CN112814900A - 一种螺杆泵排气稳压结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种螺杆泵排气稳压结构，属于螺杆泵技术领域。它解决了现有螺杆泵压缩腔中的气压不稳和噪音大的问题。本螺杆泵包括冷却消音器和内部具有压缩腔的泵体，压缩腔中穿设有螺杆，泵体的出气口与冷却消音器的进气端相连，排气稳压结构包括能使压缩腔中的气体流向冷却消音器的第一单向管和能使冷却消音器中的气体流向压缩腔的第二单向管，第一单向管和第二单向管的内端均与压缩腔相连通，沿螺杆的轴向第二单向管的内端相对于第一单向管的内端更加靠近泵体出气口，第一单向管和第二单向管的外端均与冷却消音器的排气端相连通。本螺杆泵排气稳压结构具有使泵体压缩腔中的气压稳定和降低噪音的优点。

Description

一种螺杆泵排气稳压结构

技术领域

本发明属于螺杆泵技术领域，涉及一种螺杆泵排气稳压结构。

背景技术

螺杆泵是将螺杆放置在泵体内，依靠由螺杆和衬套形成的压缩腔的容积变化来吸入和排出介质。

现有的螺杆泵，例如中国专利文献资料公开了一种循环自冷却螺杆真空泵[申请号：201922135522.3；授权公告号：CN211259019U]，其包括泵体，泵体具有压缩腔，压缩腔内转动连接有转子轴，压缩腔的前端设有进气管且后端设有出气管，泵体的一侧设有筒状的换热壳体，换热壳体的前端具有排气口，出气管与换热壳体的中部连接并与换热壳体的内腔连通，换热壳体内腔的后端设置有冷却盘管，换热壳体的后端设有与压缩腔连通的冷气回流管。

该种结构的螺杆真空泵，降温后的气体通过冷气回流管重新进入泵体压缩腔末端，对泵体内位于压缩腔末端的压缩气体进行降温。但是该种结构的螺杆真空泵，螺杆的螺距是分多级的，靠近泵体进气口的螺距大，靠近泵体出气口的螺距小，转子轴螺旋部的外壁与压缩腔腔壁之间形成腔室，腔室随转子轴的旋转不断变化，在转子轴旋转的过程中，转子轴的旋转速度是极快的，压缩腔各个腔室中的气体压力在不断的变化且压缩腔中各个腔室中的气体压力不同，导致压缩腔内的气压不稳，尤其是压缩腔靠近排气口处的气体压力不稳始终在改变，导致该种结构的螺杆真空泵气体排出时，噪声很大。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种螺杆泵排气稳压结构，解决的技术问题是如何使泵体压缩腔中的气压稳定，降低噪音。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种螺杆泵排气稳压结构，螺杆泵包括冷却消音器和内部具有压缩腔的泵体，所述压缩腔中穿设有螺杆，所述泵体的出气口与冷却消音器的进气端相连，其特征在于,排气稳压结构包括能使压缩腔中的气体流向冷却消音器的第一单向管和能使冷却消音器中的气体流向压缩腔的第二单向管，所述第一单向管和第二单向管的内端均与压缩腔相连通，沿螺杆的轴向所述第二单向管的内端相对于第一单向管的内端更加靠近泵体出气口，所述第一单向管和第二单向管的外端均与冷却消音器的排气端相连通。

螺杆的螺距是分多级的，螺杆泵运行初期，泵体进气口处气压较高的气体经过螺杆变螺距压缩后，会产生大于大气压的气体，第一单向管的内端相对的远离泵体出气口，第一单向管的内端位于螺杆螺距变小气体气压增大的起始点，通过第一单向管将泵体压缩腔中的气体泄压到冷却消音器中，一开始就将压缩腔中增大的高压气体释放掉，使泵体压缩腔中的气压稳定，减少泵轴功率超载，降低能耗，而如果将第一单向管的内端设置在泵体出气口处的终点时，存在排气不及时的问题，会造成功率波峰，影响节能。当螺杆泵运行一段时间后，泵体进气口压力减少，第一单向管自动关闭。当泵体进气口气压进一步减少时，第二单向管的内端靠近泵体出气口，第二单向管的内端连接的压缩腔的气体压力小于冷却消音器中的气体压力时，气压差使第二单向管自动打开，将部分经过冷却消音器冷却后的低温气体吸入到压缩腔中，对螺杆起到冷却的同时提高压缩腔靠近泵体出气口处的气体压力，使泵体出气口处的气体压力与冷却消音器进气端处的气体压力接近或者相同，使气压稳定，减少出气时的气流脉冲噪声，降低噪音，而如果将第二单向管的内端设置的远离泵体出气口，即位置靠前，这会导致低压补气时，会增加被抽介质的泄漏量，影响螺杆泵的真空度及抽气量。本螺杆泵排气稳压结构通过第一单向管和第二单向管实现稳压、降低噪声和降低能耗的作用，同时不会影响到螺杆泵的真空度以及抽气量。

