CN110678650B - 真空泵 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个方式的真空泵具有泵主体和消音器。所述泵主体具有外壳和转子，所述外壳具有进气口和排气口，所述转子可旋转地配置在所述外壳的内部，并将气体从所述进气口输送至所述排气口。所述消音器具有壳体、第一通道部以及第二通道部。所述壳体具有与所述外壳的外壁面气密地连接的开口端部、与所述开口端部相向的底壁部以及周壁部，所述壳体通过所述外壳的外壁面、和所述底壁部及所述周壁部各自的内壁面来划分出膨胀室。所述第一通道部设置在所述壳体，将从所述排气口排出的气体导入到膨胀室。所述第二通道部设置在所述壳体，将所述膨胀室内的气体向所述壳体的外部排出。

Description

真空泵
技术领域
本发明涉及具有吸声器的容积型真空泵。
背景技术
作为容积型的干式真空泵，已知有例如双螺杆泵。这种螺杆泵包括具有吸入口和排出口的外壳、以及收容于外壳的一对螺杆转子，该螺杆泵构成为通过使这一对螺杆转子旋转而将气体从吸入口输送至排出口。
此外，在这种真空泵中，已知有在排出口具有消音器(silencer)的真空泵。例如在专利文献1中公开了在第一增压泵至第三增压泵的各自的排气口连接了具有共用消音室的排气歧管的真空泵装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-138725号公报。
发明内容
近年来，寻求具有消音器的现有真空泵的小型化。然而，为了获得消音功能，需要在排气所通过的空间部确保规定以上的截面面积，因此消音器的单纯的小型化无法得到所希望的消音效果。
鉴于如上述这样的情况，本发明的目的在于提供一种能够在确保消音效果的同时实现小型化的真空泵。
用于解决问题的方案
为了实现上述目的，本发明的一个方式的真空泵具有泵主体和消音器。
所述泵主体具有外壳和转子。所述外壳具有进气口和排气口。所述转子可旋转地配置在所述外壳的内部，并将气体从所述进气口输送至所述排气口。
所述消音器具有壳体、第一通道部以及第二通道部。所述壳体具有与所述外壳的外壁面气密地连接的开口端部、与所述开口端部相向的底壁部以及周壁部，所述壳体通过所述外壳的外壁面、和所述底壁部及所述周壁部各自的内壁面来划分出膨胀室。所述第一通道部设置在所述壳体并将从所述排气口排出的气体导入到所述膨胀室。所述第二通道部设置在所述壳体并将所述膨胀室内的气体向所述壳体的外部排出。
在所述真空泵中，消音器通过使从排气口排出的气体经过第一通道部、膨胀室以及第二通道部而排出，从而使泵排气噪声降低至规定的水平以下。
在所述消音器中，壳体具有开口端部，并经由该开口端部与泵主体的外壁面连接，因而能够在确保膨胀室的容积的同时，将消音器紧凑地安装在泵主体。由此，能够在确保消音效果的同时，谋求真空泵的小型化。
所述消音器还可以具有：阀构件，其能够对所述排气口进行开闭；以及阀室，其设置在所述排气口与所述膨胀室之间并收容所述阀构件。
由此，能够防止气体从消音器侧向泵主体内部的倒流。
所述周壁部还可以具有：第一侧壁部，其对所述膨胀室和所述阀室进行划分；以及第二侧壁部，其在单轴方向上与所述第一侧壁部相向。在这种情况下，所述第一通道部由第一管构件构成，所述第一管构件贯通所述第一侧壁部并在所述单轴方向上从所述第一侧壁部向所述膨胀室的内部延伸；所述第二通道部由第二管构件构成，所述第二管构件贯通所述第二侧壁部并在所述单轴方向上从所述第二侧壁部向所述膨胀室的内部延伸。
由此，在确保膨胀室的容积的同时，能够形成流路截面的急剧扩大部和急剧缩小部，因此能够提高低频区域的消音效果。
