CN110486276B - 一种双冷却螺杆真空泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双冷却螺杆真空泵，包括泵壳、设置于泵壳内的主动螺杆以及从动螺杆，所述泵壳长度方向的两端分别设置有进气口和排气口，所述泵壳靠近排气口的一端设置有充气腔以及向充气腔内输送气体的充气通道，所述充气腔与泵壳内部连通设置，在一个排气周期内，所述充气腔先与泵壳内连通，而后所述排气口与泵壳内连通。本发明具有将冷空气从充气腔送入泵体中，同时在一个空气压缩的周期内，充气腔先于排气口与泵体内的泵腔连通，获得周期性且固定时常的向泵腔内冲入冷空气，进而提高一个周期内泵腔内气压的增加率，减少排气口处的热空气返冲量，并且同时冷空气对泵腔内的空气降温，实现降低噪音并提升空气的压缩量的效果。

Description

一种双冷却螺杆真空泵

技术领域

本发明涉及真空泵的技术领域，尤其是涉及一种双冷却螺杆真空泵。

背景技术

螺杆真空泵，是利用一对螺杆，在泵壳中作同步高速反向旋转而产生的吸气和排气作用的抽气设备。

现有的中国专利号CN109915369A公开了一种干式螺杆真空泵包括泵体和一螺杆组件，泵体上开设有进气嘴和排气嘴，螺杆组件转动能使气体从进气嘴进入泵体且从排气嘴排出。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：

但是在螺杆真空泵运作时会发热和产生噪音，热量和噪音主要是由于在排气周期内，起先排气口的压力高于泵体内的气压，造呈排气通道内的气体返冲至泵体内作功，且由于排气通道内被压缩过的空气具有极高的温度，排气通道内的气流返冲量越大，造呈泵体发热量越多且噪音越大。

发明内容

本发明的目的是提供一种双冷却螺杆真空泵，通过冷却水和从充气腔向泵体中填充空气，实现对压缩气的双冷却，并减小热空气的返流，进而降低噪音。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种双冷却螺杆真空泵，包括泵壳、设置于泵壳内的主动螺杆以及从动螺杆，所述泵壳包括泵体、用于密封泵体两端的端盖以及侧盖，所述泵体上开设有进气嘴，所述侧盖上开设有排气嘴，所述侧盖内设置有充气腔以及向充气腔内输送气体的充气通道，所述充气腔与泵壳内部连通设置，且所述侧盖内设置有冷却流道一，所述冷却流道一环绕于充气腔的外周，在一个排气周期内，所述充气腔先与泵壳内连通，而后所述排气嘴与泵壳内连通。

通过采用上述技术方案，当启动螺杆真空泵时，随着螺杆真空泵的工作时间，排气口的气压逐渐增加，则压缩螺杆组件转动一个周期所产生的气压与排气口的气压差越大，但是同时将冷空气从充气腔送入泵体中，同时在一个空气压缩的周期内，充气腔先于排气口与泵体内的泵腔连通，获得周期性且固定时常的向泵腔内冲入冷空气，进而提高一个周期内泵腔内气压的增加率，减少排气口处的热空气返冲量，并且同时冷空气对泵腔内的空气降温，实现降低噪音并提升空气的压缩量，同时向冷却流道一中注入冷却水，在冷却水经过冷却流道一时，冷却水能够实现对充气腔内的气体进行冷却，进一步降低冷空气压缩后的温度，从而实现进一步降低泵体内压缩气体的温度。

本发明进一步设置为：所述泵体外侧设置有散热片，所述散热片呈螺旋状延伸设置。

通过采用上述技术方案，螺旋状的散热片增加泵体的强度，保证能够稳定的限定空气压缩后的气压推力，并且提升泵体向外的散热能力。

本发明进一步设置为：所述泵体外侧套设有流道壳体，所述流道壳体与泵体之间密封固定连接，且所述流道壳体与泵体之间形成冷却流道二，所述冷却流道二与所述冷却流道一之间连通设置。

通过采用上述技术方案，当启动电机后，冷却水依次通过冷却流道一和冷却流道二，在冷却水经过冷却流道一时，冷却水能够实现对充气腔内的气体进行冷却，进而提升充气效率和排气效率，当冷却水经过冷却流道二时，冷却水对泵体的中的气体进行冷却，进而提升泵体中同气压下的气体量，即提高排气量。

