CN103511282A

CN103511282A - 带转子冷却结构的罗茨泵

Info

Publication number: CN103511282A
Application number: CN201310465078.6A
Authority: CN
Inventors: 李强
Original assignee: HANGZHOU XINJIANG INDUSTRIAL PUMP Co Ltd
Current assignee: HANGZHOU XINJIANG INDUSTRIAL PUMP Co Ltd
Priority date: 2013-10-08
Filing date: 2013-10-08
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2033-10-08
Also published as: CN103511282B

Abstract

本发明公开了一种带转轴冷却结构的罗茨泵，旨在解决现有的罗茨泵对转轴的冷却效果较差，罗茨泵使用寿命短的不足。该发明包括泵体，泵体的前后两端分别连接有前侧盖和后侧盖，前侧盖上连接前盖，后侧盖上连接后盖，前盖和后盖之间连接有转轴，转轴上连接有转子，前盖内设有前盖腔，前侧盖内设有前冷却腔，后盖内设有后盖腔，后侧盖内设有后冷却腔，前盖腔和前冷却腔连通，后盖腔和后冷却腔连通，转子呈8字形结构，转子内设有两个封闭的转子冷却腔，转子冷却腔的两端分别与前冷却腔和后冷却腔连通，转子上靠近进液孔位置套接有用于带动冷却液的离心叶轮，离心叶轮设置在后冷却腔内，后盖上设有进液管道，前盖上设有出液管道。

Description

带转子冷却结构的罗茨泵

技术领域

本发明涉及一种真空泵，更具体地说，它涉及一种冷却效果好的带转子冷却结构的罗茨泵。

背景技术

罗茨泵作为一种机械真空泵使用领域广阔，罗茨泵的使用寿命高低，除了受使用环境影响外，本身的质量和性能也是关键。罗茨泵有一特点就是不能在它要求压差范围外工作，因为压差越高，罗茨泵做功越多，产生的热量越多，泵的零部件会受热膨胀，各部件的配合就会因为不合理而损坏。故承受压差高低的能力就是反应罗茨泵品质的一项重要指标。在这一背景下提高泵的散热能力，就成为关键。罗茨泵在使用的过程中发热主要来源于转子做功，目前使用的很多冷却方法都在在转子周围对转子进行冷却，冷却效果不是特别理想。

中国专利公告号CN202937455U，公开了一种罗茨泵水冷式铝盖，包括一铝盖主体，铝盖主体内埋设有一冷却管，冷却管设置有一进液口、一出液口，进液口与出液口设置在铝盖主体外侧。在罗茨泵铝盖内建立了一个冷却系统，冷却液从进液口流入，从出液口流出，在这个过程中对罗茨泵进行吸热冷却。但是这种结构的罗茨泵对转子的冷却效果较差，罗茨泵的使用寿命低。

发明内容

本发明克服了现有的罗茨泵对转子的冷却效果较差，罗茨泵的使用寿命短的不足，提供了一种带转子冷却结构的罗茨泵，它对罗茨泵转子的冷却效果好，延长了罗茨泵的使用寿命。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种带转子冷却结构的罗茨泵，包括泵体，泵体的前后两端分别连接有前侧盖和后侧盖，前侧盖上连接前盖，后侧盖上连接后盖，前盖和后盖之间连接有转轴，转轴上连接有转子，转子设置在泵体内，前盖内设有前盖腔，前侧盖内设有前冷却腔，后盖内设有后盖腔，后侧盖内设有后冷却腔，前盖腔和前冷却腔连通，后盖腔和后冷却腔连通，转子呈8字形结构，转子内设有两个封闭的转子冷却腔，转子冷却腔的两端分别与前冷却腔和后冷却腔连通，转子上靠近进液孔位置套接有用于带动冷却液的离心叶轮，离心叶轮设置在后冷却腔内，后盖上设有和后盖腔连通的进液管道，前盖上设有和前盖腔连通的出液管道。工作时，电机带动转轴旋转从而带动离心叶轮转动，冷却液通过后盖上的进液管道送入后盖腔内，后盖腔内的冷却液被抽到后冷却腔内，并输送到转子冷却腔内，转子冷却腔内的冷却液对转子进行冷却后依次流经前冷却腔和前盖腔后从前盖的出液管道排出。冷却液直接对真空泵的转子内部进行冷却，冷却液和转子接触面积大，冷却效果好，大大延长了罗茨泵的使用寿命。

