CN103629113B - 油箱侧置式双级旋片真空泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋片式真空泵，提供了一种泵体及泵油温升低，且可明显提高真空泵的抽气速率和极限真空度的油箱侧置式双级旋片真空泵，解决了现有技术中存在的真空泵温升高，泵油寿命短，且导致真空泵排气能力下降、极限真空度降低等技术问题，它包括带有油泵的泵体，在泵体外设有侧置油箱，油泵连通在侧置油箱内，在侧置油箱与泵体间设有排气通道隔板，排气通道隔板的一侧与泵体围合成进排气过渡腔和后级排气腔，另一侧与侧置油箱围合成中间贮油池，进排气过渡腔与前级排气口和后级进气口相连通，且后级进气口低于前级排气口，后级排气腔与后级排气口相连通，中间贮油池与侧置油箱相连通，在排气通道隔板上设有排气孔，在排气孔上罩设有浸润在中间贮油池内的排气阀。

Description

油箱侧置式双级旋片真空泵

技术领域

本发明涉及一种旋片式真空泵，尤其涉及一种可明显提高抽气速率和极限真空度的油箱侧置式双级旋片真空泵。

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，通常分为往复式真空泵、旋片式真空泵和分子泵等，其中的旋片式真空泵作为初级泵应用最为广范，它包括单级泵和双级泵两种。现有的双级旋片真空泵结构一般是将泵体组成件沉浸在油箱内的真空泵油中，即为油浸式真空泵，虽然真空泵油有利于泵体组成件的密封，但却不利于泵体的散热，同时由于上述领域里都要求真空泵能够连续、长时间的不间断工作，而真空泵在长时间的工作过程中，由于压缩和摩擦产生的热量会使泵体内长时间处于高温状态，尤其是在工作环境不允许引入冷却水、工作环境通风不畅等条件下时，当真空泵的泵体长时间处于高温状态时，不仅影响密封件的寿命，而且会降低真空泵油（以下简称泵油）的寿命，使泵油加剧氧化、热裂解，被氧化的泵油粘度下降，酸性增加，还会产生絮状沉积物，直接导致真空泵的内部密封性下降，内漏增加，润滑性下降，摩擦增加；泵油的热裂解，会使泵油的饱和蒸汽压上升，真空泵的排气能力下降，真空系统的极限压力下降，同时油温上升还使得真空泵的排气口排出的气体中的油蒸汽含量增加，在排气口形成油雾，不仅污染工作环境，还增加真空泵油的消耗量，增加使用成本。

中国专利公开了一种带有油温控制系统的风冷式旋片真空泵（CN202073788U），包括泵体定子、前端盖、后端盖、侧偏心安装的转子、旋片、排气阀组件、侧置式油箱、泵油循环与油温控制系统、电机支撑座、电动机和电气控制箱；封闭泵腔内，侧偏心安装有转子装有旋片，电动机固定于电机支撑座另一侧，泵体定子上方开有进气口，泵体定子的后侧方开有排气孔，侧置式油箱下腔有泵油过滤网和过滤器，侧置式油箱上腔有排气油雾过滤器，泵油循环和油温控制系统包括供油管、流量调节阀、回油管、泵油温度传感器、电子温度控制器和风冷式泵油冷却器。虽然此装置可通过油温控制系统来自动检测泵体和泵油温度，温升超过设定值时，油温控制系统自动启动泵油冷却器风扇电机对泵油进行风冷降温，并通过泵油进一步降低泵体温度，但此结构中的真空泵为单级泵，且在环境温度较高或泵运行时间较长时，因此同样存在泵油降温效果并不明显，真空泵及泵油的使用寿命短，不仅增加使用成本，而且影响真空泵的性能，导致真空泵排气能力下降、极限真空度降低等技术问题。

发明内容

本发明主要是提供了一种泵体及泵油温升低，且可明显提高真空泵的抽气速率和极限真空度的油箱侧置式双级旋片真空泵，解决了现有技术中存在的真空泵在环境温度较高或运行时间较长时，泵体及泵油温升高，不仅使真空泵及泵油的使用寿命缩短，增加使用成本，并导致真空泵排气能力下降、极限真空度降低等的技术问题。