本发明进一步设置为：所述散热片与流道外壳之间预留有快速流道。

通过采用上述技术方案，少部分的水流会直接通过快速流道在冷却流道二中快速流动，快速流动的冷却水能够将水中的热量快速带走，进而实现提升冷却效率的目的。

本发明进一步设置为：所述排气嘴包括排气口以及排气通道，所述侧盖朝向泵体的一端开设有排气口，所述侧盖的外周开设有与排气口连通的所述排气通道，所述排气通道与冷却流道一之间形成薄壁层。

通过采用上述技术方案，在压缩空气经过排气通道时，空气中的热量通过薄壁层将热量传递至冷却水中，进而降低排气通道内的空气温度，减小了排气通道内的气压，即减小了排气通道与泵体内的气压差，提升泵体向排气通道内送气的稳定性，减小返冲气体造成的噪音。

本发明进一步设置为：所述排气口中设置有止回阀，所述止回阀包括铰接于排气口内壁的密封板以及固定于排气口内壁上的挡块，所述挡块抵接限定密封板向泵体方向的转动。

通过采用上述技术方案，当泵体内的气压大于排气通道内的气压时，泵体内的气体推动密封板向排气通道内转动，同时使得排气口打开，气体进入排气通道；而泵体内的气压小于排气通道内的气压时，排气通道内的气体推动密封板向泵体内转动，直至密封板与挡块抵接，使得排气口处于封闭，进而阻挡排气通道内的热空气持续的返冲至泵体内，实现降噪的目的。

本发明进一步设置为：所述密封板背离泵体的一侧贴合有弹性垫块。

通过采用上述技术方案，当泵体内的气压大于排气通道内的气压时，泵体内的气体推动密封板向排气通道内转动，直至弹性垫块与排气通道的内壁抵接，进而缓冲密封板与排气通道之间的刚性碰撞。

本发明进一步设置为：所述充气腔内设置有用于向泵壳内充气的主动增压螺杆，所述主动增压螺杆与主动螺杆同轴固定连接。

通过采用上述技术方案，同轴固定的主动增压螺杆与主动螺杆，使得电机能够同步带动全部螺杆，减少对动力源的需求。

本发明进一步设置为：所述充气腔内设置有用于向泵壳内充气的主动增压螺杆，所述主动增压螺杆与主动螺杆同轴固定连接。

通过采用上述技术方案，主动增压螺杆靠近电机一侧螺距大于远离电机的一侧螺距，使得充气腔内能吸入更多的冷空气用于充气，且减少泵腔内高温气体排放至充气腔中。

本发明进一步设置为：所述侧盖远离泵体的一端设置有动密封元件。

通过采用上述技术方案，主动增压螺杆同步的将冷空气送入泵体中，进而螺旋增压组件使得充气腔内形成单向气流，能够阻挡泵体压缩空气中的固体颗粒破坏动密封元件，延长动密封元件的寿命。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.在一个排气周期内，通过充气腔向泵体提供冷空气，降低本体内空气温度并提高泵体内气压，同时通过冷却水进一步降低充气腔内压缩后的冷空气温度，进而实现对泵体内空气的双冷却，即实现了减小排气通道内的气体返冲形成的噪音以及缓解泵体内的温度升高；

2.充气腔内的单向气流阻隔了泵体内的颗粒与动密封元件的接触，保护动密封元件，同时冷却水阻断排气通道内的热量传递至动密封元件上，避免动密封元件过热，进一步延长动密封元件的寿命。

附图说明

图1是一种防返冲螺杆真空泵在高度方向截面的内部示意图；

图2是图1中A处的放大示意图，用于体现止回阀结构；

图3是一种防返冲螺杆真空泵在宽度方向截面的内部示意图；

图4是用于体现连通孔、排气口与压缩螺杆组件之间的相对位置。

图中，1、泵壳；2、泵体；21、进气嘴；22、流道壳体；23、冷却流道二；24、冷却水出口；25、散热片；26、快速流道；3、端盖；4、侧盖；41、排气嘴；411、排气口；412、排气通道；42、充气腔；421、分隔板；43、连通孔；44、充气通道；45、薄壁层；46、冷却流道一；5、罩体；51、冷却水进口；6、电机；7、压缩螺杆组；71、主动螺杆；72、从动螺杆；8、螺旋增压组件；81、主动增压螺杆；82、从动增压螺杆；9、动密封元件；10、止回阀；101、密封板；102、挡块；103、弹性垫块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种防返冲螺杆真空泵，包括泵壳1、设置于泵壳1内的压缩螺杆组7以及设置于泵壳1外的驱动件，驱动件采用电机6。泵壳1包括呈筒形的泵体2、分别设置于泵体2两端开口处的端盖3和侧盖4，在泵体2上设置有进气嘴21，在侧盖4上开设有排气嘴41，排气嘴41包括排气口411以及排气通道412，压缩螺杆组7包括设置于泵体2中的主动螺杆71以及从动螺杆72，电机6带动主动螺杆71转动，且从动螺杆72与主动螺杆71之间啮合转动，进而将泵体2进气嘴21处的空气向排气嘴41处压缩，实现空气的压缩。

