CN1623038A - 叶轮式真空泵 - Google Patents

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Abstract

一种叶轮式真空泵，具有使叶轮(42)与外壳(21)滑接的同时进行回转的转子(34)，其特征在于，具有沿着大致全周的迷宫形的密封件，该密封件与回转轴(31)同心状设置于外壳与所述转子之间，具有沿周向相互可相对移动嵌合的至少一组的圆形环状槽(44)和圆形环状凸条(43)。设于外壳的凸条或槽是连续状，圆形环状凸条或槽在外壳侧是连续状，但在转子侧不连续，以不妨碍叶轮的径向运动，在叶轮上设有退让槽(49)。

Description

叶轮式真空泵
技术领域
本发明涉及叶轮式真空泵，特别涉及车辆用的、为了使容器内成为真空的叶轮式真空泵。
背景技术
图12和图13中以剖面表示的传统的叶轮式真空泵具有外壳1，外壳1包括：具有带阀的吸入口2和排出口的杯状的本体3；以及关闭本体3的开端、在内部形成泵室5的构架6。泵室5是由外壳1的相互平行的2个端面7、8以及端面7、8间的圆筒面9所形成的圆筒形的空间。在构架6的轴承10上，相对于圆筒形的泵室5的中心轴心偏心状地支承着回转轴11，回转轴11的内端由本体3的轴承12支承。在回转轴11的外端固定着接受来自外部的齿轮等的驱动装置(未图示)的驱动力传递的小齿轮、皮带轮、链轮、凸轮等13。
在外壳1内，相对于回转轴11同心且相对于泵室5(外壳1)偏心地收纳有转子14。转子14是具有2个端面和圆筒面的大致圆筒形的构件，在外壳1内通过回转轴11进行回转。在转子14上形成从端面沿径向通过轴心延伸至端面的4个切口15，在该切口15内，沿径向可滑动地嵌装着各自的前端可与外壳1的圆筒面9滑接的叶轮16。
在这种车辆用叶轮式真空泵中，当转子14沿图11的顺时针方向回转时，切口15内的叶轮16因离心力而向外侧移动，叶轮16的前端在保持与泵室5的圆筒面9对接的状态下进行滑动。转子14的回转轴11相对于泵室5的中心偏心，故形成于叶轮16间的压缩室的容积随着转子14的回转起变化，从外壳1的吸入口2吸入空气后压送至排出口4，与未图示的容器连接的吸入口2一侧发生真空。此时，发动机油从外部向叶轮式真空泵内的各种滑动部分、特别是叶轮16与转子14、外壳1的端面7、8及圆筒面9等其它部位的滑接部分供给，并进而向轴承12部分供给，使这些滑接部分润滑。
外壳1的侧端面7、8与转子14的轴向端面之间也是滑动部分，在其中间隔有发动机油的油膜，以防止两者的磨损，同时可确保转子与外壳间的气密性。但在其中间的滑动部分有时会产生局部性的油膜破裂的现象。一旦发生了油膜破裂，则不仅会引起磨损，而且会降低气密保持的效果，降低叶轮式真空泵的真空特性。
为了解决上述问题，虽然可以增大泵的容量、或提高转子转速，但前者会增大叶轮式真空泵的外形尺寸，故会产生发动机油上的安装性差和重量增大等的问题，后者则会产生振动加大和因机械磨损加大等引起的寿命下降等的问题。
发明内容
为此，本发明目的在于，提供可提高转子与外壳间的气密性、真空特性优良且能确保充分的润滑以减少磨损的小型叶轮式真空泵。
为实现上述目的，本发明的叶轮式真空泵结构如下。
(1)包括：设置具有吸入口和排出口的圆筒形泵室的外壳；偏心状收纳于泵室内的转子；固定在转子上、在泵室内使转子回转的回转轴；以及在泵室内相对于外壳进行滑接并嵌装在转子上而可径向出入自如的叶轮，通过使转子回转，将泵室内的空气从吸入口压送至排出口，使吸入口一侧发生真空，其特征在于，具有沿着大致全周的迷宫形的密封件，所述密封件与回转轴同心状设置于外壳与转子之间，具有沿周向相互可相对移动嵌合的至少一组的圆形环状槽和圆形环状凸条。
(2)可以将圆形环状凸条设置在转子的端面，将圆形环状槽设置在转子上。
(3)也可将圆形环状槽设置在转子的侧端面，将圆形环状凸条设置在转子上，在叶轮的侧端面设置能收纳凸条且不妨碍叶轮径向运动的凹部。
(4)可以同心圆状设置多组迷宫形的密封件。
(5)可以将迷宫形的密封件设置在转子的两侧端面。
(6)回转轴可以是车辆用交流发电机的输出回转轴。
附图的简单说明
图1为沿图2的1-1线表示本发明第1实施例的叶轮式真空泵的概略剖视图。
图2为图1的叶轮式真空泵的轴垂直面的概略剖视图。
图3为详细表示图1的叶轮式真空泵的迷宫形的密封件的概略剖视图。
图4为表示本发明的转子和叶轮的局部立体图。
图5为表示本发明第2实施例的叶轮式真空泵的概略剖视图。
图6为详细表示图5的叶轮式真空泵的迷宫形的密封件的概略剖视图。
图7为表示本发明的转子和叶轮的局部立体图。
图8为表示本发明第3实施例的叶轮式真空泵的概略剖视图。
图9为表示本发明第4实施例的叶轮式真空泵的概略剖视图。
图10为表示将图4的叶轮式真空泵与直接交流发电机连结例的概略剖视图。
图11为图1～图4所示的本发明的叶轮式真空泵与图12～图13所示的传统叶轮式真空泵的真空度比较试验的结果的图表。
图12为沿图13的12-12线表示的传统叶轮式真空泵的概略剖视图。
图13为图12的叶轮式真空泵的轴垂直面的概略剖视图。
具体实施方式
图1和图3表示的叶轮式真空泵具有外壳21，外壳21包括：具有带阀的吸入口22和排出口24的杯状的本体23；以及关闭本体23的开端、在内部形成泵室25的构架26。泵室25是由外壳21的相互平行的2个端面27、28以及端面27、28间的圆筒面29所形成的圆筒形的空间。在构架26的轴承30上，支承着贯通圆筒形的泵室25而设置的回转轴31，回转轴31的内端由本体23的轴承32支承。回转轴31相对于泵室205的中心轴心偏心状设置。在回转轴31的外端固定着接受来自外部的齿轮等的驱动装置(未图示)的驱动力传递的小齿轮、皮带轮、链轮、凸轮等33。
