CN110486279B - 一种环形真空泵 - Google Patents

Abstract

本发明属于真空泵技术领域，尤其涉及一种环形真空泵，它包括环形的泵体、安装在泵体下侧的驱动单元和安装在泵体下侧的卡位机构；卡位机构用于安装的泵体；泵体的壳体外圆面对称安装有两个气通道，泵体中具有旋转的驱动环板，驱动环板周向交替安装有多个第二块和多个第一块；驱动环板能够带动第一块和第二块在壳体中沿泵体中心旋转形成空间变化达到抽取气体的目的。本发明设计了中空的环形泵，能够在一些空间限定的场合使用。因为充分利用了环形空间，其功率也会比只利用一侧空间的小泵大，具有较好的在环形空间使用的技术效果。

Description

一种环形真空泵

所属技术领域

本发明属于真空泵技术领域，尤其涉及一种环形真空泵。

背景技术

目前真空泵在各个行业有所发展和使用，通过真空泵能够让一个空间的空气吸出，产生一定程度上的真空状态。一般的真空泵为一个实体形状，需要一定的空间放置。当空间为环形且又出现任意一侧空间较小时，只能安装体积小的真空泵，但是往往其功率又不能满足要求，这时就需要一个能够充分利用环形空间的泵，因为充分利用了环形空间，其功率也会比只利用一侧空间的小泵大。在真空泵的设计中，真空泵的形式具有很多种，有偏心旋转的转子或者具有伸入伸出的叶片或者是往复运动的活塞，其转子无法做到中间中空，即目前所采用的泵的设计原理无法做到中间中空的环形泵，而中间中空的环形泵在一些空间限定的场合是很有必要使用的。在使用时可以将环形泵嵌套在管子外圆面上，或者嵌套固定在与传动泵体干涉的突起物上等方式安装，具有在特定空间内充分利用空间的目的

本发明设计一种环形真空泵解决如上问题。

发明内容

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种环形真空泵，它是采用以下技术方案来实现的。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“下”、“上”等指示方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或者位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

一种环形真空泵，其特征在于：它包括环形的泵体、安装在泵体下侧的驱动单元和安装在泵体下侧的卡位机构；卡位机构周向均匀分布起到对整个泵体支撑固定的作用；驱动单元驱动泵体中的旋转部件运行起到抽取真空的目的。

上述卡位机构用于安装的泵体。

上述泵体的壳体外圆面对称安装有两个气通道，气通道与泵体内部相通，同时根据泵体中旋转部件的方向在两个气通道中或者与气通道连通的管道上设置气体单向阀，使得气流流动过程中当泵体停止旋转后，气流不会反向流入到被抽真空腔中；泵体中具有旋转的驱动环板，驱动环板周向交替安装有多个第二块和多个第一块；驱动环板能够带动第一块和第二块在壳体中沿泵体中心旋转，实现对气流的推动作用；壳体底面安装有半环形的调节环，第二块和第一块随驱动环板旋转时第二块被调节环顶起，第一块具有缺口不会被调节环顶起，调节环起到对第二块顶起作用，即第二块在被驱动环板驱动一圈过程中，上下运动一次，起到改变抽气空间的作用。

两个气通道相对于调节环的中心线对称。

驱动环板下侧穿出壳体，且被驱动单元驱动。驱动单元驱动驱动环板带动第一块和第二块围绕壳体中心旋转。

作为本技术的进一步改进，上述壳体包括环盖、环形盖板、内环板、外环板、底环板，其中底环板安装在外环板下端，环盖和环形盖板均安装在外环板上端，且环盖与环形盖板组成密封的盖板；内环板安装在环盖和环形盖板的下端面且内环板下侧与底环板具有环形间隙；两个气通道均安装在外环板上；环盖两侧对称安装有两个挡片，挡片一端安装在环盖上，另一端向下指向，挡片具有弹性。壳体中各种板拼接而成，能够通过焊接成型，保证其气密性。环盖与环形盖板的分开设计，环盖具有腔，环盖所安装位置下侧的底环板上具有调节环，保证了第二块在上下运动过程中所需要的空间，而没有调节环位置的上侧安装环形盖板即可，环形盖板下侧的第一块与第二块均仅是旋转运动。在设计中最重要的是保证环盖与环形盖板之间的气密性。挡片的设计目的在于：在第二块运动从调节环顶端面运动到调节环斜面后，第二块能够在挡片拨动施压下沿着斜面向下移动到底环板上，保证第二块顺利进入到环形盖板下侧的通道中。两个挡片的设计目的在于泵体中驱动环板正反都能够驱动真空泵运行，只是气流进口反向而已。

