CN105003435B - 可变内压比螺杆真空泵 - Google Patents
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Abstract
本发明设计一种真空泵，特别涉及一种可变内压比螺杆真空泵，属于螺杆真空泵技术领域，包括泵体及泵体内的主动转子、从动转子，主动转子、从动转子上的螺旋槽与泵体内壁形成密封腔，一可变护座，设置在密封腔排气端，其上设有至少2个排气孔；一阀芯，可旋转的安装在可变护座内，阀芯上设有与排气孔配合的关闭板，阀芯外侧连接旋转驱动装置。本发明可根据实际工作情况自动调整内压比大小，能够满足高真空度使用要求，同时，大幅降低能耗。
Description
技术领域
本发明设计一种真空泵，特别涉及一种可变内压比螺杆真空泵，属于螺杆真空泵技术领域。
背景技术
螺杆真空泵是把两个经过严格动平衡校正、用轴承做支撑的螺杆，安装在泵腔内，两个螺杆相互啮合，螺杆上的螺旋槽与容纳螺旋槽的内壁构成一个个彼此连接的密封腔，运转时，两个转子在泵腔内作同步高速反向旋转，随着螺杆的连续转动，密封腔连续向前推移，空气由吸气口吸入，经密封腔推送，由排气口排出，由此来进行抽真空。
螺杆真空泵的内压比与吸排气口、螺杆型线等有关，内压比越高，抽真空能力越强。在吸气口、螺杆型线确定的情况下，内压比一般是通过排气口的大小调整确定，排气口越大，内压比越低，排气口越小，内压比越高。
螺杆真空泵实际工作时，在初始阶段，由于真空度低，如采用高内压比真空泵，其能耗很高，因此，此时更适用低内压比真空泵，排气量大，工作效率高，而随着真空度不断提高，低内压比真空泵效率迅速下降，此时，更适用高内压比真空泵，提高真空度。而现有的螺杆真空泵均为定内压比，为了兼顾整个工作过程，通常是确定一个合适的内压比，兼顾能耗与真空度要求。因此，难以在能耗与真空度上取得大的突破。
发明内容
根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种可变内压比螺杆真空泵，可根据实际工作情况自动调整内压比大小，能够满足高真空度使用要求，同时，大幅降低能耗。
本发明所述的可变内压比螺杆真空泵，包括泵体及泵体内的主动转子、从动转子，主动转子、从动转子上的螺旋槽与泵体内壁形成密封腔，一可变护座，设置在密封腔排气端，其上设有至少2个排气孔；一阀芯，可旋转的安装在可变护座内，阀芯上设有与排气孔配合的关闭板，阀芯外侧连接旋转驱动装置。
可变护座上设有多个不同通气量的排气孔，阀芯与可变护座相配合，通过旋转驱动装置驱动阀芯及关闭板转动，从而可以对排气孔进行封闭。随着排气孔的封闭，内压比将随之改变，排气孔的总排气量越大，内压比越小，排气孔的总排气量越小，内压比越高。内压比配合实际工况的使用要求进行调整，既能满足低真空度情况下使用低内压比，降低能耗，又能满足高真空度情况下使用高内压比，提高真空度的要求。
所述的可变护座包括内凸台、外凸台及连接内凸台、外凸台的环形底板，排气孔设置在底板上，并沿底板周向均匀布置。
所述的排气孔为圆形、椭圆形、多边形或长条形，或两端为半圆、中间通过弧线连接的长弧形。
所述的排气孔具有一致的旋向。
所述的阀芯包括内环台、外环台，内环台与外环台之间的环形区域内设置关闭板及通孔区，内环台套在内凸台外侧，外环台插入外凸台内侧，外环台的外侧设有齿轮，对应的可变护座的外凸台上设有安装座，一蜗杆设置在安装座内，并与齿轮相配合，通过蜗杆的转动，带动阀芯旋转，实现关闭板对排气孔的打开及关闭动作。
所述的通孔区内间隔设置加强筋，加强筋的底面高于关闭板的底面，加强筋增加阀芯强度，同时避免影响排气孔的排气。
