CN116255335A - 真空泵 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种真空泵，包括泵体以及相互啮合的主动螺旋转子与从动螺旋转子，主动螺旋转子、从动螺旋转子与泵体共同形成吸气压缩腔室，吸气压缩腔室的两端设有抽气口和排气口，泵体上设有将排气结束后的封闭容积与抽气口相连通的导流槽，导流槽包括与封闭容积连通的第一端及与抽气口相连通的第二端。在排气结束后导流槽可将封闭容积提前与抽气口连通，不会产生局部高压，避免额外的耗功和气蚀的发生。

Description

真空泵

技术领域

本发明涉及真空泵技术领域，尤其涉及一种喷油螺杆真空泵。

背景技术

真空泵是指利用机械、物理、化学或物理化学的方法在某一封闭空间中改善、产生和维持真空的装置。真空泵广泛应用于电子、印刷造纸、化工医药、食品加工及包装、材料处理等领域。目前，市面上常用的真空泵包括螺杆真空泵、水环泵、往复泵、滑阀泵、旋片泵、罗茨泵和扩散泵等。

螺杆真空泵的工作原理是利用螺杆的旋转来产生真空。螺杆真空泵通常由两个螺杆组成，一个为主螺杆，一个为从螺杆。主螺杆和从螺杆之间的间隙小于1毫米，因此在旋转时可以产生真空。喷油螺杆真空泵可以通过油气分离装置向喷油螺杆真空泵的主机机腔喷油，从而带走压缩气体过程中产生的热量，润滑螺杆，防止腐蚀，保证螺杆间的密封。喷油螺杆真空泵适用于不断波动的工况，调节范围广，且具有良好的节能效果。

然而，喷油螺杆真空泵主机在排气结束排气口完全封闭后，仍有部分容积未排出，如果继续压缩这部分气体，则压力会局部升高，产生压力尖峰，从而产生额外的耗功。在开始下一个吸气压缩循环过程时，突然与抽气口连通，局部高压气体被喷射出来，这部分气体的压力能瞬间降低，转化为速度能，当压力低于水蒸气的饱和蒸汽压时，油中溶解的水发生气化，产生气泡并随着转子旋转，在新的吸气过程中，气泡的内压大于外界吸气压力时，气泡爆破发生气蚀。气蚀会对机组壁面产生冲击，并产生较大的噪音。

因此，有必要提供一种改进的真空泵以解决上述问题。

发明内容

本申请提供一种可在排气结束时将封闭容积与抽气口提前连通的真空泵。

本申请公开了一种真空泵，其包括：泵体以及相互啮合的主动螺旋转子与从动螺旋转子，所述主动螺旋转子、所述从动螺旋转子与所述泵体共同形成吸气压缩腔室，所述吸气压缩腔室的两端设有抽气口和排气口，所述泵体上设有将排气结束后的封闭容积与所述抽气口相连通的导流槽，所述导流槽包括与封闭容积连通的第一端及与所述抽气口相连通的第二端。

进一步地，所述导流槽与所述排气口位于所述主动螺旋转子与所述从动螺旋转子的中心连线的同侧；所述第一端靠近所述中心连线，所述第二端靠近所述排气口的中部。

进一步地，所述封闭容积与所述抽气口连通时，所述第一端及所述第二端分别位于所述主动螺旋转子同一叶片的齿尖的两侧。

进一步地，所述第二端与所述抽气口连通的进气区域以及所述封闭容积均由所述主动螺旋转子与所述从动螺旋转子的同一对啮合的叶片及齿槽形成。

进一步地，在所述主动螺旋转子与所述从动螺旋转子的旋转过程中，所述导流槽先与所述排气口连通，然后再与所述封闭容积及所述抽气口同时连通。

进一步地，所述导流槽的宽度不小于2mm，所述导流槽的起始点与终止点对应的圆弧角不超过15°。

进一步地，所述导流槽的体积大于所述封闭容积内的气体容积。

进一步地，所述导流槽为圆弧形、直线形或直角折线形。

进一步地，所述排气口包括第一开口及第二开口，所述第一开口靠近所述主动螺旋转子，所述第二开口靠近所述从动螺旋转子，所述第一开口相较于所述第二开口更靠近所述中心连线；所述第一开口与所述第二开口中间形成一倒三角区域，所述第二端位于所述倒三角区域内。

进一步地，所述泵体包括排气座，所述排气口及所述导流槽设置在所述排气座上。

与现有技术相比，本申请通过设置导流槽，在排气结束后将封闭容积提前与抽气口连通，不会产生局部高压，避免额外的耗功和气蚀的发生。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本说明书的实施例，并与说明书一起用于解释本说明书的原理。

