CN210397089U - 一种电机和泵体一体化的新型罗茨泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于罗茨泵技术领域，具体涉及一种电机和泵体一体化的新型罗茨泵，包括泵外壳、与泵外壳两侧密封连接的第一端盖和第二端盖，所述泵外壳内设有一隔板，所述隔板将泵外壳分隔成齿轮仓和工作仓两部分；所述齿轮仓位于第一端盖所在侧，齿轮仓内设有一对相互啮合的相位齿轮；所述工作仓位于第二端盖所在侧，工作仓内设有两个与相位齿轮一一对应的罗茨泵转子，罗茨泵转子的中心位置固定嵌设有一个外转子电机，外转子电机与对应的相位齿轮固定连接。本实用新型通过选用外转子电机为动力源，并将外转子电机和罗茨泵转子设计为一体，极大减少了罗茨泵装置的体积，同时有效提升了罗茨泵的传动效率。

Description

一种电机和泵体一体化的新型罗茨泵

技术领域

本实用新型属于罗茨泵技术领域，具体涉及一种电机和泵体一体化的新型罗茨泵。

背景技术

罗茨泵是指泵内装有两个相反方向同步旋转的叶形转子，转子间、转子与泵壳内壁间有细小间隙而互不接触的一种容积泵。

和其他大多数泵一样，现有的罗茨泵采用独立的动力源驱动叶形转子转动，泵体自身不带动力源，这就使得整个罗茨泵装置的体积远远大于泵体本身，极不便于运送和安装；且由于是独立的动力源驱动，泵体和电机的连接一定程度上降低了电能的转化效率，以常见的皮带传动和联轴节连接为例，前者由于皮带易打滑、传动比不稳定等因素而导致传动效率较低，后者则对联轴节的安装要求极高，若存在安装不到位的情形，其能量损耗也较大。

实用新型内容

本实用新型提供了一种电机和泵体一体化的新型罗茨泵，通过选用外转子电机为动力源，并将外转子电机和罗茨泵转子设计为一体，极大减少了罗茨泵装置的体积，同时有效提升了罗茨泵的传动效率。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种电机和泵体一体化的新型罗茨泵，包括泵外壳、与泵外壳两侧固定连接的第一端盖和第二端盖，所述泵外壳内设有一个近第一端盖的隔板，所述隔板将泵外壳分隔成齿轮仓和工作仓两部分；所述齿轮仓位于第一端盖所在侧，齿轮仓内设有一对相互啮合的相位齿轮；所述工作仓位于第二端盖所在侧，工作仓内设有两个与相位齿轮一一对应的罗茨泵转子，罗茨泵转子的中心位置固定嵌设有一个外转子电机，外转子电机与对应的相位齿轮固定连接。

进一步地，所述外转子电机包括电机转子组件、嵌设于电机转子组件内的电机定子组件以及贯穿电机定子组件并与第一端盖、第二端盖固接的固定心轴；

所述电机转子组件包括固定嵌设于罗茨泵转子内的电机转子铁芯，电机转子铁芯的内侧周向均匀固设有电机转子磁铁；

所述电机定子组件包括嵌设于电机转子铁芯内的电机定子铁芯，电机转子磁铁正对电机定子铁芯的外侧，且在电机定子铁芯上均匀缠绕有电机定子绕组；

所述固定心轴上套设有用于连接相位齿轮和电机转子铁芯近第一端盖一端的第一定位座以及连接电机转子铁芯近第二端盖一端的第二定位座，且固定心轴的两端经由固定法兰组件与第一端盖和第二端盖固接。

