CN115853774B - 一种具有防内、外泄漏异型密封结构的真空泵及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有防内、外泄漏异型密封结构的真空泵及其制造方法。所述真空泵包括：电机组件、齿轮箱组件、泵体组件、异型密封结构组件，所述异型密封结构组件安装在所述下腔体开设的异型密封槽内以及所述上腔体与所述下腔体组合后的两端面密封槽内。本发明在相邻高低腔体之间开设异型密封槽结构，加上与之相匹配的异型密封件，使得上下腔体装配后密封无内泄漏，解决了真空泵高压腔气体向低压腔泄漏的问题,在增加真空泵整机的极限真空度同时，减少了对泄漏气体重复做工，减少了功耗。
Description
技术领域
本发明涉及真空泵技术领域，尤其涉及一种具有防内、外泄漏异型密封结构的真空泵及其制造方法。
背景技术
真空行业是国民工业技术领域的一个重要基础环节，其广泛应用于国防科工、钢铁行业、镀膜、微电子信息、半导体、生物医药、化工、食品、环保等行业。真空设备的综合性能关系到国家整体高新技术装备的生产能力、研发能力，近些年国家资源结构的重新整合对清洁、无污染、人工智能提出更高的要求，真空泵设备向着高品质高效率、高自动化的方向发展成为了必然趋势，精密真空泵是泛半导体行业、化工行业、医疗医药行业所必需的真空源设备，由于使用行业的特殊性，因此对设备的极限真空度、功率要求非常严格。
现有技术CN206845467U，公开了一种防泄漏罗茨真空泵，包括泵体、电机组件，所述泵体内设有主储油室、主动轴、从动轴、传动组件，主动轴与从动轴之间通过传动组件实现同步旋转，所述电机组件包括电机动力输出轴、电机法兰，电机组件通过电机法兰安装于泵体靠近主储油室一侧，所述电机法兰上设有供电机动力输出轴穿过的轴贯穿孔，电机动力输出轴与主动轴之间连接有联轴器，主动轴穿过主储油室，电机动力输出轴与轴贯穿孔之间设置有密封组件，密封组件采用磁力机械密封件。
但是现有技术真空泵相邻的高低压腔体防止内泄漏密封为工件加工表面，即便加工表面精度多高，都会造成相邻的高低压腔体之间泄漏，最终导致降低真空泵的极限真空度，对泄漏的气体重复做工，功耗增大。
如何克服上述现有技术方案的不足，使相邻的高低压腔体完全密封，解决高压腔气体向低压腔泄漏的问题,增加真空泵整机的极限真空度同时，减少对泄漏气体重复做工，减少功耗，成为本技术领域亟待解决的课题。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，解决由于真空泵相邻的高低压腔体内、外泄漏失效而产生的一系列问题,本发明提供了一种具有防内、外泄漏异型密封结构的真空泵及其制造方法，具体采用如下技术方案：
一种具有防内、外泄漏异型密封结构的真空泵, 其特征在于，所述真空泵包括：电机组件、齿轮箱组件、泵体组件、异型密封结构组件;
所述泵体组件包括：主动轴、从动轴、上腔体、下腔体、高压侧轴承板、低压侧轴承板；
所述齿轮箱组件通过齿轮箱法兰安装于所述高压侧轴承板上；
所述上腔体通过侧面法兰安装在所述下腔体上，所述高压侧轴承板和所述低压侧轴承板通过轴承板上法兰与腔体固定连接；
所述电机组件通过电机法兰安装于齿轮箱一侧；
所述异型密封结构组件安装在所述下腔体开设的异型密封槽内以及所述上腔体与所述下腔体组合后的两端面密封槽内。
进一步，所述异型密封结构组件包括：第一氟橡胶异型密封件、第二氟橡胶异型密封件、第三氟橡胶异型密封件、第一PTFE密封垫、第二PTFE密封垫、第三PTFE密封垫、第四PTFE密封垫、O型圈。
进一步，所述第一氟橡胶异型密封件、第二氟橡胶异型密封件、第三氟橡胶异型密封件、第一PTFE密封垫、第二PTFE密封垫、第三PTFE密封垫、第四PTFE密封垫安装在所述下腔体开设的异型密封槽内，所述O型圈安装在所述上腔体与所述下腔体组合后的两端面密封槽内。
进一步，所述第一氟橡胶异型密封件具有两个，其在平面上呈现n字形，分别设置于所述下腔体靠近侧面法兰的两侧所开设的异型密封槽内；