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：一种油箱侧置式双级旋片真空泵，包括泵体及设于泵体一端的前级泵泵腔和另一端的后级泵泵腔，前级泵泵腔内设有前级泵转子，后级泵泵腔内设有后级泵转子，前级泵转子的一端延伸至后级泵泵腔内并与后级泵转子相连，前级泵转子的另一端延伸至泵体外并与油泵及电机的输出轴相连，其中的油泵输出端又通过泵体上的若干条润滑通道与前级泵泵腔及后级泵泵腔相连通，在所述泵体的外侧设有侧置油箱，油泵输入端连通在侧置油箱内，在侧置油箱与泵体间夹设有排气通道隔板，排气通道隔板的一侧与泵体共同围合成进排气过渡腔和后级排气腔，进排气过渡腔与前级泵泵腔上的前级排气口和后级泵泵腔上的后级进气口相连通，且其中的后级进气口低于前级排气口，后级排气腔与后级泵泵腔上的后级排气口相连通，排气通道隔板的另一侧与侧置油箱共同围合成中间贮油池，中间贮油池又通过泵体润滑油排油孔与侧置油箱相连通，在进排气过渡腔与中间贮油池间及后级排气腔与中间贮油池间的排气通道隔板上分别设有排气孔，在排气孔上罩设有可沿排气孔轴向滑动的排气阀，排气阀浸润在中间贮油池内的油液面下。可以不设置油泵，电机启动后泵体上的后级泵泵腔产生真空，从而将泵油从侧置油箱吸入到后级泵泵腔，为了保证供油量及加快泵油的循环和提高散热效果，在泵体外增设油泵；通过在在侧置油箱与泵体间夹设排气通道隔板，并在排气通道隔板与泵体间围合形成进排气过渡腔和后级排气腔，在排气通道隔板与侧置油箱间围合形成中间贮油池，由于进排气过渡腔与前级泵泵腔上的前级排气口和后级泵泵腔上的后级进气口相连通，中间贮油池又通过泵体润滑油排油孔与侧置油箱相连通，即通过排气通道隔板实现真空泵前、后级间的气路和油路连接，同时又由于通道隔板上对应的排气孔排气阀浸润在与侧置油箱连通的贮油池内，在满足排气孔油封要求的同时，又使侧置油箱与泵体分离，即泵体无需浸泡在泵油内，因此泵体散热性好，利于真空泵性能的稳定发挥；同时由于后级进气口低于前级排气口，可使前级的高真空端排出的油顺利的流入低真空级，避免在前、后级之间的通道内产生油堵,从而可明显的提高了真空泵的极限压力和抽气速率。

作为优选，在所述油泵的输出端并联着冷凝器的输入端，在侧置油箱上设有冷凝器泄油口，冷凝器的输出端通过冷凝器泄油口连通在侧置油箱上。通过在油泵的输出端与侧置油箱间并联设置冷凝器，使油泵自侧置油箱吸出的真空泵油一部分用于真空泵的密封和润滑，其它部分通过冷凝器进行冷凝降温后再回流至侧置油箱内，冷凝器提高了泵油的散热效果，利于真空泵性能的稳定发挥。

作为更优选，所述后级泵转子延伸至泵体外，在泵体外对应的后级泵转子上设有冷凝器散热风扇，冷凝器同轴环设于冷凝器散热风扇的外侧。通过冷凝器散热风扇使冷凝器风冷降温，提高冷凝器的冷凝降温效果；由后级泵转子带动冷凝器散热风扇旋转，即一个电机同时驱动泵转子和冷凝器散热风扇，节约制造成本；冷凝器环罩在冷凝器散热风扇外，散热效果好，空间结构紧凑合理。

