CN107061284A - 一种罗茨真空泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种罗茨真空泵，其技术方案要点是：包括泵体、安装于泵体一侧的电机组件，所述泵体内设有主储油室、主动轴、从动轴，所述主储油室位于靠近电机组件一侧，其特征是：所述主动轴轴端安装有主动齿轮，所述从动轴轴端安装有从动齿轮，主动齿轮和从动齿轮两者相互啮合且均位于主储油室内，所述电机组件包括电机动力输出轴、扇叶，所述电机动力输出轴与主动轴靠近主动齿轮的端部相连，扇叶用于对泵体靠近主储油室的外侧壁吹风散热；该罗茨真空泵具备漏油率极低、清洁环保、结构简单、维修方便、安全性好、运行稳定性好、价格经济、风冷水冷兼容、使用寿命长、使用稳定性高、防腐蚀等的优势。

Description

一种罗茨真空泵

技术领域

本发明涉及真空泵，特别涉及一种罗茨真空泵。

背景技术

传统的罗茨真空泵结构，如公告号为CN203098284U的中国发明专利，其包括泵体和固定设在泵体上的电机，泵体内设有主动轴以及从动轴，主动轴的一端与电机的动力端相连，且另一端设有主动齿轮，从动轴的端部则设置有从动齿轮，在泵体内还设置有储油室，储油室位于靠近电机一侧；电机的驱动力通过主动轴传导至主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮相啮合，从动齿轮带动从动轴发生旋转，泵腔内部则逐渐抽为真空状态，且储油室内也会逐渐抽为真空状态，储油室内的压力随泵腔的压力变化而变化。

储油室内的油液除了对应组件进行润滑作用之外，油液内也会存在较多热量，若不及时散热，油液的润滑性能会受到直接影响，近而影响罗茨真空泵整体使用寿命，而传统的罗茨真空泵存在较大的散热缺陷。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种罗茨真空泵,其具有较强的散热能力。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种罗茨真空泵，包括泵体、安装于泵体一侧的电机组件，所述泵体内设有主储油室、主动轴、从动轴，所述主储油室位于靠近电机组件一侧，所述主动轴轴端安装有主动齿轮，所述从动轴轴端安装有从动齿轮，主动齿轮和从动齿轮两者相互啮合且均位于主储油室内，所述电机组件包括电机动力输出轴、扇叶，所述电机动力输出轴与主动轴靠近主动齿轮的端部相连，扇叶用于对泵体靠近主储油室的外侧壁吹风散热。

通过上述技术方案，电机动力输出轴发生周向旋转，电机动力输出轴的旋转动力会传递至主动轴，主动轴上的主动齿轮会与从动轴上的从动齿轮相啮合，进而使主动轴与从动轴两者之间发生同步旋转；

在传统结构设计过程中，主动齿轮与从动齿轮均位于背离电机组件一侧，由于主动轴与从动轴整体长度较长，即使是采用钢质件，在较大负荷之下，其自身也会产生一定的扭转角度，且针对于罗茨泵泵体内部的啮合间隙较小，电机动力输出轴的动力传递依次先通过主动轴、主动齿轮、从动齿轮、从动轴，其充气性能较差；从结构上进行分析，主动齿轮与从动齿轮均分布于靠近于电机组件一侧，即主动齿轮与从动齿轮的啮合点位于靠近电机组件一侧，其啮合的同步率较高，运行平稳性得到提升，充气性能较佳；

从散热角度分析，由于主动齿轮与从动齿轮均位于主储油室内，主储油室内会充入的油液，主动齿轮与从动齿轮发生旋转的同时，主动齿轮和从动齿轮会将油液甩到主储油室的内室壁上，带有较高温度的油液会均匀贴附于主储油室的室壁上，油液内的问题会较快传导至主储油室的室壁上，旋转状态下的扇叶，吹出的风力会直接作用于主储油室的外室壁，进而对主储油室外室壁进行快速散热，从而达到快速降低真空泵内部温度的作用；另外，主动轴与从动轴之间的传动平稳性越高，产生的热量便会越少。

