一种用于罗茨真空泵和罗茨风机的全包裹恒温控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于罗茨真空泵和罗茨风机的全包裹恒温控制装置，包括：泵壳，所述泵壳的两端均装配有端盖，所述泵壳和端盖共同围成罗茨真空泵或罗茨风机的转子气体压缩热量的内腔；所述泵壳中具有泵壳冷却水层，所述端盖中具有端盖冷却水层，所述泵壳冷却水层与所述端盖冷却水层相连通，且其中一端的端盖上具有冷却水入口，另一端的端盖上具有冷却水出口。使用本发明专利技术可以有效提高罗茨真空泵和罗茨风机工作过程中的散热，实现了罗茨真空泵、罗茨风机整机恒温的控制效果，从而避免其工作过程中过热卡死的隐患。

A full package constant temperature control device for Roots vacuum pump and roots blower

The invention provides a fully encapsulated thermostatic control device for Roots vacuum pump and Roots blower, including a pump shell, both ends of the pump shell are equipped with end caps, and the pump shell and end caps are jointly enclosed into an inner cavity of the compressed heat of the rotor gas of Roots vacuum pump or Roots blower, and the pump shell has a cooling water layer of the pump shell. The end cap has an end cap cooling water layer, the pump shell cooling water layer is connected with the end cap cooling water layer, and one end cap has a cooling water inlet, and the other end cap has a cooling water outlet. The invention can effectively improve the heat dissipation in the working process of Roots vacuum pump and Roots blower, realize the control effect of constant temperature of Roots vacuum pump and Roots blower, thereby avoiding the hidden danger of overheating and stuck in the working process.

【技术实现步骤摘要】
一种用于罗茨真空泵和罗茨风机的全包裹恒温控制装置
本专利技术涉及泵机冷却设备
，特别是涉及一种用于罗茨真空泵和罗茨风机的全包裹恒温控制装置。
技术介绍
目前罗茨真空泵和罗茨风机在运行的时候存在最大故障隐患是过热卡死，其原因是罗茨真空泵和罗茨风机需要对进气口进来的气体进行压缩后再排出，而气体在压缩过程中，会产生热量。在泵壳内部，气体在压缩时产生的热量会立刻传导在罗茨真空泵、罗茨风机的泵壳内壁，转子以及端盖内侧上。当端盖内侧和泵壳内壁收到热量后，会升温与端盖外侧和泵壳外壁形成温度差，从而把热量传递到了端盖外侧和泵壳外侧，而当端盖外侧和泵壳外侧与外界产生的温度差，则发生散热。由于罗茨真空泵和罗茨风机的泵壳外壁和端盖外侧是属于自然空气传热，所以起初的温差很小的时候，散热非常小，而泵壳内的气体压缩产生的热量是恒定的，因此热量不平衡，在泵壳内侧，端盖内侧开始累积，不断的提高了泵壳内侧和端盖内侧的温度。