成返流封腔，返流封腔的腔室数与压缩转子级数相对应。由于每增加一级压缩转子，压缩比提高，抽真空度增加，排气口与进气口处压差变大，气体容易由排气口随主转子转动直接进入进气口，影响抽真空效果。因此，需要根据压缩转子级数相应提升返流封腔的密封效果。通过增加返流腔室数可提高返流密封效果，通常两级压缩设置一个返流腔室，每提升一级压缩则增加一个返流腔室，即返流封腔的腔室数与压缩转子级数对应关系为：主转子与壳体形成的返流封腔的腔室数=压缩级数-1，该对应关系还可以是能够满足返流密封效果的其他对应关系。

所述的泵体横截面由多段圆弧段及直段组成，圆弧段与压缩转子及主转子相对应。

所述的泵体上设置有第一冷却口、第二冷却口，第一冷却口设置在最后一个压缩转子的封腔处，第二冷却口设置在主转子返流封腔处。第一冷却口通冷却介质用于冷却压缩转子的温度，第二冷却口通冷却介质用于冷却主转子的温度，避免主转子或压缩转子温度过高产生摩擦或卡死等不良现象。

所述的泵体前端连接有前组件，前组件内安装有轴承组件，转轴悬臂式安装在轴承组件上，其悬臂端深入泵腔内，主转子及压缩转子安装在悬臂上。悬臂式的安装方式，安装及维修方便。

所述的泵体后端唯一的连接有后盖，实际使用中，不可避免的要对罗茨泵转子进行维修和清理，且其频率较为频繁，现有的安装方式泵体前后端均设置有轴承组件等，拆装非常不便。因此采用悬臂式安装方式及在泵体后端唯一的设置后盖，大大方便了主转子及压缩转子的检修和清理工作。

所述的轴承组件包括前轴承、后轴承，位于前轴承、后轴承之间靠近后轴承的位置设置有甩油盘，甩油盘安装在与主转子相连的转轴上。甩油盘用于后轴承给油。

工作原理及过程：

工作时，气体由进气口进入，一级转子转动，将气体封入一级封腔内，并进一步将气体排入第一压缩腔，二级转子转动，将进入第一压缩腔内气体封入二级封腔，并进一步将气体排入第二压缩腔，三级转子转动，将进入第二压缩腔内气体封入三级封腔，并进一步将气体由排气口排出，完成压缩抽真空过程。同时，第一冷却口通冷却风对三级转子进行冷却，冷却风随三级转子转动由排气口排出，第二冷却口通冷却风对主转子进行冷却，冷却风随主转子转动由排气口排出。一级转子、二级转子、三级转子转向相同，为正向转动，主转子转向相反，为逆向转动，气体在泵腔内经过多次压缩排出，压缩比大大提高，达到了多级压缩抽真空的目的。

本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：

本发明通过设置多级压缩转子，充分利用单个泵腔内空间，达到多级抽真空效果，真空度高，同时压缩转子与主转子空间布置合理，结构简单、紧凑；返流封腔的腔室数与压缩转子级数相对应，返流密封效果好；悬臂式安装及唯一的后盖连接，大大方便了转子的检修及维护；甩油盘用于后轴承给油，保证润滑效果。

附图说明

图1是本发明压缩转子与主转子布置示意图；

图2是本发明沿主转子及二级转子中心线剖视示意图。

图中：1、主转子；2、进气口；3、泵体；4、一级封腔；5、一级转子；6、第一压缩腔；7、二级转子；8、二级封腔；9、第二压缩腔；10、三级转子；11、三级封腔；12、第一冷却口；13、排气口；14、第二冷却口；15、返流封腔；16、甩油盘；17、转轴；18、前组件；19、齿轮；20、前轴承；21、后轴承；22、轴密封；23、后盖；100、正向；200、逆向。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述：

实施例1：

如图1所示，本发明包括泵体3，泵体3环绕围成的空间形成泵腔，泵腔内设置有主转子1及至少两级压缩转子，本实施例设置三级压缩转子，依次为一级转子5、二级转子7、三级转子10，主转子1分别与一级转子5、二级转子7、三级转子10啮合，且转向相反，一级转子5、二级转子7、三级转子10分别绕各自中心做正向100转动，主转子1绕其中心做逆向200转动。一级转子5与泵体3形成一级封腔4，二级转子7与泵体3形成二级封腔8，一级转子5、二级转子7及主转子1围成的空间形成第一压缩腔6，三级转子10与泵体3形成三级封腔11，二级转子7、三级转子10及主转子1围成的空间形成第二压缩腔9。主转子1与泵体3形成返流封腔15，返流封腔15的腔室数与压缩转子级数相对应，返流封腔15的腔室数与压缩转子级数对应关系为：主转子1与壳体3形成的返流封腔15的腔室数=压缩级数-1，该对应关系还可以是能够满足返流密封效果的其他对应关系，本实施例腔室数为两个。主转子1至少为四叶式；压缩转子至少为四叶式。主转子1叶轮数与压缩转子叶轮数可以相同，也可以不相同，本实施例中，主转子1、一级转子5、二级转子7、三级转子10均为八叶叶轮。泵体3横截面由多段圆弧段及直段组成，圆弧段分别与主转子1、一级转子5、二级转子7、三级转子10相对应。进气口2设置在主转子1与一级转子5之间的泵体3上，排气口13设置在主转子1与三级转子10之间的泵体3上，进气口2、排气口13朝向可以相同也可以不相同，本实施例优选朝向下方，以避免粉末杂质等落入泵腔内，同时也便于排气。与主转子1相应的泵体在不影响一级转子5及三级转子10转动的前提下尽量向内延伸，以避免气体由进气口2及排气口13进入返流封腔15内，影响抽真空效果。