在这种情况下，所述第一管构件和第二管构件可以配置在各自的轴心互相偏移了的位置，并具有在与所述单轴方向正交的轴向上彼此相向的区域。
由此，能够谋求消音效果的进一步提高。
所述消音器可以配置在所述泵主体的底部，所述壳体还可以具有包含排水口的排水部。
由此，容易进行膨胀室内的冷凝水、结露水等液体的排出。
所述排水部还可以具有设置在所述底壁部并向所述排水口倾斜的排水道。
所述真空泵还可以具有多个腿部。所述多个腿部设置在所述泵主体的底部，并支承所述泵主体。在这种情况下，所述消音器可以配置在所述多个腿部之间。
由此，能够谋求真空泵的紧凑化。
发明效果
如上所述，根据本发明，能够在确保消音效果的同时，实现真空泵的小型化。
附图说明
图1为本发明的第一实施方式的真空泵的仰视立体图。
图2为上述真空泵的仰视图。
图3为图2的A-A线方向剖视图。
图4为图3的B-B线方向剖视图。
图5为上述真空泵的消音器的立体图。
图6为上述消音器的俯视图。
图7为上述消音器的后视图。
图8为图7的C-C线方向剖视图。
图9为本发明的第二实施方式的真空泵的主要部分剖视图。
图10为表示本发明的第三实施方式的真空泵的结构的概略剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施方式。
＜第一实施方式＞
图1为本发明的一个实施方式的真空泵的仰视立体图，图2为其仰视图，图3为图2的A-A线方向的剖视图，图4为图3的B-B线方向的剖视图。
另外，在各图中，X轴、Y轴以及Z轴表示相互正交的三个轴方向，Z轴相当于高度方向。
本实施方式的真空泵100由螺杆泵构成，并具有泵主体10和消音器50。
[泵主体]
泵主体10具有：第一螺杆转子11、第二螺杆转子12、外壳20以及驱动部30。
如图3和图4所示，第一螺杆转子11和第二螺杆转子12分别具有平行于Y轴方向的轴心，并在X轴方向上相互邻接地配置于外壳20内的转子室21。第一螺杆转子11具有螺旋状的齿11s，第二螺杆转子12具有与齿11s啮合的螺旋状的齿12s。第一螺杆转子11和第二螺杆转子12均由具有不等导程部和等导程部这两个导程部的一条螺纹形成。
齿11s、12s除了旋向为彼此相反的方向以外，分别具有大致相同的形状。齿11s、12s以一方的齿位于另一方的齿之间(槽)的方式空出微小的空隙而相互啮合。齿11s的外周面以空出微小的空隙的方式与转子室21的内壁面以及第二螺杆转子12的轴部的外周面(齿12s间的槽的底部)相向。另一方面，齿12s的外周面以空出微小的空隙的方式与转子室21的内壁面以及第一螺杆转子11的轴部的外周面(齿11s间的槽的底部)相向。
外壳20由金属材料形成，并具有：第一外壳部201，其具有转子室21和进气口22；和第二外壳部202，其具有排气口23。第二外壳部202经由密封环结合在第一外壳部201与驱动部30的电动机壳31之间。
进气口22和排气口23经由转子室21相互连通。进气口22设置于第一螺杆转子11和第二螺杆转子12的吸入端侧，排气口23设置于它们的排出端侧。在进气口22连接有与真空腔(未图示)连通的进气管41，在排气口23连接有后述的消音器50。第一螺杆转子11和第二螺杆转子12经由在这些吸入端侧和排出端设置的轴承24、25旋转自由地配置在转子室21内。
进气口22和排气口23的位置不限于上述的例子，能够酌情地变更。例如，进气口22可以朝向第二外壳部202而形成，排气口23可以设置于第一外壳部201。外壳20也不限于将第一外壳部201和第二外壳部202组合来构成的情况，可以由单一的外壳部件构成，也可以将三个以上的外壳部件组合来构成。
