CN1065026C - 两级旋转真空泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种两级旋转真空泵，在串列连接的两级旋转真空泵中，直接空冷第1级泵(高真空侧)的气缸12，间接油冷第2级泵(低真空侧)的气缸22。其能防止产生朝被排气容器的油蒸气的逆流，防止因气缸内形不成油膜而发生机械烧熔，而且防止冷凝性气体液化。

Description

两级旋转真空泵

本发明涉及两级旋转真空泵，尤其涉及改进了冷却方法的两级旋转真空泵。

一边用油保持密封和润滑一边在气缸内使回转部件回转进行容积排气、排向大气的旋转真空泵结构简单，经常得到使用，其中将二台泵串接成为两级旋转真空泵由于压缩比高，能达到的真空度高，所以在各领域被广泛使用。

典型的两级旋转真空泵的横剖面图及纵断面图分别表示在图4、5中。如图4所示，容积大的第1级泵10与容积小的第2级泵20被前盖2、中间板3、后盖4所夹持，主轴5是公共轴，串列连接，以上各部件在泵壳体21的内部几乎浸没在油中。另外，从前盖2伸出的主轴5上安装有冷却风扇7，该主轴5通过联轴器8与马达9连接。

图5表示第1级泵10的剖面，简略地说其由气缸12及在其内部在偏心位置回转的回转部件14构成。回转部件14设有两叶片15，通过内部的螺旋弹簧，朝相反方向突出，图5中当回转部件14朝顺时针方向回转时，叶片15因螺旋弹簧的力和离心力在气缸12内壁上滑动，从吸气口11吸入气体，经压缩，通过排出口16排出。该排气原理在第2级泵20中也是相同的，泵20由带有叶片25的回转部件24和气缸22构成，并且，第1级泵10的排气口16与第2级泵20的没有图示的吸气口连接。

另外，回转部件14回转时，为了滑动部分的润滑和密封，向泵壳体21内供油并使油循环，该油由供油泵，即设在贯通后盖4内的主轴5的后端、将该主轴与作为驱动轴的没有图示的小供油泵，经没有图示的通道，从第2级泵20的气缸22经中间板3送向第1级泵10的气缸12。

上面是两级旋转真空泵的代表例，众所周知，旋转真空泵所能达到的压力即极限压力是由所使用的油的蒸气压力所决定的，在泵运转中，油温度上升，该压力就上升，所以，油的冷却，尤其是与极限压力直接有关的气缸内的油的冷却，即气缸的冷却具有非常重要的意义，也正因为如此，所以如上所述安装有冷却风扇。

从气缸冷却方面看，将上述代表例的两级旋转真空泵的装配结构作为第1以往例示于图2。即，在与马达9连接的主轴5上安装冷却风扇7，使该主轴5为公共轴，连接第1级泵10与第2级泵20(泵10、20没有图示)，气缸12、22在壳体21内几乎浸没在油O中，泵壳体21的外周设有许多翅片26。

说明一下该第1以往例的作用，马达9一回转，安装在主轴5上的冷却风扇7所产生的风沿泵壳体21的翅片26，如箭头方向所示流动，冷却泵壳体12及包含在其内部的油，通过该被冷却的油第1气缸12、第2气缸22得到间接冷却。

通过油的间接冷却的冷却效率低，所以第1气缸12、第2气缸22温度都比较高。各气缸12、22的温度高意味着在它们内部存在的用于润滑、密封的油处于高蒸气压状态，因而极限压力受到限制。尤其是第1气缸12内的油的蒸气压力变高将产生向被排气容器的油蒸气的逆流(所谓逆向蒸气)，污染被排气容器，此外，第1气缸12内离供油泵最远的位置循环油量少，容易发生无油膜，存在有时发生烧坏第1级泵10的问题。其中，被排气容器的污染对于使用在要求纯度高的半导体制造线场合来说是致命的缺陷。

作为对策，例如，如专利文献特开昭No．59-39982(JP，A，5939982)所示，提出了直接空冷方式的旋转真空泵。另外，这是一级式的旋转真空泵。如图3所示，作为第2以往例，该图3示出了直接空冷方式的两级旋转真空泵的组装结构。第1级泵10、第2级泵20通过公共主轴5直接与马达9连接，装在该主轴5上的冷却风扇7与第1以往例相同，构成各级泵10、20的第1气缸12、第2气缸22直接与大气相通，并且它们表面设置翅片33。另外，全周隔开间隙(大气)覆盖有侧板34作为结构体。并且，在侧板34的局部一体地设有油箱35，贮存在此的油O用供油泵供给各气缸12、22并进行循环。

说明一下第2以往例的作用，通过马达9回转，冷却风扇7产生的风沿翅片33，如箭头所示顺第1气缸12、第2气缸22的表面与侧板34间流动，直接冷却各气缸12、22。

若这样直接空冷，第1气缸12、第2气缸22共同保持比较低的温度，因而，各气缸12、22内存在的油的蒸气压力保持在比较低的状态。在这一点上与第1以往例不同，极限压力变低，此外，逆向蒸气及润滑油形不成油膜状况得到了抑制，但是，由于温度低，存在在第1以往例中很少出现的冷凝性气体的液化加剧的缺点，即，冷凝性气体(例如水蒸气)液化混入油中，则作为泵的排气性能指标的极限压力和排气速度降低，油的润滑性和防锈性也降低，所以必须短期进行泵的分解检修。