作为本技术的进一步改进，上述驱动环板嵌套在内环板外圆面上，保证驱动环板旋转过程中具有旋转支撑；驱动环板下端穿过内环板下侧与底环板之间的环形间隙，穿出间隙到外界的部分被驱动单元驱动；驱动环板外圆面上周向均匀开有多个下侧未贯通上侧贯通的燕尾槽。燕尾槽具有保证第一块和第二块在径向和周向方向不能运动而在上下方向上可以运动的作用。

作为本技术的进一步改进，上述第一块为扇形块，内圆面上具有燕尾块，下侧开有缺口，且缺口靠近燕尾块；第二块的结构不包括如第一块上所开的缺口结构，第二块上除没有缺口结构以外，第一块其余结构与第二块的结构大小均相同，多个第一块与多个第二块交替地滑动安装在驱动环板的燕尾槽中。第一块与第二块交替安装，上下运动的第二块、两侧相邻的第一块、驱动环板、外环板以及底环板形成的空间尽可能的做密封处理，在驱动环板旋转过程中因为第二块的运动，使得其空间大小以圈为单位交替变换，所形成的空间变化使得泵体具有抽取气体的作用。为了保证真空泵的效率，第一块与第二块之间接触配合，第一块和第二块与外环板内圆面接触配合。同时在驱动环板旋转过程中，相应的环盖与第一块与第二块之间的空间在时刻的变化，其内部的气体被交替压缩与释压，其空间变化程度基本维持动态平衡，其内部气流将不会产生较大的真空或者高压阻力，不会影响真空泵的功率输出。

作为本技术的进一步改进，上述第一块所安装的燕尾槽处开有具有内螺纹的紧固孔，紧固孔中具有紧固螺母，紧固螺母将第一块锁死在燕尾槽中不能上下移动。上述第二块上下运动，而第一块不同仅是旋转，所以当第一块安装在相应的燕尾槽中后，还需要紧固螺母通过螺纹的配合压紧第一块，使第一块不会在燕尾槽中滑动。

作为本技术的进一步改进，上述调节环两侧对称的加工有斜面，调节环安装在底环板上且调节环的环心在泵体中心处；相对于内环板和外环板，调节环偏向内环板，使得调节环与外环板之间还具有较大的间隙，保证气流在第一块、第二块、外环板、底环板和调节环之间空间内顺利流动；调节环与第一块上的缺口配合，第一块旋转时不会与调节环发生运动关系。第一块中具有缺口，在第一块被带动旋转到调节环处时，因为缺口正好与调节环配合，调节环相对于第一块从第一块中的缺口处通过，使得第一块能够不上下移动就能通过调节环。调节环斜面保证第二块旋转时能够在斜面的作用下，沿着斜面运动到调节环的上端面，实现第二块上下运动，保证其空间能够交替变化。

作为本技术的进一步改进，上述驱动单元包括电机、电机支撑和驱动齿轮，电机通过电机支撑安装在底环板下端，驱动齿轮安装在电机转轴上。本发明中的电机选用细长的电机，使其不影响环形泵的使用，同时具有足够缠绕线圈的空间保证其动力充足。

