CN116066365B - 一种提高制程物容纳能力的真空泵组件及干式真空泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高制程物容纳能力的真空泵组件及干式真空泵，包括前轴承板、上壳体、下壳体、长转子、短转子、后轴承板；所述长转子、短转子分别绕各自的旋转轴沿相反方向旋转，所述长转子、短转子的旋转轴的轴线互相平行设置；所述长转子、短转子各自分别包括多级转子，所述多级转子在所述长转子、短转子各自的旋转轴的轴线方向上间隔排列；所述长转子、短转子的多级转子对应地彼此啮合，并且在转子相互啮合的非关键面设置有贮尘槽。本发明提高了制程物的容纳能力，有效的避免因制程物附着造成的泵卡死、磨损现象。

Description

一种提高制程物容纳能力的真空泵组件及干式真空泵

技术领域

本发明涉及真空泵技术领域，尤其涉及一种提高制程物容纳能力的真空泵组件及干式真空泵。

背景技术

真空泵的用途是从真空室中抽除气体分子，降低真空室内的气体压力，使之达到要求的真空度。主要应用在制药和化工、真空镀膜、真空干燥、表面处理、真空冶炼、陶瓷制造、食品包装、挤奶、饮料等行业。

真空泵的转子两轴线互相平行，转子由叶轮与轴组合而成，叶轮之间、叶轮与机壳及墙板之间具有微小间隙，以避免相互接触。两转子由电动机通过一对同步齿轮驱动，做方向相反的等速旋转。借助于两叶轮的相互啮合，泵进、排气口不直接想通，叶轮与机壳及墙板围成封闭的基元容积，随着叶轮的持续转动，基元容积一直处于吸气—压缩—输送—排气的循环状态，不断将腔内空气、粉尘排出到泵外、以达到工艺要求。

市场上干式真空泵种类有很多。使用工艺不同，需要泵的类型也不同。例如现有技术CN110741165A公开了一种双轴真空泵，包括：两个协作的转子，其被构造成绕平行的旋转轴线沿相反方向旋转；定子，其包括定子孔，所述转子被安装在该定子孔中以进行旋转。定子孔包括在两条旋转轴线之间的中心部分以及在两条轴线外部的外部部分，所述转子被构造成具有与定子孔协作的尺寸，使得当在外部部分的至少一部分中旋转时，每个转子的远离另一转子的外边缘与定子孔密封。流体入口被设置在定子孔中，该流体入口的至少一部分在所述定子孔的位于旋转轴线之间的中心部分中。流体出口被设置在定子孔的相对表面中，该流体出口在定子孔的中心部分中。流体入口和流体出口布置成使得在所述转子旋转时，所述转子各自在流体入口和流体出口之间移动泵送室；其中，流体入口的至少一部分布置成延伸超过定子孔的中心部分。但是现有技术的真空泵在高制程物的应用环境下，其泵内制程物容纳能力明显不足，工作时，制程物粉尘会随着排气排出泵外，但是当泵停止运转时，制程物粉尘会附着在转子、壳体表面，由于转子、壳体间隙很小(最小为0.02mm），附着的制程物会占用转子、壳体之间间隙空间导致干式真空泵磨损，更严重会导致“卡死”，降低了真空泵使用寿命，极大的提高泵的运行及维护成本。

因此，如何克服上述现有技术方案的不足, 提高真空泵的制程物容纳能力，避免制程物粉尘附着造成的泵卡死、磨损，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，本发明提供一种提高制程物容纳能力的真空泵组件及干式真空泵。本发明具体采用如下技术方案。