作为更优选，所述润滑通道包括第一润滑通道、第二润滑通道和第三润滑通道，其中的第一润滑通道的一端连通于侧置油箱的油液面下，另一端连通于油泵，并经油泵依次与后级泵泵腔和前级泵泵腔相连通，第二润滑通道的一端连通于前级泵泵腔和后级泵泵腔，另一端连通于泵体润滑油排油孔，第三润滑通道的一端连通于油泵，另一端经冷凝器连通于侧置油箱。第一润滑通道用于油泵向泵腔内压力供油，由于后级泵泵腔为低真空端，前级泵泵腔为高真空端，泵油先经过后级泵泵腔再进入前级泵泵腔，由于泵油中含有水汽等影响真空度的气体，为此泵油先经后级泵泵腔脱气后再进入前级泵泵腔，利于泵体的工作润滑及密封和前级泵泵腔真空度的提高，即极限真空气的提高；第二润滑通道连通在侧置油箱与前、后级泵泵腔之间，使前、后级泵泵腔排出的泵油排出至侧置油箱内；第三润滑通道通过冷凝器连通于侧置油箱和油泵之间，使侧置油箱内的泵油引出至冷凝器内进行降温，即在不影响真空泵性能的前提下使油温降低，结构合理，易于安装和实施。

作为优选，所述侧置油箱为并列设置在泵体右侧的长方形箱体结构，在侧置油箱的中部设有横隔板，横隔板的下方形成贮油腔，泵体润滑油排油孔位于贮油腔对应的侧置油箱侧壁上，横隔板的上方形成过滤腔，在过滤腔内水平设有油雾过滤器，油雾过滤器的一端与贮油腔相连通，油雾过滤器的另一端通过侧置油箱上的排气口与大气相连通。长方形箱体结构的侧置油箱与泵体并列设置时，易于布设安装；通过横隔板在侧置油箱内分隔出贮油腔和过滤腔，贮油腔用于存贮泵油，过滤腔设置油雾过滤器，通过油雾过滤器吸附真空泵排气中的泵油，减少真空泵工作环境的油雾污染，有利于降低真空泵的使用和维护成本，延长真空泵的使用寿命。

作为优选，在所述侧置油箱的下方侧壁上设有回油口，回油口连通在中间贮油池的底部。在真空泵停机后，通过回油口可使贮油池内的泵油缓慢的回流至侧置油箱内，减小真空泵的启动阻力，保证真空泵的启动性能。

作为优选，在所述泵体两端口分别设有前端盖和后端盖，在泵体的容纳腔内横设有中隔板，中隔板、前端盖和泵体共同围合成密闭的前级泵泵腔，中隔板、后端盖和泵体共同围合成密闭的后级泵泵腔。由前、后端盖和中隔板在泵体上围合出密闭的前、后级泵泵腔，结构简单，易于加工装配。

作为优选，所述排气阀包括垂直旋接在排气通道隔板上的阀杆及固定在阀杆外侧端的圆形的限制板，在限制板与排气通道隔板间的阀杆上滑动连接有圆形的弹性排气阀片，排气孔分布在弹性排气阀片对应的排气通道隔板上并相对阀杆的中心在圆周方向均布。排气时，气体吹动弹性排气阀片顺沿阀杆向上滑动至平贴在限制板内侧，当泵腔压力下降，泵体外气体泵腔时，外部气体推动弹性排气阀片顺沿阀杆向下并封堵在排气孔上，结构简单；排气孔分布在阀杆的四周，确保弹性排气阀片沿阀杆向上或向下平稳滑动，提高弹性排气阀片的密封可靠性。

作为更优选，在所述限制板上设有若干个透气孔，且透气孔在限制板的圆周方向均布。通过在限制板上设置若干个透气孔，减少限制板对弹性排气阀片的吸附力，利于弹性排气阀片快速复位后满足密封要求。

作为优选，所述后级进气口低于前级排气口0.1mm至20mm。前、后级排气口间合理的高度差，有效避免在前、后级之间的通道内产生油堵,保证真空泵的极限压力和抽气速率得到明显的提高。