作为优选，两个对称设置的转子冷却腔远离轴线的内壁上均设有若干条螺旋形的导向槽。转子在转动的过程中会对转子冷却腔内的冷却液产生离心力的作用，冷却液从转子冷却腔的后端向前端流动，导向槽内的冷却液在受到离心力的作用时，导向槽的螺旋侧壁对冷却液有一个反作用力，反作用力的一个分力朝向导向槽的螺旋方向从而使冷却液沿着螺旋方向流动，从而带动整个转子冷却腔内的冷却液一边流动一边转动，使冷却液得到了搅拌的效果，吸热均匀，加快冷却液在转子冷却腔内的流速，增加冷却效果。

作为优选，两转子冷却腔呈圆台形的筒状结构，转子冷却腔的孔径从靠近转子腔体进液孔端向另一端逐渐增大。这种结构使转子冷却腔内的压强从孔径大端向孔径小端逐渐减小，有利于加快冷却液在转子冷却腔内的流速，从而增加冷却效果。

作为优选，转轴和后侧盖连接位置的外壁上设有和后冷却腔连通的进液孔，转轴和前侧盖连接位置的外壁上设有和前冷却腔连通的出液孔，转轴内设有和进液孔连通的后通液孔以及和出液孔连通的前通液孔，前通液孔和转子冷却腔之间连接有用于连通前通液孔和转子冷却腔的转子腔体出液孔，后通液孔和转子冷却腔之间连接有用于连通后通液孔和转子冷却腔的转子腔体进液孔，转子腔体进液孔和转子腔体出液孔分别设置在转子冷却腔的前后两端位置。转子中间轴向设有连接孔，转轴适配连接在连接孔内，转子腔体进液孔和转子腔体出液孔贯通连接孔的孔壁，转子腔体进液孔朝向转子前端倾斜设置，转子腔体出液孔朝向转子后端倾斜设置，转子腔体进液孔轴线延长线和转子腔体出液孔轴线延长线的交点位置在转子冷却腔远离转轴的内壁上，转子腔体进液孔的孔径大于转子腔体出液孔的孔径。

冷却液从转轴上的后通液孔流入转子冷却腔并从转轴上的前通液孔流出，不仅方便了冷却液的流通，而且冷却液直接对转轴进行冷却，增加转轴的冷却效果。转子腔体进液孔和转子腔体出液孔均倾斜设置，使冷却液从转子腔体进液孔流入以及从转子腔体出液孔流出更加顺畅，在冷却液进入的时候有一个向前的推力作用，能够加快冷却液的流速。而转子腔体进液孔和转子腔体出液孔的轴线延长相交于转子冷却腔的内壁上，冷却液从转子腔体进液孔流入后一部分冷却液径直朝向转子冷却腔的内壁流动，经过内壁的反冲作用径直朝向转子腔体出液孔流出，因此转子腔体进液孔和转子腔体出液孔的这种位置设置能够有效增加冷却液的流速，让新的冷却液快速流向转子冷却腔，而对转子进行冷却过的冷却液快速排出转子冷却腔，从而增加冷却效果。

另一种方案，转子中间轴向设有连接孔，转轴适配连接在连接孔内，连接孔靠近两端开口的内壁上分别设有前连通孔和后连通孔，前连通孔和后连通孔均与转子冷却腔连通，转轴外壁上靠近转子两端位置分别设有前连通槽和后连通槽，前连通槽连通前冷却腔和前连通孔，后连通槽连通后冷却腔和后连通孔。通过在转轴上设置前连通槽和后连通槽来实现前冷却腔和转子冷却腔以及后冷却腔和转子冷却腔的连通，从而使转轴的加工更加方便，降低加工成本。

作为优选，转轴和前侧盖以及后侧盖的连接位置均设有活塞环密封圈，活塞环密封圈套接在转轴上。活塞环密封圈密封效果好，使转轴与前侧盖以及后侧盖的连接位置有较好的密封性。

作为优选，前侧盖和后侧盖内均设有冷却水腔体，冷却水腔体呈腰圆状结构并且一端连通进水口，另一端连通出水口。在前侧盖和后侧盖内部设置冷却水腔体，直接对前侧盖和后侧盖进行冷却，使转子两端的热量被很好地吸收，增加冷却效果。