作为本技术的进一步改进，上述驱动环板下端安装有齿圈，齿圈与驱动齿轮啮合。电机通过齿轮驱动齿圈进而驱动驱动环板的旋转。

作为本技术的进一步改进，上述驱动环板与底环板和内环板之间具有密封结构。此处驱动环板在旋转运动，而底环板和内环板禁止不动，所以此处的密封结构为动密封，而动密封属于常规技术的，在各种需要动密封地方被广泛使用，所以本发明对其动密封的结构不做细化处理，同时强调动密封的好坏影响本发明中真空泵抽取真空能力，但密封结构的存在与否不影响本发明真空泵的运行。本发明允许为了动密封结构的安装，对驱动环板、底环板和内环板接触配合处的结构设计改进，在不影响真空泵使用下达到动密封的目的。

作为本技术的进一步改进，上述底环板下端具有三个周向均匀分布的卡位机构；上述卡位机构包括卡位板、螺杆、固定块，其中固定块安装在底环板上，固定块中间开有螺纹孔，螺杆与螺纹孔螺纹配合，卡位板内部具有圆槽，螺杆一端具有圆板，螺杆通过圆板与圆槽的配合与卡位板旋转连接，螺杆旋转时在固定块内螺纹配合下能够带动不转的卡位板沿螺杆轴线移动；螺杆另一端具有外六角端。卡位机构中通过螺杆旋转，在螺纹配合作用下，螺杆产生径向向内的运动推动卡位板压紧紧固物体，因为卡位板在压紧物体时不旋转，而螺杆旋转，所以在螺杆与卡位板之间添加了旋转配合结构。

相对于传统的真空泵技术，本发明设计了中空的环形泵，能够在一些空间限定的场合使用的。因为充分利用了环形空间，其功率也会比只利用一侧空间的小泵大，具有较好的在环形空间使用的技术效果；另外，在固定物只有圆柱体的情况下也能够通过卡位机构较好的固定在圆柱体上，而不用像其他泵体还需要特定的安装架。本发明的真空泵在使用时可以将环形泵嵌套在管子外圆面上，或者嵌套固定在与传动泵体干涉的突起物上等方式安装，具有在特定空间内充分利用空间的目的。

附图说明

图1是整体部件分布示意图1。

图2是整体部件分布示意图2。

图3是整体部件透视图。

图4是泵体俯视透视图。

图5是卡位机构结构示意图。

图6是驱动单元结构示意图。

图7是环盖结构示意图。

图8是泵体结构示意图。

图9是泵体壳体结构示意图。

图10是泵体壳体剖视图。

图11是泵体内部旋转部件俯视图。

图12是第一块与第二块安装示意图。

图13是驱动环板结构示意图。

图14是第一块结构示意图。

图15是第二块结构示意图。

图16是驱动齿轮驱动示意图。。

图17是密封结构安装示意图。

图18是第二块与调节环位置配合示意图。

图19是调节环安装示意图。

图20是调节环结构示意图。

图21是紧固螺母安装示意图。

图22是泵体运行原理平面示意图。

图中标号名称：1、泵体；2、驱动单元；3、电机；4、电机支撑；5、驱动齿轮；6、卡位机构；7、气通道；8、调节环；9、挡片；10、卡位板；11、螺杆；12、固定块；13、外六角端；14、电机转轴；15、环盖；16、第一块；17、环形盖板；18、内环板；19、底环板；20、外环板；21、第二块；22、驱动环板；23、紧固螺母；24、燕尾槽；25、紧固孔；26、缺口；27、燕尾块；28、齿圈；29、密封结构；30、斜面。

具体实施方式

附图均为本发明实施的示意图，以便于理解结构运行原理。具体产品结构及比例尺寸根据使用环境结合常规技术确定即可。

如图1、2、3所示，它包括环形的泵体1、安装在泵体1下侧的驱动单元2和安装在泵体1下侧的卡位机构6；卡位机构6周向均匀分布起到对整个泵体1支撑固定的作用；驱动单元2驱动泵体1中的旋转部件运行起到抽取真空的目的。