进一步地，所述固定法兰组件包括第一固定法兰和第二固定法兰；

所述第一固定法兰与第一端盖固接，固定心轴近第一端盖的一端固设于第一固定法兰内，且第一固定法兰依次经由第一端盖、相位齿轮和隔板延伸至第一定位座内；

所述第二固定法兰与第二端盖固接，固定心轴近第二端盖的一端固设于第二固定法兰内，且第二固定法兰经由第二端盖延伸至第二定位座内。

进一步地，所述第一固定法兰设于第一定位座内的部位以及所述第二固定法兰设于第二定位座内的部位均套设有滚动轴承，所述滚动轴承与第一定位座和第二定位座滚动连接。

进一步地，所述工作仓对应的泵外壳上对称开设有进气口和排气口。

相比于现有技术，本实用新型的有益效果是：通过采用隔板将罗茨泵分为齿轮仓和工作仓两部分，极大便于了罗茨泵的组装；通过把外转子电机和罗茨泵转子一体化设计，对比现有技术中的罗茨泵转子外接独立动力源，在外形结构上极大减少了罗茨泵装置的体积，方便了对罗茨泵的运送和安装；而通过将外转子电机和相位齿轮固定连接，可有效消除两个罗茨泵转子因扭矩不一致而导致的相位变化，从而有效提升罗茨泵工作状态下的稳定性，延长罗茨泵的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型所述一种电机和泵体一体化的新型罗茨泵的组装结构示意图；

图2为本实用新型所述一种电机和泵体一体化的新型罗茨泵的爆炸示意图；

图3为图1所示组装结构示意图的局部剖视图；

图4为图1中A-A处所示的截面示意图。

附图标记：泵外壳1、第一端盖2、第二端盖3、隔板4、相位齿轮5、罗茨泵转子6、电机转子组件701、电机转子铁芯7011、电机转子磁铁7012、电机定子组件702、电机定子铁芯7021、电机定子绕组7022、固定心轴703、第一定位座8、第二定位座9、第一固定法兰10、第二固定法兰11、滚动轴承12、进气口13、排气口14。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

参考图1至图4所示，本实用新型的第一个实施例是，一种电机和泵体一体化的新型罗茨泵，包括泵外壳1、与泵外壳1两侧固定连接的第一端盖2和第二端盖3，在泵外壳1内设有一个靠近第一端盖2的隔板4，该隔板4将泵外壳1分隔成齿轮仓和工作仓两部分，其中，位于第一端盖2所在侧的为齿轮仓，位于第二端盖3所在侧的为工作仓，在工作仓内设有一对沿相反方向同步旋转的罗茨泵转子6，罗茨泵转子6的中心位置固定嵌设有外转子电机，该外转子电机为罗茨泵的转动提供所需动力，而在齿轮仓内设有两个与罗茨泵转子6一一对应的相位齿轮5，两个相位齿轮5相互啮合，且每一个相位齿轮5与和它对应设置的罗茨泵转子6上的外转子电机固定连接。

参考图2至图4所示，所述外转子电机包括电机转子组件701、嵌设于电机转子组件701内的电机定子组件702和贯穿电机定子组件702并与第一端盖2、第二端盖3固接的固定心轴703。其中，电机转子组件701包括一呈圆筒形状的电机转子铁芯7011，所述电机转子铁芯7011的外侧固定嵌设在罗茨泵转子6内，电机转子铁芯7011的内侧周向均匀开设有多个凹槽，每个凹槽内均紧密卡设有电机转子磁铁7012，本实施例所述的电机转子磁铁7012选用的是永磁铁；电机定子组件702包括一电机定子铁芯7021，电机定子铁芯7021活动嵌设于由电机转子磁铁7012围成的的圆筒区间内，电机定子铁芯7021设计成圆筒形状，在电机定子铁芯7021的外侧均匀设有多排相互平行的凸出部，凸出部上均匀缠绕有电机定子绕组7022，相互对称的电机定子绕组7022与不同的电源线电性连接，由此产生旋转的电磁场；所述固定心轴703与电机定子铁芯7021的内侧紧密贴合，且固定心轴703的两端分别向外延伸，并通过固定法兰组件与第一端盖2和第二端盖3固接，进一步地，在电机转子铁芯7011靠近相位齿轮5的一端设有第一定位座8，在电机转子铁芯7011靠近第二端盖3的一端设有第二定位座9，第一定位座8和第二定位座9均活动套设在固定心轴703上，第一定位座8的一端和与它邻近的电机转子铁芯7011所在端卡接配合，第一定位座8的另一端穿过隔板4上的通孔与相位齿轮5卡接配合，第二定位座9的一端和与它邻近的电机转子铁芯7011所在端卡接配合，第二定位座9的另一端邻近第二端盖3设置，实际中，可将第一定位座8、第二定位座9与电机转子铁芯7011做成一体式结构。