所述的可变护座的底板上，最后排气孔一侧设有限位销，该限位销限定关闭板最大开启及最小开启极限位置，使当关闭板运行至最大开启位置时，所有排气孔打开，当关闭板运行至最小开启位置时，仅最后排气孔打开，关闭板的运行位置，可通过对驱动装置的电机进行控制，限位销通过机械方式限位。
所述的蜗杆连接伺服电机，伺服电机连接控制系统，泵体内设有压力传感装置，压力传感装置连接控制系统。
工作过程：
初始状态下，工作环境的真空度低，关闭板开启到最大位置，所有排气孔均打开，总排气量最大，此时，设备的内压比低，配合低真空度的环境，满足使用要求的同时，能耗降到最低。随着环境真空度的提高，压力传感装置检测到泵体内的压力变化，控制系统控制伺服电机动作，伺服电机驱动蜗杆使阀芯旋转，关闭板逐步将排气孔关闭，设备的内压比逐步升高，以满足对真空度的要求。当运行到最后的阶段时，关闭板开启到最小位置，仅保留最小的一个排气孔，直至完成工作。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
本可变内压比螺杆真空泵可根据工作状况调整设备的内压比大小，根据真空条件，选择最合适的内压比，最大程度降低能耗，整体耗能大幅下降，节能达到50％以上，同时，满足更高真空度使用要求，提高了整体的工作效率。
附图说明
图1是本发明剖视图；
图2是主动转子、从动转子配合示意图；
图3是从动转子装配分解图；
图4是可变护座主视图；
图5是阀芯主视图。
图中：1、泵体；2、从动转子；3、主动转子；4、可变护座；5、蜗杆；6、阀芯压盖；7、阀芯；8、前护板；4.1、安装座；4.2、排气孔；4.3、限位销；4.4、底板；4.5、内凸台；4.6、外凸台；7.1、齿轮；7.2、关闭板；7.3、通孔区；7.4加强筋；7.5、内环台；7.6、外环台。
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。
如图1～3所示，本可变内压比螺杆真空泵，包括泵体1及泵体1内的主动转子3、从动转子2，主动转子3、从动转子2上的螺旋槽与泵体1内壁形成密封腔，主动转子3的螺杆连接外部驱动装置，主动转子3与从动转子2的另一端通过齿轮机构相连。密封腔一端为进气端，另一端为排气端，密封腔的排气端设置前护板8及可变护座4，前护板8设置在主动转子3上，可变护座4设置在从动转子2上，可变护座4内设置一可旋转的阀芯7，阀芯7上设置一阀芯压盖6，阀芯压盖6通过螺栓固定在可变护座4上，阀芯7外侧连接旋转驱动装置。
如图4所示，可变护座4包括内凸台4.5、外凸台4.6及连接内凸台4.5、外凸台4.6的环形底板4.4，内凸台4.5套在螺杆上，外凸台4.6上设有螺栓孔，外凸台4.6的的一侧设有安装座4.1，用于安装蜗杆5。底板4.4上设有至少2个通气量不同的排气孔4.2，排气孔4.2的数量可根据实际情况设置多个，如设置6个、8个、10个、20个等等，排气孔4.2可以为圆形、椭圆形、多边形或长条形等多种形状，本实施例优选两端为半圆、中间通过弧线连接的长弧形，该长弧形排气孔4.2具有一致的旋向，并沿底板4.4周向均匀布置。排气孔4.2的大小可以相同，也可以不同，其排列顺序可按大小排列，也可自由排列，本实施例设置最后一个排气孔4.2为最小排气孔，该最小排气孔4.2一侧设有限位销4.3，该限位销4.3限定关闭板7.2最大开启及最小开启极限位置，使当关闭板7.2运行至最大开启位置时，所有排气孔4.2打开，当关闭板7.2运行至最小开启位置时，仅该最小排气孔4.2打开。