如图2所示，上述卡位机构6用于安装的泵体1。

上述泵体1的壳体外圆面对称安装有两个气通道7，气通道7与泵体1内部相通，同时根据泵体1中旋转部件的方向在两个气通道7中或者与气通道7连通的管道上设置气体单向阀，使得气流流动过程中当泵体1停止旋转后，气流不会反向流入到被抽真空腔中；泵体1中具有旋转的驱动环板22，如图4所示，驱动环板22周向交替安装有多个第二块21和多个第一块16；驱动环板22能够带动第一块16和第二块21在壳体中沿泵体1中心旋转，实现对气流的推动作用；壳体底面安装有半环形的调节环8，第二块21和第一块16随驱动环板22旋转时第二块21被调节环8顶起，第一块16具有缺口26不会被调节环8顶起，调节环8起到对第二块21顶起作用，即第二块21在被驱动环板22驱动一圈过程中，上下运动一次，起到改变抽气空间的作用。

两个气通道7相对于调节环8的中心线对称。

驱动环板22下侧穿出壳体，且被驱动单元2驱动。驱动单元2驱动驱动环板22带动第一块16和第二块21围绕壳体中心旋转。

如图7、8、9、10所示，上述壳体包括环盖15、环形盖板17、内环板18、外环板20、底环板19，其中底环板19安装在外环板20下端，环盖15和环形盖板17均安装在外环板20上端，且环盖15与环形盖板17组成密封的盖板；内环板18安装在环盖15和环形盖板17的下端面且内环板18下侧与底环板19具有环形间隙；两个气通道7均安装在外环板20上；环盖15两侧对称安装有两个挡片9，挡片9一端安装在环盖15上，另一端向下指向，挡片9具有弹性。壳体中各种板拼接而成，能够通过焊接成型，保证其气密性。环盖15与环形盖板17的分开设计，环盖15具有腔，环盖15所安装位置下侧的底环板19上具有调节环8，保证了第二块21在上下运动过程中所需要的空间，而没有调节环8位置的上侧安装环形盖板17即可，环形盖板17下侧的第一块16与第二块21均仅是旋转运动。在设计中最重要的是保证环盖15与环形盖板17之间的气密性。挡片9的设计目的在于：在第二块21运动从调节环8顶端面运动到调节环8斜面30后，第二块21能够在挡片9拨动施压下沿着斜面30向下移动到底环板19上，保证第二块21顺利进入到环形盖板17下侧的通道中。

如图13、16所示，上述驱动环板22嵌套在内环板18外圆面上，保证驱动环板22旋转过程中具有旋转支撑；驱动环板22下端穿过内环板18下侧与底环板19之间的环形间隙，穿出间隙到外界的部分被驱动单元2驱动；驱动环板22外圆面上周向均匀开有多个下侧未贯通上侧贯通的燕尾槽24。燕尾槽24具有保证第一块16和第二块21在径向和周向方向不能运动而在上下方向上可以运动的作用。

如图12、14、15所示，上述第一块16为扇形块，内圆面上具有燕尾块27，下侧开有缺口26，且缺口26靠近燕尾块27；第二块的结构不包括如第一块上所开的缺口结构，第二块上除没有缺口结构以外，第一块其余结构与第二块的结构大小均相同，如图11所示，多个第一块16与多个第二块21交替地滑动安装在驱动环板22的燕尾槽24中。第一块16与第二块21交替安装，上下运动的第二块21、两侧相邻的第一块16、驱动环板22、外环板20以及底环板19形成的空间尽可能的做密封处理，在驱动环板22旋转过程中因为第二块21的运动，使得其空间大小以圈为单位交替变换，所形成的空间变化使得泵体1具有抽取气体的作用。为了保证真空泵的效率，第一块16与第二块21之间接触配合，第一块16和第二块21与外环板20内圆面接触配合。同时在驱动环板22旋转过程中，相应的环盖15与第一块16与第二块21之间的空间在时刻的变化，其内部的气体被交替压缩与释压，其空间变化程度基本维持动态平衡，其内部气流将不会产生较大的真空或者高压阻力，不会影响真空泵的功率输出。上述第一块16与第二块21在的径向边均倒有圆角，保证在与调节环8斜面30配合或者从环盖15进入到环形盖板17中时不会被卡住。为了减小第一块16和第二块21与相应部件的摩擦损耗，且在不污染被抽取真空空间的情况下，相应接触摩擦部位还具有润滑油或润滑脂润滑。