所述第二氟橡胶异型密封件，其在平面上呈现梳形，设置于所述下腔体位于所述主动轴和与所述主动轴相邻的侧面法兰之间所开设的异型密封槽内，且所述第二氟橡胶异型密封件的凸出梳齿分别向真空的内部延伸, 位于相邻的高、低压腔体之间；
所述第三氟橡胶异型密封件，其在平面上呈现梳形，设置于所述下腔体位于所述从动轴和与所述从动轴相邻的侧面法兰之间所开设的异型密封槽内，且所述第三氟橡胶异型密封件的凸出梳齿分别向真空的内部延伸, 位于相邻的高、低压腔体之间；
所述第三PTFE密封垫、第四PTFE密封垫，其在平面上呈现一字型，设置于所述下腔体位于所述主动轴和与所述从动轴之间所开设的异型密封槽内。
进一步，所述第一氟橡胶异型密封件端部设有半圆型凹槽，安装在所述上腔体与所述下腔体组合后的两端面密封槽内的所述O型圈与所述半圆型凹槽贴合密封。
进一步，所述下腔体开设的异型密封槽的深度为1.4mm。
进一步，所述电机组件通过电机法兰安装于齿轮箱靠近主储油室一侧，所述电机组件的动力输出轴固定连接有第一联轴器。
进一步，所述齿轮箱组件包括：分别固定在所述主动轴、所述从动轴上的主动齿轮和从动齿轮，以及第二联轴器、分油盘；所述第二联轴器安装在所述主动轴上，所述电机组件的动力输出轴固定的第一联轴器与主动轴上的第二联轴器连接；所述主动轴与所述从动轴之间通过所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合传动同步旋转，实现真空泵的工作。
本发明还涉及一种用于制造如上所述真空泵的所述异型密封结构组件的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.计算异型密封结构组件压缩量和异型密封结构组件的最终尺寸，根据计算后的异型密封结构组件的最终尺寸进行异型密封结构组件模具设计开发；
S2.对所述异型密封结构组件硫化成型，调整模温、成型时间、合模力、液压力，开模方式；
S3.去除异型密封结构组件毛边；
S4.用水清洗异型密封结构组件；
S5.对异型密封结构组件进行二次硫化；
S6.冷却异型密封结构组件。
进一步，执行所述步骤S6后，等待1个时后执行下列步骤：
S7.对异型密封结构组件中的每个密封元件进行检测，包括检测尺寸、外观、硬度、耐油、耐温、耐老化、耐腐蚀性、拉伸强度、断裂伸长率、低温脆性温度，压缩永久变形。
本发明的技术方案获得了下列有益效果：在相邻高低腔体之间开设异型密封槽结构，加上与之相匹配的异型密封件，使得上下腔体装配后密封无内泄漏，解决了真空泵高压腔气体向低压腔泄漏的问题,在增加真空泵整机的极限真空度同时，减少了对泄漏气体重复做工，减少了功耗。
附图说明
图1为本发明的真空泵结构示意图。
图2为本发明的真空泵内部结构示意图。
图3为本发明的真空泵密封结构局部放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。
除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本发明的具体实施例涉及一种具有防内、外泄漏异型密封结构的真空泵。参见附图1、2所示，所述真空泵包括：电机组件1、齿轮箱组件2、泵体组件3、异型密封结构组件4。所述泵体组件3包括：主动轴31、从动轴32、上腔体33、下腔体34、高压侧轴承板35、低压侧轴承板36；所述齿轮箱组件2通过齿轮箱法兰安装于所述高压侧轴承板35上；所述上腔体31通过侧面法兰安装在所述下腔体32上，所述高压侧轴承板33和所述低压侧轴承板34通过轴承板上法兰与腔体固定连接。
所述电机组件1通过电机法兰安装于齿轮箱靠近主储油室21一侧，所述电机组件1的动力输出轴固定连接有第一联轴器11。
所述齿轮箱组件2包括：分别固定在所述主动轴31、所述从动轴32上的主动齿轮23和从动齿轮24，以及第二联轴器22、分油盘25。