如图1和图3所示，在侧盖4中设置有充气腔42，并在侧盖4上开设有充气通道44用于向充气腔42中注入冷空气，且充气腔42与泵体2之间设置有连通孔43，在充气腔42中设置有螺旋增压组件8，螺旋增压组件8包括主动增压螺杆81以及从动增压螺杆82，在充气腔42内设置有将充气腔42等分两部分的分隔板421,主动增压螺杆81同轴固定于主动螺杆71上，从动增压螺杆82同轴固定于从动螺杆72上，同时在侧盖4远离泵体2的一端以及端盖3朝向泵体2的一端均设置有动密封元件9，动密封元件9用于阻挡气体通过并减小转动摩擦力；

当启动螺杆真空泵时，随着螺杆真空泵的工作时间，排气嘴41的气压逐渐增加，结合图4，则压缩螺杆组7件转动一个周期所产生的气压与排气嘴41外的气压差越大，但是同时的螺旋增压组件8同步的将冷空气送入泵体2中，进而螺旋增压组件8使得充气腔42内形成单向气流，能够阻挡泵体2压缩空气中的固体颗粒破坏动密封元件9，延长动密封元件9的寿命，同时在一个空气压缩的周期内，充气腔42先于排气嘴41与泵体2内的泵腔连通，获得周期性且固定时常的向泵腔内冲入冷空气，进而提高一个周期内泵腔内气压的增加率，减少排气嘴41处的热空气返冲量，并且同时冷空气对泵腔内的空气降温，实现降低噪音并提升空气的压缩量。

其中主动增压螺杆81与从动增压螺杆82均采用变螺距螺杆，主动增压螺杆81与从动增压螺杆82靠近电机6一侧螺距大于远离电机6的一侧螺距，使得充气腔42内能吸入更多的冷空气用于充气，且减少泵腔内高温气体排放至充气腔42中。

如图1和图2，排气嘴41包括排气口411以及排气通道412，且在排气嘴41内设置有止回阀10，止回阀10包括一端铰接于排气嘴41内壁上的密封板101以及固定于排气嘴41内壁上的挡块102，其中挡块102位于密封板101朝向泵体2的一侧，并且在密封板101背离泵体2的一侧贴合设置有弹性垫块103；当泵体2内的气压大于排气通道412内的气压时，泵体2内的气体推动密封板101向排气通道412内转动，直至弹性垫块103与排气通道412的内壁抵接，进而缓冲密封板101与排气通道412之间的刚性碰撞，同时使得排气嘴41打开，气体进入排气通道412；而泵体2内的气压小于排气通道412内的气压时，排气通道412内的气体推动密封板101向泵体2内转动，直至密封板101与挡块102抵接，使得排气嘴41处于封闭，进而阻挡排气通道412内的热空气持续的返冲至泵体2内，实现降噪的目的。

如图1和图3所示，在泵壳1上还设置有水冷结构，水冷结构包括设置于侧盖4中的冷却流道一46以及设置于泵体2外的冷却流道二23，在侧盖4背离泵体2的一端设置有罩体5，电机6固定于罩体5远离侧盖4的一端，并在罩体5中设置有连接电机6轴和主动增压螺杆81的连接构件，在罩体5下端开设有冷却水进口51，冷却水进口51与冷却流道一46连通，冷却流道一46环状包围于充气腔42的外侧，且冷却流道一46与排气通道412之间形成薄壁层45，在泵体2的外侧套设固定有流道壳体22，流道壳体22与泵体2之间形成冷却流道二23，并在泵体2上开设有用于连通冷却流道一46和冷却流道二23的连通流道；

当启动电机6后，同步的从冷却水进口51注入冷却水，冷却水依次通过冷却流道一46、冷却流道二23以及冷却水出口24，在冷却水经过冷却流道一46时，冷却水能够实现对充气腔42内的气体以及排气通道412内的气体同时进行冷却，进而提升充气效率和排气效率，当冷却水经过冷却流道二23时，冷却水对泵体2的中的气体进行冷却，进而提升泵体2中同气压下的气体量，即提高排气量。