如图3所示，驱动部30具有使第一螺杆转子11以及第二螺杆转子12旋转的电动机M。电动机M由电动机转子33和电动机定子34构成，该电动机转子33安装在第一螺杆转子11的排出端侧的轴部32，该电动机定子34在电动机转子33周围隔开间隔地相向。电动机壳31气密地连接在第二外壳部202，并将电动机定子34保持在内部。
在轴部32安装有同步齿轮35，该同步齿轮与安装于第二螺杆转子12的排出端侧轴部的同步齿轮(未图示)进行啮合，由电动机M产生的对第一螺杆转子11的旋转驱动力通过同步齿轮35传递到第二螺杆转子12。电动机M使第一螺杆转子11和第二螺杆转子12旋转，以使将从进气口22吸入的上述真空腔内的气体向排气口23输送。
[消音器]
消音器50配置在泵主体10的底部。消音器50是用于使被泵主体10抽吸并从排气口23排出的气体的排气噪声降低的构件。以下，对消音器50进行详细说明。
图5为消音器50的立体图，图6为其俯视图，图7为其后视图，图8为图7的C-C线方向的剖视图。
消音器50具有壳体51、第一通道部61以及第二通道部62。
壳体51由在Y轴方向具有长边方向的大致长方体形状的金属制箱体构成。壳体51具有开口端部511、底壁部512以及周壁部513。
开口端部511由与在壳体51的上端部形成的XY平面平行的凸缘部构成，并具有安装密封环S1(参照图3)的环状槽511a和多个螺栓穿插孔511h。环状槽511a形成于开口端部511的上表面，螺栓穿插孔511h设置于开口端部511的四个角。
底壁部512在Z轴方向上与开口端部511相向，并构成壳体51的底部。周壁部513设置在开口端部511与底壁部512之间，从底壁部512的周缘部竖起而形成。周壁部513由包含在Y轴方向上彼此相向的第一侧壁部W1和第二侧壁部W2的四个侧壁部构成。
通过壳体51与泵主体10的底部的外壁面20w气密地连接，从而在外壁面20w与底壁部512及周壁部513各自的内壁面之间划分出膨胀室52。外壁面20w由平面形成，经由密封环S1以及多个螺栓B1(参照图2)与壳体51连接。
壳体51还具有划分出阀室53的辅助壁部510。辅助壁部510与第一侧壁部W1接连设置，并具有上表面开放的有底的大致部分圆筒形状。辅助壁部510的上表面由与开口端部511的上表面属于同一平面的平坦面构成，并具有安装与排气口23的周围弹性接触的密封环(未图示)的环状槽511b。通过壳体部51连接于泵主体10的外壁面20w，从而辅助壁部510与排气口23的周围气密地连接。
阀室53隔着第一侧壁部W1在壳体51的长边方向(Y轴方向)上与膨胀室52邻接。阀室53设置于排气口23与膨胀室52之间，并收容构成为对排气口23进行开闭的止回阀的阀构件54。阀构件54利用一端与阀室53的底部进行卡定的阀弹簧55的弹簧弹力向堵塞排气口23的方向施力，并经由阀密封件54a就位在排气口23的周缘部来防止气体从阀室53向排气口23的倒流。阀弹簧55的弹簧弹力不特别限定，典型地设定为在排气口23的内压超过大气压时能够打开阀构件54的大小。
阀室53还具有对阀构件54在上下方向(Z轴方向)上的移动进行引导的引导机构。在本实施方式中，如图5和图6所示，引导机构由可滑动地配置在阀构件54的周围的多个(在本例中为四个)引导片56构成。各引导片56以从阀室53的内壁面向阀构件54的周面突出的方式固定在阀室53。