如图21、13所示，上述第一块16所安装的燕尾槽24处开有具有内螺纹的紧固孔25，紧固孔25中具有紧固螺母23，紧固螺母23将第一块16锁死在燕尾槽24中不能上下移动。上述第二块21上下运动，而第一块16不同仅是旋转，所以当第一块16安装在相应的燕尾槽24中后，还需要紧固螺母23通过螺纹的配合压紧第一块16，使第一块16不会在燕尾槽24中滑动。

如图18、19、20所示，上述调节环8两侧对称的加工有斜面30，调节环8安装在底环板19上且调节环8的环心在泵体1中心处；相对于内环板18和外环板20，调节环8偏向内环板18；调节环8与第一块16上的缺口26配合，第一块16旋转时不会与调节环8发生运动关系。第一块16中具有缺口26，在第一块16被带动旋转到调节环8处时，因为缺口26正好与调节环8配合，调节环8相对于第一块16从第一块16中的缺口26处通过，使得第一块16能够不上下移动就能通过调节环8。调节环8斜面30保证第二块21旋转时能够在斜面30的作用下，沿着斜面30运动到调节环8的上端面，实现第二块21上下运动，保证其空间能够交替变化。

如图2、6所示，上述驱动单元2包括电机3、电机支撑4和驱动齿轮5，电机3通过电机支撑4安装在底环板19下端，驱动齿轮5安装在电机转轴14上。本发明中的电机3选用细长的电机3，使其不影响环形泵的使用，同时具有足够缠绕线圈的空间保证其动力充足。

如图16所示，上述驱动环板22下端安装有齿圈28，齿圈28与驱动齿轮5啮合。电机3通过齿轮驱动齿圈28进而驱动驱动环板22的旋转。

如图17所示，上述驱动环板22与底环板19和内环板18之间具有密封结构29。此处驱动环板22在旋转运动，而底环板19和内环板18禁止不动，所以此处的密封结构29为动密封，而动密封属于常规技术的，在各种需要动密封地方被广泛使用，所以本发明对其动密封的结构不做细化处理，同时强调动密封的好坏影响本发明中真空泵抽取真空能力，但密封结构29的存在与否不影响本发明真空泵的运行。本发明允许为了动密封结构29的安装，对驱动环板22、底环板19和内环板18接触配合处的结构设计改进，在不影响真空泵使用下达到动密封的目的。

如图2、5所示，上述底环板19下端具有三个周向均匀分布的卡位机构6；上述卡位机构6包括卡位板10、螺杆11、固定块12，其中固定块12安装在底环板19上，固定块12中间开有螺纹孔，螺杆11与螺纹孔螺纹配合，卡位板10内部具有圆槽，螺杆11一端具有圆板，螺杆11通过圆板与圆槽的配合与卡位板10旋转连接，螺杆11旋转时在固定块12内螺纹配合下能够带动不转的卡位板10沿螺杆11轴线移动；螺杆11另一端具有外六角端13。卡位机构6中通过螺杆11旋转，在螺纹配合作用下，螺杆11产生径向向内的运动推动卡位板10压紧紧固物体，因为卡位板10在压紧物体时不旋转，而螺杆11旋转，所以在螺杆11与卡位板10之间添加了旋转配合结构。

本发明真空泵的运行流程为；如图22所示，首先确定电机3的旋转方向，根据电机3的旋转方向确定两个气通道7哪个进气哪个出气，之后安装管路；电机3旋转通过驱动齿轮5带动齿圈28，进而带动驱动环板22旋转，驱动环板22带动固定在驱动环板22上的第一块16和能够上下运动的第二块21围绕泵体1中心旋转；在旋转过程中，当遇到调节环8后，第一块16不与调节环8发生运动关系，第二块21被调节环8顶起，第二块21与底环板19之间产生空间，即产生负压，气流从相应位置的气通道7中进入，之后，当第二块21从调节环8上端面配合挡片9作用沿调节环8斜面30下落到底环板19过程中，第二块21与底环板19之间的空间逐渐减小为零，气流被压出相应位置处的气通道7，完成气流的抽取功能。随着驱动环板22的持续旋转，不断的空气被抽出完成真空泵的作用。