优选的，所述泵体包括用于对主动轴以及从动轴起支撑作用的侧盖，所述侧盖上设有散热空腔、散热通孔，所述散热空腔通过散热通孔与外界环境相通。

通过上述技术方案，在泵体运行过程中，泵体内部需要进行空气压缩，泵体内部就会产生较多的热量，该热量会通过侧盖传导至主储油室内部的油液，进而会导致主储油室内的密封件因温度而产生失效，在侧盖上设置散热空腔，泵体内部的热量在传导至散热空腔时，热量会传导至散热空腔内部的空气当中，而带有热量的空气会通过散热通孔与外界环境当中的空气进行对流交换，从而大幅度减少热量传导至主储油室的油液内。

优选的，还包括外置水泵，所述外置水泵通过散热通孔对散热空腔注入冷却水。

通过上述技术方案，外置水泵可直接对散热通孔内注入冷却水，由之前的空气介质转换为水介质，散热效果更佳。

优选的，还包括外置干燥气体源，所述侧盖上设有供主动轴与从动轴穿过的支撑轴孔，所述支撑轴孔孔壁上设有滚动轴承、充气槽、密封环套件，所述密封环套件、充气槽、滚动轴承往靠近主储油室一侧依次排列，所述外置干燥气体源对充气槽内充入干燥气体。

通过上述技术方案，罗茨真空泵一旦应用于化工行业当中，其空气当中带有化学成分气体，侧盖背离主储油室的一侧组件可涂抹上防腐涂层，以抵御带有化学成分的气体侵蚀，位于侧盖靠近主储油室一侧的组件会浸入到油液当中，而该类组件则不会涂抹防腐涂层，此时，在充气槽内充入干燥气体，进而对滚动轴承与密封环套件之间产生气体保护，大幅度减少密封环套件一侧的化学气体进入到主储油室，达到保护位于主储油室内零部件的作用，由于其干燥气体内部水分含量极少，能降低与化学成分气体之间产生反应的几率，且即使干燥的气体进入到主储油室内，也不会对内部组件的使用寿命产生影响；另外，由于是采用外置干燥气体源将干燥气体充入充气槽内，干燥气体内部会产生流动，能带走部分真空泵内部的温度，起到降温效果。

优选的，所述侧盖的数量为两个，且两个侧盖分别位于主动轴或从动轴的两端，每个密封环套件均采用磁力机械密封件。

通过上述技术方案，在两个侧盖之间会形成较为理想的真空环境，而侧盖与主储油室、副储油室之间最易产生的泄漏点在于密封环套件所在处，而密封环套件采用磁力机械密封件，磁力机械密封件的密封效果保持时间更长，能提升了两侧盖之间的真空清洁度。

优选的，所述主动轴靠近主动齿轮的端部和/或从动轴靠近从动齿轮的端部安装有第一甩油板。

通过上述技术方案，在主动轴以及从动轴发生周向旋转时，第一甩油板也会跟着发生旋转，第一甩油板依旧能起到将主储油室内的油液甩到主储油室的内室壁上，能有效提升主储油室内油液的飞溅效果，在单位时间内，油液与主储油室内室壁的接触量得到有效提升，最终有助于提升油液的散热效果。

优选的，还包括副储油室，所述副储油室位于泵体背离电机组件的一侧，所述主动轴背离主动齿轮的端部和/或从动轴背离从动齿轮的端部安装有第二甩油板，所述第二甩油板位于副储油室内。

通过上述技术方案，由于副储油室内也会注入油液，主动轴与从动轴的旋转，也会带动第二甩油板的周向旋转，进而使副储油室内的油液更多地贴附于副储油室的内室壁，从而提升副储油室内的油液散热效果。

优选的，所述电机动力输出轴与主动轴之间通过联轴器相连，所述联轴器位于主储油室内。

通过上述技术方案，首先，主储油室内部空腔必定会存在一定的空间，联轴器设置于主储油室内，合理地利用了主储油室的固有空间，减少了真空泵整体的占用空间；其次，传统的罗茨真空泵需要设置较长的主动轴以贯穿于主储油室的侧壁，再通过联轴器与电机动力输出轴相连，电机组件与主动轴之间的传动距离较长，运行平稳度较低，反之，使用上述结构罗茨真空泵，电机组件与主动轴之间的距离得到有效缩短，运行平稳度得到大幅度提升。