WO，A，8912169公开了一种真空泵，其液体循环泵2的工作液体流经带风扇7的空气冷却器5，从而被冷却和循环，进而，被冷却的液体冷却了“干运转”的真空泵8。然而，该文献仅公开了通过冷却用液体的循环进行间接冷却，而没有公开通过空气冷却进行直接冷却的方法，不能同时解决蒸气的逆流和冷凝性气体的液化问题。

本发明就是鉴于上述问题提出来的，其目的在于提供一种能防止因逆向蒸气和形不成油膜而产生的机械烧熔、而且也能防止冷凝性气体液化的两级旋转真空泵。

为此，根据本发明的两级旋转真空泵包括：第1级泵，其位于高真空侧；第2级泵，其与第1级泵直接相连，并位于低真空侧；和泵壳，其存贮向第1级泵的第1气缸和第二级泵的第2气缸提供的油，第1级泵的第1气缸与大气相通，第2级泵的第2气缸位于油壳内，几乎全部浸没于油中，第1气缸由空气直接冷却，第2气缸由冷却用的油间接冷却。

另外，在马达和第1级泵之间的主轴上安装有冷却风扇，该冷却风扇强制冷却第1气缸和泵壳。

由于直接空冷被排气容器侧、即高真空侧的第1级泵的气缸，所以保持低温，能防止产生逆向蒸气和形不成油膜；由于间接油冷低真空侧的第2级泵的气缸，所以保持高温，能防止冷凝性气体的液化。

附图简要说明如下：

图1是根据本发明的两级旋转真空泵的组装结构的概略剖面图；

图2是间接油冷的第1以往例的两级旋转真空泵的组装结构的概略剖面图；

图3是直接空冷的第2以往例的两级旋转真空泵的组装结构的概略剖面图；

图4是典型的通过间接油冷的两级旋转真空泵的横剖面图；

图5表示图4泵的纵剖面，是图4的〔5〕-〔5〕线方向的剖视图。

下面参照附图，来说明本发明实施例的两级旋转真空泵，尤其是从气缸冷却方面作说明。

在图1中，第1级泵10与第2级泵20串接，通过共有的主轴5与马达9连接(泵10、20没有图示)。第1级泵10的气缸即第1气缸12的表面设有翅片43与大气相通，其周围隔开间隙(大气)覆盖有兼作结构体的侧面板44。第2级泵20的气缸即第2气缸22配置在泵壳41内，其几乎浸没在油O中，泵壳41外周设有许多翅片46。主轴5将第1级泵10和第2级泵20直接连接到马达9上，冷却风扇7安装在主轴5上，这一点与第1、第2以往例相同。

下面说明本实施例的作用，马达9回转，安装在主轴5上的冷却风扇7产生的风如图1箭头所示，先沿翅片43流过第1气缸12和侧面板44之间，直接空冷第1气缸12，随后沿设在泵壳41外周的翅片46流动，冷却泵壳41及贮存在其内部的油O，并且，通过该被冷却的油冷却第2气缸22。即，来自冷却风扇7的风通过油O间接冷却第2气缸22。

根据本实施例的两级旋转真空泵，能使为防止油蒸气朝被排气容器的逆流以及防止形不成油膜而希望将油的蒸气压力保持在较低、即想使油保持在较低的温度的第1气缸12保持在较低的温度，并且，能使为防止冷凝性气体的液化希望保持较高温度的第2气缸22保持在较高温度，它们之间的温度差能达到20℃-30℃。其效果例如第1气缸12中的油的蒸气压力比第1以往例装置大致能降低1位数至2位数，冷凝性气体的液化也同样比第1以往例少。

上面说明了本发明的实施例，当然，本发明并不限定于此，根据本发明的技术思想可以有各种变型。

例如，在实施例中，第1级泵10与第2级泵20直接连接，并且通过共同的主轴5直接与马达9连接，但是，也可以各级泵分别独立设置运转，将第1级泵10的排气口连接到第2级泵20的吸气口。

在实施例中，将供油泵设在主轴5的端部，但是，也可以设置在其它场所，此时，从主轴传递驱动力到供油泵。

在实施例中，驱动各级泵10、20的主轴5是用联轴器8直接与马达9连接，但是也可以用皮带代替该联轴器来传递。

在实施例中，采用回转叶片型的旋转真空泵，但是本发明的技术思想也可以适用于凸轮型及摆动活塞型的两级旋转真空泵。

如上所述，根据本发明的两级旋转真空泵，能将第1级泵的气缸保持在低温，防止逆向蒸气，防止气缸内形不成油膜，所以能防止被排气容器的污染和泵的机械烧熔，并且，能使第2级泵的气缸保持在高温，防止冷凝性气体的液化，使得因泵的排气性能降低而发生的分解检修间隔延长。另外，当补充新油时，还有除去新油中所含水份的效果。

Claims (2)

1．一种两级旋转真空泵，包括：第1级泵，其位于高真空侧；第2级泵，其与第1级泵直接相连，并位于低真空侧；和泵壳，其贮存向所述第1级泵的第1气缸和所述第2级泵的第2气缸提供的油，其特征在于：

所述第1级泵和所述第2级泵通过公共主轴直接与马达相连，所述第1级泵的所述第1气缸与大气相通，所述第2级泵的所述第2气缸配置在所述泵壳内，几乎全部浸没在所述的油中，所述第1气缸由空气直接冷却，而所述第2气缸由冷却用的油间接冷却。

2．如权利要求1所述的两级旋转真空泵，其特征在于：在所述马达和所述第1级泵之间的所述主轴上设有冷却风扇，该冷却风扇强制冷却所述第1气缸和所述泵壳。

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