JP6842148B2 - Multi-stage roots vacuum pump device - Google Patents
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Description
本発明は多段ルーツ式真空ポンプ装置に関する。 The present invention relates to a multi-stage roots vacuum pump device.
多段ルーツ式真空ポンプの一形式として、特開2010−203422号公報には、ケーシングに吸込口と吐出口及び複数の真空室を形成し、各真空室に一対の3葉式のルーツロータを回転可能に格納した多段ルーツ式真空ポンプが開示されている。
この多段ルーツ式真空ポンプでは、ケーシングの左右両側面に組み付けたハウジングに、真空室を貫通する3葉式のルーツロータの回転軸を支承するベアリングを内蔵している。そして、真空室とベアリングの間の空気の流れを遮断する軸封部をベアリングに近接して設けている。
As a type of multi-stage roots type vacuum pump, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-203422 describes that a suction port, a discharge port and a plurality of vacuum chambers are formed in a casing, and a pair of three-leaf roots rotors can be rotated in each vacuum chamber. A multi-stage roots vacuum pump housed in is disclosed.
In this multi-stage roots type vacuum pump, bearings that support the rotating shaft of a three-leaf type roots rotor that penetrates the vacuum chamber are built in the housing assembled on both the left and right sides of the casing. A shaft seal portion that blocks the flow of air between the vacuum chamber and the bearing is provided close to the bearing.
ところで、多段ルーツ式真空ポンプが加工部品洗浄後の真空乾燥や脱水機の真空源に使用される場合、吸込口から空気とともに水分が真空室に吸引される。そのため、吸引された水分が一方のルーツロータの頂部と他方のルーツロータの谷部で囲まれた微小間隙に閉じ込められて異常な高圧になる「液ガミ」現象が発生し、この現象を原因とする異常音(液ガミ音)や異常振動が真空ポンプの稼働中に発生することがある。
液ガミ現象が発生すると、ハウジングの軸封部に水分が勢いよく侵入してベアリングの潤滑油を洗い流し、あるいは潤滑油と混和することでベアリングや、回転軸に固設されているタイミングギヤに潤滑不良を生じ、ポンプ寿命が低下する。
By the way, when a multi-stage roots vacuum pump is used for vacuum drying after cleaning a machined part or as a vacuum source for a dehydrator, moisture is sucked into a vacuum chamber together with air from a suction port. As a result, the sucked water is trapped in the minute gap surrounded by the top of one roots rotor and the valley of the other roots rotor, causing an abnormally high pressure "liquid squeeze" phenomenon, which is the cause of the abnormality. Sound (liquid rattling noise) or abnormal vibration may occur during the operation of the vacuum pump.
When the liquid squeeze phenomenon occurs, moisture invades the shaft seal of the housing vigorously to wash away the lubricating oil of the bearing, or mix it with the lubricating oil to lubricate the bearing and the timing gear fixed to the rotating shaft. It causes defects and shortens the pump life.
上記した従来の多段ルーツ式真空ポンプでは、ハウジングの内周面の真空室に近接する部位にオイルシールを嵌着し、ベアリングに近接する部位にカラーを嵌着し、カラーとベアリングの間に水分振り切り用リングを配置して回転軸に固定し、カラーとリングとの対向面に生じる隙間にラビリンスシールを形成している。
このように従来の多段ルーツ式真空ポンプでは、オイルシールとカラー及び水分振り切り用リングで軸封部を構成し、軸封部に溜まるハウジングドレンを真空室に戻す通路を形成している。
In the conventional multi-stage roots vacuum pump described above, an oil seal is fitted on the inner peripheral surface of the housing near the vacuum chamber, a collar is fitted on the part near the bearing, and moisture is contained between the collar and the bearing. A swing-off ring is arranged and fixed to the rotating shaft, and a labyrinth seal is formed in the gap formed on the facing surface between the collar and the ring.
As described above, in the conventional multi-stage roots type vacuum pump, the shaft sealing portion is formed by the oil seal, the collar, and the moisture swinging ring, and a passage for returning the housing drain collected in the shaft sealing portion to the vacuum chamber is formed.
