CN202833174U - 一种罗茨风机用夹层式多功能轴承座 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种罗茨风机用夹层式多功能轴承座，包括轴承座体，轴承座体内设置有沉头螺塞孔、气流道和两个轴承孔；沉头螺塞孔由流道上沉头螺塞孔、流道下沉头螺塞孔、上沉头螺塞孔、下沉头螺塞孔、左沉头螺塞孔和右沉头螺塞孔组成；上沉头螺塞孔、下沉头螺塞孔、左沉头螺塞孔和右沉头螺塞孔依次分布在气流道的边缘上；流道上沉头螺塞孔为两个，分布在两个轴承孔的上方内侧；流道下沉头螺塞孔为两个，分布在两个轴承孔的下方外侧。本实用新型可以通过一次加工完毕之后，以沉头螺塞堵塞不同的沉头螺塞孔，实现不同的气腔、气道、水道分布，使同一台罗茨风机根据不同要求实现水冷、风冷、真空逆流冷却等多重应用，散热效果更佳。

Description

一种罗茨风机用夹层式多功能轴承座

技术领域

本实用新型涉及一种轴承座，尤其涉及一种罗茨风机(罗茨真空泵)用夹层式多功能轴承座。

背景技术

罗茨风机(罗茨真空泵)是目前国内外广泛应用的气力源设备和真空设备。该设备压缩空气(或抽真空)时产生大量热量，热量传递至轴承后，轴承容易在高温环境中烧毁，导致产品损坏，此种情况成为限制罗茨风机使用寿命的主要原因。故罗茨风机(罗茨真空泵)的机体，很大程度上都围绕降温散热进行设计。

目前市场上，罗茨风机(罗茨真空泵)的冷却有以下几种方式：I.水冷却；II.开放式自然冷却；III.强制风冷却；IV.逆流冷却。

I.一般设计罗茨风机的轴承座(墙板)，可考虑带有水环道，以冷却水保证轴承在合适的温度范围内运转。

II.另一种主流方式是采用开放式轴承座(又称“开式墙板”)，利用常温的大气将轴承和机体的连接隔断，避免机体的高温传导至轴承。

III.强制风冷，是指修改的罗茨风机(真空泵)的主轴结构，在主轴上，安装一散热风扇，风扇跟随主轴旋转，产生气流，带走机体热量。

IV.逆流冷却，主要应用于罗茨风机(罗茨真空泵，尤其是三叶罗茨真空泵)，由于罗茨真空泵是负压使用，不再有大量外界空气被吸入机体，当达到一定真空度时，罗茨真空泵的入口端，气流极其稀薄，吸入的气体已经无法为出口端反复压缩的高温气体提供任何冷却作用，故罗茨真空泵的机体温度远远高于罗茨风机。而逆流冷却的原理是，利用风机旋转时，叶轮间产生的负压空间，吸入外界低温空气，降低机体的温度。

比较以上四种方式，各有缺点如下：

I.水冷是目前效果最好的冷却方式，也是目前市场占比最大的方式。但水冷方式浪费大量水资源，且加工成本相对较高，目前市场对水冷却的需求逐步减少。

II.开放式自然冷却，是目前市场较为主流的另一种方式，但由于热量最终会经过主轴传递至轴承，故其效果相当有限，在高压高温的环境下，实际是了牺牲轴承寿命乃至整机寿命。在较高的工况下，还是需要水冷却的方式进行补充，而其结构与水冷式轴承座结构冲突，导致其不可能改装为水冷式轴承座，大大限制了企业产品线的发展。

III.强制风冷式结构，需要对产品进行较大的改装，并且降低了产品主轴强度。同时附加的机构增加了产品的不稳定性，外置的风扇也不利于安全。最关键的是，随主轴旋转的扇叶，大大增加了产品的实际功耗，为了节约水资源而浪费了大量的电力能源，得不偿失。除特殊应用环境以外，市场上强制风冷的产品不多见。