作为优选，前盖和前侧盖的连接位置以及后盖和后侧盖的连接位置均设有密封垫片。密封垫片增加前盖和前侧盖以及后盖和后侧盖连接的密封性。

作为优选，前侧盖前端面上连接有前轴承座，后侧盖后端面上连接有后轴承座，前轴承座和后轴承座内均连接有轴承，轴承紧密套接在转轴上，前轴承座上密封连接有前轴承压盖，前轴承压盖压在轴承端面上并与前侧盖连接紧固，后轴承座上密封连接有后轴承压盖，后轴承压盖压在轴承端面上并与后侧盖连接紧固。转子的两端通过轴承固定连接在前侧盖和后侧盖上，连接平稳可靠。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）冷却液直接从转子内流过对转子进行冷却，冷却效果好；（2）明显地提高了罗茨泵的抗压差能力，即使压差不大的情况下，罗茨泵的工作温度也要比一般罗茨泵低几十度，极大地提高了罗茨泵的使用寿命；（3）冷却液在转子冷却腔内的流速较快，增加了对转子的冷却效果；（4）冷却液在转子冷却腔内一边流动一边转动，使冷却液得到了搅拌的效果，吸热均匀，对转子冷却效果好。

附图说明

图1是本发明实施例1的一种结构示意图；

图2是本发明的转子的结构示意图；

图3是本发明实施例2的一种结构示意图；

图中：1、泵体，2、前侧盖，3、后侧盖，4、前盖，5、后盖，6、转轴，7、前腔盖，8、前冷却腔，9、后腔盖，10、后冷却腔，11、进液孔，12、出液孔，13、通液孔，14、离心叶轮，15、冷却水腔体，16、密封垫片，17、前轴承座，18、后轴承座，19、前轴承压盖，20、后轴承压盖，21、轴承，22、转子，23、后通液孔，24、转子腔体进液孔，25、转子腔体出液孔，26、转子冷却腔，27、导向槽，28、连接孔，29、前连通孔，30、后连通孔，31、前连通槽，32、后连通槽，33、活塞环密封圈。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：