在外壳21内，相对于回转轴31同心且相对于泵室25(外壳21)偏心地收纳有转子34。转子34是具有2个平坦的端面35、36和圆筒面37的大致圆筒形的构件，在外壳21内通过回转轴31进行回转。在转子34上，设置有从端面通过轴心延伸至端面的且径向贯通转子34的4个切口38，在该切口38内，设置有各自前端39可与外壳21的圆筒面29滑接且平坦的端面40、41与外壳21的端面27、28滑接的板状的叶轮42，在切口38内沿径向可滑动。
如图3和图4的最佳例所示，在转子34的端面35、36上，除了形成切口38的位置之外设置与回转轴31同心的环状的凸条43。在外壳21的端面35、36上，与环状的凸条43对应的位置上设置能收纳凸条43的连续环状的槽44。该槽44与凸条43间的径向的间隙45和轴向的间隙46，都是大于转子34的端面35、36与外壳21的端面27、28间的间隙，又，轴向的间隙46大于径向的间隙45。这样，在环状的凸条43与环状的槽44之间形成了可储存发动机油的空间。该空间因形成于凸条43与槽44之间，故构成了阻碍发动机油径向移动的迷宫形密封件。
当转子34以图2的逆时针方向回转时，叶轮42利用离心力而在切口38内朝径向外侧移动，叶轮42的前端39与泵室25的圆筒面29对接而滑动。转子34的回转轴31相对于泵室25的中心偏心，故形成于叶轮42间的压缩室的容积随着转子34的回转起变化，从外壳21的吸入口22吸入空气后压送至排出口24，与未图示的容器连接的吸入口22一侧发生真空。
此时，发动机油从外部向叶轮式真空泵内的各种滑动部分、特别是叶轮42与转子34、外壳1的端面27、28及圆筒面29等的其它部位的滑接部分、进而向轴承部分供给，使这些滑接部分润滑。
采用本发明，外壳1的侧端面27、28与转子34的轴向端面35、36之间的滑动部分上，设置有与回转轴31同心的环状凸条43和能收纳凸条43的连续环状的槽44，在该槽44与凸条43之间形成U字形弯曲的迷宫形的密封件，同时形成有可储存发动机油的空间。由此，利用该迷宫形的密封件，可防止发动机油从滑动部分流出而破坏油膜，又由于发动机油从储存空间连续供给，故可防止滑动部分间的磨损，同时可确保转子与外壳间的气密。
图5～图7中示例的是，在外壳21的侧壁27、28上设有环状的凸条47，在转子34的端面35、36上设有环状的槽48。外壳21侧的凸条47是与转子34的回转轴31同心连续的截面呈大致矩形的环状凸起。设于转子34的槽48是能收纳凸条47的与回转轴31同心的环状凸起，收容叶轮42的切口38的部分被局部性切断。在叶轮42的端面40上设置有作为退让槽59的凹部49，使叶轮42在与外壳21侧的凸条47不发生干扰的情况下能在切口38内相对于转子34作径向滑动。
在该叶轮式真空泵中，也是外壳1的侧端面27、28与转子34的轴向端面35、36之间的滑动部分上，设置有外壳21侧的环状凸条47和转子34侧能收纳凸条43的环状槽48，在该槽48与凸条47之间形成U字形弯曲的迷宫形的密封件，同时形成有可储存发动机油的空间。由此可防止滑动部分间的磨损，同时可确保转子与外壳间的气密。
在图8所示的叶轮式真空泵中，转子34的端面设有双重的环状凸条51、52，外壳21一侧设有双重的环状槽53、54。各自的凸条51、52以及槽53、54与图1～图4所示的结构相同。在该叶轮式真空泵中，因将迷宫形的密封件和油储存空间形成双重结构，故比前述的实施例可大幅度改善密封效果。
在图9所示的叶轮式真空泵中，转子34的端面设有双重的环状凸条56、57，外壳21一侧设有双重的环状槽57、58。各自的凸条55、56以及槽57、58与图5～图7所示的结构相同。设于叶轮42端面47、48上的退让槽59具有充分大的径向尺寸，不会与双重的凸条55、56及槽57、58发生干扰。在该叶轮式真空泵中，因将迷宫形的密封件和油储存空间形成双重结构，故可大幅度改善密封效果。
图10为表示将图1～图4所示的叶轮式真空泵与车辆用交流发电机连结例子的概略剖视图。图示例中，车辆用交流发电机60具有支承于外壳61内的定子62、以及由安装于外壳61的轴承63、54支承并具有回转轴65的转子66，回转轴65的图中左端向外壳61外延伸，进入本发明的叶轮式真空泵70外壳71内。即，在车辆用交流发电机60外壳61上安装着叶轮式真空泵70的外壳71的构架72，该构架72上无轴承，但安装了外壳本体73，构成泵的外壳71。在外壳71内的回转轴65上安装着叶轮式真空泵70的转子34，在转子34与外壳71之间设置本发明的圆形环状的凸条43和圆形环状的槽44，大致沿全周形成有迷宫形的密封件。
图11为图1～图4所示的本发明的叶轮式真空泵与图12～图13所示的传统型叶轮式真空泵的真空度比较试验结果的图表。表中的2根曲线A、B表示的是相对于横轴的运转时间(秒)变化的叶轮式真空泵的吸引侧的真空度、用水银柱的高度(mmHg)表示时的变化状态，曲线A表示本发明的叶轮式真空泵的真空特性，曲线B表示传统的叶轮式真空泵的真空特性。从该表中可以看出，在从泵启动到成为稳定运转状态期间真空度的差异逐渐增大，在恒速运转状态下，真空度本身也成为稳定状态，采用本发明，真空度可提高约12％～约15％。
从上述说明中可以看出，本发明的叶轮式真空泵具有沿着大致全周的迷宫形的密封件，所述密封件与回转轴31同心状设置于外壳21与转子34之间，具有沿周向相互可相对移动(即可回转)嵌合的至少一组的圆形环状的凸条43、47和圆形环状的槽44、48。大致沿全周形成有迷宫形的密封件。
可以将圆形环状凸条43设置在转子34的端面，将圆形环状槽44设置在外壳21上，也可将圆形环状槽48设置在转子34的侧端面，将圆形环状凸条47设置在外壳21上，在叶轮42的侧端面设置能收纳外壳21的凸条47但不妨碍叶轮42径向运动的凹部49。既可以同心圆状设置多组迷宫形的密封件，也可以将迷宫形的密封件设置在转子的两侧端面。
产业上的可利用性
综上所述，本发明的叶轮式真空泵，特别适用于使构成车辆的制动增力装置的容器内成为真空用的真空泵。