第一通道部61构成为贯通第一侧壁部W1并能够将从排气口23排出的气体从阀室53导入到膨胀室52。在本实施方式中，第一通道部61由从第一侧壁部W1向膨胀室52的内部沿Y轴方向延伸的管构件610(第一管构件)构成。管构件610以一端固定在第一侧壁部W1，另一端与第二侧壁部W2隔开间隔地相向的方式设置在壳体51中。
另一方面，第二通道部62构成为贯通第二侧壁部W2并能够将膨胀室52内的气体排出至壳体51的外部。在本实施方式中，第二通道部62由从第二侧壁部W2向膨胀室52的内部沿Y轴方向延伸的管构件620(第二管构件)构成。管构件620以一端固定在第二侧壁部W2，另一端与第一侧壁部W1隔开间隔地相向的方式设置在壳体51中。
管构件610、620分别由具有规定的长度及内径的金属制圆管构成。各管构件610、620典型地具有与膨胀室52相比足够小的流路截面面积。由此，在经过消音器50的气体的通道中形成流路截面的急剧扩大部和急剧缩小部，因此能够提高低频区域的排气噪声的消音效果。另外，各管构件610、620的长度能够根据要衰减的频带而酌情地设定。
管构件610、620的布局也不特别限定。在本实施方式中，两个管构件610、620配置在各自的轴心互相偏移了的位置，并具有在X轴方向上彼此相向的区域(参照图6)。由此，由于确保膨胀室52内的容积，所以能够得到气体的充分的膨胀作用，并且由于确保各通道部61、62的足够的长度，所以能够谋求进一步提高消音效果。
在第二侧壁部W2的外表面安装有与管构件620的内部(第二通道部62)连通的排气管42。可以在排气管42连接对从消音器50排出的气体进行无害化的处理单元(未图示)等。
如图8所示，壳体51还具有排水部70。排水部70是用于将在膨胀室52内生成的液体(例如，排气的冷凝水或者结露水)排出至消音器50的外部的部件，并具有排水口71、排水盖72以及引导通道73。
排水口71由使膨胀室52与壳体51的外部之间连通的贯通孔(螺纹孔)构成，在本实施方式中设置在侧壁部W2的底部。排水盖72以能够从侧壁部W2的外侧堵塞排水口71的方式安装，典型地由排水螺栓构成。引导通道73设置在底壁部512的内壁面，由相对于XY平面向上述排水口倾斜的倾斜面构成(参照图8)。如图6所示，引导通道73由槽宽度从第一侧壁部W1侧向第二侧壁部W2侧逐渐变窄的凹槽形成，由此能够高效地将排水引导至排水口71。
壳体51还具有支承泵主体10的多个腿部75。多个腿部75由从构成开口端部511的凸缘部的下表面起沿周壁部513向底壁部512的四个角外表面分别突出的大致圆筒形状的四个柱状体构成。这些腿部75的顶端部位于同一平面上，典型地通过设置在操作台或地面上来水平地支承真空泵100。
壳体51由铝合金等金属材料的铸件构成。构成第一通道部61和第二通道部62的两根管构件610、620采用嵌件成型法与壳体51被一体地铸造。底壁部512、周壁部513的厚度不特别限定，例如以5mm以上且10mm以下来形成。阀构件54和阀弹簧55在壳体51铸造后被组装到辅助壁部510内的阀室53。
[真空泵的工作]
在本实施方式的真空泵100中，消音器50将来自泵主体10的排气口23的排出气体经由第一通道部61、膨胀室52以及第二通道部62向消音器50的外部排出。此时，消音器50内的排出气体通过了从阀室53到第一通道部61的流路截面的急剧缩小部、从第一通道部61到膨胀室52的流路截面的急剧扩大部、以及从膨胀室52到第二通道部62的流路截面的再次急剧缩小部。由此，能够将排气噪声降低到规定水平以下。