实施例1：一种带转子冷却结构的罗茨泵（参见附图1），包括泵体1，泵体的前后两端分别连接有前侧盖2和后侧盖3，前侧盖上连接前盖4，后侧盖上连接后盖5，前盖和前侧盖的连接位置以及后盖和后侧盖的连接位置均设有密封垫片16，前盖和后盖之间连接有转轴6，转轴上连接有转子22，转子设置在泵体内。前盖内设有前盖腔7，前侧盖内设有前冷却腔8，后盖内设有后盖腔9，后侧盖内设有后冷却腔10。前侧盖前端面上连接有前轴承座17，后侧盖后端面上连接有后轴承座18，前轴承座和后轴承座内均连接有轴承21，轴承紧密套接在转轴上，前轴承座上密封连接有前轴承压盖19，前轴承压盖压在轴承端面上并与前侧盖连接紧固，后轴承座上密封连接有后轴承压盖20，后轴承压盖压在轴承端面上并与后侧盖连接紧固。罩形前盖连接并罩在前侧盖上构成前盖腔，罩形前后盖连接并罩在后侧盖上构成后盖腔，前轴承座和转轴连接在前侧盖中间的通孔位置构成前冷却腔，后轴承座和转轴连接在后侧盖中间的通孔位置构成后冷却腔。前盖腔和前冷却腔连通，后盖腔和后冷却腔连通。前轴承座上和前侧盖的贴合面位置设有用于连通前腔盖和前冷却腔的凹槽，后轴承座上和后侧盖的贴合面位置设有用于连通后腔盖和后冷却腔的凹槽。转子呈8字形结构（参见附图2），转子内设有两个封闭的转子冷却腔26，两个转子冷却腔对称设置，转子冷却腔的前后两端通过堵头进行封闭连接，转子冷却腔的两端分别与前冷却腔和后冷却腔连通，转子上靠近进液孔位置套接有用于带动冷却液的离心叶轮14，离心叶轮设置在后冷却腔内，后盖上设有和后盖腔连通的进液管道，前盖上设有和前盖腔连通的出液管道。两个对称设置的转子冷却腔远离轴线的内壁上均设有五条螺旋形的导向槽27，五条导向槽螺旋方向相同，螺旋形导向槽的螺旋角为3-10度，本实施例中导向槽螺旋角为5度。五条导向槽在转子后端的起始端沿着转子冷却腔远离轴线的半圆均布设置。两转子冷却腔呈圆台形的筒状结构，转子冷却腔的孔径从靠近转子腔体进液孔端向另一端逐渐增大。转轴和后侧盖连接位置的外壁上设有和后冷却腔连通的进液孔11，转轴和前侧盖连接位置的外壁上设有和前冷却腔连通的出液孔12，六个进液孔和六个出液孔均沿转轴的一圈均布设置。转轴内设有和进液孔连通的后通液孔23以及和出液孔连通的前通液孔13，前通液孔和转子冷却腔之间连接有用于连通前通液孔和转子冷却腔的转子腔体出液孔25，后通液孔和转子冷却腔之间连接有用于连通后通液孔和转子冷却腔的转子腔体进液孔24，三个转子腔体出液孔和三个转子腔体进液孔与一个转子腔体连通，另三个转子腔体出液孔和三个转子腔体进液孔与另一个转子腔体连通，六个转子腔体出液孔和六个转子腔体进液孔分别沿转轴的一圈设置并且一一对称设置，转子腔体进液孔和转子腔体出液孔分别设置在转子冷却腔的前后两端位置。转子中间轴向设有连接孔28，转轴适配连接在连接孔内，转子腔体进液孔和转子腔体出液孔贯通连接孔的孔壁，转子腔体进液孔朝向转子前端倾斜设置，转子腔体出液孔朝向转子后端倾斜设置，转子腔体进液孔轴线延长线和转子腔体出液孔轴线延长线的交点位置在转子冷却腔远离转轴的内壁上，转子腔体进液孔的孔径大于转子腔体出液孔的孔径，保证转子冷却腔内充满冷却液。转轴和前侧盖以及后侧盖的连接位置均设有活塞环密封圈33，活塞环密封圈套接在转轴上。前侧盖和后侧盖内均设有冷却水腔体15，冷却水腔体呈腰圆状结构并且一端连通进水口，另一端连通出水口。

工作时以冷却水作为冷却液，电机带动转轴旋转从而带动离心叶轮转动，冷却水通过后盖上的进液管道送入后盖腔内，后盖腔内的冷却水被抽到后冷却腔内，依次通过进液孔、后通液孔和转子腔体进液孔并输送到转子冷却腔内，转子冷却腔内的冷却水对转子进行冷却后依次流经转子腔体出液孔、前通液孔、出液孔流到前冷却腔内，最后流到前盖腔内并从前盖腔上的出液管道排出，如此反复。冷却水直接对真空泵的转子内部进行冷却，冷却水和转子接触面积大，冷却效果好，大大延长了罗茨泵的使用寿命。另一方面，另两路冷却水从前侧盖和后侧盖上的进水口流到冷却水腔体内，对前侧盖和后侧盖位置进行冷却，使转子两端的热量被很好地吸收，增加冷却效果，冷却水最后从出水口排出，如此反复。

实施例2：一种带转子冷却结构的罗茨泵（参见附图3），其结构与实施例1相似，主要不同点在于，转子中间轴向设有连接孔28，转轴适配连接在连接孔内，连接孔靠近两端开口的内壁上分别设有两个前连通孔29和两个后连通孔30，一个前连通孔和一个后连通孔均与一个转子冷却腔连通，另一个前连通孔和另一个后连通孔均与另一个转子冷却腔连通。转轴外壁上靠近转子两端位置分别设有两条前连通槽31和两条后连通槽32，两前连通槽分别连通前冷却腔和两个前连通孔，两后连通槽连通后冷却腔和两个后连通孔。冷却水从后冷却腔依次通过后连通槽、后连通孔后到达转子冷却腔内对转子进行冷却，并依次从后连通孔、后连通槽排出到前冷却腔。通过在转轴上设置前连通槽和后连通槽来实现前冷却腔和转子冷却腔以及后冷却腔和转子冷却腔的连通，从而使转轴的加工更加方便，降低加工成本。