上記した従来の真空ポンプによれば、軸封部に侵入したハウジングドレンが通路を通して真空室に戻されるが、通路とベアリングの間にシール機構がないため、ハウジングドレンの一部がベアリングに侵入して潤滑油に混入するおそれがある。
本発明はかかる問題点に鑑み、軸封部に侵入したハウジングドレンがベアリングに侵入するのを防止できる多段ルーツ式真空ポンプ装置を提供することを目的とする。
According to the conventional vacuum pump described above, the housing drain that has entered the shaft seal is returned to the vacuum chamber through the passage, but since there is no sealing mechanism between the passage and the bearing, a part of the housing drain enters the bearing. May be mixed with the lubricating oil.
In view of such a problem, it is an object of the present invention to provide a multi-stage roots type vacuum pump device capable of preventing a housing drain that has entered the shaft sealing portion from entering the bearing.
請求項1に記載の発明は、吸込口と吐出口及び通路で順に連通された複数の真空室を形成したケーシングと、各真空室を貫通する回転軸に固設され、真空室に回転可能に格納された一対の3葉式のルーツロータと、ケーシングの左右側面に組み付けられ、回転軸を支承するベアリングを内蔵する左右一対のハウジング、及びベアリングに近接して設けられ真空室とベアリングの間の空気の流れを遮断する軸封部を備え、
吸込口と吐出口が連通することのないように真空室に格納された一対のルーツロータを回転させ、吸込口から吸引した空気を吐出口から吐出する多段ルーツ式真空ポンプ装置であって、
ハウジングの内周面の真空室に近接する部位に第1オイルシールを嵌着し、ベアリングに近接する部位にカラーを嵌着するとともに、カラーに第2オイルシールを係止し、
第1オイルシールと第2オイルシールで軸封部を区画形成し、
ハウジングに軸封部とハウジングの外部を連通する上下2本のハウジングドレン用連通穴を形成し、窒素又は圧縮空気を上側のハウジングドレン用連通穴を通して軸封部に導入し、若しくは軸封部を大気に開放することにより、軸封部に溜まったハウジングドレンを下側のハウジングドレン用連通穴を通して軸封部からハウジングの外部へ排出するようにしたことを特徴とする。
The invention according to claim 1 is fixed to a casing forming a plurality of vacuum chambers which are sequentially communicated by a suction port, a discharge port, and a passage, and a rotating shaft penetrating each vacuum chamber so as to be rotatable in the vacuum chamber. A pair of stowed three-leaf roots rotors, a pair of left and right housings that are assembled on the left and right sides of the casing and contain bearings that support the rotating shaft, and air between the vacuum chamber and the bearings that are provided close to the bearings. Equipped with a shaft seal that blocks the flow of
It is a multi-stage roots type vacuum pump device that rotates a pair of roots rotors stored in a vacuum chamber so that the suction port and the discharge port do not communicate with each other and discharges the air sucked from the suction port from the discharge port.
The first oil seal is fitted to the part of the inner peripheral surface of the housing close to the vacuum chamber, the collar is fitted to the part close to the bearing, and the second oil seal is locked to the collar.
The shaft seal part is divided by the first oil seal and the second oil seal,
Two upper and lower housing drain communication holes are formed in the housing to communicate the shaft seal and the outside of the housing, and nitrogen or compressed air is introduced into the shaft seal through the upper housing drain communication hole, or the shaft seal is introduced. By opening to the atmosphere, the housing drain accumulated in the shaft seal portion is discharged from the shaft seal portion to the outside of the housing through the lower housing drain communication hole .
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の多段ルーツ式真空ポンプ装置において、
下側のハウジングドレン用連通穴をドレンポットに接続するとともに、下側のハウジングドレン用連通穴にハウジングドレン排出弁を設け、
ドレンポットにレベル計を付設したことを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the multi-stage roots type vacuum pump device according to claim 1.
Connect the lower housing drain communication hole to the drain pot, and provide a housing drain discharge valve in the lower housing drain communication hole.
The feature is that a level meter is attached to the drain pot.