图1是本发明真空泵的剖视图。

图2是本发明真空泵处于排气阶段的侧视图。

图3是本发明真空泵排气结束时的侧视图。

图4是本发明真空泵排气结束后封闭容积与抽气口相连通时的侧视图。

图5是图4的局部放大图。

图6是本发明真空泵处于压缩结束抽气即将开始阶段的侧视图。

图7是本发明真空泵处于新的抽气开始阶段的侧视图。

图8是本发明真空泵另一实施方式的局部视图。

图9是本发明真空泵第三实施方式的局部视图。

附图标号说明：泵体、1；壳体、11；排气座、12；内侧面、121；圆柱滚子轴承、13；角接触球轴承、14；浮环密封、15；油封、16；主动螺旋转子、2；叶片、21；从动螺旋转子、3；齿槽、31；吸气压缩腔室、4；抽气口、41；进气区域、41a；排气口、42；第一开口、42a；第二开口、42b；倒三角区域、42c；封闭容积、5；导流槽、6、6a、6b；第一端、61；第二端、62；中心连线、a。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本说明书相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本说明书的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本说明书使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本说明书。在本说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本说明书可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本说明书范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

接下来对本说明书实施例进行详细说明。

如图1所示，本发明的真空泵包括泵体1和相互啮合的主动螺旋转子2与从动螺旋转子3。主动螺旋转子2、从动螺旋转子3与密闭的泵体1共同形成吸气压缩腔室4。吸气压缩腔室4的两端设有抽气口41和排气口42。气流从抽气口41吸入，经过压缩后通过排气口42排出。

泵体1包括壳体11及排气座12。主动螺旋转子2与从动螺旋转子3由圆柱滚子轴承13提供径向支撑，气体压缩产生的轴向力由角接触球轴承14承担。气体压缩产生的热量通过喷入的冷却油带走，在轴端采用浮环密封15进行气封，油封16采用骨架密封。

主动螺旋转子2与从动螺旋转子3做同步逆向旋转，将由抽气口41吸入的、存在于两个螺旋转子之中的被抽气体一同传送，沿螺旋转子的轴向由抽气端向排气端移动，直至由排气口42排出泵外。

抽气过程可以包括吸气、压缩和排气三个阶段。在整个过程中，气体的容积与压力变化与螺旋转子的转角相关，螺旋转子的转角依次为吸气开始角、吸气结束压缩开始角、压缩结束排气开始角、720°排气结束角及下一个吸气开始角。

螺旋转子由吸气开始角转至吸气结束压缩开始角为吸气过程，吸气压力为进气压力，此过程中压力不变容积变大。

由吸气结束压缩开始角转至压缩结束排气开始角为压缩过程，此过程中体积减小压力逐渐上升至设计排气压力。

由压缩结束排气开始角旋转至720°排气结束角为排气过程，此间压力不变气体体积逐渐变小。

到达720°排气结束角后，两个螺旋转子的型线与排气口完全封闭，此时形成的封闭容积内仍有部分气体未排出。从720°排气结束角至下一个吸气开始角过程中，如果继续压缩这部分气体，则压力会局部升高，产生远超过设计排气压力的压力尖峰以及额外的耗功，也易发生气蚀。

请参图2至图5所示，本发明在泵体1上设有将排气结束后的封闭容积5与抽气口41相连通的导流槽6。导流槽6包括与封闭容积5连通的第一端61及与抽气口41相连通的第二端62。

导流槽6与排气口42均设置在排气座12上，可由铣刀在排气座12的靠近主动螺旋转子2及从动螺旋转子3的内侧面121上加工而成。导流槽6与排气口42均位于主动螺旋转子2与从动螺旋转子3的中心连线a的同侧，在图2中具体为下侧。第一端61靠近中心连线a，第二端62靠近排气口42的中部。

排气口42包括第一开口42a及第二开口42b，第一开口42a靠近主动螺旋转子2，第二开口42b靠近从动螺旋转子3，第一开口42a相较于第二开口42b更靠近中心连线a。第一开口42a与第二开口42b中间形成一倒三角区域42c，第二端62位于倒三角区域42c内，导流槽6的整体延伸距离较短，并且导流槽6与排气口42不直接连通。

图2中，真空泵处于排气阶段，此时压缩气体通过排气口42排出泵外。压缩气体所在区域与导流槽6的第一端61部分重合，因此，导流槽6与排气口42同时连通。随着两个螺旋转子的转动，进入到图3的阶段，即排气结束时，此时排气口42将完全封闭，导流槽6的第一端61始终与压缩气体所在区域连通直至封闭容积5形成。因此封闭容积5形成后，导流槽6也与封闭容积5连通。