并且在泵体2的外侧设置有散热片25，散热片25呈螺旋状延伸设置，且散热片25竖直方向的两端与流道壳体22的内壁之间留有快速流道26；首先散热片25增加了泵体2的结构强度，提升泵体2的使用寿命，并且散热片25增加了泵体2与冷却水之间的接触面积，加强冷却水对泵体2的冷却效果，同时大量的水流会延伸散热片25的螺旋方向流动，减少无规则的对流，提升冷却效果的稳定性。其中，还有少部分的水流会直接通过快速流道26在冷却流道一46中快速流动，快速流动的冷却水能够将水中的热量快速带走，进而实现提升冷却效率的目的。

本实施例的实施原理为：

启动电机6，主动螺杆71以及主动增压螺杆81同步转动，且从动螺杆72以及从动增压螺杆82同步转动，主动螺杆71与从动螺杆72抽气并进行压缩传输，向充气腔42中冲入冷却气体，主动增压螺杆81与从动增压螺杆82压缩冷却空气直接送入泵体2的末端，减少泵腔与排气通道412之间压差，并减小了压缩气体的温度以及排气通道412内空气返冲量，实现降噪降温的作用；同时冷却水依次通过冷却流道一46、冷却流道二23以及冷却水出口24，实现对排气通道412内气体、充气腔42内气体以及泵体2内气体的降温作用，实现压缩气的降温，提升同压强下空气量。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双冷却螺杆真空泵，包括泵壳（1）、设置于泵壳（1）内的主动螺杆（71）以及从动螺杆（72），其特征在于：所述泵壳（1）包括泵体（2）、用于密封泵体（2）两端的端盖（3）以及侧盖（4），所述泵体（2）上开设有进气嘴（21），所述侧盖（4）上开设有排气嘴（41），所述侧盖（4）内设置有充气腔（42）以及向充气腔（42）内输送气体的充气通道（44），所述充气腔（42）与侧盖（4）内部连通设置，且所述侧盖（4）内设置有冷却流道一（46），所述冷却流道一（46）环绕于充气腔（42）的外周，在一个排气周期内，所述充气腔（42）先与泵壳（1）内连通，而后所述排气嘴（41）与侧盖（4）内连通。

2.根据权利要求1所述的一种双冷却螺杆真空泵，其特征在于：所述泵体（2）外侧设置有散热片（25），所述散热片（25）呈螺旋状延伸设置。

3.根据权利要求2所述的一种双冷却螺杆真空泵，其特征在于：所述泵体（2）外侧套设有流道壳体（22），所述流道壳体（22）与泵体（2）之间密封固定连接，且所述流道壳体（22）与泵体（2）之间形成冷却流道二（23），所述冷却流道二（23）与所述冷却流道一（46）之间连通设置。

4.根据权利要求3所述的一种双冷却螺杆真空泵，其特征在于：所述散热片（25）与流道外壳之间预留有快速流道（26）。

5.根据权利要求1所述的一种双冷却螺杆真空泵，其特征在于：所述排气嘴（41）包括排气口（411）以及排气通道（412），所述侧盖（4）朝向泵体（2）的一端开设有排气口（411），所述侧盖（4）的外周开设有与排气口（411）连通的所述排气通道（412），所述排气通道（412）与冷却流道一（46）之间形成薄壁层（45）。

6.根据权利要求5所述的一种双冷却螺杆真空泵，其特征在于：所述排气口（411）中设置有止回阀（10），所述止回阀（10）包括铰接于排气口（411）内壁的密封板（101）以及固定于排气嘴（41）内壁上的挡块（102），所述挡块（102）抵接限定密封板（101）向泵体（2）方向的转动。

7.根据权利要求6所述的一种双冷却螺杆真空泵，其特征在于：所述密封板（101）背离泵体（2）的一侧贴合有弹性垫块（103）。

8.根据权利要求1所述的一种双冷却螺杆真空泵，其特征在于：所述充气腔（42）内设置有用于向泵壳（1）内充气的主动增压螺杆（81），所述主动增压螺杆（81）与主动螺杆（71）同轴固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种双冷却螺杆真空泵，其特征在于：所述主动增压螺杆（81）采用变螺距螺杆，所述主动增压螺杆（81）向靠近泵体（2）的方向螺距减小。

10.根据权利要求1所述的一种双冷却螺杆真空泵，其特征在于：所述侧盖（4）远离泵体（2）的一端设置有动密封元件（9）。

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