IV.逆流冷却方式，目前市场运用比较多见于真空，其缺点在于需要定制专门的产品机体，从机体两侧开孔，引入外界空气，加大了噪音，需要引气管路和消音器等外置部件，结构复杂，成本高昂。并且仅能使罗茨真空泵达到罗茨风机的正常温度，对于罗茨风机正压运用时的温度下降，意义不大。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决上述问题的不足之处，提供了一种罗茨风机用夹层式多功能轴承座。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种罗茨风机用夹层式多功能轴承座，包括轴承座体，轴承座体内设置有沉头螺塞孔、气流道和两个轴承孔；沉头螺塞孔由流道上沉头螺塞孔、流道下沉头螺塞孔、上沉头螺塞孔、下沉头螺塞孔、左沉头螺塞孔和右沉头螺塞孔组成；上沉头螺塞孔、下沉头螺塞孔、左沉头螺塞孔和右沉头螺塞孔依次分布在气流道的边缘上；流道上沉头螺塞孔为两个，分布在两个轴承孔的上方内侧；流道下沉头螺塞孔为两个，分布在两个轴承孔的下方外侧。

本实用新型可以通过一次加工完毕之后，以沉头螺塞(堵头)堵塞不同的沉头螺塞孔(通气孔)，实现不同的气腔、气道、水道分布，通过简单的改装，本新型的应用使同一台罗茨风机根据不同要求实现水冷、风冷、真空逆流冷却(将罗茨风机变成罗茨泵使用)等多重应用，并兼具现有四种冷却方式的优点，散热效果更佳。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的侧面结构示意图。

图3、图4为本实用新型使用状态时冷却水的内、外流动方向(箭头所示)示意图。

图5、图6为本实用新型正压工作时外界大气流入方向(箭头所示)示意图。

图7、图8为本实用新型负压工作时外界大气流入方向(箭头所示)示意图。

具体实施方式

如附图所示，本实用新型包括轴承座体1、沉头螺塞孔、气流道(水流道)2和轴承孔3。沉头螺塞孔分为流道上沉头螺塞孔4、流道下沉头螺塞孔5、上沉头螺塞孔6、下沉头螺塞孔7、左沉头螺塞孔8和右沉头螺塞孔9。上沉头螺塞孔6、下沉头螺塞孔7、左沉头螺塞孔8和右沉头螺塞孔9依次分布在气流道2的边缘上。流道上沉头螺塞孔4为两个，分布在两个轴承孔3的上方内侧；流道下沉头螺塞孔5为两个，分布在两个轴承孔3的下方外侧。

水冷应用：当沉头螺塞孔中的位左沉头螺塞孔8、右沉头螺塞孔9、两个流道上沉头螺塞孔4和两个流道下沉头螺塞孔5被封堵时即为普通的水冷轴承座，如图3所示。此时，整个轴承座仅有上沉头螺塞孔6、下沉头螺塞孔7贯通，轴承座内部的气流道2变成水流道，冷却水从下方的下沉头螺塞孔7进入轴承座体1内形成封闭水道，然后从上沉头螺塞孔6流出，带走轴承部位的热量。

以上过程，即完成罗茨风机(罗茨真空泵)的水冷却运用。该运用可以有效的降低风机轴承部位的温度，避免高温损坏轴承。

吸入式风冷应用，如图5所示：正压运用罗茨风机时，此时封堵左沉头螺塞孔8、右沉头螺塞孔9、和两个流道下沉头螺塞孔5，则外界大气在罗茨风机上部进风口微弱负压的作用下，通过下沉头螺塞孔7，进入轴承座，流经整个轴承座带走热量后，由两个流道上沉头螺塞孔4的空腔进入罗茨风机机体。完成吸入式风冷应用。该效应可通过减小罗茨风机的进风口消音器口径而明显加快轴承座进气流速，可更有效的带走轴承部位热量，同时不会增加罗茨风机进口处的负压。而罗茨风机减小进风消音器口径对于减小罗茨风机的噪音也极为有利，该情况已不属于本专利内容，此处不予敷述。