一种提高制程物容纳能力的真空泵组件，所述真空泵组件包括：前轴承板、上壳体、下壳体、长转子、短转子、后轴承板；

所述长转子、短转子分别绕各自的旋转轴沿相反方向旋转，所述长转子、短转子的旋转轴的轴线互相平行设置；

所述长转子、短转子各自分别包括多级转子，所述多级转子在所述长转子、短转子各自的旋转轴的轴线方向上间隔排列；

所述长转子、短转子的多级转子对应地彼此啮合，并且在转子相互啮合的非关键面设置有贮尘槽；

所述转子相互啮合的非关键面，具体是指所述多级转子中的每一级不与所述上壳体、下壳体的内侧壁形成密封的部分以及每一级转子之间非叶峰与叶谷相互啮合的部位；

所述长转子上设置的所述贮尘槽数量为多个，所述贮尘槽设置在每个长转子的非关键面上，并且与每个长转子朝向进气方向的端面连通，与每个长转子朝向排气方向的端面不连通；

所述短转子上设置的所述贮尘槽数量为多个，所述贮尘槽设置在每个短转子的非关键面上，并且与每个短转子朝向进气方向的端面不连通，与每个短转子朝向排气方向的端面连通；

所述上壳体与所述前轴承板、后轴承板相对的两端，分别设置有上壳体侧面贮尘槽；

所述下壳体的上表面设置多个级板贮尘槽，所述级板贮尘槽具体设置在多级工作腔之间的隔板上表面。

所述下壳体与所述前轴承板、后轴承板相对的两端，分别设置有下壳体侧面贮尘槽。

进一步，所述真空泵组件包括：

所述长转子、短转子的多级转子中的每一级垂直于旋转轴线的剖面呈Y字三叶形轮廓，所述长转子、短转子旋转时，每级一个转子的远离该级另一转子的叶顶端与所述上壳体、下壳体的内侧壁形成密封。

进一步，所述长转子、短转子的多级转子中的每级转子，延所述旋转轴线方向的轴向，从进气到排气方向，长度逐级递减。

进一步，所述长转子、短转子的多级转子彼此啮合时，所述长转子上设置的所述贮尘槽与所述短转子上设置的所述贮尘槽不重叠。

进一步，所述上壳体、下壳体分别包括与多级转子对应的多级工作腔，所述多级工作腔在所述旋转轴的轴线方向上间隔排列。

本发明在转子以及壳体非关键部位增加贮尘槽，提高了制程物的容纳能力，有效的避免因制程物附着造成的泵卡死、磨损现象。

附图说明

图1是本发明提高制程物容纳能力的真空泵组件结构示意图。

图2是本发明真空泵组件中长转子贮尘槽的结构示意图。

图3是本发明真空泵组件中短转子贮尘槽的结构示意图。

图4是本发明真空泵组件中转子剖面示意图。

图5是本发明真空泵组件中上壳体贮尘槽的结构示意图。

图6是本发明真空泵组件中下壳体贮尘槽的结构示意图。

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。

参见附图1所示，本发明的具体实施例1涉及一种提高制程物容纳能力的真空泵组件。所述提高制程物容纳能力的真空泵组件包括：前轴承板1、上壳体2、下壳体3、长转子4、短转子5、后轴承板6。

安装时，首先将所述下壳体3安放在真空泵的指定位置，再依次装入所述长转子4、所述短转子5，然后扣合所述上壳体2，最后将所述前轴承板1、所述后轴承板6固定在所述上壳体2的两侧。

所述长转子4、短转子5分别绕各自的旋转轴沿相反方向旋转，所述长转子4、短转子5的旋转轴的轴线互相平行设置。

参见附图2、附图3所示，所述长转子4、短转子5各自分别包括多级转子，多级转子在所述旋转轴的轴线方向上间隔排列。所述长转子4、短转子5的多级转子对应地彼此啮合，并且在转子相互啮合的非关键面设置有贮尘槽。

所述长转子4、短转子5的多级转子中的每一级垂直于旋转轴线的剖面呈Y字三叶形轮廓，所述长转子4、短转子5旋转时，每级一个转子的远离该级另一转子的叶顶端与所述上壳体2、下壳体3的内侧壁形成密封。转子相互啮合的所述非关键面，具体是指所述多级转子中的每一级不与所述上壳体2、下壳体3的内侧壁形成密封的部分以及每一级转子之间非叶峰与叶谷相互啮合的部位。