优选的，所述电机组件还包括电机法兰，所述电机组件通过电机法兰连接于泵体上，所述电机法兰上设供电机动力输出轴穿过的轴贯穿孔，所述电机动力输出轴的外轴壁与轴贯穿孔的孔壁之间设有密封组件。

通过上述技术方案，由于将联轴器设置于主储油室内部，整个电机组件便可直接安装于泵体外侧壁上，电机法兰本身属于电机组件中的其中一部分，轴贯穿孔孔壁与电机动力输出轴之间设置的密封组件，能保证主储油室内部与电机组件之间的密封性；且即使当密封组件处于失效状态，由于在实际使用状态下，主储油室处于真空状态，会出现外部气体经过轴贯穿孔进入主储油室的情况，主储油室内部的油液不会泄漏到外界环境中，最终达到清洁环保的作用。

优选的，所述密封组件采用磁力机械密封件。

通过上述技术方案，电机动力输出轴与轴贯穿孔之间采用的是磁力机械密封件，无需额外对磁力机械密封件进行补油，自身便可达到轴部密封效果，即使磁力机械密封件产生失效情况，位于罗茨真空泵内的主储油室内部处于真空状态，此时，外界的空气会透过磁力机械密封件的失效位置吸入到主储油室内，而主储油室内的油液便不会从磁力机械密封件的失效位置流到外部环境当中，达到防泄漏、清洁环保的作用；另外，磁力机械密封件是用磁力代替弹力起补偿作用的机械密封，相对于传统的机械密封来说，其密封效果的保持时间更长，能有助于提升罗茨真空泵的整体使用寿命，磁力机械密封件自身的体积较小，有助于减少真空泵自身体积。

综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：该罗茨真空泵具备漏油率极低、清洁环保、结构简单、维修方便、安全性好、运行稳定性好、价格经济、风冷水冷兼容、使用寿命长、使用稳定性高、防腐蚀等的优势。

附图说明

图1为实施例的结构示意图，用于展示实施例的总体内部结构；

图2为图1的A部放大图。

附图标记：1、主储油室；2、主动轴；3、从动轴；4、主动齿轮；5、从动齿轮；6、电机组件；61、电机动力输出轴；62、扇叶；63、电机法兰；7、泵体；71、侧盖；8、散热空腔；9、散热通孔；10、外置水泵；11、外置干燥气体源；12、支撑轴孔；13、滚动轴承；14、充气槽；15、密封环套件；16、第一甩油板；17、副储油室；18、第二甩油板；19、联轴器；20、轴贯穿孔；21、密封组件；22、真空压缩区。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

一种罗茨真空泵，参见图1以及图2所示，主要包括泵体7以及电机组件6，该泵体7内部设有两块呈左右排列且相互间平行设置的侧盖71，两块侧盖71将整个泵体7内部从左到右依次分隔成副储油室17、真空压缩区22、主储油室1，副储油室17和主储油室1内均会注入油液，在每个侧盖71上均设有两个支撑轴孔12，在泵体7内设置有主动轴2以及从动轴3，主动轴2与从动轴3之间呈平行设置，主动轴2与从动轴3的两个端部均穿过两块侧盖71上的对应支撑轴孔12并架设于两块侧盖71之间，主动轴2与从动轴3的两个端部均对应位于主储油室1以及副储油室17内，电机组件6则包括电机法兰63、电机动力输出轴61、扇叶62，整个电机组件6通过电机法兰63连接于泵体7的右侧，电机动力输出轴61一端贯穿于泵体7且延伸至主储油室1内，另一端则与扇叶62相连，主动轴2与从动轴3之间通过传动组件23相连，以实现主动轴2与从动轴3之间的同步旋转，该传动组件23包括了主动齿轮4以及从动齿轮5，主动齿轮4安装于主动轴2靠近电机组件6的端部，从动齿轮5安装于从动轴3靠近电机组件6的端部，主动齿轮4与从动齿轮5相互啮合于主储油室1内部，电机动力输出轴61则通过联轴器19与主动轴2相连，该联轴器19可选用梅花式联轴器19；启动电机组件6，电机动力输出轴61发生旋转，一端通过联轴器19带动主动轴2发生旋转，主动齿轮4与从动齿轮5相互啮合，并同步带动从动轴3发生旋转，主动齿轮4与从动齿轮5的旋转会使油液飞溅至主储油室1的内室壁上，此部分油液的温度会直接传导至主储油室1的内室壁上，与此同时，电机动力输出轴61另一端也会带动扇叶62发生旋转，扇叶62扇出的风会吹向主储油室1的外室壁，以快速降低主储油室1外室壁的温度，以最终对主储油室1内的油液进行降温。