以上所述的实施例只是本发明的两种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims

1.一种带转子冷却结构的罗茨泵，包括泵体（1），泵体的前后两端分别连接有前侧盖（2）和后侧盖（3），前侧盖上连接前盖（4），后侧盖上连接后盖（5），前盖和后盖之间连接有转轴（6），转轴上连接有转子（22），转子设置在泵体内，其特征是，前盖内设有前盖腔（7），前侧盖内设有前冷却腔（8），后盖内设有后盖腔（9），后侧盖内设有后冷却腔（10），前盖腔和前冷却腔连通，后盖腔和后冷却腔连通，转子呈8字形结构，转子内设有两个封闭的转子冷却腔（26），转子冷却腔的两端分别与前冷却腔和后冷却腔连通，转子上靠近进液孔位置套接有用于带动冷却液的离心叶轮（14），离心叶轮设置在后冷却腔内，后盖上设有和后盖腔连通的进液管道，前盖上设有和前盖腔连通的出液管道。

2.根据权利要求1所述的带转子冷却结构的罗茨泵，其特征是，两个对称设置的转子冷却腔远离轴线的内壁上均设有若干条螺旋形的导向槽（27）。

3.根据权利要求1所述的带转子冷却结构的罗茨泵，其特征是，两转子冷却腔呈圆台形的筒状结构，转子冷却腔的孔径从靠近转子腔体进液孔端向另一端逐渐增大。

4.根据权利要求1或2或3所述的带转子冷却结构的罗茨泵，其特征是，转轴和后侧盖连接位置的外壁上设有和后冷却腔连通的进液孔（11），转轴和前侧盖连接位置的外壁上设有和前冷却腔连通的出液孔（12），转轴内设有和进液孔连通的后通液孔（23）以及和出液孔连通的前通液孔（13），前通液孔和转子冷却腔之间连接有用于连通前通液孔和转子冷却腔的转子腔体出液孔（25），后通液孔和转子冷却腔之间连接有用于连通后通液孔和转子冷却腔的转子腔体进液孔（24），转子腔体进液孔和转子腔体出液孔分别设置在转子冷却腔的前后两端位置。

5.根据权利要求4所述的带转子冷却结构的罗茨泵，其特征是，转子中间轴向设有连接孔（28），转轴适配连接在连接孔内，转子腔体进液孔和转子腔体出液孔贯通连接孔的孔壁，转子腔体进液孔朝向转子前端倾斜设置，转子腔体出液孔朝向转子后端倾斜设置，转子腔体进液孔轴线延长线和转子腔体出液孔轴线延长线的交点位置在转子冷却腔远离转轴的内壁上，转子腔体进液孔的孔径大于转子腔体出液孔的孔径。

6.根据权利要求1或2或3所述的带转子冷却结构的罗茨泵，其特征是，转子中间轴向设有连接孔（28），转轴适配连接在连接孔内，连接孔靠近两端开口的内壁上分别设有前连通孔（29）和后连通孔（30），前连通孔和后连通孔均与转子冷却腔连通，转轴外壁上靠近转子两端位置分别设有前连通槽（31）和后连通槽（32），前连通槽连通前冷却腔和前连通孔，后连通槽连通后冷却腔和后连通孔。

7.根据权利要求1或2或3所述的带转子冷却结构的罗茨泵，其特征是，转轴和前侧盖以及后侧盖的连接位置均设有活塞环密封圈（33），活塞环密封圈套接在转轴上。

8.根据权利要求1或2或3所述的带转子冷却结构的罗茨泵，其特征是，前侧盖和后侧盖内均设有冷却水腔体（15），冷却水腔体呈腰圆状结构并且一端连通进水口，另一端连通出水口。

9.根据权利要求1或2或3所述的带转子冷却结构的罗茨泵，其特征是，前盖和前侧盖的连接位置以及后盖和后侧盖的连接位置均设有密封垫片（16）。

10.根据权利要求1或2或3所述的带转子冷却结构的罗茨泵，其特征是，前侧盖前端面上连接有前轴承座（17），后侧盖后端面上连接有后轴承座（18），前轴承座和后轴承座内均连接有轴承（21），轴承紧密套接在转轴上，前轴承座上密封连接有前轴承压盖（19），前轴承压盖压在轴承端面上并与前侧盖连接紧固，后轴承座上密封连接有后轴承压盖（20），后轴承压盖压在轴承端面上并与后侧盖连接紧固。