参见附图4所示，角度A、B、C范围内为啮合关键面，不允许开设贮尘槽，角度A、B、C大小可根据泵中心距、转速、转子最大外轮廓等系列参数以及经验公式计算、圆整所得。

所述长转子4、短转子5的多级转子中的每级转子，延所述旋转轴线方向的轴向，从进气到排气方向，长度逐级递减。

所述长转子4上设置的所述贮尘槽数量为多个，所述贮尘槽设置在每个长转子4的非关键面上，并且与每个长转子4朝向进气方向的端面连通，与每个长转子4朝向排气方向的端面不连通。

所述短转子5上设置的所述贮尘槽数量为多个，所述贮尘槽设置在每个短转子5的非关键面上，并且与每个短转子5朝向进气方向的端面不连通，与每个短转子5朝向排气方向的端面连通。

所述长转子4、短转子5的多级转子彼此啮合时，所述长转子4上设置的所述贮尘槽与所述短转子5上设置的所述贮尘槽不重叠。

参见附图5、附图6所示，所述上壳体2、下壳体3分别包括与多级转子对应的多级工作腔，所述多级工作腔在所述旋转轴的轴线方向上间隔排列。

所述上壳体2与所述前轴承板1、后轴承板6相对的两端，分别设置有上壳体侧面贮尘槽。

所述下壳体3的上表面设置多个级板贮尘槽，所述级板贮尘槽具体设置在多级工作腔之间的隔板上表面，所述级板贮尘槽为条状，垂直于所述旋转轴的轴线方向加工，且所述级板贮尘槽一端穿通所述下壳体3与所述旋转轴的接触面。所述级板贮尘槽的宽度为所述隔板宽度的30%-50%。

所述下壳体3与所述前轴承板1、后轴承板6相对的两端，分别设置有下壳体侧面贮尘槽。

干式真空泵内制程物容纳能力不足，滞留在腔室内的制程物等粉尘会附着在转子、壳体表面导致干式真空泵卡死，大幅度降低真空泵使用寿命，提高泵运行以及维修成本。因此需设计一些结构提高腔室制程物容纳能力。

若想要提高腔室制程物容纳能力，需增加工作腔室的容积。通过分析可以从两方面进行提高：

a)从转子方面提高

由于转子每级厚度、最大外轮廓直径以及型线均已固定，只能从转子相互啮合面进行优化设计。考虑到设计结构不能影响压气效率，因此，贮尘槽需注意以下几点：

1)转子啮合时，贮尘槽不可以重叠；

2)贮尘槽不可以贯穿转子，否则会造成转子两侧连通，压气会回流，严重影响压气效率。

b)从壳体方面提高

壳体每级槽宽、槽半径均已固定，只能从级板、壳体两侧进行优化设计。考虑到设计结构不能影响压气效率，因此，贮尘槽需注意以下几点：

1)级板上设计贮尘槽时，需保证级板两侧不能通流；

2)贮尘槽不可以影响压气效率；

3)需考虑外形尺寸，同时壳体两侧贮尘槽不可以影响壳体级板强度。

通过以下结构设计提高腔室制程物容纳能力：

1)在转子上增加贮尘槽

在转子相互啮合的非关键面增加贮尘槽，贮尘槽在每一级转子上沿轴向进行加工，但是不能贯穿转子，同时长转子与短转子贮尘槽相互错位，且开槽方向相反，不能啮合到一块，否则会造成气体回流，影响泵压气效率。