为排气结束后，两个螺旋转子的型线与排气口42完全封闭，请参图4与图5所示。两个螺旋转子之间形成封闭容积5，封闭容积5内仍有部分气体未排出，导流槽6的第一端61与封闭容积5连通。与此同时，导流槽6的第二端62与两个螺旋转子形成的与抽气口41相连通的进气区域41a部分重叠，第二端62与抽气口41相连通。因此，导流槽6同时与封闭容积5和抽气口41连通，从而将封闭容积5的压力提前与进气压力导通。

通过设置导流槽6，在排气结束后将封闭容积5的压缩气体提前通入抽气口41，尤其是在低真空进气压力下，能够产生足够的压力差，推动气体流动，避免额外的耗功和气蚀的发生。本发明能够满足较低的极限真空1-3mbarG需求，适应各种进气压力不断变化的工况。

导流槽6的第二端62与抽气口41相连通的进气区域41a以及封闭容积5均由主动螺旋转子2与从动螺旋转子3的同一对啮合的叶片21及齿槽31形成。二者距离较近，导流槽6的延伸距离较短。导流时，第一端61及第二端62分别位于主动螺旋转子2的同一叶片21的齿尖的两侧。

请参图6所示，此时封闭容积5的容积为零、抽气即将开始，导流槽6仅与抽气口41连通。图7为新的抽气阶段开始，此时导流槽6与抽气口41未连通。

在可选择的实施方式中，导流槽6的宽度不小于2mm，导流槽6的起始点与终止点对应的圆弧角不超过15°。导流槽6的体积大于封闭容积5内的气体容积，导流槽6的深度应保证油膜不被挤压。导流槽6为圆弧形。

图8至9是本发明真空泵的另外两种实施方式。与图2至图7中的实施方式不同之处仅在于导流槽6的具体形状。图8中导流槽6a为直线形，图9中导流槽6b为直角折线形。

在排气结束后，仍有部分压缩气体未排出而位于封闭容积5内，在靠近排气口42的位置开设导流槽6，将封闭容积5的压力提前与进气压力连通，可以防止封闭容积5在与进气真空腔体连通的时候发生气体压强突变，产生局部高压进而发生气蚀，同时也降低了不必要的功率消耗，也降低了因气蚀而导致的噪音。

以上所述仅是本申请的较佳实施方式而已，并非对本申请做任何形式上的限制，虽然本申请已以较佳实施方式揭露如上，然而并非用以限定本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施方式，但凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施方式所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本申请技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种真空泵，其特征在于，包括：泵体以及相互啮合的主动螺旋转子与从动螺旋转子，所述主动螺旋转子、所述从动螺旋转子与所述泵体共同形成吸气压缩腔室，所述吸气压缩腔室的两端设有抽气口和排气口，所述泵体上设有将排气结束后的封闭容积与所述抽气口相连通的导流槽，所述导流槽包括与封闭容积连通的第一端及与所述抽气口相连通的第二端。

2.根据权利要求1所述的真空泵，其特征在于，所述导流槽与所述排气口位于所述主动螺旋转子与所述从动螺旋转子的中心连线的同侧；所述第一端靠近所述中心连线，所述第二端靠近所述排气口的中部。

3.根据权利要求1所述的真空泵，其特征在于，所述封闭容积与所述抽气口连通时，所述第一端及所述第二端分别位于所述主动螺旋转子同一叶片的齿尖的两侧。

4.根据权利要求1所述的真空泵，其特征在于，所述第二端与所述抽气口连通的进气区域以及所述封闭容积均由所述主动螺旋转子与所述从动螺旋转子的同一对啮合的叶片及齿槽形成。

5.根据权利要求1所述的真空泵，其特征在于，在所述主动螺旋转子与所述从动螺旋转子的旋转过程中，所述导流槽先与所述排气口连通，然后再与所述封闭容积及所述抽气口同时连通。

6.根据权利要求1所述的真空泵，其特征在于，所述导流槽的宽度不小于2mm，所述导流槽的起始点与终止点对应的圆弧角不超过15°。

7.根据权利要求1所述的真空泵，其特征在于，所述导流槽的体积大于所述封闭容积内的气体容积。

8.根据权利要求1所述的真空泵，其特征在于，所述导流槽为圆弧形、直线形或直角折线形。

9.根据权利要求2所述的真空泵，其特征在于，所述排气口包括第一开口及第二开口，所述第一开口靠近所述主动螺旋转子，所述第二开口靠近所述从动螺旋转子，所述第一开口相较于所述第二开口更靠近所述中心连线；所述第一开口与所述第二开口中间形成一倒三角区域，所述第二端位于所述倒三角区域内。

10.根据权利要求1所述的真空泵，其特征在于，所述泵体包括排气座，所述排气口及所述导流槽设置在所述排气座上。

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