以上情况即完成罗茨风机的吸入式风冷运用。该运用方式，是一种新颖的罗茨风机冷却方式，利用罗茨风机工作时的负压，带动外界低温大气，绕行轴承部位后，最后进入风机机体，实现以下多种功能：

I.有效的带走了轴承部位的热量实现降温。

II.从轴承座部位，沿叶轮轴向进入的外界大气，避免了气流从风机进风口进入时难以到达叶轮端面的缺点，使进气气流更均匀的分布在机体内，避免了罗茨风机机体的温度不平衡(传统罗茨风机机体在进风口正下方的温度与机体两端温差极为显著)。有效降低了风机靠近轴承座位置的机体温度，经试验实测，热稳定后，最高降温可达20℃以上。该功能减少了经机体传导至轴承座的热量实现了进一步的降温。

III.机体的显著降温，增加了风机进气效率，实现了流量的提升。

IV.以上过程都是由产品运行时自然产生的负压效应实现。避免了外置的散热机构，没有多余能量消耗，是对罗茨风机能量消耗的有效利用，降低了产品的能耗甚至噪声。以上多种有利效应皆优于开放式自然冷却和强制风冷。

逆流冷却应用，如图7所示：负压运用罗茨风机(罗茨真空泵)时，此时封堵下沉头螺塞孔7、左沉头螺塞孔8、右沉头螺塞孔9(或上沉头螺塞孔6、左沉头螺塞孔8和右沉头螺塞孔9)和两个流道上沉头螺塞孔4，(仅绘制其中一种情况的示意图)，则外界大气在罗茨风机中下部位强烈负压的作用下，通过沉头螺塞位上沉头螺塞孔6(或下沉头螺塞孔7)进入轴承座，流经2/3个(或1/3个)轴承座带走热量后，由流道下沉头螺塞孔5的空腔进入罗茨风机机体，以相对低温的外界大气带走机体压缩腔内的高温，完成逆流冷却应用(此时对于三叶式罗茨真空泵并不影响产品的真空度；对于二叶罗茨泵，可在上沉头螺塞孔6和下沉头螺塞孔7位置安装一小型真空安全阀，实现等同传统罗茨泵溢流阀的效果)。这种逆流冷却应用，具备以下优点：

Ⅰ.相对自带自重式旁通溢流阀的传统罗茨泵，大大简化了机体，统一了罗茨风机和罗茨真空泵的整机结构。

II.相对国外从机体两侧引入大气的方案，简化了进气管路和相应消声器。同时国外方案的外界气流由机壳径向吸入，气流路径短，散热效果差，对轴承冷却没有任何作用。

而本方案中，外界气流经过轴承座，再沿叶轮轴向吸入，气流路径长，散热效果好，并且附带轴承冷却功能。

注：罗茨风机叶轮腔内属于精密部件，在以上沉头螺塞孔打开作为进气口时，都需要安装过滤器，以内风机内部吸入杂物卡死。

Claims (1)

1.一种罗茨风机用夹层式多功能轴承座，包括轴承座体，其特征在于：所述轴承座体内设置有沉头螺塞孔、气流道和两个轴承孔；所述沉头螺塞孔由流道上沉头螺塞孔、流道下沉头螺塞孔、上沉头螺塞孔、下沉头螺塞孔、左沉头螺塞孔和右沉头螺塞孔组成；所述上沉头螺塞孔、下沉头螺塞孔、左沉头螺塞孔和右沉头螺塞孔依次分布在气流道的边缘上；所述流道上沉头螺塞孔为两个，分布在两个轴承孔的上方内侧；所述流道下沉头螺塞孔为两个，分布在两个轴承孔的下方外侧。

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