CN113090531A - 一种自冷却的罗茨真空泵和罗茨真空泵自冷却方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于罗茨真空泵技术领域，具体涉及一种自冷却的罗茨真空泵和罗茨真空泵自冷却方法，包括真空泵外壳(1)、两个叶轮(6)、电机和冷却空气管路，所述真空泵外壳(1)上开设有进气口(7)和排气口(8),所述进气口(7)开设在真空泵外壳(1)上端，所述排气口(8)开设在真空泵外壳(1)下端；与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：不需在真空泵外安装冷却散热装置，外部空气在大气压作用下通过冷却空气管路进入到真空泵下半部内，常温空气与真空泵内高温气体混合，使得真空泵内腔体温度下降，叶轮和真空泵外壳温度随之下降。

Description

一种自冷却的罗茨真空泵和罗茨真空泵自冷却方法
技术领域
本发明属于罗茨真空泵技术领域，具体涉及一种自冷却的罗茨真空泵和罗茨真空泵自冷却方法。
背景技术
罗茨真空泵在进行高负压工作时，因负压力较高产生较大的热量，所以真空泵腔体内空气温度高，造成叶轮膨胀加剧，极易与真空泵外壳发生摩擦，所以罗茨真空泵的最大负压为-53.3kPa。
为了给罗茨真空泵降温，现有技术中在罗茨真空泵的泵壳外面增加冷却散热装置，但是泵壳外的冷却散热装置需要依靠泵壳的热传导对真空泵内部降温，真空泵由外到内存在一个温度梯度，泵壳外的冷却散热装置对真空泵腔体内气体和叶轮的降温效果不佳；另外泵壳外的冷却散热多采用循环水，随着循环水水温的升高，对泵壳的降温作用也下降。
发明内容
本发明针对罗茨真空泵的泵壳外的冷却散热装置对真空泵腔体内气体和叶轮降温效果不佳的问题，提供了一种自冷却的罗茨真空泵和罗茨真空泵自冷却方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种自冷却的罗茨真空泵，包括真空泵外壳、两个叶轮和电机，两个所述叶轮安装在真空泵外壳内，所述电机安装在真空泵外壳长度方向一侧并与两个叶轮驱动连接，所述真空泵外壳上开设有进气口和排气口,所述进气口开设在真空泵外壳上端，所述排气口开设在真空泵外壳下端，真空泵还包括冷却空气管路，所述冷却空气管路包括冷却空气进气管；所述冷却空气进气管一端与真空泵外壳下半部固定连接，且所述冷却空气进气管内部与真空泵腔体连通；真空泵运转过程中，真空泵外部常温空气通过所述冷却空气进气管进入真空泵腔体内。
作为优选，所述冷却空气管路还包括冷却空气进气管总成和连接管；所述冷却空气进气管总成为中空的壳体件，所述冷却空气进气管总成的壳体上开设有冷却空气进气口和冷却空气出气口；所述连接管一端与冷却空气进气管总成的壳体外表面固定连接，且与所述冷却空气进气口连通；所述冷却空气进气管远离真空泵外壳一端与冷却空气进气管总成的壳体外表面固定连接，且与所述冷却空气出气口连通。
作为优选，所述冷却空气进气管包括冷却空气进气管一和冷却空气进气管二，所述冷却空气进气管一和冷却空气进气管二远离冷却空气进气管总成端分别与真空泵外壳下半部宽度方向两侧固定连接；所述冷却空气进气管总成的壳体上开设有一个冷却空气进气口和多个冷却空气出气口；多个所述冷却空气出气口分别与冷却空气进气管一和冷却空气进气管二远离真空泵外壳端连通。
作为优选，所述冷却空气进气管一和冷却空气进气管二分别为两个，两个所述冷却空气进气管一和两个所述冷却空气进气管二与真空泵外壳下半部的固定连接位置在真空泵外壳长度方向均衡设置。
作为优选，所述真空泵外壳与冷却空气进气管一和冷却空气进气管二连接处分别开设有连接孔；在所述真空泵外壳横截面内，所述连接孔中心到邻近的叶轮中心点的连线与两个叶轮中心点连线的夹角A为25～45°。
作为优选，所述真空泵外壳上多个连接孔的横截面积之和为进气口横截面积的30～60%。
作为优选，所述连接管远离冷却空气进气管总成端通过法兰连接有消音器。
作为优选，所述叶轮为三叶叶轮。
作为优选，所述冷却空气进气管总成为圆筒状，且所述冷却空气进气管总成的轴线平行于叶轮的轴线。
基于自冷却的罗茨真空泵的一种罗茨真空泵自冷却方法，包括以下步骤：
步骤一 在罗茨真空泵运转过程中，所述排气口处压强为正常大气压，所述进气口处为高负压；所述真空泵外壳与冷却空气进气管一和冷却空气进气管二相接的连接孔处也为负压；
步骤二 在大气压的作用下，罗茨真空泵外部常温空气经所述连接管进入冷却空气进气管总成，所述冷却空气进气管总成对进入冷却空气进气管一和冷却空气进气管二的气量进行自动分配；