泵体3上还设置有第一冷却口12、第二冷却口14，第一冷却口12设置在三级封腔11处，以冷却三级转子10，第二冷却口14设置在主转子1返流封腔15处，以冷却主转子1。

工作过程：

工作时，一级转子5、二级转子7、三级转子10做正向100转动，主转子1做逆向200转动，气体由进气口2进入，一级转子5转动，将气体封入一级封腔4内，并进一步将气体排入第一压缩腔6，二级转子7转动，将进入第一压缩腔6内气体封入二级封腔8，并进一步将气体排入第二压缩腔9，三级转子10转动，将进入第二压缩腔9内气体封入三级封腔11，并进一步将气体由排气口13排出，完成多级抽真空过程。

实施例2：

本实施例同实施例1相比，仅设置两级压缩转子，即一级转子5、二级转子7，同时返流封腔15设置1个腔室，排气口13设置在二级转子7与主转子1之间，其余同实施例1。

实施例3：

在实施例1或实施例2的基础上，泵体3前端连接前组件，前组件内安装有前轴承20、后轴承21，转轴17悬臂式安装在前轴承20、后轴承21组成的轴承组件上，其悬臂端深入泵腔内，主转子1及各级压缩转子安装在悬臂上。位于前轴承20、后轴承21之间靠近后轴承21的位置设置有甩油盘16，甩油盘16安装在与主转子1相连的转轴17上，甩油盘16保证各转轴17的后轴承21的供油。主转子1及各压缩转子的转轴17前端通过齿轮19啮合，主转子1的转轴17连接驱动装置。后轴承21与泵腔之间通过轴密封22进行密封。泵体3后端唯一的连接有后盖23，方便对转子的安装及维护。

Claims

1.一种多级罗茨泵，包括泵体（3）、进气口（2）、排气口（13），泵体（3）环绕围成的空间形成泵腔，其特征在于：泵腔内设置有主转子（1）及至少两级压缩转子，主转子（1）分别与每个压缩转子啮合，进气口（2）设置在主转子（1）与第一个压缩转子之间，排气口（13）设置在主转子（1）与最后一个压缩转子之间。

2.根据权利要求1所述的多级罗茨泵，其特征在于：所述的主转子（1）至少为四叶式；压缩转子至少为四叶式。

3.根据权利要求2所述的多级罗茨泵，其特征在于：所述的压缩转子包括一级转子（5）、二级转子（7），一级转子（5）与泵体（3）形成一级封腔（4），二级转子（7）与泵体（3）形成二级封腔（8），一级转子（5）、二级转子（7）及主转子（1）围成的空间形成第一压缩腔（6）。

4.根据权利要求3所述的多级罗茨泵，其特征在于：所述的压缩转子还包括三级转子（10），三级转子（10）与泵体（3）形成三级封腔（11），二级转子（7）、三级转子（10）及主转子（1）围成的空间形成第二压缩腔（9）。

5.根据权利要求1～4所述的多级罗茨泵，其特征在于：所述的主转子（1）与泵体（3）形成返流封腔（15），返流封腔（15）的腔室数与压缩转子级数相对应。

6.根据权利要求5所述的多级罗茨泵，其特征在于：所述的泵体（3）横截面由多段圆弧段及直段组成，圆弧段与压缩转子及主转子（1）相对应。

7.根据权利要求5所述的多级罗茨泵，其特征在于：所述的泵体（3）上设置有第一冷却口（12）、第二冷却口（14），第一冷却口（12）设置在最后一个压缩转子的封腔处，第二冷却口（14）设置在主转子（1）返流封腔（15）处。

8.根据权利要求1～4所述的多级罗茨泵，其特征在于：所述的泵体（3）前端连接有前组件，前组件内安装有轴承组件，转轴（17）悬臂式安装在轴承组件上，其悬臂端深入泵腔内，主转子（1）及压缩转子安装在悬臂上。

9.根据权利要求8所述的多级罗茨泵，其特征在于：所述的泵体（3）后端唯一的连接有后盖（23）。

10.根据权利要求8所述的多级罗茨泵，其特征在于：所述的轴承组件包括前轴承（20）、后轴承（21），位于前轴承（20）、后轴承（21）之间靠近后轴承（21）的位置设置有甩油盘（16），甩油盘（16）安装在与主转子（1）相连的转轴（17）上。