如图5所示，阀芯7包括内环台7.5、外环台7.6，内环台7.5与外环台7.6之间的环形区域内设置关闭板7.2及通孔区7.3，内环台7.5套在内凸台4.5外侧，外环台7.6插入外凸台4.6内侧，外环台7.6的外侧设有齿轮7.1，齿轮7.1与设置在安装座4.1内的蜗杆5配合。通孔区7.3内间隔设置加强筋7.4，加强筋7.4的底面高于关闭板7.2的底面。
旋转驱动装置包括蜗杆5，蜗杆5连接伺服电机，该伺服电机可控制蜗杆5正向及反向旋转，伺服电机连接控制系统，控制系统还连接压力传感装置，压力传感装置设置在泵体1内。通过控制系统随时调整关闭板7.2的开度，从而实现对内压比的可变调节。
工作过程：
初始状态下，工作环境的真空度低，关闭板7.2开启到最大位置，所有排气孔4.2均打开，总排气量最大，此时，设备的内压比低，配合低真空度的环境，满足使用要求的同时，能耗降到最低。随着环境真空度的提高，压力传感装置检测到泵体1内的压力变化，控制系统控制伺服电机动作，伺服电机驱动蜗杆5使阀芯7旋转，关闭板7.2逐步将排气孔4.2关闭，设备的内压比逐步升高，以满足对真空度的要求。当运行到最后的阶段时，关闭板7.2开启到最小位置，仅保留最小的一个排气孔4.2，直至完成工作。
Claims (6)
1.一种可变内压比螺杆真空泵，包括泵体(1)及泵体(1)内的主动转子(3)、从动转子(2)，主动转子(3)、从动转子(2)上的螺旋槽与泵体(1)内壁形成密封腔，其特征在于：
一可变护座(4)，设置在密封腔排气端，其上设有至少2个排气孔(4.2)；
一阀芯(7)，可旋转的安装在可变护座(4)内，阀芯(7)上设有与排气孔(4.2)配合的关闭板(7.2)，阀芯(7)外侧连接旋转驱动装置；
所述的可变护座(4)包括内凸台(4.5)、外凸台(4.6)及连接内凸台(4.5)、外凸台(4.6)的环形的底板(4.4)，排气孔(4.2)设置在底板(4.4)上，并沿底板(4.4)周向均匀布置；
所述的阀芯(7)包括内环台(7.5)、外环台(7.6)，内环台(7.5)与外环台(7.6)之间的环形区域内设置关闭板(7.2)及通孔区(7.3)，内环台(7.5)套在内凸台(4.5)外侧，外环台(7.6)插入外凸台(4.6)内侧，外环台(7.6)的外侧设有齿轮(7.1)，对应的可变护座(4)的外凸台(4.6)上设有安装座(4.1)，一蜗杆(5)设置在安装座(4.1)内，并与齿轮(7.1)相配合。
2.根据权利要求1所述的可变内压比螺杆真空泵，其特征在于：所述的排气孔(4.2)为圆形、椭圆形、多边形或长条形，或两端为半圆、中间通过弧线连接的长弧形。
3.根据权利要求2所述的可变内压比螺杆真空泵，其特征在于：所述的排气孔(4.2)具有一致的旋向。
4.根据权利要求1所述的可变内压比螺杆真空泵，其特征在于：所述的通孔区(7.3)内间隔设置加强筋(7.4)，加强筋(7.4)的底面高于关闭板(7.2)的底面。
5.根据权利要求1所述的可变内压比螺杆真空泵，其特征在于：所述的可变护座(4)的底板(4.4)上，最后排气孔(4.2)一侧设有限位销(4.3)，该限位销(4.3)限定关闭板(7.2)最大开启及最小开启极限位置，使当关闭板(7.2)运行至最大开启位置时，所有排气孔(4.2)打开，当关闭板(7.2)运行至最小开启位置时，仅最后排气孔(4.2)打开。
6.根据权利要求1所述的可变内压比螺杆真空泵，其特征在于：所述的蜗杆(5)连接伺服电机，伺服电机连接控制系统，泵体(1)内设有压力传感装置，压力传感装置连接控制系统。
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