請求項3に記載の発明は請求項1に記載の多段ルーツ式真空ポンプ装置において、ケーシングに真空室とケーシングの外部を連通するケーシングドレン用連通穴を形成するとともに、ケーシングドレン用連通穴にケーシングドレン排出弁を設けたことを特徴とする。
The invention according to
請求項1に記載の発明によれば、上側のハウジングドレン用連通穴を通して軸封部に窒素や圧縮空気等の不活性ガスを導入し、若しくは軸封部を大気に開放することにより、軸封部に溜まったハウジングドレンを下側のハウジングドレン用連通穴を通して軸封部からハウジングの外部へ排出することができる。そのため、軸封部に溜まったハウジングドレンがベアリングに侵入するのを防止でき、ベアリングや回転軸に固設されているタイミングギヤに潤滑不良が生じて、ポンプ寿命が低下するのを防止できる。 According to the invention of claim 1, the shaft seal is sealed by introducing an inert gas such as nitrogen or compressed air into the shaft seal through the upper housing drain communication hole, or by opening the shaft seal to the atmosphere. The housing drain accumulated in the portion can be discharged from the shaft sealing portion to the outside of the housing through the lower housing drain communication hole. Therefore, it is possible to prevent the housing drain accumulated in the shaft sealing portion from invading the bearing, and it is possible to prevent the timing gear fixed to the bearing and the rotating shaft from being poorly lubricated and the pump life from being shortened.
請求項2に記載の発明によれば、ポンプ運転中にドレンポットの液量をレベル計で確認してハウジングドレン排出弁を開き、ドレンポットにハウジングドレンを適時排出することができる。 According to the second aspect of the present invention, the amount of liquid in the drain pot can be checked with a level meter during the operation of the pump, the housing drain discharge valve can be opened, and the housing drain can be discharged to the drain pot in a timely manner.
請求項3に記載の発明によれば、ポンプ運転停止時にケーシングドレン排出弁を開き、ケーシングドレン排出用穴を通して真空室を大気開放し、真空室に溜まったドレンを真空室の外部に排出することができる。そのため、ポンプ運転停止時から運転開始時にかけて閉じ込み減少により軸封部へ侵入するドレン量を抑制できる。
According to the invention of
以下に本発明を図面に基づき説明する。図1には本発明の一実施例に係る多段ルーツ式真空ポンプ装置10が示されている。当該多段ルーツ式真空ポンプ装置10は多段ルーツ式真空ポンプ11と、駆動モータ12及び2台のドレンポット13を備え、ベース14上にドレンポット13、駆動モータ12、多段ルーツ式真空ポンプ11が下から順に積層されている。
The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a multi-stage roots
図2〜図5に多段ルーツ式真空ポンプ11の詳細な構造を示す。多段ルーツ式真空ポンプ11はケーシング15と、ケーシング15の両側面に組み付けたハウジング16、17と、各ハウジング16,17に組み付けたオイルカバー18,19を備えている。
2 to 5 show the detailed structure of the multi-stage
ケーシング15には吸込口20と吐出口21が設けられている。ケーシング15の内部には第1真空室22、第2真空室23、第3真空室24、第4真空室25が形成され、吸込口20、第1真空室22、第2真空室23、第3真空室24、第4真空室25及び吐出口21が通路26で連通している。また、図4に示すように、ケーシング15には各真空室22,23,24,25と外部を連通するケーシングドレン排出用穴15a、15bが形成され、ケーシングドレン排出用穴15a、15bにケーシングドレン排出弁58(図1、図2参照)が配管接続されている。
The
第1真空室22には一対の3葉式ルーツロータ27が回転可能に格納されている。同様に第2真空室23に一対の3葉式ルーツロータ28、第3真空室24に一対の3葉式ルーツロータ29が、また第4真空室25に一対の3葉式ルーツロータ30が格納されている。
A pair of three-
第1真空室22の一方の3葉式ルーツロータ27と第3真空室24の一方の3葉式ルーツロータ29は回転軸31に固設されている。第1真空室22の他方の3葉式ルーツロータ27と第3真空室24の他方の3葉式ルーツロータ29は回転軸32に固設されている。
One of the three-
第2真空室23の一方の3葉式ルーツロータ28と第4真空室25の一方の3葉式ルーツロータ30は回転軸33に固設されている。第2真空室23の他方の3葉式ルーツロータ28と第4真空室25の他方の3葉式ルーツロータ30は回転軸34に固設されている。
One of the three-