在上述的一种螺杆泵排气稳压结构中，所述螺杆包括呈螺旋状的螺旋部，沿螺杆的轴向所述螺旋部靠近泵体进气口的前半段的螺距大于靠近泵体出气口的后半段的螺距，所述螺旋部前半段的螺距逐渐减少，所述螺旋部后半段的螺距相同，所述第一单向管的内端位于螺旋部的后半段且与螺旋部的前半段相邻设置，所述第二单向管的内端位于螺旋部的后半段且与泵体出气口相邻设置。例如螺杆螺旋部分五级压缩时，第1、2级的间距大，位于螺杆前半段，第3、4、5级的间距较小，位于螺杆后半段，第一单向管的内端位于螺杆第3级压缩段处，第二单向管的内端位于螺杆第4、5级压缩段之间，该种布置方式，起到更好的稳压作用，降低能耗，降低噪声，同时不会影响到螺杆泵的真空度以及抽气量。本排气稳压结构适合单螺杆结构和双螺杆结构。

在上述的一种螺杆泵排气稳压结构中，沿螺杆的轴向所述第一单向管的内端靠近泵体中间的位置，所述第二单向管的内端位于泵体具有出气口的端部处。该种布置方式，在起到稳压和降低噪声的同时，尽可能的使第一单向管和第二单向管错开设置，使第一单向管和第二单向管相互之间不会产生影响。

在上述的一种螺杆泵排气稳压结构中，所述第一单向管和第二单向管均位于泵体和冷却消音器之间的空间中。第一单向管和第二单向管的布置不占据外部空间，结构紧凑，合理利用空间。

在上述的一种螺杆泵排气稳压结构中，所述泵体的外侧壁上具有一对凸出设置的连接柱，所述连接柱的内部与泵体的压缩腔相连通，所述第一单向管的内端和第二单向管的内端分别嵌入到对应的连接柱的内部。连接柱的设置提高第一单向管和第二单向管的连接强度，使第一单向管和第二单向管安装后不会脱落。

在上述的一种螺杆泵排气稳压结构中，所述第一单向管中具有第一单向阀，所述第二单向管中具有第二单向阀，所述第一单向阀和第二单向阀的单向导通方向相反。第一单向阀使第一单向管具有单向导通的功能，第二单向阀使第二单向管具有单向导通的功能。

在上述的一种螺杆泵排气稳压结构中，所述冷却消音器包括呈长筒状的壳体和设置在壳体中的冷却管，所述壳体的一端为冷却消音器的进气端，所述壳体的另一端为冷却消音器的排气端，所述冷却管从壳体的进气端一直延伸至壳体的排气端。冷却管的长度与壳体的长度基本一致，使本冷却消音器的冷却路径长，冷却效果好。

在上述的一种螺杆泵排气稳压结构中，所述螺杆还包括位于两端的转轴，所述泵体的端部中具有供转轴嵌入的通孔，所述转轴外具有呈螺旋形的密封通道，所述密封通道位于通孔中，所述密封通道的螺旋方向与螺旋部的螺旋方向相反，所述泵体外连接有平衡管，所述平衡管的内端与通孔相连通，所述平衡管的外端与冷却消音器相连通。密封通道随转轴一起旋转，密封通道旋转使泵体端部通孔处产生负压，冷却消音器中的气体通过平衡管进入到通孔中，密封通道旋转产生的气体与螺旋部旋转产生的气体对冲，形成气密封，同时也使冷却消音器中的气体与泵体压缩腔中气体进行热交换，降低泵体压缩腔中出气口处的气体温度，从而降低螺杆的温度。