步骤三 常温空气经所述冷却空气进气管一和冷却空气进气管二分别进入到真空泵外壳内的真空泵腔体，和真空泵内的高温气体混合，对所述真空泵腔体进行降温，所述真空泵外壳和叶轮温度也随之降低。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
(1)本发明的自冷却的罗茨真空泵通过冷却空气管路将常温的外部空气引入真空泵下半部，常温空气与真空泵内高温气体混合，使得真空泵内腔体温度下降，叶轮和真空泵外壳温度随之下降；
(2)真空泵运转过程中下半部为负压，真空泵外部空气在大气压作用下源源不断地进入真空泵腔体对真空泵进行降温，而不需要安装外部水冷或散热装置；
(3)外部常温空气进入真空泵腔体，对真空泵内高温气体和叶轮降温效果显著。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，图1为实施例1提供的自冷却的罗茨真空泵示意图一，
图2为自冷却的罗茨真空泵示意图二；
图3为自冷却的罗茨真空泵中连接孔所处位置示意图。
附图标记说明：1—真空泵外壳，11—连接孔；
2—冷却空气进气管，21—冷却空气进气管一，22—冷却空气进气管二,23—连接管；
3—冷却空气进气管总成，4—消音器，5—真空泵腔体，6—叶轮，7—进气口，8—排气口。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
实施例1
下面结合附图1-3对本发明作进一步的描述，一种自冷却的罗茨真空泵，如图1所示，包括真空泵外壳1、两个叶轮6和电机，两个叶轮6安装在真空泵外壳1内，电机安装在真空泵外壳1长度方向一侧并与两个叶轮6驱动连接，真空泵外壳1上开设有进气口7和排气口8,进气口7开设在真空泵外壳1上端，排气口8开设在真空泵外壳1下端，真空泵还包括冷却空气管路。
冷却空气管路包括冷却空气进气管2；冷却空气进气管2一端与真空泵外壳1下半部固定连接，且冷却空气进气管2内部与真空泵腔体5连通；真空泵运转过程中，真空泵外部常温空气通过冷却空气进气管2进入真空泵腔体5内。
如图1和2所示，冷却空气管路还包括冷却空气进气管总成3和连接管23。
如图1和2所示，冷却空气进气管总成3为中空的壳体件，冷却空气进气管总成3的壳体上开设有冷却空气进气口和冷却空气出气口。
如图1和2所示，连接管23一端与冷却空气进气管总成3的壳体外表面固定连接，且与冷却空气进气口连通；冷却空气进气管2远离真空泵外壳1一端与冷却空气进气管总成3的壳体外表面固定连接，且与冷却空气出气口连通。
如图2所示，冷却空气进气管2包括冷却空气进气管一21和冷却空气进气管二22，冷却空气进气管一21和冷却空气进气管二22远离冷却空气进气管总成3端分别与真空泵外壳1下半部宽度方向两侧固定连接。
如图1和2所示，冷却空气进气管总成3的壳体上开设有一个冷却空气进气口和多个冷却空气出气口；多个冷却空气出气口分别与冷却空气进气管一21和冷却空气进气管二22远离真空泵外壳1端连通。
如图1和2所示，冷却空气进气管一21和冷却空气进气管二22分别为两个，两个冷却空气进气管一21和两个冷却空气进气管二22与真空泵外壳1下半部的固定连接位置在真空泵外壳1长度方向均衡设置。
如图3所示，真空泵外壳1与冷却空气进气管一21和冷却空气进气管二22连接处分别开设有连接孔11。
如图3所示，在真空泵外壳1横截面内，连接孔11中心到邻近的叶轮6中心点的连线与两个叶轮6中心点连线的夹角A为25°。
真空泵外壳1上多个连接孔11（直径为d）的横截面积之和为进气口7横截面积的30～60%。
如图1和2所示，连接管23远离冷却空气进气管总成3端通过法兰连接有消音器4。
如图1和2所示，叶轮6为三叶叶轮。
所述冷却空气进气管总成3为圆筒状，且所述冷却空气进气管总成3的轴线平行于叶轮6的轴线。
实施例2
本实施例与实施例1的区别是：冷却空气进气管总成3为中空的长方体状，且冷却空气进气管一21和冷却空气进气管二22分别为三个；
如图3所示，在真空泵外壳1横截面内，连接孔11中心到邻近的叶轮6中心点的连线与两个叶轮6中心点连线的夹角A为45°。
基于自冷却的罗茨真空泵的一种罗茨真空泵自冷却方法，包括以下步骤：
步骤一 在真空泵运转过程中，排气口8处压强为正常大气压，进气口7处为高负压（真空泵内自进气口7到排气口8压力升高）；由于排气口8处压强为正常大气压，所以真空泵外壳1与冷却空气进气管一21和冷却空气进气管二22相接的连接孔11处也为负压；
步骤二 在大气压的作用下，真空泵外部常温空气经连接管23进入冷却空气进气管总成3，冷却空气进气管总成3对进入冷却空气进气管一21和冷却空气进气管二22的气量进行自动分配；通过试验可以确定冷却空气进气管一21和冷却空气进气管二22的管径，以及确定冷却空气进气管一21和冷却空气进气管二22与冷却空气进气管总成3的连接位置，最终确保进入冷却空气进气管一21和冷却空气进气管二22的常温空气对真空泵腔体宽度方向两侧的降温效果相当；