因此，本发明的油箱侧置式双级旋片真空泵具有下述优点：空间结构紧凑合理，无需外置动力源进行水冷，节能环保，且有利于稳定真空系统的真空度，延长了真空泵油的使用寿命，减少了真空泵工作环境的油雾污染，降低了真空泵的使用和维护成本，同时延长了真空泵的使用寿命。

附图说明：

图1是本发明油箱侧置式双级旋片真空泵的爆炸图；

图2是本发明的剖视图；

图3是本发明的局部结构示意图；

图4是排气阀的放大图；

图5是排气通道隔板的放大图；

图6是泵体和侧置油箱的连接示意图；

图7是侧置油箱的剖视图；

图8是本发明的油路图；

图9是图8的右视图。

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：

如图2所示，本发明的一种油箱侧置式双级旋片真空泵，包括泵体1，在泵体1两端口分别封装有前端盖28和后端盖29，在泵体1的容纳腔中部横设一块中隔板30，中隔板30与泵体1容纳腔中轴垂直，中隔板30、前端盖28和泵体1共同围合成密闭的前级泵泵腔2，中隔板30、后端盖29和泵体1共同围合成密闭的后级泵泵腔3，在前级泵泵腔2内偏心的装着一个前级泵转子4，后级泵泵腔3内偏心的装着一个后级泵转子5，后级泵转子5的一端穿过后端盖29延伸至泵体1外，且在泵体1外对应的后级泵转子5上同轴连接一个离心式的冷凝器散热风扇19，前级泵转子4的一端穿过中隔板30与后级泵转子5同轴相连，前级泵转子4的另一端穿过前端盖28与油泵18及电机6的输出轴同轴相连，如图1所示，在泵体1的左侧并列安装了一个长方形箱体结构的侧置油箱7，在侧置油箱7与泵体1间平行夹设了一块长方形的排气通道隔板8，如图3所示，排气通道隔板8的右侧与泵体1共同围合成进排气过渡腔9和后级排气腔10，进排气过渡腔9与前级泵泵腔2上的前级排气口11和后级泵泵腔3上的后级进气口12相连通，后级排气腔10与后级泵泵腔3上的后级排气口13相连通，其中的后级进气口12低于前级排气口11，两者最低点距离为1mm，如图6所示，排气通道隔板8的左侧与侧置油箱7共同围合成中间贮油池14，中间贮油池14又通过泵体润滑油排油孔17与侧置油箱7相连通，如图7所示，在侧置油箱7油液面下的侧壁上开有一个回油口27，回油口27连通在中间贮油池14的底部，如图3和图5所示，在进排气过渡腔9与中间贮油池14间的排气通道隔板8上开有三组排气孔15，后级排气腔10与中间贮油池14间的排气通道隔板8上开有一组排气孔15，每组排气孔15带有四个排气孔15并呈圆环形等距排列，在每组排气孔15上均罩设一个可沿排气孔15轴向滑动的排气阀16，排气阀16浸润在中间贮油池14内的油液面下。如图4所示，排气阀16包括垂直旋接在每组排气孔15中轴对应的排气通道隔板8上的阀杆34，在阀杆34的外侧端同轴固定一块圆形的限制板35，在限制板35上开有六个透气孔37，且六个透气孔37以阀杆34为中心在圆周方向均布，在限制板35与排气通道隔板8间的阀杆34上同轴滑动套装一个圆形的弹性排气阀片36，弹性排气阀片36由橡胶材料制成且与限制板35直径相等，当弹性排气阀片36下滑至排气通道隔板8时，弹性排气阀片36刚好封罩在阀杆34同围对应的排气孔15上。如图9所示，其中的油泵18输入端连通在侧置油箱7内，油泵18输出端又通过泵体1上的润滑通道与前级泵泵腔2及后级泵泵腔3相连通，如图1所示，油泵18的输出端并联着冷凝器20的输入端，在侧置油箱7上设有冷凝器泄油口21，冷凝器20的输出端通过冷凝器泄油口21连通在侧置油箱7上，其中的冷凝器20呈环形并同轴环罩在冷凝器散热风扇19的外侧。如图8所示，润滑通道包括第一润滑通道31、第二润滑通道32和第三润滑通道33，其中的第一润滑通道31的一端连通于侧置油箱7的油液面下，另一端连通于油泵18，并经油泵18先后与后级泵泵腔3、前级泵泵腔2相连通，如图6所示，第二润滑通道32的一端连通于前级泵泵腔2和后级泵泵腔3，另一端连通于泵体润滑油排油孔17，如图8所示，第三润滑通道33的一端连通于油泵18，另一端经冷凝器20连通于侧置油箱7。如图7所示，在侧置油箱7的中部横向设置了一块横隔板22，横隔板22将侧置油箱7分隔成上下两个独立的腔体，横隔板22的下方形成用于贮存泵油的贮油腔23，泵体润滑油排油孔17位于贮油腔23对应的侧置油箱7侧壁上，横隔板22的上方形成过滤腔24，在过滤腔24内水平安装了一个油雾过滤器25，油雾过滤器25的左端与贮油腔23相连通，右端对应的侧置油箱7侧壁上开有一个排气口26，油雾过滤器25通过排气口26与大气相连通。