回転軸31と回転軸32は第1真空室22と第3真空室24を貫通して両端部がそれぞれハウジング16,17内に突出している。また、回転軸33と回転軸34は第2真空室23と第4真空室25を貫通して両端部がそれぞれハウジング16,17内に突出している。
The rotating
回転軸31の一方の突出端部はハウジング16に内蔵したベアリング35で支承され、他方の突出端部がハウジング17に内蔵したベアリング36で支承されている。同様に、回転軸32の一方の突出端部はハウジング16に内蔵したベアリング(図示略)で支承され、他方の突出端部がハウジング17に内蔵したベアリング(図示略)で支承されている。
One protruding end of the rotating
回転軸33の一方の突出端部はハウジング16に内蔵したベアリング37で支承され、他方の突出端部がハウジング17に内蔵したベアリング38で支承されている。同様に、回転軸34の一方の突出端部はハウジング16に内蔵したベアリング39で支承され、他方の突出端部がハウジング17に内蔵したベアリング40で支承されている。
One protruding end of the rotating
回転軸31の一方の突出端部にはタイミングギヤ41が固定され、回転軸32の一方の突出端部に固定したタイミングギヤ(図示略)に噛み合っている。
回転軸33の一方の突出端部にはタイミングギヤ42が固定され、回転軸34の一方の突出端部に固定したタイミングギヤ43に噛み合っている。
A
A
回転軸31の他方の突出端部にはプーリ44が固定され、回転軸33の一方の突出端部にプーリ45が固定されている。プーリ44とプーリ45はVベルト46で駆動モータ12に連結されている。
A
図6に拡大して図示するように、ハウジング16には上下2箇所にベアリング37を格納するベアリング室16aとベアリング39を格納するベアリング室16bが形成されている。ベアリング室16aの内周面の第2真空室23に近接する部位に第1オイルシール47が嵌着されている。また、ベアリング37に近接する部位にカラー48を嵌着するとともに、カラー48に第2オイルシール49が係止されている。そして、第1オイルシール47と第2オイルシール49で、第2真空室23とベアリング37の間の空気の流れを遮断する軸封部50が区画形成されている。同様に、第1オイルシール47と第2オイルシール49で、第2真空室23とベアリング39の間の空気の流れを遮断する軸封部50が区画形成されている。
As shown enlarged in FIG. 6, the
同様に、ハウジング17には上下2箇所にベアリング38を格納するベアリング室16cとベアリング40を格納するベアリング室16dが形成されている。そして、第1オイルシール47と第2オイルシール49で、第4真空室25とベアリング38、40の間の空気の流れを遮断する軸封部50が区画形成されている。
Similarly, the
このようにして、回転軸31,32,33,34を支承するベアング35,36、37、38、39,40に近接して軸封部50が設けられている。ハウジング16,17には軸封部50とハウジング16,17の外部を連通する上下2本のハウジングドレン用連通穴51,52が形成されている。上側のハウジングドレン用連通穴51には不活性ガス導入ボール弁53が設けられ、下側のハウジングドレン用連通穴52にはハウジングドレン排出口54が設けられている。
In this way, the
ハウジングドレン排出口54は、図1に示すように、ドレンポット13のドレン流入弁55及びドレンポット均圧弁56に配管接続されている。ドレンポット13の正面にはレベル計57とドレン排出弁59が設けられている。
なお、ハウジング16,17に取り付けたオイルカバー18,19の内部には潤滑油60が貯えられている。
As shown in FIG. 1, the housing
Lubricating
本実施例に係る多段ルーツ式真空ポンプ装置10の構造は以上の通りであって、運転に伴い、吸込口20から吸引した洗浄液を含む流体61の一部が閉じ込み減少により軸封部50へ侵入し、ハウジングドレン62として第1オイルシール47と第2オイルシール49の間に溜まる。そこで、不活性ガス導入ボール弁53を操作し、窒素又は圧縮空気を上側のハウジングドレン用連通穴51を通して軸封部50に導入し、若しくは軸封部50を大気に開放することにより、軸封部50に溜まったハウジングドレン62を下側のハウジングドレン用連通穴52を通して軸封部50からハウジング16,17の外部へ排出する。排出したハウジングドレン62は、ドレン排出口54からドレンポット13に回収される。
The structure of the multi-stage roots type
ドレンポット13にはレベル計57を付設したので、ポンプ運転中にドレンポット13の液量を確認してドレン排出弁59を開き、ドレンポット13からハウジングドレン62を適時排出することができる。
Since a
また、ケーシング16,17に、各真空室22,23,24,25とケーシング16,17の外部を連通するケーシングドレン用連通穴15a、15bを形成し、ケーシングドレン用連通穴15a、15bにケーシングドレン排出弁58を設けたので、ポンプ運転停止時にケーシングドレン排出弁58を開いて真空室22,23,24,25を大気開放し、真空室22,23,24,25に溜まったケーシングドレン63を真空室22,23,24,25の外部に排出することができる。そのため、ポンプ運転停止時から運転開始時にかけて閉じ込み減少により軸封部50へ侵入するドレン量を抑制できる。
Further, the
10…多段ルーツ式真空ポンプ装置
11…多段ルーツ式真空ポンプ
12…駆動モータ
13…ドレンポット
14…ベース
15…ケーシング
15a、15b…ケーシングドレン排出用穴
16,17…ハウジング
18,19…オイルカバー
20…吸込口
21…吐出口
22…第1真空室
23…第2真空室
24…第3真空室
25…第4真空室
26…通路
27,28,29,30…3葉式ルーツロータ
31,32,33,34…回転軸
35,36,37,38,39,40…ベアリング
41,42,43…タイミングギヤ
44,45…プーリ
