内置排气增压器式复合螺杆真空泵制造技术

本发明专利技术属于螺杆真空泵领域，涉及了一种内置排气增压器式复合螺杆真空泵。它解决了现有的螺杆真空泵能耗高、低真空阶段抽气效率较低、不适于大批量快速制造的问题。本发明专利技术在一对互相啮合的螺杆转子的排气端设置一对罗茨式转子的排气增压器，并安装在由中间隔板隔开形成两个泵腔的泵体内，该泵腔具有中间导气通道、中间排气通道和止回阀(单向阀)。罗茨式转子排气增压器和螺杆转子形成较大的压缩比，在低真空阶段，螺杆转子吸入的气体能够顶开止回阀而从中间排气通道从排气口排出；在较高真空阶段，螺杆转子吸入的低压气体通过排气增压器压缩后从排气口排出。本发明专利技术具有能耗低、抽气效率高、便于制造、结构紧凑的优点。结构紧凑的优点。结构紧凑的优点。

【技术实现步骤摘要】
内置排气增压器式复合螺杆真空泵


[0001]本技术属于螺杆真空泵领域，涉及了一种内置排气增压器式复合螺杆真空泵。

技术介绍

[0002]螺杆真空泵在真空泵领域是一种相对较新的产品，目前市场上的螺杆真空泵主要有：等螺距螺杆真空泵、变螺距螺杆真空泵、多段等螺距螺杆真空泵。
[0003]对于等螺距螺杆真空泵而言，结构相对简单，转子的制造方式也可以多种多样，可以使用车床、车铣复合中心，对于大批量制造的，也可以使用成型铣刀和成型砂轮快速制造。但也有它的缺点，就是能耗相对较高。对于变螺距真空泵而言，虽然具有结构简单和功耗相对较低，但也存在转子只能用加工速度较慢的车床或者车铣复合中心加工，无法用成型铣刀和成型砂轮制造，加工效率较低，不适于大批量制造；在进气口压强较大的情况下，也存在因内压缩而导致负载过大、或者因反流过大而使抽气效率降低，从而不能实现在较高压强下的大抽速。同时因为考虑转子结构尺寸受热稳定性的问题，转子螺距不能制造得过小，所以也存在压缩比较小，很难将压缩比提高到5:1以上的问题，在节能性上存在一定的局限性。多段式等螺距螺杆真空泵虽然理论上可以将压缩比提高到很大的数值，转子也可以使用成型铣刀和成型砂轮大批量制造，但实际实施过程中存在转子结构复杂，不易做到小型化等问题。多段式等螺距螺杆真空泵也存在变螺距螺杆真空泵的高进气压强下抽气效率下降的问题，要解决此问题需要设置复杂的排气旁通管路，会使泵体的铸造变得很复杂，容易导致成品率低。
[0004]此外，不管是现有的等螺距真空泵、变螺距真空泵还是多段等螺距真空泵，发热量最大的始终是最后一圈排气转子，螺杆真空泵转子外形的三维不规则特性，使得转子受热后的变形变得十分复杂，在研发的过程中需要大量的实验得出多组数据才能优化好转子与转子、转子与泵体之间的尺寸。不经过优化的尺寸易造成泵运行不稳定、真空度差、效率低等问题。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是提供一种针对现有螺杆真空泵缺陷设计的，便于制造且节能的内置排气增压器的复合螺杆真空泵。可以解决以下技术问题：
[0006]为此，本技术的技术方案是：内置排气增压器式复合螺杆真空泵，包含泵体、从动复合螺杆转子、主动复合螺杆转子、固定端板、活动端板、同步齿轮，泵腔内互相啮合的一对螺杆转子的排气端串联一对互相啮合的排气增压器，该排气增压器与螺杆转部构成复合螺杆转子，排气增压器和螺杆转部分别在由具有中壁隔开形成的两个泵腔内啮合工作。
[0007]优选地，排气增压器与螺杆转部同轴，中心距相同，螺杆转部啮合的同时排气增压器也实现啮合。
[0008]本技术的转子结构是在螺杆转子螺杆转部的排气端串联罗茨式排气增压器
的形式。
[0009]优选地，螺杆转部和排气增压器形成的压缩比在4
‑
15之间。
[0010]所述排气增压器的原理在于，无内压缩的气体传输式真空泵的有用功耗与抽速和进排气口之间的压差有关，P
功率
＝S*ΔP，S为抽速，ΔP为压差；由此可知，抽速和压差越小，功耗就越小。在粗抽阶段，对于普通等螺距螺杆真空泵而言，进气口和排气口之间压差较小，功耗也就较小；而在进气压强进入较高真空(绝对压强变小)阶段，进排气口压差变大，功耗随之上升。一对所述排气增压器转子相当于一台小型的粗抽真空泵，在螺杆真空泵进气口压强较低时，尽可能的将螺杆泵排气口的气体抽走，降低螺杆转部进气口和排气口之间的压差，从而实现降低功耗的目的。按照理论和实际经验，在进气口较高真空下 (绝对压强1000Pa以下)，所述复合螺杆真空泵的排气增压器可以将螺杆转部排气口压强降低到10000Pa左右，即降低大约90％的压差，螺杆部分理论有用功耗也就可以降低至原来的约10％，再加上排气增压器的功耗即整个泵的理论有用功耗。