泵壳外侧和端盖外侧的温度因为温度差也逐步升高，此时对外界的温度差也越来越大，自然辐射散的热量也相应变大，当外壁自然传热的散热量和泵腔内气体压缩时产生的热量达到平衡时，则内外温度就达到了平衡。由于转子在泵壳内侧，无法散热，只能被动的接受气体压缩热，因此在达到平衡后，转子的金属温度是所有泵体内最高的。由于转子的直径远远超出泵壳的壁厚，一般是20倍以上比值，因此在垂直于泵壳内壁面的热膨胀位移量比转子径向于直径端面的热膨胀量是泵壳的20倍以上。所以它们之间的距离的变化是L＝L0-20*△T*ξ，其中L0是转子和泵壳内壁在常温下留有的间隙距离，△T是转子实际可以达到的最高温度差值，ξ是金属材料的热膨胀系数，当△T增大到一定数值后，L无限接近于0时，转子就会和泵壳内壁碰擦到，就出现了卡死现象。当然除了温度以外，转子在高速旋转时，在转子的当中，即两轴承的中部会产生离心偏移量，轴承距离越长，转子直径越大，则离心偏移量也就越大,L1＝λ*D/2*(U)2,L1就是离心偏移量，λ是金属的离心偏移系数，D是两端轴承的长度,U是转子直径外端的线速度。可见当一个罗茨真空泵和罗茨风机产品出来后，它的故障点就是实运行时的间隙L，L＝L0-20*△T*ξ-λ*D/2*(U)2，当L无限接近0时，就故障了。而L0预留间隙，该值是不能随意放大的和U转速都是影响罗茨真空泵和罗茨风机的抽气性能的，所以要降低罗茨真空泵和罗茨风机这个潜在的隐患，就是要严格控制△T，即压缩热对转子的温升。前面说到的是，罗茨真空泵和罗茨风机的转子在泵腔内属于绝热，不能直接散热，因此唯一的办法就是降低泵壳内侧和端盖内侧的温度，从而降低转子的温度。传统的降低温度有几种，增加泵壳外侧的散热面积，也就是很多罗茨真空泵和罗茨风机在泵壳外侧增加了很多散热筋条，不仅加固泵体，同时还增加散热效果。但是增加的散热面积依然还是属于自然空气传热，传热系数只有5-25(w/m2.k)。因此效果并不是很明显。还有的是降低转速，这种是主要减少离心偏移量，提高△T温度的上限，但是损失的是该泵的效率。虽然采用更多的散热面积和降低转速可以调高少量的安全余量，但是一旦罗茨真空泵，罗茨风机做功变大，依然无法避免过热卡死的故障。气冷式罗茨真空泵就是把压缩后的气体经过冷却后再次回送到泵腔内，用于降低气体温度，利用已经被冷却后的低温循环气流再次进入泵腔，根据绝热，该气体无论是否再被压缩都不会再增加新的热量的原理，从而它可以带走部分新增气体的压缩热量。虽然有比较明显的效果，但循环的气流不可能过大比例，否则会大幅降低了泵的效率。而我们知道，气体的比热容非常小，尤其是真空环境下的气体质量流量非常小，在没有相变的情况下，热量的移除是十分有限的。还有的就是在泵的排气口增加一个冷却盘管深进泵腔内，对压缩气体产生的热量进行冷却移除，不过在气体压缩过程中，产生的气体压缩热量使得气体温升后是会迅速传导给泵壳内侧，端盖内侧和转子上，而盘管只能在泵的排气口侧，无法深入，且不直接与泵壳接触，因此只能少量移走气体压缩热，而对于泵壳、端盖，转子上存量的热量起不到任何作用。同时增加的排气口阻力和面积减少，还会进一步增加气体压缩热量的积累。现在罗茨真空泵无法直接排大气和罗茨风机用于真空应用时必然过热卡死，也就是因为两者都有一个共同的现象，就是进气口和排气口的气体压缩比过大，气体被压缩总热量Q＝Mv*Cp*(T0*(P1/P2)^(r-1)/r-273.15)-T0)-Qe，其中Mv是实际质量流量，Cp气体的比热容，P1/P2是气体压缩比，r是绝热系数，空气是1.4，T0是原始进气温度，Qe是气体排出携带的热量＝Me*Cpe*△T。因此当气体质量流量不低(非高真空)，压缩比过大时，加载在泵壳内侧，端盖内侧，转子的金属上的热量就会非常大，若是该金属的散热不及时就会产生很高的温度，也是最后导致过热卡死的主要原因。除了过热卡死隐患，金属高温对罗茨真空泵和罗茨风机也产生了其他的安全隐患。例如轴承一般可以承受的温度最大在120°，真空油可以承受的温度在80°，密封件，唇形密封，机械密封等可以承受的最大极限温度都在160°，长期在高温运行，会加速这些部件老化，大幅的降低其使用寿命。
