CN204877946U - 液环真空泵及压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及真空泵压缩机设备技术领域，具体涉及一种液环真空泵及压缩机，包括外壳，外壳内装有主轴，主轴两端通过主轴轴承支撑，主轴上装有叶轮，叶轮外设有转筒，转筒包括泵体，泵体两端固定有泵体端盖，转筒上设有转筒轴承，转筒和转筒轴承同轴，叶轮两侧连接有锥体分配器，锥体分配器上开有锥体轴孔，主轴穿过锥体轴孔，锥体分配器穿过转筒轴承和泵体端盖，锥体轴孔、主轴和叶轮同轴，转筒和主轴的轴线偏离，该设备高效、稳定可靠，且节约能源。

Description

液环真空泵及压缩机

技术领域

本实用新型涉及真空泵压缩机设备技术领域，具体涉及一种液环真空泵及压缩机。

背景技术

液环真空泵及压缩机的设计、制造和使用已有近百年的历史，期间不断改进，性能不断提高。由于液环真空泵及压缩机结构简单、制造水平要求不高、性能稳定、运行可靠、易于维护、低噪音等特点，且可实际大型化制造要求，因而得到广泛使用。然而，目前市场上液环真空泵及压缩机由于其结构设计上原因，普遍存在以下几个方面的缺点。

1、效率低下，费水费电严重。

目前市场上的液环真空泵及压缩机普遍存在效率低下的问题，无论是平圆盘结构液环真空泵及压缩机还是锥体结构的液环真空泵及压缩机，其运行效率均比较低，大型液环真空泵及压缩机运行效率在50％以下，小型液环真空泵及压缩机的工作效率甚至低于30％。出现这种情况的原因是由于形成、容纳和约束液环的部件(对平圆盘而言主要是泵体和分配板，对锥体结构的液环真空泵及压缩机而言是泵体和泵盖)。但无论哪种结构的液环真空泵及压缩机均由于形成液环所需的轴向和径向约束机构是静止的，设备运转时液环的外柱面和端面与上述部件存在大面积的高速摩擦，相对于静止的腔壁，液环的运动速度达每秒十几米到每秒几十米，这种摩擦产生较大的能量损耗，又由于液体的粘滞系数较大，液环内部存在较大的速度梯度，形成内部的粘滞消耗，其两者相互叠加，导致了很大的能量消耗，这种消耗转变成热量，使液环温度迅速升高，由于液环的饱和分压随温度的升高而升高，为了维护持液环真空泵及压缩机的有效抽速，必须将液环的温度控制在合理的范围内，因此需要不断的补充大量温度较低的工作液，以带走由于结构设计原因持续形成的热量。总之目前市场上的液环真空泵及压缩机费水费电严重。

2、所形成的液环远非理想液环，因而进一步降低效率。

由于其结构的原因，液环在泵腔内的运功形式非常不规则，除了由于速度差的原因存在的层流为主的运动形式，液环内还有大量大小不等的漩涡运动，这种运动在整个液环内呈不规则的分布状态，从而破坏理想层流的形成。这种漩涡运功也使流体运功路径加长，液环内部摩擦加剧，导致发热严重，效率降低。

3、液环的约束部件易受到工作的强烈冲刷而损坏。

如1所述，液环在约束部件的束缚下，由于壳体是静止的，运功的液环与约束部件产生剧烈摩擦，偏心切点(叶轮与泵体最近处)与液环的摩擦更是剧烈(叶轮与泵体的切点处距离只有几毫米，速度差则达每秒十几米到每秒几十米)，液环端面也存在相同的情况，因而约束部件受损严重，部件使用寿命大大降低。

实用新型内容

根据以上现有技术中的不足，本实用新型要解决的技术问题是：提供一种液环真空泵及压缩机，解决液环在泵腔内的不规则运功状态，解决现存的能效低、费水费电的传统液环真空泵及压缩机普通存在的问题。

本实用新型所述的液环真空泵及压缩机，包括外壳，外壳内装有主轴，主轴两端通过主轴轴承支撑，主轴上装有叶轮，叶轮外设有转筒，转筒包括泵体，泵体两端固定有泵体端盖，转筒上设有转筒轴承，转筒和转筒轴承同轴；叶轮两侧连接有锥体分配器，锥体分配器上开有锥体轴孔，主轴穿过锥体轴孔，锥体分配器穿过转筒轴承和泵体端盖，锥体轴孔、主轴和叶轮同轴，转筒和主轴的轴线偏离。