在上述的一种螺杆泵排气稳压结构中，所述平衡管的外端与冷却消音器的排气端相连通。起到反向对冲进行气密封的气体的温度低，起到更好的降温作用，降低螺杆的温度。

在上述的一种螺杆泵排气稳压结构中，所述平衡管中开设有用于连接压缩氮气的接口。有必要时，充入氮气对冷却消音器中进入的气体进行补充，保证气密封。

与现有技术相比，本发明提供的一种螺杆泵排气稳压结构具有以下优点：

1、本螺杆泵排气稳压结构通过设置第一单向管和第二单向管，平衡稳定螺杆泵压缩腔中的气体压差，减少泵轴功率超载，降低能耗；同时使泵体出气口处的气体压力与冷却消音器进气端处的气体压力接近或者相同，使气压稳定，降低螺杆温度，减少出气时的气流脉冲噪声，降低噪音。

2、本螺杆泵设置的密封通道的螺旋方向与螺旋部的螺旋方向相反，反向气体对冲，起到气密性的作用，同时对泵体压缩腔中的气体进行冷却，降低压缩腔中的气体温度，降低螺杆的温度。

附图说明

图1是本螺杆泵排气稳压结构的整体结构剖视图。

图中，1、冷却消音器；11、进气端；12、排气端；13、壳体；14、冷却管；2、泵体；21、压缩腔；22、出气口；23、连接柱；24、通孔；25、进气口；3、第一单向管；31、第一单向阀；4、第二单向管；41、第二单向阀；5、螺杆；51、螺旋部；52、转轴；6、密封通道；7、平衡管；71、接口。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，螺杆泵包括冷却消音器1、内部具有压缩腔21的泵体2以及排气稳压结构，泵体2的一端具有进气口25，另一端具有出气口22，进气口25和出气口22均与压缩腔21相连通。排气稳压结构包括第一单向管3和第二单向管4。

第一单向管3和第二单向管4均位于泵体2和冷却消音器1之间的空间中，第一单向管3中具有第一单向阀31，第二单向管4中具有第二单向阀41，第一单向管3和第二单向管4均具有单向导通的作用，第一单向阀31和第二单向阀41的单向导通方向相反，即第一单向管3和第二单向管4的单向导通方向相反。泵体2的外侧壁上具有一对凸出设置的连接柱23，连接柱23的内部与泵体2的压缩腔21相连通，第一单向管3的内端和第二单向管4的内端分别嵌入到对应的连接柱23的内部。第一单向管3和第二单向管4的内端均与泵体2压缩腔21相连通，第一单向管3的内端和第二单向管4的内端之间具有设定的间距，第二单向管4的内端相对于第一单向管3的内端更加靠近泵体2的出气口22，沿螺杆5的轴向第一单向管3的内端靠近泵体2中间的位置，第二单向管4的内端位于泵体2具有出气口22的端部处，具体来说，螺杆5包括呈螺旋状的螺旋部51，沿螺杆5的轴向螺旋部51靠近泵体2进气口25的前半段的螺距大于靠近泵体2出气口22的后半段的螺距，螺旋部51前半段的螺距逐渐减少，螺旋部51后半段的螺距相同，第一单向管3的内端位于螺旋部51的后半段且与螺旋部51的前半段相邻设置，第二单向管4的内端位于螺旋部51的后半段且与泵体2出气口22相邻设置。第一单向管3和第二单向管4的外端均与冷却消音器1的排气端12相连通。

冷却消音器1包括呈长筒状的壳体13和设置在壳体13中的冷却管14，壳体13的一端为冷却消音器1的进气端11，壳体13的另一端为冷却消音器1的排气端12，泵体2的出气口22与冷却消音器1的进气端11相连，冷却管14从壳体13的进气端11一直延伸至壳体13的排气端12。

泵体2压缩腔21中设有螺杆5，螺杆5包括位于中间的螺旋部51和位于两端的转轴52，泵体2的端部中具有供转轴52嵌入的通孔24，转轴52外具有呈螺旋形的密封通道6，密封通道6位于通孔24中，密封通道6的螺旋方向与螺旋部51的螺旋方向相反，泵体2外连接有平衡管7，平衡管7的内端与通孔24相连通，平衡管7的外端与冷却消音器1的排气端12相连通，平衡管7中开设有用于连接压缩氮气的接口71。