Claims (6)

1.一种叶轮式真空泵，包括：
设置具有吸入口和排出口的圆筒形泵室的外壳；
偏心状收纳于所述泵室内的转子；
固定在所述转子上、在所述泵室内使所述转子回转的回转轴；以及
在所述泵室内、相对于所述外壳进行滑接并嵌装在所述转子上而可径向出入自如的叶轮，
通过使所述转子回转，将所述泵室内的空气从所述吸入口压送至所述排出口，使所述吸入口一侧发生真空，其特征在于，
具有沿着大致全周的迷宫形的密封件，所述密封件与所述回转轴同心状设置于所述外壳与所述转子之间，具有沿周向相互可相对移动嵌合的至少一组的圆形环状槽和圆形环状凸条。
2.如权利要求1所述的叶轮式真空泵，其特征在于，将所述圆形环状凸条设置在所述转子的端面，将所述圆形环状槽设置在转子上。
3.如权利要求1所述的叶轮式真空泵，其特征在于，将所述圆形环状槽设置在所述转子的侧端面，将所述圆形环状凸条设置在转子上，在所述叶轮的侧端面设置能收纳所述凸条且不妨碍所述叶轮径向运动的凹部。
4.如权利要求1至3所述的叶轮式真空泵，其特征在于，同心圆状设置多组的所述迷宫形的密封件。
5.如权利要求1至3所述的叶轮式真空泵，其特征在于，将所述迷宫形的密封件设置在所述转子的两侧端面。
6.如权利要求1至3所述的叶轮式真空泵，其特征在于，所述回转轴是车辆用交流发电机的输出回转轴。
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