使用时，油泵18从侧置油箱7内吸入泵油,其中一部分泵油从第一润滑通道31进入前端盖28和后端盖29的油封处进行润滑，部分泵油又经过后端盖29油封和中隔板30后进后级泵泵腔3，还有部分泵油经过第二润滑通道32由后级泵泵腔3脱气后经过中隔板30进入到前级泵泵腔2进行润滑密封，进到前级泵泵腔2的油气被排到侧面的进排气过渡腔9内，其中大部分通过排气阀16排出至连接处的贮油池14内，其中进入排气过渡腔9内的少量油气又从后级进气口12进入到后级泵泵腔3，再由后级泵泵腔3排出至后级排气腔10，再通过排气阀16排出至连接处的贮油池14内，贮油池14内的油位不断上升，直至经泵体润滑油排油孔17溢出回流至侧置油箱7，其余的泵油经过第三润滑通道33进入羽状的冷凝器20，泵油将热量传递至冷凝器20上的羽状散热片，离心式的冷凝器散热风扇19转动形成的高速气流穿过导流罩吹向装有羽状散热片的冷凝器20，将冷凝器20上的热量带走，经过冷凝器20降温的泵油又通过第三润滑通道33回到侧置油箱7，与泵体1内部排出到侧置油箱7内的热油混合，从而起到降低侧置油箱7内油温的作用，同时经泵体润滑油排油孔17排出的气体又经油雾过滤器25进行分离，排出气体并收集雾化的真空泵油。

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 (8)

1.一种油箱侧置式双级旋片真空泵，包括泵体（1）及设于泵体（1）一端的前级泵泵腔（2）和另一端的后级泵泵腔（3），前级泵泵腔（2）内设有前级泵转子（4），后级泵泵腔（3）内设有后级泵转子（5），前级泵转子（4）的一端延伸至后级泵泵腔（3）内并与后级泵转子（5）相连，前级泵转子（4）的另一端延伸至泵体（1）外并与油泵（18）及电机（6）的输出轴相连，其中的油泵（18）输出端又通过泵体（1）上的若干条润滑通道与前级泵泵腔（2）及后级泵泵腔（3）相连通，其特征在于：在所述泵体（1）的外侧设有侧置油箱（7），油泵（18）输入端连通在侧置油箱（7）内，在侧置油箱（7）与泵体（1）间夹设有排气通道隔板（8），排气通道隔板（8）的一侧与泵体（1）共同围合成进排气过渡腔（9）和后级排气腔（10），进排气过渡腔（9）与前级泵泵腔（2）上的前级排气口（11）和后级泵泵腔（3）上的后级进气口（12）相连通，且其中的后级进气口（12）低于前级排气口（11），后级排气腔（10）与后级泵泵腔（3）上的后级排气口（13）相连通，排气通道隔板（8）的另一侧与侧置油箱（7）共同围合成中间贮油池（14），中间贮油池（14）又通过泵体润滑油排油孔（17）与侧置油箱（7）相连通，在进排气过渡腔（9）与中间贮油池（14）间及后级排气腔（10）与中间贮油池（14）间的排气通道隔板（8）上分别设有排气孔（15），在排气孔（15）上罩设有可沿排气孔（15）轴向滑动的排气阀（16），排气阀（16）浸润在中间贮油池（14）内的油液面下；在所述侧置油箱（7）的下方侧壁上设有回油口（27），回油口（27）连通在中间贮油池（14）的底部；所述后级进气口（12）低于前级排气口（11）0.1mm至20mm。