参见图1所示，电机动力输出轴61与主动轴2之间的联轴器19位于主储油室1内，以大幅度减少罗茨真空泵的总体长度；电机法兰63通过若干紧固螺栓实现与泵体7之间的连接，且电机法兰63上设有轴贯穿孔20，电机动力输出轴61穿过轴贯穿孔20，电机动力输出轴61的外轴壁与轴贯穿孔20的孔壁之间设有密封组件21，该密封组件21可选用磁力机械密封件，以提升电机动力输出轴61与轴贯穿孔20之间的密封效果以及密封寿命。

参见图1所示，在主动轴2靠近主储油室1的端部设有第一甩油板16，当然，在从动轴3靠近主储油室1的端部也可设置第一甩油板16，所有的第一甩油板16均位于主储油室1内，以提升主储油室1内油液的飞溅量，第一甩油板16的整体形状为圆盘形，且通过螺栓连接于主动轴2端部或从动轴3端部，第一甩油板16的中部位于主动轴2或从动轴3的轴心线上；在主动轴2靠近副储油室17的端部设有第二甩油板18，当然，在主动轴2靠近副储油室17的端部也可设有第二甩油板18，所有的第二甩油板18均位于副储油室17内，以提升副储油室17内油液的飞溅量；第二甩油板18的整体形状为圆盘形，且通过螺栓连接于主动轴2端部或从动轴3端部，第二甩油板18的中部位于主动轴2或从动轴3的轴心线上。

参见图1以及图2所示，在侧盖71内的支撑轴孔12的孔壁上从左到右依次设置有密封环套件15、充气槽14、滚动轴承13，其中，密封环套件15可选用磁力机械密封件，以提升真空压缩区22与主储油室1、副储油室17两者之间的密封度，总体而言，在两个侧盖71总共设置有四处支撑轴孔12，达到四点密封效果，杜绝主储油室1、真空压缩区22、副储油室17三者之间的交叉污染，并能降低真空泵的内部油耗；在泵体7外侧还会设置外置干燥气体源11，外置干燥气体源11与充气槽14内部相通，并向充气槽14内充入干燥气体，干燥气体可选用氮气，氮气自身相当稳定,不易与物质发生化学变化，且自身具有干燥效果，以为降低该干燥气体与其他气体发生反应的几率；当运用于特殊的化工场合时，其场合内部的气体容易与其余气体发生反应时，该外置干燥气体源11内部的气体则需选用惰性气体，惰性气体可选用氦气、氖气、氩气、氪气、氙气其中的一种或者多种，惰性气体能避免与化学气体发生反应。

参见图1以及图2所示，在泵体7上总共设置有四处散热空腔8，四处散热空腔8均一一对应于四处支撑轴孔12，每个散热空腔8均分布于充气槽14背离主动轴2的一侧，该散热空腔8与外界环境之间连通有散热通孔9，散热空腔8内部的带有温度的气体通过散热通孔9散发至外界环境当中，以加速泵体7散热效率的目的。

使用工况：

启动电机组件6，电机动力输出轴61发生旋转，电机动力输出轴61一端带动扇叶62旋转，扇叶62扇出的风会直接吹向主储油室1的外室壁；电机动力输出轴61另一端的旋转动力会传递至主动轴2，并且主动轴2上的主动齿轮4、第一甩油板16、第二甩油板18会发生周向旋转，主动齿轮4和第一甩油板16的旋转会将主储油室1内的油液甩到主储油室1的内室壁上，第二甩油板18的旋转会将副储油室17内的油液甩到副储油室17的内室壁上；与此同时，主动齿轮4与从动齿轮5发生同步啮合，从动齿轮5、从动轴3、第一甩油板16、第二甩油板18均会发生周向旋转，从动齿轮5和第一甩油板16的旋转会将主储油室1内的油液甩到主储油室1的内室壁上，第二甩油板18的旋转会将副储油室17内的油液甩到副储油室17的内室壁上；