该泵的转子部分包括主轴和叶轮，转筒部件包括泵体和泵体端盖，这两部分为两独立的轴承支撑系统，两者偏心，满足于各自自转的需要，偏移量满足液环真空泵及压缩机完整吸排气设计需要。转筒中容纳也约束液环，当转子转动时，工作液被驱动，形成液环，液环由于摩擦力带动转筒一道高速旋转。叶轮的最外缘线速度与转筒线速度差很小(其差值由转筒运转时阻力决定，阻力主要来原为转筒轴承、气流通道与泵盖之间的密封件阻力之和)。液环与转筒之间摩擦力很小，液环内部速率差很小，液环在转筒内呈接近理想液环状态，摩擦损耗基本消除，无用功减少，因而效率大大提高。

所述的两个锥体分配器外均连接有圆筒，圆筒与转筒同轴。锥体分配器被偏心安装在圆筒上，两者可通过焊接方式连接为一体，圆筒和锥体分配器内均设有配套的气体和液体通道，保证了应用的可行性，控制好叶轮与锥体之间的间隙即可保证吸排气要求，它们之间的位置关系是由主轴轴承控制的，且相应部位安装有密封件；圆筒通过调节主轴轴承架之间的距离和主轴在主轴轴承架的位置即可控制锥体分配器与叶轮之间的间隙。主轴轴承架通过底座及支撑杆固定，增加稳定性。

所述的泵体端盖上固定有轴承台，轴承台上设有轴承架，转筒轴承安装在轴承台和轴承架之间，轴承台用于安装轴承的内圈，轴承外圈被安装在固定在底座的轴承架上，轴承架采用对开式轴承架以便于安装操作。

所述的泵体上设有环形轴承台和环形轴承架，环形轴承架上装有转筒轴承，环形轴承台和环形轴承架设有2组，每道环形轴承台外侧各有四套小型轴承支撑泵体，小轴承被安装在环形轴承架上，每套小轴承在泵体的轴向和径向方向均可调节，轴向用于调节转筒的位置，径向方向用于转筒的轴心位置和轴承对泵体环形轴承台的压力大小。

所述的泵体端盖内圆与圆筒之间设有挡液圈，挡液圈设有两道，用于隔离泵腔内的高压液体，挡液圈固定在泵盖内圆内，与圆筒之间间隙很小，两挡液圈之间设有回流孔，回流孔与进气管相通，用于液体回流到泵内。

所述的叶轮为两端面密闭结构，叶轮叶片间的吸排气通过锥体进出，该结构的应用解决了像平圆盘结构真空泵及压缩机叶轮端面与泵盖端面的间隙控制难题，泵体端盖与叶轮端面之间没有气流通过，使设备性能与该间隙量变得不敏感，降低了转筒定位的难度，两者之间的间隙要求降为毫米级，使机器运转可靠性大大提高。

所述的转筒轴承为调心滚子轴承或圆锥滚子轴承，目的是为了使转筒围绕其轴心转动，转动时阻力越小越好，具体采用哪种轴承支撑形式视泵的大小规格、轴承种类以及安装布局空间决定。

本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果是：

第一，转筒结构的运用，将液环与约束机构大面积的高速摩擦、液环内部各层流之间的摩擦、液环内部的漩涡运功导致的摩擦转变为转承的滚动摩擦，使液环在泵内的不规则运动形式改变为规律的近似于理想的液环运行形式，这种形式使液环既有很好的强度，内部摩擦也很小，是对现有液环形式的彻底改变。由于滚动摩擦系数很小，因而效率大大提高，使机器成为高效、等温、稳定可靠的理想的气体压缩、输送设备。

第二，基于本结构所诞生的产品完全适用现有液环真空泵及压缩机的所有工作场所，因其高效、稳定的特点和省水省电的设计，使该设备得到广泛的应用。

第三，泵盖内圆与锥体圆筒之间挡液圈和液体释放口设计，解决了因高压液环与大气之间隔离密封的技术问题，使引入普通密封技术(如填料密封、机械密封等)满足密封要求成为可能，且本身的隔离措施所形成的液封即是一道有效的密封。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图之一；

图2是本实用新型的机构示意图之二；

图3是叶轮的主视示意图；

图4是叶轮的左视示意图。

图中：1、主轴；2、主轴轴承；3、主轴轴承架；4、圆筒；5、泵盖；6、轴承台；7、转筒轴承；8、轴承架；9、泵体；10、叶轮；11、锥体分配器；12、泵体端盖；13、挡液圈；14、锥体轴孔；15、环形轴承台；16、环形轴承架。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述：