技术实现思路
为此，本专利技术的一个目的在于提出一种用于罗茨真空泵和罗茨风机的全包裹恒温控制装置，可以有效提高罗茨真空泵和罗茨风机工作过程中的散热，实现了罗茨真空泵、罗茨风机整机恒温的控制效果，从而避免其工作过程中过热卡死的隐患。本专利技术提供了一种用于罗茨真空泵和罗茨风机的全包裹恒温控制装置，包括：泵壳，所述泵壳的两端均装配有端盖，所述泵壳和端盖共同围成罗茨真空泵或罗茨风机的转子气体压缩热量的内腔；所述泵壳中具有泵壳冷却水层，所述端盖中具有端盖冷却水层，所述泵壳冷却水层与所述端盖冷却水层相连通，且其中一端的端盖上具有冷却水入口，另一端的端盖上具有冷却水出口。进一步地，所述冷却水入口和冷却水出口均设置在其对应的端盖的上部。进一步地，所述冷却水入口处设置有自励式温度控制阀，所述冷却水出口处设置有所述自励式温度控制阀的温度探杆。进一步地，所述端盖的下部还具有排水口，所述排水口与所述端盖冷却水层相连通，且其中可拆卸地安装有堵塞。进一步地，所述泵壳冷却水层中设置有加强筋，所述加强筋上设置有流通口。进一步地，所述泵壳的两端面上设置有供泵壳冷却水层中的冷却水流进或者流出的泵壳连接口，所述端盖与所述泵壳连接口相对应的位置上设置有供端盖冷却水层中的冷却水流进或者流出的端盖连接口，所述泵壳连接口和对应的端盖连接口之间密封连接。进一步地，所述泵壳的端面和端盖配合的位置处还对应的设置有定位销孔和紧固螺栓孔。进一步地，所述端盖的中间部分设置有与轴承配合的机械密封腔。进一步地，所述泵壳和端盖配合的中间设置有密封面。进一步地，所述泵壳连接口和端盖连接口均具有四个，且所述泵壳连接口和端盖连接口一一对应连接。从原理来看，大幅提高金属散热就可以彻底解决罗茨真空泵和罗茨风机的隐患，同时还能大幅提高机械性能。本次专利技术提供的一种全包裹恒温控制的结构，首先它是在泵壳外侧、端盖靠近转子的外侧构成一个连通的可以通水的夹套，对于发生气体压缩热的腔体实现了全覆盖。我们知道水的强制对流传热系数是1000-15000，空气的自然对流传热系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于罗茨真空泵和罗茨风机的全包裹恒温控制装置，其特征在于，包括：泵壳，所述泵壳的两端均装配有端盖，所述泵壳和端盖共同围成罗茨真空泵或罗茨风机的转子气体压缩热量的内腔；所述泵壳中具有泵壳冷却水层，所述端盖中具有端盖冷却水层，所述泵壳冷却水层与所述端盖冷却水层相连通，且其中一端的端盖上具有冷却水入口，另一端的端盖上具有冷却水出口。

【技术特征摘要】
1.一种用于罗茨真空泵和罗茨风机的全包裹恒温控制装置，其特征在于，包括：泵壳，所述泵壳的两端均装配有端盖，所述泵壳和端盖共同围成罗茨真空泵或罗茨风机的转子气体压缩热量的内腔；所述泵壳中具有泵壳冷却水层，所述端盖中具有端盖冷却水层，所述泵壳冷却水层与所述端盖冷却水层相连通，且其中一端的端盖上具有冷却水入口，另一端的端盖上具有冷却水出口。2.如权利要求1所述的一种用于罗茨真空泵和罗茨风机的全包裹恒温控制装置，其特征在于，所述冷却水入口和冷却水出口均设置在其对应的端盖的上部。3.如权利要求2所述的一种用于罗茨真空泵和罗茨风机的全包裹恒温控制装置，其特征在于，所述冷却水入口处设置有自励式温度控制阀，所述冷却水出口处设置有所述自励式温度控制阀的温度探杆。4.如权利要求2所述的一种用于罗茨真空泵和罗茨风机的全包裹恒温控制装置，其特征在于，所述端盖的下部还具有排水口，所述排水口与所述端盖冷却水层相连通，且其中可拆卸地安装有堵塞。5.如权利要求1所述的一种用于罗茨真空泵和罗茨风机的全包裹恒温控制装置，其特征在于，所述泵壳冷却水...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣易，
申请(专利权)人：荣易，
类型：发明
国别省市：上海,31