所述第二联轴器22安装在所述主动轴31上，所述电机组件1的动力输出轴固定的第一联轴器11与主动轴31上的第二联轴器22连接；所述主动轴31与所述从动轴32之间通过所述主动齿轮23与所述从动齿轮24啮合传动同步旋转，实现真空泵的工作。
所述异型密封结构组件4安装在所述下腔体34开设的异型密封槽内以及所述上腔体33与所述下腔体34组合后的两端面密封槽内。
所述异型密封结构组件包括：第一氟橡胶异型密封件41、第二氟橡胶异型密封件42、第三氟橡胶异型密封件43、第一PTFE密封垫44、第二PTFE密封垫45、第三PTFE密封垫46、第四PTFE密封垫47、O型圈48。
所述第一氟橡胶异型密封件41、第二氟橡胶异型密封件42、第三氟橡胶异型密封件43、第一PTFE密封垫44、第二PTFE密封垫45、第三PTFE密封垫46、第四PTFE密封垫47安装在所述下腔体34开设的异型密封槽内，所述O型圈48安装在所述上腔体33与所述下腔体34组合后的两端面密封槽内。
参见附图2所示，所述第一氟橡胶异型密封件41具有两个，其在平面上呈现n字形，且其主体中间镂空，有助于增强密封效果，分别设置于所述下腔体34靠近侧面法兰的两侧所开设的异型密封槽内。
所述第二氟橡胶异型密封件42，其在平面上呈现梳形，设置于所述下腔体（34）位于所述主动轴31和与所述主动轴31相邻的侧面法兰之间所开设的异型密封槽内，且所述第二氟橡胶异型密封件42的凸出梳齿分别向真空的内部延伸, 位于相邻的高、低压腔体之间，使相邻高低腔体之间实现密封
所述第三氟橡胶异型密封件43，其在平面上呈现梳形，设置于所述下腔体34位于所述从动轴32和与所述从动轴32相邻的侧面法兰之间所开设的异型密封槽内，且所述第三氟橡胶异型密封件43的凸出梳齿分别向真空的内部延伸, 位于相邻的高、低压腔体之间，使相邻高低腔体之间实现密封。
所述第三PTFE密封垫46、第四PTFE密封垫47，其在平面上呈现一字型，设置于所述下腔体34位于所述主动轴31和与所述从动轴32之间所开设的异型密封槽内。
参见附图3所示，所述第一氟橡胶异型密封件41端部设有半圆型凹槽，安装在所述上腔体33与所述下腔体34组合后的两端面密封槽内的所述O型圈48与所述半圆型凹槽贴合密封。所述下腔体34开设的异型密封槽的深度为1.4mm。
本发明具体实施方式还包括一种用于制造上述真空泵的所述异型密封结构组件的方法，包括如下步骤：
S1.计算异型密封结构组件压缩量和异型密封结构组件的最终尺寸，根据计算后的异型密封结构组件的最终尺寸进行异型密封结构组件模具设计开发。
S2.对所述异型密封结构组件硫化成型，调整模温、成型时间、合模力、液压力，开模方式。
S3.去除异型密封结构组件毛边，特别是合模线，毛刺要清理干净。
S4.用水清洗异型密封结构组件，要对被清洗的异型密封件反复清洗。
S5.对异型密封结构组件进行二次硫化，按照设计要求控制好温度与硫化的时间。
S6.冷却异型密封结构组件，因异型密封件经过了高温的二次硫化后，温度较高，一定要等1个时后再做下一道工序。
执行所述步骤S6后，等待1个时后执行下列步骤：
S7.对异型密封结构组件中的每个密封元件进行检测，包括检测尺寸、外观、硬度、耐油、耐温、耐老化、耐腐蚀性、拉伸强度、断裂伸长率、低温脆性温度，压缩永久变形，产品合格后方可投入使用。
如上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1. 一种具有防内、外泄漏异型密封结构的真空泵, 其特征在于，所述真空泵包括：电机组件（1）、齿轮箱组件（2）、泵体组件（3）、异型密封结构组件（4）;
所述泵体组件（3）包括：主动轴（31）、从动轴（32）、上腔体（33）、下腔体（34）、高压侧轴承板（35）、低压侧轴承板（36）；
所述电机组件（1）通过电机法兰安装于齿轮箱靠近主储油室一侧，所述电机组件（1）的动力输出轴固定连接有第一联轴器；
所述齿轮箱组件（2）包括：分别固定在所述主动轴（31）、所述从动轴（32）上的主动齿轮和从动齿轮，以及第二联轴器、分油盘；