2)在壳体上增加贮尘槽

壳体上的贮尘槽分为两部分：

a)每级级板上的贮尘槽；

b)壳体两侧的贮尘槽。

本发明的提高制程物容纳能力的真空泵组件及干式真空泵，通过一套带贮尘槽结构的转子，提高了制程物贮存能力约15g，并通过对壳体进行优化改进，下壳体增加两侧贮尘槽和级板贮尘槽，上壳体增加两侧贮尘槽和级板贮尘槽，提高了制程物贮存能力约30g，解决了现有技术的干式泵内制程物容纳能力不足，滞留在腔室内的制程物粉尘会附着在转子、壳体表面导致干式真空泵卡死的技术问题。干式真空泵在无贮尘槽时，其制程物容纳能力＜1g，本发明的真空泵组件及干式真空泵，其转子上增加贮尘槽后，泵制程物容纳能力可达到15g，其壳体上增加贮尘槽后，泵制程物容纳能力可达到45g,能够极大提高泵的使用寿命。

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)

1.一种提高制程物容纳能力的真空泵组件，其特征在于，所述真空泵组件包括：前轴承板（1）、上壳体（2）、下壳体（3）、长转子（4）、短转子（5）、后轴承板（6）；

所述长转子（4）、短转子（5）分别绕各自的旋转轴沿相反方向旋转，所述长转子（4）、短转子（5）的旋转轴的轴线互相平行设置；

所述长转子（4）、短转子（5）各自分别包括多级转子，所述多级转子在所述长转子（4）、短转子（5）各自的旋转轴的轴线方向上间隔排列；

所述长转子（4）、短转子（5）的多级转子对应地彼此啮合，并且在转子相互啮合的非关键面设置有贮尘槽；

所述转子相互啮合的非关键面，具体是指所述多级转子中的每一级不与所述上壳体（2）、下壳体（3）的内侧壁形成密封的部分以及每一级转子之间非叶峰与叶谷相互啮合的部位；

所述长转子（4）上设置的所述贮尘槽数量为多个，所述贮尘槽设置在每个长转子（4）的非关键面上，并且与每个长转子（4）朝向进气方向的端面连通，与每个长转子（4）朝向排气方向的端面不连通；

所述短转子（5）上设置的所述贮尘槽数量为多个，所述贮尘槽设置在每个短转子（5）的非关键面上，并且与每个短转子（5）朝向进气方向的端面不连通，与每个短转子（5）朝向排气方向的端面连通；

所述上壳体（2）与所述前轴承板（1）、后轴承板（6）相对的两端，分别设置有上壳体侧面贮尘槽；

所述下壳体（3）的上表面设置多个级板贮尘槽，所述级板贮尘槽具体设置在多级工作腔之间的隔板上表面；

所述下壳体（3）与所述前轴承板（1）、后轴承板（6）相对的两端，分别设置有下壳体侧面贮尘槽。

2.根据权利要求1所述的一种提高制程物容纳能力的真空泵组件，其特征在于，所述真空泵组件包括：

所述长转子（4）、短转子（5）的多级转子中的每一级垂直于旋转轴线的剖面呈Y字三叶形轮廓，所述长转子（4）、短转子（5）旋转时，每级一个转子的远离该级另一转子的叶顶端与所述上壳体（2）、下壳体（3）的内侧壁形成密封。

3.根据权利要求2所述的一种提高制程物容纳能力的真空泵组件，其特征在于，所述长转子（4）、短转子（5）的多级转子中的每级转子，延所述旋转轴线方向的轴向，从进气到排气方向，长度逐级递减。

4.根据权利要求1所述的一种提高制程物容纳能力的真空泵组件，其特征在于，所述长转子（4）、短转子（5）的多级转子彼此啮合时，所述长转子（4）上设置的所述贮尘槽与所述短转子（5）上设置的所述贮尘槽不重叠。

5.根据权利要求1所述的一种提高制程物容纳能力的真空泵组件，其特征在于，所述上壳体（2）、下壳体（3）分别包括与多级转子对应的多级工作腔，所述多级工作腔在所述旋转轴的轴线方向上间隔排列。