2.根据权利要求1所述的油箱侧置式双级旋片真空泵，其特征在于：在所述油泵（18）的输出端并联着冷凝器（20）的输入端，在侧置油箱（7）上设有冷凝器泄油口（21），冷凝器（20）的输出端通过冷凝器泄油口（21）连通在侧置油箱（7）上。

3.根据权利要求2所述的油箱侧置式双级旋片真空泵，其特征在于：所述后级泵转子（5）延伸至泵体（1）外，在泵体（1）外对应的后级泵转子（5）上设有冷凝器散热风扇（19），冷凝器（20）同轴环设于冷凝器散热风扇（19）的外侧。

4.根据权利要求2所述的油箱侧置式双级旋片真空泵，其特征在于：所述润滑通道包括第一润滑通道（31）、第二润滑通道（32）和第三润滑通道（33），其中的第一润滑通道（31）的一端连通于侧置油箱（7）的油液面下，另一端连通于油泵（18），并经油泵（18）依次与后级泵泵腔（3）和前级泵泵腔（2）相连通，第二润滑通道（32）的一端连通于前级泵泵腔（2）和后级泵泵腔（3），另一端连通于泵体润滑油排油孔（17），第三润滑通道（33）的一端连通于油泵（18），另一端经冷凝器（20）连通于侧置油箱（7）。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的油箱侧置式双级旋片真空泵，其特征在于：所述侧置油箱（7）为并列设置在泵体（1）右侧的长方形箱体结构，在侧置油箱（7）的中部设有横隔板（22），横隔板（22）的下方形成贮油腔（23），泵体润滑油排油孔（17）位于贮油腔（23）对应的侧置油箱（7）侧壁上，横隔板（22）的上方形成过滤腔（24），在过滤腔（24）内水平设有油雾过滤器（25），油雾过滤器（25）的一端与贮油腔（23）相连通，油雾过滤器（25）的另一端通过侧置油箱（7）上的排气口（26）与大气相连通。

6.根据权利要求1至4中任意一项所述的油箱侧置式双级旋片真空泵，其特征在于：在所述泵体（1）两端口分别设有前端盖（28）和后端盖（29），在泵体（1）的容纳腔内横设有中隔板（30），中隔板（30）、前端盖（28）和泵体（1）共同围合成密闭的前级泵泵腔（2），中隔板（30）、后端盖（29）和泵体（1）共同围合成密闭的后级泵泵腔（3）。

7.根据权利要求1至4中任意一项所述的油箱侧置式双级旋片真空泵，其特征在于：所述排气阀（16）包括垂直旋接在排气通道隔板（8）上的阀杆（34）及固定在阀杆（34）外侧端的圆形的限制板（35），在限制板（35）与排气通道隔板（8）间的阀杆（34）上滑动连接有圆形的弹性排气阀片（36），排气孔（15）分布在弹性排气阀片（36）对应的排气通道隔板（8）上并相对阀杆（34）的中心在圆周方向均布。

8.根据权利要求7所述的油箱侧置式双级旋片真空泵，其特征在于：在所述限制板（35）上设有若干个透气孔（37），且透气孔（37）在限制板（35）的圆周方向均布。