如图2所示，所述固定法兰组件包括第一固定法兰10和第二固定法兰11，本实施例采用螺栓连接的方式将第一固定法兰10的一端与第一端盖2的外侧固定连接，第二固定法兰11的一端与第二端盖3的外侧固定连接，第一固定法兰10的另一端设成套筒状结构，固定心轴703的一端设在该套筒内，为使固定心轴703的一端和第一固定法兰10固定连接，在该套筒内设有第一销件卡槽，与它配合的固定心轴703的一端同样设有第二销件卡槽，第一销件卡槽和第二销件卡槽通过第一固定销连接，由此实现第一固定法兰10与固定心轴703一端的紧密连接，且所述第一固定法兰10设成套筒状结构的一端依次经由第一端盖2、相位齿轮5和隔板4延伸至第一定位座8内，相位齿轮5和第一定位座8均在第一固定法兰10外侧转动，这样设计的目的在于使第一固定法兰10承受因相位齿轮5、第一定位座8转动而产生的剪切应力，从而避免固定心轴703因承受过多剪切应力而损坏；相同的，第二固定法兰11的另一端也设成套筒状结构，在第二固定法兰11的套筒内设有第三销件卡槽，与它配合的固定心轴703的另一端设有第四销件卡槽，第三销件卡槽和第四销件卡槽通过第二固定销连接，由此实现第二固定法兰11与固定心轴703另一端的紧密连接，且第二固定法兰11的套筒端通过第二端盖3延伸至第二定位座9内，第二定位座9在第二固定法兰11外侧转动。

在上面所述基础上，第一固定法兰10设于第一定位座8内的部位以及第二固定法兰11设于第二定位座9内的部位均套设有滚动轴承12，滚动轴承12与第一定位座8、第二定位座9滚动连接，且滚动轴承12的位置可调，具体实现方式为在第一固定法兰10外侧、第二固定法兰11外侧开设多个放置滚动轴承12的卡槽，或是在第一定位座8内侧、第二定位座9内侧开设同样的卡槽，这样设计的目的在于，便于工作人员适当调整电机转子组件701和电机定子组件702的位置关系，因为第一定位座8和第二定位座9是与电机转子铁芯7011固定卡接的，电机定子铁芯7021是活动嵌设在电机转子磁铁7012里的，通过改变位于第一定位座8内滚动轴承12以及位于第二定位座9内滚动轴承12的位置关系，即可实现对电机转子组件701的有效定位，从而确保电机转子组件701在特定的位置进行高效且稳定的旋转。

优选的，如图4所示，在工作仓对应的泵外壳1上对称开设有进气口13和排气口14，通过反转两个罗茨泵转子6的转向，进气口13和排气口14也相应地切换为排气口14和进气口13。

结合上面所述实施例，本实用新型所述一种电机和泵体一体化的新型罗茨泵的具体工作原理为：通过给工作仓里两个罗茨泵转子6内的电机定子绕组7022同时通上反向的电流，由此形成两个方向相反的旋转磁场，在旋转磁场作用下，两个罗茨泵内的电机转子磁铁7012开始反向转动，由于电机转子铁芯7011与电机转子磁铁7012固定连接，罗茨泵转子6又与电机转子铁芯7011连接，故电机转子磁铁7012转动时，罗茨泵转子6一并转动，两个罗茨泵转子6通过不停地反向转动，从而达到压缩、运输空气等目的，通过将齿轮仓内的相位齿轮5与和电子转子铁芯卡接的第一定位座8固定连接，用于消除两个罗茨泵转子6因安装误差等原因产生的扭矩不一致、相位发生一定变化的情形。

本实施例所述的外转子电机为一个典型的外转子永磁电机，如永磁同步电机或者永磁直流无刷电机，实际中，本实用新型所述一种电机和泵体一体化的新型罗茨泵完全可以采用其它类型的外转子电机，如外转子交流感应电机、外转子滞带同步电机、异步感应电机、有刷直流电机、磁阻电机等。

而为了更好地保证罗茨泵内相互对称的电机定子绕组7022与不同的电源线电性连接，特将固定心轴703设置为空心结构，从而便于线缆接入接出，且空心结构的固定心轴703也能有效降低整个罗茨泵装置的质量，既节约了成本，又便于运送和安装。