特别是在本实施方式中，消音器50的壳体51具有开口端部511，并经由该开口端部511与泵主体10的底部的外壁面20w连接，因而能够在确保膨胀室52的容积的同时，将消音器50紧凑地安装到泵主体10。具体而言，由于能够与泵主体10的外壁面20w共用消音器50的上壁部，所以能够使消音器50高度降低了与上述上壁部的厚度对应的量。像这样，根据本实施方式，能够在确保消音效果的同时，谋求真空泵100的小型化。
此外，由于消音器50的壳体51构成泵主体10的外壁面的一部分，所以能够提高第一外壳部201的强度。而且，由于壳体51的开口端部511和泵主体10的外壁面20w均由平面形成，所以易于确保气密性，并且不需要另外的构件，仅用多个螺栓B1就能够容易地装配。
而且，由于消音器50配置在泵主体10的底部，所以能够最大限度地确保膨胀室52的容积，并且能够容易地将在膨胀室52内生成的冷凝水等排出至外部。在本实施方式中，由于阀构件54以从下方堵塞排气口23的方式构成，所以能够将在泵室21生成了的排气的冷凝水引导至膨胀室52(排水部70)，而不会使其滞留在排气口23、阀室53。
而且，由于能够将支承真空泵100的腿部75与壳体51一体地设置，所以能够谋求泵主体10的结构的简化，并且不需要另外装配支承泵主体10的腿部，因而也能够谋求装配工时的削减。
并且，由于消音器50的第一通道部61和第二通道部62分别由向膨胀室52内突出的管构件610、620构成，所以能够在膨胀室52使气体的能量高效地衰减而得到所希望的消音效果。此外，由于能够使用嵌件成型法容易地制作这样的消音器50的复杂的内部结构，所以设计自由度高，因而容易实现与规格相应的设计的最优化。
＜第二实施方式＞
图9为表示本发明的第二实施方式的真空泵200的结构的主要部分剖视图。以下，主要对与第一实施方式不同的结构进行说明，对于与第一实施方式同样的结构，标注同样的标记并省略或者简化其说明。
本实施方式的真空泵200与第一实施方式的不同点为：支承泵主体10的多个腿部76设置在泵主体10的底部，在这些多个腿部76之间设置有消音器50。
多个腿部76由从泵主体10的外壳20的底部的四个角向竖直下方突出的大致圆柱形状的柱体构成。与第一实施方式同样地，消音器50具有：在内部具有膨胀室52的壳体51；以及设置在壳体51的第一通道部61和第二通道部62，该消音器经由壳体51的开口端部511与泵主体10的底部的外壁面20w气密地连接。
本实施方式的真空泵200也能够得到与第一实施方式同样的作用效果。根据本实施方式，能够有效地利用多个腿部76之间的区域，因而能够实现消音器50的设置区域的省空间化，能够提供一种在谋求装置结构的紧凑化的同时具有所希望的消音效果的真空泵200。
多个腿部76不限于由圆柱形状的柱体构成的例子，也可以使用设置在泵主体10或收容泵主体的保护壳等的角材(angle bar)等构成。此外，多个腿部76中的至少一部分可以包含移动用的车轮。
＜第三实施方式＞
图10为表示本发明的第三实施方式的真空泵300的结构的概略剖视图。以下，主要对与第一实施方式不同的结构进行说明，对于与第一实施方式同样的结构，标注同样的标记并省略或者简略化其说明。
本实施方式的真空泵300与第一实施方式的不同点是消音器350的结构。在本实施方式中，消音器350具有将在泵主体10的第二外壳部202设置的排气口23向阀室54连接的连接通道57。阀弹簧55将阀构件54向形成在连接通道57与阀室53之间的环状的阀座58施力。阀构件54构成为通过相对于阀座58离开或就位来对与连接通道57连接的排气口23进行开闭。