实施例1

如图1所示，液环真空泵及压缩机包括外壳，外壳上装有泵盖5，外壳内装有主轴1，主轴1两端通过主轴轴承2支撑，主轴1上装有叶轮10，叶轮10外设有转筒，转筒包括泵体9，泵体9两端固定有泵体端盖12，转筒上设有转筒轴承7，转筒和转筒轴承7同轴；叶轮10两侧连接有锥体分配器11，锥体分配器11上开有锥体轴孔14，主轴1穿过锥体轴孔14，锥体分配器11穿过转筒轴承7和泵体端盖12，锥体轴孔14、主轴1和叶轮10同轴，转筒和主轴1的轴线偏离。

两个锥体分配器11外均连接有圆筒4，圆筒4与转筒同轴，锥体分配器11被偏心安装在圆筒4上，两者通过焊接或整体铸造方式融为一体，圆筒4和锥体分配器11内均设有配套的气体和液体通道，圆筒4可通过调节主轴轴承架3之间的距离和主轴1在主轴轴承架3的位置即可控制锥体分配器11与叶轮10之间的间隙。

泵体端盖12上固定有轴承台6，轴承台6上设有轴承架8，转筒轴承7安装在轴承台6和轴承架8之间。

泵体端盖12内圆与圆筒4之间设有2道挡液圈13，用于隔离泵腔内高压工作液，挡液圈13之间设有释放孔，释放孔与吸气通道相通，被再次吸入泵腔内。

如图3、图4所示，叶轮10为两端面密闭结构，转筒空腔长度大于叶轮总长度，叶轮居中安装在转筒内并与转筒端保持足够的距离，使叶轮转动时不与转筒端盖摩擦。转筒被转筒轴承定位，使其游动范围在轴承的游隙范围内。

转筒轴承7优选为调心滚子轴承。

主轴1伸出端通过皮带轮、联轴器与电机或减速机相连，以输入动力。

使用时，转子转动，工作液被驱动，形成液环，液环由于摩擦力带动转筒一道高速旋转。叶轮10的最外缘线速度与转筒线速度差很小，其差值由转筒运转时阻力决定，阻力主要来原为转筒轴承7、气流通道与泵盖5之间的密封件阻力之和。液环与转筒之间摩擦力很小，液环内部速率差很小，液环在转筒内呈接近理想液环状态，摩擦损耗基本消除，无用功减少，因而效率大大提高。

实施例2

如图2所示，本实施例的结构与上述实施例基本相同，其区别仅在于转筒的支撑方式，泵体9上设有环形轴承台15和环形轴承架16，环形轴承架16上装有转筒轴承7，转筒轴承7优选为圆锥滚子轴承。

环形轴承台15和环形轴承架16设有2组，每道环形轴承台15外侧各有四套小型圆锥滚子轴承支撑泵体9，小轴承被安装在环形轴承架16上，每套小轴承在泵体9的轴向和径向方向均可调节。

Claims (8)

1.一种液环真空泵及压缩机，包括外壳，外壳内装有主轴(1)，主轴(1)两端通过主轴轴承(2)支撑，主轴(1)上装有叶轮(10)，其特征在于：叶轮(10)外设有转筒，转筒包括泵体(9)，泵体(9)两端固定有泵体端盖(12)，转筒上设有转筒轴承(7)，转筒和转筒轴承(7)同轴；叶轮(10)两侧连接有锥体分配器(11)，锥体分配器(11)上开有锥体轴孔(14)，主轴(1)穿过锥体轴孔(14)，锥体分配器(11)穿过转筒轴承(7)和泵体端盖(12)，锥体轴孔(14)、主轴(1)和叶轮(10)同轴，转筒和主轴(1)的轴线偏离。

2.根据权利要求1所述的液环真空泵及压缩机，其特征在于：所述的两个锥体分配器(11)外均连接有圆筒(4)，圆筒(4)与转筒同轴。

3.根据权利要求2所述的液环真空泵及压缩机，其特征在于：所述的泵体端盖(12)上固定有轴承台(6)，轴承台(6)上设有轴承架(8)，转筒轴承(7)安装在轴承台(6)和轴承架(8)之间。

4.根据权利要求2所述的液环真空泵及压缩机，其特征在于：所述的泵体(9)上设有环形轴承台(15)和环形轴承架(16)，环形轴承架(16)上装有转筒轴承(7)。

5.根据权利要求3或4所述的液环真空泵及压缩机，其特征在于：所述的泵体端盖(12)内圆与圆筒(4)之间设有挡液圈(13)。

6.根据权利要求5所述的液环真空泵及压缩机，其特征在于：所述的叶轮(10)为两端面密闭结构。

7.根据权利要求3所述的液环真空泵及压缩机，其特征在于：所述的转筒轴承(7)为调心滚子轴承。

8.根据权利要求4所述的液环真空泵及压缩机，其特征在于：所述的转筒轴承(7)为圆锥滚子轴承。