在主动轴2与从动轴3不断旋转的过程中，外置干燥气体源11会不断将干燥气体充入到充气槽14内，真空压缩区22内的压缩气体受到密封环套件15、干燥气体的多重阻挡，很难进入到主储油室1以及副储油室17内。

额外的，参见图1以及图2所示，在泵体7外侧还设置了外置水泵10，外置水泵10能将内部的水通过散热通孔9进入到散热空腔8内，外置水泵10能将冷却水直接注入至散热通孔9内，以水冷替换空气冷，散热效果更佳。

以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (10)

1.一种罗茨真空泵，包括泵体(7)、安装于泵体(7)一侧的电机组件(6)，所述泵体(7)内设有主储油室(1)、主动轴(2)、从动轴(3)，所述主储油室(1)位于靠近电机组件(6)一侧，其特征是：所述主动轴(2)轴端安装有主动齿轮(4)，所述从动轴(3)轴端安装有从动齿轮(5)，主动齿轮(4)和从动齿轮(5)两者相互啮合且均位于主储油室(1)内，所述电机组件(6)包括电机动力输出轴(61)、扇叶(62)，所述电机动力输出轴(61)与主动轴(2)靠近主动齿轮(4)的端部相连，扇叶(62)用于对泵体(7)靠近主储油室(1)的外侧壁吹风散热。

2.根据权利要求1所述的一种罗茨真空泵，其特征是：所述泵体(7)包括用于对主动轴(2)以及从动轴(3)起支撑作用的侧盖(71)，所述侧盖(71)上设有散热空腔(8)、散热通孔(9)，所述散热空腔(8)通过散热通孔(9)与外界环境相通。

3.根据权利要求2所述的一种罗茨真空泵，其特征是：还包括外置水泵(10)，所述外置水泵(10)通过散热通孔(9)对散热空腔(8)注入冷却水。

4.根据权利要求2或3所述的一种罗茨真空泵，其特征是：还包括外置干燥气体源(11)，所述侧盖(71)上设有供主动轴(2)与从动轴(3)穿过的支撑轴孔(12)，所述支撑轴孔(12)孔壁上设有滚动轴承(13)、充气槽(14)、密封环套件(15)，所述密封环套件(15)、充气槽(14)、滚动轴承(13)往靠近主储油室(1)一侧依次排列，所述外置干燥气体源(11)对充气槽(14)内充入干燥气体。

5.根据权利要求4所述的一种罗茨真空泵，其特征是：所述侧盖(71)的数量为两个，且两个侧盖(71)分别位于主动轴(2)或从动轴(3)的两端，每个密封环套件(15)均采用磁力机械密封件。

6.根据权利要求1所述的一种罗茨真空泵，其特征是：所述主动轴(2)靠近主动齿轮(4)的端部和/或从动轴(3)靠近从动齿轮(5)的端部安装有第一甩油板(16)。

7.根据权利要求1或6所述的一种罗茨真空泵，其特征是：还包括副储油室(17)，所述副储油室(17)位于泵体(7)背离电机组件(6)的一侧，所述主动轴(2)背离主动齿轮(4)的端部和/或从动轴(3)背离从动齿轮(5)的端部安装有第二甩油板(18)，所述第二甩油板(18)位于副储油室(17)内。

8.根据权利要求1所述的一种罗茨真空泵，其特征是：所述电机动力输出轴(61)与主动轴(2)之间通过联轴器(19)相连，所述联轴器(19)位于主储油室(1)内。

9.根据权利要求8所述的一种罗茨真空泵，其特征是：所述电机组件(6)还包括电机法兰(63)，所述电机组件(6)通过电机法兰(63)连接于泵体(7)上，所述电机法兰(63)上设供电机动力输出轴(61)穿过的轴贯穿孔(20)，所述电机动力输出轴(61)的外轴壁与轴贯穿孔(20)的孔壁之间设有密封组件(21)。

10.根据权利要求9所述的一种罗茨真空泵，其特征是：所述密封组件(21)采用磁力机械密封件。