本实用新型通过采用罗茨泵转子6与外转子电机一体化的设计，有效减少了罗茨泵装置的整体体积，方便了工作人员的运送和安装，同时，通过采用罗茨泵转子6与外转子电机一体化的设计，无需再外接独立的动力源，极大地降低了电能转化过程中的能量损失，且由于每一个罗茨泵转子6自带一个外转子电机，其不再需要传统方案中的一个电机带动其中一个罗茨泵转子6，另一个罗茨泵转子6通过相位齿轮5来带动，如此极大地降低了相位齿轮5的负荷，有效提高了相位齿轮5的使用寿命，且在不影响罗茨泵运行的情况下，本实用新型可选择更为轻薄的相位齿轮5，既节约了成本，还减轻了罗茨泵的整体质量。

本实用新型的解释中，需要说明的是，表示方位的术语“第一”、“第二”、“一端”、“另一端”等名词仅仅是为了便于描述和理解，并非对具体技术特征的安装位置进行唯一的限定，不排除其他能够实现的安装方式。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种电机和泵体一体化的新型罗茨泵，包括泵外壳(1)、与泵外壳(1)两侧固定连接的第一端盖(2)和第二端盖(3)，其特征在于：所述泵外壳(1)内设有一个近第一端盖(2)的隔板(4)，所述隔板(4)将泵外壳(1)分隔成齿轮仓和工作仓两部分；所述齿轮仓位于第一端盖(2)所在侧，齿轮仓内设有一对相互啮合的相位齿轮(5)；所述工作仓位于第二端盖(3)所在侧，工作仓内设有两个与相位齿轮(5)一一对应的罗茨泵转子(6)，罗茨泵转子(6)的中心位置固定嵌设有一个外转子电机，外转子电机与对应的相位齿轮(5)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种电机和泵体一体化的新型罗茨泵，其特征在于：所述外转子电机包括电机转子组件(701)、嵌设于电机转子组件(701)内的电机定子组件(702)以及贯穿电机定子组件(702)并与第一端盖(2)、第二端盖(3)固接的固定心轴(703)；

所述电机转子组件(701)包括固定嵌设于罗茨泵转子(6)内的电机转子铁芯(7011)，电机转子铁芯(7011)的内侧周向均匀固设有电机转子磁铁(7012)；

所述电机定子组件(702)包括活动嵌设于电机转子铁芯(7011)内的电机定子铁芯(7021)，电机转子磁铁(7012)正对电机定子铁芯(7021)的外侧，且在电机定子铁芯(7021)上均匀缠绕有电机定子绕组(7022)；

所述固定心轴(703)上套设有用于连接相位齿轮(5)和电机转子铁芯(7011)近第一端盖(2)一端的第一定位座(8)以及连接电机转子铁芯(7011)近第二端盖(3)一端的第二定位座(9)，且固定心轴(703)的两端经由固定法兰组件与第一端盖(2)和第二端盖(3)固接。

3.根据权利要求2所述的一种电机和泵体一体化的新型罗茨泵，其特征在于：所述固定法兰组件包括第一固定法兰(10)和第二固定法兰(11)；

所述第一固定法兰(10)与第一端盖(2)固接，固定心轴(703)近第一端盖(2)的一端固设于第一固定法兰(10)内，且第一固定法兰(10)依次经由第一端盖(2)、相位齿轮(5)和隔板(4)延伸至第一定位座(8)内；

所述第二固定法兰(11)与第二端盖(3)固接，固定心轴(703)近第二端盖(3)的一端固设于第二固定法兰(11)内，且第二固定法兰(11)经由第二端盖(3)延伸至第二定位座(9)内。

4.根据权利要求3所述的一种电机和泵体一体化的新型罗茨泵，其特征在于：所述第一固定法兰(10)设于第一定位座(8)内的部位以及所述第二固定法兰(11)设于第二定位座(9)内的部位均套设有滚动轴承(12)，所述滚动轴承(12)与第一定位座(8)和第二定位座(9)滚动连接。

5.根据权利要求1所述的一种电机和泵体一体化的新型罗茨泵，其特征在于：所述工作仓对应的泵外壳(1)上对称开设有进气口(13)和排气口(14)。

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