步骤三 常温空气经冷却空气进气管一21和冷却空气进气管二22分别进入到真空泵外壳1内的真空泵腔体5，和真空泵内的高温气体混合，对真空泵腔体5进行降温，真空泵外壳1和叶轮6温度也随之降低。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其他领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种自冷却的罗茨真空泵，包括真空泵外壳(1)、两个叶轮(6)和电机，两个所述叶轮(6)安装在真空泵外壳(1)内，所述电机安装在真空泵外壳(1)长度方向一侧并与两个叶轮(6)驱动连接，所述真空泵外壳(1)上开设有进气口(7)和排气口(8),所述进气口(7)开设在真空泵外壳(1)上端，所述排气口(8)开设在真空泵外壳(1)下端，其特征在于，真空泵还包括冷却空气管路，
所述冷却空气管路包括冷却空气进气管(2)；所述冷却空气进气管(2)一端与真空泵外壳(1)下半部固定连接，且所述冷却空气进气管(2)内部与真空泵腔体(5)连通；真空泵运转过程中，真空泵外部常温空气通过所述冷却空气进气管(2)进入真空泵腔体(5)内。
2.根据权利要求1所述的自冷却的罗茨真空泵，其特征在于，所述冷却空气管路还包括冷却空气进气管总成(3)和连接管(23)；
所述冷却空气进气管总成(3)为中空的壳体件，所述冷却空气进气管总成(3)的壳体上开设有冷却空气进气口和冷却空气出气口；
所述连接管(23)一端与冷却空气进气管总成(3)的壳体外表面固定连接，且与所述冷却空气进气口连通；所述冷却空气进气管(2)远离真空泵外壳(1)一端与冷却空气进气管总成(3)的壳体外表面固定连接，且与所述冷却空气出气口连通。
3.根据权利要求2所述的自冷却的罗茨真空泵，其特征在于，所述冷却空气进气管(2)包括冷却空气进气管一(21)和冷却空气进气管二(22)，所述冷却空气进气管一(21)和冷却空气进气管二(22)远离冷却空气进气管总成(3)端分别与真空泵外壳(1)下半部宽度方向两侧固定连接；
所述冷却空气进气管总成(3)的壳体上开设有一个冷却空气进气口和多个冷却空气出气口；多个所述冷却空气出气口分别与冷却空气进气管一(21)和冷却空气进气管二(22)远离真空泵外壳(1)端连通。
4.根据权利要求3所述的自冷却的罗茨真空泵，其特征在于，所述冷却空气进气管一(21)和冷却空气进气管二(22)分别为两个，两个所述冷却空气进气管一(21)和两个所述冷却空气进气管二(22)与真空泵外壳(1)下半部的固定连接位置在真空泵外壳(1)长度方向均衡设置。
5.根据权利要求3或4所述的自冷却的罗茨真空泵，其特征在于，所述真空泵外壳(1)与冷却空气进气管一(21)和冷却空气进气管二(22)连接处分别开设有连接孔(11)；
在所述真空泵外壳(1)横截面内，所述连接孔(11)中心到邻近的叶轮(6)中心点的连线与两个叶轮(6)中心点连线的夹角A为25～45°。
6.根据权利要求5所述的自冷却的罗茨真空泵，其特征在于，所述真空泵外壳(1)上多个连接孔(11)的横截面积之和为进气口(7)横截面积的30～60%。
7.根据权利要求2所述的自冷却的罗茨真空泵，其特征在于，所述连接管(23)远离冷却空气进气管总成(3)端通过法兰连接有消音器(4)。
8.根据权利要求1所述的自冷却的罗茨真空泵，其特征在于，所述叶轮(6)为三叶叶轮。
9.根据权利要求2所述的自冷却的罗茨真空泵，其特征在于，所述冷却空气进气管总成(3)为圆筒状，且所述冷却空气进气管总成(3)的轴线平行于叶轮(6)的轴线。
10.基于权利要求6所述自冷却的罗茨真空泵的一种罗茨真空泵自冷却方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一 在真空泵运转过程中，所述排气口(8)处压强为正常大气压，所述进气口(7)处为高负压；所述真空泵外壳(1)与冷却空气进气管一(21)和冷却空气进气管二(22)相接的连接孔(11)处也为负压；
步骤二 在大气压的作用下，真空泵外部常温空气经所述连接管(23)进入冷却空气进气管总成(3)，所述冷却空气进气管总成(3)对进入冷却空气进气管一(21)和冷却空气进气管二(22)的气量进行自动分配；
步骤三 常温空气经所述冷却空气进气管一(21)和冷却空气进气管二(22)分别进入到真空泵外壳(1)内的真空泵腔体(5)，和真空泵内的高温气体混合，对所述真空泵腔体(5)进行降温，所述真空泵外壳(1)和叶轮(6)温度也随之降低。
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