46…Vベルト
47…第1オイルシール
48…カラー
49…第2オイルシール
50…軸封部
51,52…ハウジングドレン用連通穴
53…不活性ガス導入ボール弁
54…ハウジングドレン排出口
55…ドレン流入弁
56…ドレンポット均圧弁
57…レベル計
58…ケーシングドレン排出弁
59…ドレン排出弁
60…潤滑油
61…流体
62…ハウジングドレン
63…ケーシングドレン
10 ... Multi-stage roots type
Claims (3)
吸込口と吐出口が連通することのないように真空室に格納された一対のルーツロータを回転させ、吸込口から吸引した空気を吐出口から吐出する多段ルーツ式真空ポンプ装置であって、
ハウジングの内周面の真空室に近接する部位に第1オイルシールを嵌着し、ベアリングに近接する部位にカラーを嵌着するとともに、カラーに第2オイルシールを係止し、
第1オイルシールと第2オイルシールで軸封部を区画形成し、
ハウジングに軸封部とハウジングの外部を連通する上下2本のハウジングドレン用連通穴を形成し、窒素又は圧縮空気を上側のハウジングドレン用連通穴を通して軸封部に導入し、若しくは軸封部を大気に開放することにより、軸封部に溜まったハウジングドレンを下側のハウジングドレン用連通穴を通して軸封部からハウジングの外部へ排出するようにしたことを特徴とする多段ルーツ式真空ポンプ装置。 A pair of three-leaf type casings that form a plurality of vacuum chambers that are sequentially connected by a suction port, a discharge port, and a passage, and a pair of three-leaf type that are fixed to a rotating shaft that penetrates each vacuum chamber and are rotatably stored in the vacuum chamber. A roots rotor, a pair of left and right housings that are assembled on the left and right sides of the casing and contain bearings that support the rotating shaft, and a shaft seal that is provided close to the bearing and blocks the air flow between the vacuum chamber and the bearing. Prepare,
It is a multi-stage roots type vacuum pump device that rotates a pair of roots rotors stored in a vacuum chamber so that the suction port and the discharge port do not communicate with each other and discharges the air sucked from the suction port from the discharge port.
The first oil seal is fitted to the part of the inner peripheral surface of the housing close to the vacuum chamber, the collar is fitted to the part close to the bearing, and the second oil seal is locked to the collar.
The shaft seal part is divided by the first oil seal and the second oil seal,
Two upper and lower housing drain communication holes are formed in the housing to communicate the shaft seal and the outside of the housing, and nitrogen or compressed air is introduced into the shaft seal through the upper housing drain communication hole, or the shaft seal is introduced. A multi-stage roots type vacuum pump device characterized in that the housing drain accumulated in the shaft seal portion is discharged from the shaft seal portion to the outside of the housing through the lower housing drain communication hole by opening to the atmosphere.
ドレンポットにレベル計を付設したことを特徴とする請求項1に記載の多段ルーツ式真空ポンプ装置。 Connect the lower housing drain communication hole to the drain pot, and provide a housing drain discharge valve in the lower housing drain communication hole.
The multi-stage roots type vacuum pump device according to claim 1, wherein a level meter is attached to the drain pot.
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