即使是像以上这样构成的本实施方式的真空泵300，也能够得到与上述第一实施方式同样的作用效果。根据本实施方式，阀构件54通过阀弹簧55向重力方向施力，因而能够使阀构件54相对于阀座58稳定地就位，能谋求阀构件54的密封性、耐久性的提高。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明并不仅限于上述实施方式，当然能够施以各种变更。
例如在以上实施方式中，以泵主体10由螺杆泵构成的情况为例进行了说明，但不限于此，泵主体也可以由多级罗茨泵、涡旋泵等其他干式泵构成。
此外，以壳体50由铸件构成的情况为例进行了说明，但不限于此，也可以由金属板等构成。而且，也可以在消音器50、350的膨胀室52填充海绵、玻璃棉等吸声材料，由此能够高效地降低高频频带的排气噪声。
而且，在以上的实施方式中，以消音器50、350配置在泵主体10的底部的情况为例进行了说明，但不限于此，消音器也可以配置在泵主体的上表面或侧部。消音器的排水部的位置、数量也不限于上述的例子。例如，在图10所示的真空泵300中，排水部不仅设置在膨胀室57，还可以追加设置在连接通道57。
附图标记说明
10：泵主体
11：第一螺杆转子
12：第二螺杆转子
20：外壳
20w：外壁面
21：转子室
22：进气口
23：排气口
30：驱动部
50，350：消音器
51：壳体
52：膨胀室
53：阀室
54：阀构件
61：第一通道部
62：第二通道部
70：排水部
75，76：腿部
100，200，300：真空泵
511：开口端部
512：底壁部
513：周壁部
610，620：管构件
W1：第一侧壁部
W2：第二侧壁部。

Claims (5)

1.一种真空泵，其具有：
泵主体，其具有外壳和一对螺杆转子，所述外壳具有进气口和排气口，所述一对螺杆转子分别具有平行于单轴方向的轴心，可旋转地配置在所述外壳的内部，并将气体从所述进气口输送至所述排气口；以及
消音器，其具有壳体、第一通道部和第二通道部，所述壳体具有与所述外壳的外壁面气密地连接的开口端部、与所述开口端部相向的底壁部以及周壁部，所述壳体通过所述外壳的外壁面、和所述底壁部及所述周壁部各自的内壁面来划分出膨胀室，所述第一通道部设置在所述壳体并将从所述排气口排出的气体导入到所述膨胀室，所述第二通道部设置在所述壳体并将所述膨胀室内的气体向所述壳体的外部排出，
所述消音器还具有：阀构件，其能够对所述排气口进行开闭；以及阀室，其设置在所述排气口与所述膨胀室之间并收容所述阀构件，
所述周壁部具有第一侧壁部和第二侧壁部，所述第一侧壁部对所述膨胀室和所述阀室进行划分，所述第二侧壁部在所述单轴方向上与所述第一侧壁部相向，
所述第一通道部由第一管构件构成，所述第一管构件贯通所述第一侧壁部，并在所述单轴方向上从所述第一侧壁部向所述膨胀室的内部延伸，
所述第二通道部由第二管构件构成，所述第二管构件贯通所述第二侧壁部，并在所述单轴方向上从所述第二侧壁部向所述膨胀室的内部延伸。
2.根据权利要求1所述的真空泵，其中，
所述第一管构件和所述第二管构件配置在各自的轴心彼此偏移了的位置，并具有在与所述单轴方向正交的轴向上彼此相向的区域。
3.根据权利要求1或2所述的真空泵，其中，
所述消音器配置在所述泵主体的底部，
所述壳体还具有包含排水口的排水部。
4.根据权利要求3所述的真空泵，其中，
所述排水部还具有引导通道，所述引导通道设置在所述底壁部并向所述排水口倾斜。
5.根据权利要求3所述的真空泵，其中，
还具有支承所述泵主体的多个腿部，所述多个腿部设置在所述泵主体的底部，
所述消音器配置在所述多个腿部之间。
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