本发明的有益效果：本发明设计了中空的环形泵，能够在一些空间限定的场合使用的。因为充分利用了环形空间，其功率也会比只利用一侧空间的小泵大，具有较好的在环形空间使用的技术效果；另外，在固定物只有圆柱体的情况下也能够通过卡位机构6较好的固定在圆柱体上，而不用像其他泵体1还需要特定的安装架。本发明的真空泵在使用时可以将环形泵嵌套在管子外圆面上，或者嵌套固定在与传动泵体1干涉的突起物上等方式安装，具有在特定空间内充分利用空间的目的。

Claims (9)

1.一种环形真空泵，其特征在于：它包括环形的泵体、安装在泵体下侧的驱动单元和安装在泵体下侧的卡位机构；

上述卡位机构用于安装的泵体；

上述泵体的壳体外圆面对称安装有两个气通道，气通道与泵体内部相通；泵体中具有旋转的驱动环板，驱动环板周向交替安装有多个第二块和多个第一块；驱动环板能够带动第一块和第二块在壳体中沿泵体中心旋转；壳体底面安装有半环形的调节环，第二块和第一块随驱动环板旋转时第二块被调节环顶起，第一块具有缺口不会被调节环顶起；

两个气通道相对于调节环的中心线对称；

驱动环板下侧穿出壳体，且被驱动单元驱动。

2.根据权利要求1所述的一种环形真空泵，其特征在于：上述壳体包括环盖、环形盖板、内环板、外环板、底环板，其中底环板安装在外环板下端，环盖和环形盖板均安装在外环板上端，且环盖与环形盖板组成密封的盖板；内环板安装在环盖和环形盖板的下端面且内环板下侧与底环板具有环形间隙；两个气通道均安装在外环板上；环盖两侧对称安装有两个挡片，挡片一端安装在环盖上，另一端向下指向，挡片具有弹性。

3.根据权利要求2所述的一种环形真空泵，其特征在于：上述驱动环板嵌套在内环板外圆面上，驱动环板下端穿过内环板下侧与底环板之间的环形间隙；驱动环板外圆面上周向均匀开有多个下侧未贯通上侧贯通的燕尾槽。

4.根据权利要求3所述的一种环形真空泵，其特征在于：上述第一块为扇形块，内圆面上具有燕尾块，下侧开有缺口，且缺口靠近燕尾块；第二块的结构不包括如第一块上所开的缺口结构，第二块上除没有缺口结构以外，第一块其余结构与第二块的结构大小均相同，多个第一块与多个第二块交替地滑动安装在驱动环板的燕尾槽中。

5.根据权利要求4所述的一种环形真空泵，其特征在于：上述第一块所安装的燕尾槽处开有具有内螺纹的紧固孔，紧固孔中具有紧固螺母，紧固螺母将第一块锁死在燕尾槽中不能上下移动。

6.根据权利要求1所述的一种环形真空泵，其特征在于：上述调节环两侧对称的加工有斜面，调节环安装在底环板上且调节环的环心在泵体中心处；相对于内环板和外环板，调节环偏向内环板；调节环与第一块上的缺口配合，第一块旋转时不会与调节环发生运动关系。

7.根据权利要求1所述的一种环形真空泵，其特征在于：上述驱动单元包括电机、电机支撑和驱动齿轮，电机通过电机支撑安装在底环板下端，驱动齿轮安装在电机转轴上。

8.根据权利要求7所述的一种环形真空泵，其特征在于：上述驱动环板下端安装有齿圈，齿圈与驱动齿轮啮合。

9.根据权利要求3所述的一种环形真空泵，其特征在于：上述驱动环板与底环板和内环板之间具有密封结构。

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