螺杆泵运行初期，泵体2进气口25处气压较高的气体经过螺杆5变螺距压缩后，会产生大于大气压的气体，此时通过第一单向管3将泵体2压缩腔21中的气体泄压到冷却消音器1中，使泵体2压缩腔21中的气压稳定。当螺杆泵运行一段时间后，泵体2进气口25压力减少，第一单向管3自动关闭。当泵体2进气口25气压进一步减少时，第二单向管4的内端连接的压缩腔21的气体压力小于冷却消音器1中的气体压力时，气压差使第二单向管4自动打开，将部分经过冷却消音器1冷却后的低温气体吸入到压缩腔21中，使气压稳定，第二单向管4的内端连接的压缩腔21的气体压力与冷却消音器1中的气体压力相同时，第二单向管4自动关闭。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了冷却消音器1、进气端11、排气端12、壳体13、冷却管14、泵体2、压缩腔21、出气口22、连接柱23、通孔24、进气口25、第一单向管3、第一单向阀31、第二单向管4、第二单向阀41、螺杆5、螺旋部51、转轴52、密封通道6、平衡管7、接口71等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种螺杆泵排气稳压结构，螺杆泵包括冷却消音器(1)和内部具有压缩腔(21)的泵体(2)，所述压缩腔(21)中穿设有螺杆(5)，所述泵体(2)的出气口(22)与冷却消音器(1)的进气端(11)相连，其特征在于,排气稳压结构包括能使压缩腔(21)中的气体流向冷却消音器(1)的第一单向管(3)和能使冷却消音器(1)中的气体流向压缩腔(21)的第二单向管(4)，所述第一单向管(3)和第二单向管(4)的内端均与压缩腔(21)相连通，沿螺杆(5)的轴向所述第二单向管(4)的内端相对于第一单向管(3)的内端更加靠近泵体(2)出气口(22)，所述第一单向管(3)和第二单向管(4)的外端均与冷却消音器(1)的排气端(12)相连通。

2.根据权利要求1所述的一种螺杆泵排气稳压结构，其特征在于，所述螺杆(5)包括呈螺旋状的螺旋部(51)，沿螺杆(5)的轴向所述螺旋部(51)靠近泵体(2)进气口(25)的前半段的螺距大于靠近泵体(2)出气口(22)的后半段的螺距，所述螺旋部(51)前半段的螺距逐渐减少，所述螺旋部(51)后半段的螺距相同，所述第一单向管(3)的内端位于螺旋部(51)的后半段且与螺旋部(5)的前半段相邻设置，所述第二单向管(4)的内端位于螺旋部(51)的后半段且与泵体(2)出气口(22)相邻设置。

3.根据权利要求2所述的一种螺杆泵排气稳压结构，其特征在于，沿螺杆(5)的轴向所述第一单向管(3)的内端靠近泵体(2)中间的位置，所述第二单向管(4)的内端位于泵体(2)具有出气口(22)的端部处。

4.根据权利要求1所述的一种螺杆泵排气稳压结构，其特征在于，所述第一单向管(3)和第二单向管(4)均位于泵体(2)和冷却消音器(1)之间的空间中。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种螺杆泵排气稳压结构，其特征在于，所述泵体(2)的外侧壁上具有一对凸出设置的连接柱(23)，所述连接柱(23)的内部与泵体(2)的压缩腔(21)相连通，所述第一单向管(3)的内端和第二单向管(4)的内端分别嵌入到对应的连接柱(23)的内部。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种螺杆泵排气稳压结构，其特征在于，所述第一单向管(3)中具有第一单向阀(31)，所述第二单向管(4)中具有第二单向阀(41)，所述第一单向阀(31)和第二单向阀(41)的单向导通方向相反。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种螺杆泵排气稳压结构，其特征在于，所述冷却消音器(1)包括呈长筒状的壳体(13)和设置在壳体(13)中的冷却管(14)，所述壳体(13)的一端为冷却消音器(1)的进气端(11)，所述壳体(13)的另一端为冷却消音器(1)的排气端(12)，所述冷却管(14)从壳体(13)的进气端(11)一直延伸至壳体(13)的排气端(12)。

8.根据权利要求2或3所述的一种螺杆泵排气稳压结构，其特征在于，所述螺杆(5)还包括位于两端的转轴(52)，所述泵体(2)的端部中具有供转轴(52)嵌入的通孔(24)，所述转轴(52)外具有呈螺旋形的密封通道(6)，所述密封通道(6)位于通孔(24)中，所述密封通道(6)的螺旋方向与螺旋部(51)的螺旋方向相反，所述泵体(2)外连接有平衡管(7)，所述平衡管(7)的内端与通孔(24)相连通，所述平衡管(7)的外端与冷却消音器(1)相连通。

9.根据权利要求8所述的一种螺杆泵排气稳压结构，其特征在于，所述平衡管(7)的外端与冷却消音器(1)的排气端(12)相连通。

10.根据权利要求8所述的一种螺杆泵排气稳压结构，其特征在于，所述平衡管(7)中开设有用于连接压缩氮气的接口(71)。

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