例如，在压缩比为10的排气增压器作用下(即排气增压器抽速为螺杆转部的10％)，因为在相同进气压强下，排气压缩器进排气口压差小于单个普通螺杆泵进排气口压差，所以排气增压器的理论功耗小于10％的普通螺杆泵功耗。将所述复合螺杆真空泵的螺杆部和排气增压器部功耗相加，即可得出在较高真空下(绝对压强小于1000Pa)，在同等名义抽速的情况下，内置排气增压器的复合螺杆真空泵的有用功耗仅相当于等螺距螺杆真空泵的20％左右。考虑机械功耗的影响，实际总功耗约为同等抽速等螺距螺杆真空泵的30％
‑
40％，而普通的变螺距螺杆真空泵的功耗最多只能达到同等抽速的等螺距螺杆真空泵的65％～80％。
[0011]以上仅是在较高真空下的理论数据分析，实际受密封设计、电机效率、润滑油粘性、转子间隙，特别是真空泵入口压强的影响较大，实际功耗比会有一定差异。
[0012]在泵体的中间排气通道和排气口之间设置止回阀。
[0013]复合螺杆真空泵的泵体是一体式铸造，排气增压器工作腔和螺杆工作腔之间设置中壁隔开，中壁上沿转子轴线设有两个轴孔，用于转子安装；中壁上部设有中间导气通道，中壁下方设有中间排气通道和止回阀室。
[0014]在所述复合螺杆真空泵中，所述复合螺杆转子的螺杆转部和排气增压器之间设置中间排气口和止回阀，所述止回阀具有200
‑
2000Pa的预紧压强，当中间压强超过大气压和预紧压强之和时，止回阀打开排气，从而实现泵在较高进气压强下的抽速不下降，提高抽气效率，解决变螺距螺杆真空泵在高进气压强下因内压过高返流增大而导致效率下降的问题。
[0015]泵体采用一体式设计，中间排气通道和泵排气口优选地都设置在泵体下方并邻近，并由旁通管路连接在一起，在旁通管路上设置有止回阀(单向阀)。
[0016]排气增压器和螺杆转部及轴是一体制造的，或者，排气增压器和螺杆转部及轴是分开加工后组装在一起的。所述复合螺杆转子包含轴部、螺杆转部、排气增压器部，螺杆转部和排气增压器之间有一定的间距，设置有中间隔板和中间排气及导气结构。其中螺杆转部和轴部采用一体式设计，所述排气增压器可以和螺杆转部及轴部一体，也可以做成分体组装在一起。优选地，所述复合螺杆转子的排气增压器采用分体式设计。
[0017]所述复合螺杆转子的螺杆转部可以是等螺距转子，也可以是变螺距转子，优选等螺距转子；可以采用摆线
‑
渐开线型转子，也可以采用双摆线型转子，优选摆线
‑
渐开线型转
子。螺杆转部的外径和螺距的比值在1
‑
5之间，优选地在1.5
‑
3之间。螺杆转子可具有2
‑
6个螺圈，但不限定于此范围，优选地3
‑
5个螺圈。
[0018]所述排气增压器的外径和厚度可以按照客户的实际需求定制生产，从而针对性的取用压缩比值，以实现更好的节能效果；也可以选用常用的压缩比值标准化生产。
[0019]所述排气增压器与螺杆转部的径向定位，当螺杆转部开始排气时，排气增压器开始吸气。
[0020]所述排气增压器采用罗茨式，可以是两叶型转子，也可以是多叶转子的形式；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.内置排气增压器式复合螺杆真空泵，包含泵体、从动复合螺杆转子、主动复合螺杆转子、固定端板、活动端板、同步齿轮，其特征在于，泵腔内互相啮合的一对螺杆转子的排气端串联一对互相啮合的排气增压器，该排气增压器与螺杆转部构成复合螺杆转子，排气增压器和螺杆转部分别在由具有中壁隔开形成的两个泵腔内啮合工作。2.根据权利要求1所述的内置排气增压器式复合螺杆真空泵，其特征在于，排气增压器与螺杆转部同轴，中心距相同，螺杆转部啮合的同时排气增压器也实现啮合。3.根据权利要求2所述的内置排气增压器式复合螺杆真空泵，其特征在于，排气增压器和螺杆转部及轴是一体制造的，或者，排气增压器和螺杆转部及轴是分开加工后组装在一起的。4.根据权利要求3所述的内置排气增压器式复合螺杆真空泵，其特征在于，螺杆转部和排气增压器形成的压缩比在4
‑
15之间。5.根据权利要求4所述的内置排气增压器式复合螺杆真空泵，其特征在于，排气增压器与螺杆转部的径向定位，当螺杆转子开始排气时，排气增压器开始吸气。6.根据权利要求1所述的内...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋月坤，
申请(专利权)人：宋月坤，
类型：新型
国别省市：