所述第二联轴器安装在所述主动轴（31）上，所述电机组件（1）的动力输出轴固定的第一联轴器与主动轴（31）上的第二联轴器连接；所述主动轴（31）与所述从动轴（32）之间通过所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合传动同步旋转；
所述齿轮箱组件（2）通过齿轮箱法兰安装于所述低压侧轴承板（36）上；
所述上腔体（33）通过侧面法兰安装在所述下腔体（34）上，所述高压侧轴承板（35）和所述低压侧轴承板（36）通过轴承板上法兰与腔体固定连接；
所述电机组件（1）通过电机法兰安装于齿轮箱一侧；
所述异型密封结构组件（4）安装在所述下腔体（34）开设的异型密封槽内以及所述上腔体（33）与所述下腔体（34）组合后的两端面密封槽内；
所述异型密封结构组件包括：第一氟橡胶异型密封件（41）、第二氟橡胶异型密封件（42）、第三氟橡胶异型密封件（43）、第一PTFE密封垫（44）、第二PTFE密封垫（45）、第三PTFE密封垫（46）、第四PTFE密封垫（47）、O型圈（48）；
所述第一氟橡胶异型密封件（41）、第二氟橡胶异型密封件（42）、第三氟橡胶异型密封件（43）、第一PTFE密封垫（44）、第二PTFE密封垫（45）、第三PTFE密封垫（46）、第四PTFE密封垫（47）安装在所述下腔体（34）开设的异型密封槽内，所述O型圈（48）安装在所述上腔体（33）与所述下腔体（34）组合后的两端面密封槽内；
所述第一氟橡胶异型密封件（41）具有两个，其在平面上呈现n字形，分别设置于所述下腔体（34）靠近侧面法兰的两侧所开设的异型密封槽内；
所述第二氟橡胶异型密封件（42），其在平面上呈现梳形，设置于所述下腔体（34）位于所述主动轴（31）和与所述主动轴（31）相邻的侧面法兰之间所开设的异型密封槽内，且所述第二氟橡胶异型密封件（42）的凸出梳齿分别向真空泵的内部延伸, 位于相邻的高、低压腔体之间；
所述第三氟橡胶异型密封件（43），其在平面上呈现梳形，设置于所述下腔体（34）位于所述从动轴（32）和与所述从动轴（32）相邻的侧面法兰之间所开设的异型密封槽内，且所述第三氟橡胶异型密封件（43）的凸出梳齿分别向真空泵的内部延伸, 位于相邻的高、低压腔体之间；
所述第三PTFE密封垫（46）、第四PTFE密封垫（47），其在平面上呈现一字型，设置于所述下腔体（34）位于所述主动轴（31）和与所述从动轴（32）之间所开设的异型密封槽内。
2.根据权利要求1所述的真空泵，其特征在于，所述第一氟橡胶异型密封件（41）端部设有半圆型凹槽，安装在所述上腔体（33）与所述下腔体（34）组合后的两端面密封槽内的所述O型圈（48）与所述半圆型凹槽贴合密封。
3.根据权利要求1所述的真空泵，其特征在于，所述下腔体（34）开设的异型密封槽的深度为1.4mm。
4.一种用于制造如权利要求1-3任一项所述真空泵的所述异型密封结构组件的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.计算异型密封结构组件压缩量和异型密封结构组件的最终尺寸，根据计算后的异型密封结构组件的最终尺寸进行异型密封结构组件模具设计开发；
S2.对所述异型密封结构组件硫化成型，调整模温、成型时间、合模力、液压力、开模方式；
S3.去除异型密封结构组件毛边；
S4.用水清洗异型密封结构组件；
S5.对异型密封结构组件进行二次硫化；
S6.冷却异型密封结构组件。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，执行所述步骤S6后，等待1个时后执行下列步骤：
S7.对异型密封结构组件中的每个密封元件进行检测，包括检测尺寸、外观、硬度、耐油、耐温、耐老化、耐腐蚀性、拉伸强度、断裂伸长率、低温脆性温度、压缩永久变形量。
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