專利名稱：一種羅茨真空泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種真空泵，特別涉及 一種羅茨真空泵。
背景技術(shù)：
羅茨真空泵機(jī)組是一種常用的真空獲得設(shè)備。通常需配置前 級(jí)泵才能工作，由于前級(jí)泵的抽速一般都小于羅茨泵，工作時(shí)羅 茨泵的出口和入口之間將產(chǎn)生一個(gè)壓差，當(dāng)壓差超過某一規(guī)定值 以后，會(huì)導(dǎo)致羅茨泵超載，影響羅茨泵的正常工作。
最大允許壓差是羅茨泵的一個(gè)重要性能指標(biāo)，為了保證羅茨 泵的運(yùn)行安全，不允許泵在超過最大允許壓差的情況下長期運(yùn)行。 為了解決這個(gè)問題，通常在泵上設(shè)置溢流閥，當(dāng)壓差超過一規(guī)定 值時(shí)，溢流閥起跳，泵出口與入口接通，使羅茨泵的壓差始終保 持在設(shè)計(jì)所規(guī)定的壓差范圍內(nèi)，保證電機(jī)不會(huì)超負(fù)荷運(yùn)行，但這 種解決方法是以損失羅茨泵抽速和功率為代價(jià)的。
羅茨泵也不允許在大氣壓下起動(dòng)，因?yàn)檫@時(shí)壓差達(dá)到最大值， 不但羅茨泵的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足，電機(jī)功率也遠(yuǎn)不能滿足需要，所以 必須由前級(jí)泵從大氣抽到某一規(guī)定壓力，才能起動(dòng)羅茨泵。
但是，無論何種羅茨泵，以及由其組成的機(jī)組，都存在以下 缺點(diǎn)和不足
1、在羅茨泵開啟時(shí)，由于電機(jī)的突然轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生很大的扭矩。 這種機(jī)械沖擊對(duì)于羅茨泵內(nèi)部的轉(zhuǎn)子部件、齒輪、齒輪與軸之間 的定位和羅茨泵轉(zhuǎn)軸與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸之間的聯(lián)軸器，直接承受上述 沖擊，特別容易出現(xiàn)問題。這是造成羅茨泵機(jī)械部件過早損壞失 效、縮短使用壽命的重要原因。2、由于羅茨泵電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)的載荷最重，電動(dòng)機(jī)會(huì)有瞬間 的過載，造成對(duì)電網(wǎng)的沖擊，并由此造成電網(wǎng)電壓的瞬間波動(dòng)， 甚至局部電網(wǎng)的過載掉電。特別對(duì)于大抽速的羅茨泵，這種電機(jī) 過載對(duì)電網(wǎng)的沖擊會(huì)更加嚴(yán)重。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有的羅茨真空泵存在上述的缺 點(diǎn)，提供一種過載保護(hù)好、對(duì)羅茨泵部件損傷小、啟動(dòng)電流小、 帶載啟動(dòng)容易的羅茨真空泵。
本實(shí)用新型的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn) 一種羅茨真 空泵，包括泵體和設(shè)置在泵體內(nèi)的長泵軸、短泵軸，在長泵軸和 短泵軸上均固連有轉(zhuǎn)子，長泵軸和短泵軸之間通過一對(duì)相互嚙合 的傳動(dòng)齒輪相連接，長泵軸的一端伸出泵體外，在泵體上設(shè)有電 機(jī)，其特征在于，所述的電機(jī)的轉(zhuǎn)軸和泵軸之間通過液力傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)相連接。
通過液力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，羅茨泵與電機(jī)之間實(shí)現(xiàn)軟連接，適用于 所有需抽真空的場(chǎng)合。這樣，電機(jī)可以無載起動(dòng)，起動(dòng)尖峰電流 小，在很短的時(shí)間內(nèi)迅速降低到額定電流的2倍多一點(diǎn)，并使整
個(gè)羅茨泵的起動(dòng)過程中一直保持在這個(gè)范圍內(nèi)，對(duì)電氣設(shè)備和電 網(wǎng)都有很大益處。由于把電機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)速的傳遞是通過液體動(dòng)能 的變化來進(jìn)行的，羅茨真空泵的極限壓力低，可以充分發(fā)揮電機(jī) 功率和羅茨泵的抽氣能力，縮短低真空下的抽氣時(shí)間，保護(hù)電機(jī) 不致因超載而損壞，同時(shí)也減少了對(duì)羅茨泵部件的損傷。
在上述的羅茨真空泵中，所述的液力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為液力耦合器， 包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的泵輪和渦輪，泵輪和渦輪之間具有供 環(huán)形工作腔，在泵輪上固連輔助室罩，輔助室罩和泵輪之間具有 與上述的工作腔相通的輔助室，所述的泵輪與電機(jī)轉(zhuǎn)軸相連接， 所述的渦輪與上述的泵軸相連接。在工作腔內(nèi)充入液力傳動(dòng)油后，電機(jī)啟動(dòng)，帶動(dòng)泵輪轉(zhuǎn)動(dòng)， 泵輪推動(dòng)液體介質(zhì)向渦輪處并且沖擊渦輪，使渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，渦輪帶 動(dòng)羅茨泵轉(zhuǎn)動(dòng)，液體介質(zhì)進(jìn)過渦輪后通過輔助室回到泵輪處，再 次被泵輪推動(dòng)，實(shí)現(xiàn)液力傳動(dòng)。
輔助室內(nèi)液體大致以泵輪和渦輪的平均轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，并以這旋 轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力來達(dá)到與工作腔中的液體壓力相平衡。當(dāng)羅茨 泵在中真空狀態(tài)下工作時(shí)，渦輪轉(zhuǎn)速接近于泵輪，輔助室內(nèi)液體 的旋轉(zhuǎn)速度高，離心力大，平衡后的液面半徑大。隨著羅茨泵入 口壓力的提高，載荷增加，當(dāng)羅茨泵的壓差超過了規(guī)定的超越壓 差后，渦輪轉(zhuǎn)速逐漸下降，輔助室內(nèi)液體的平均轉(zhuǎn)速也隨之降低， 液體所受離心力減少，靜壓頭降低，液體由工作腔流入輔助室， 平衡后液面半徑減少，循環(huán)圓中充液量減少，扭矩曲線跌落。同 時(shí)，由于渦輪轉(zhuǎn)速降低，液流在工作腔中趨向于大循環(huán)，而渦輪 出口處的阻流板卻強(qiáng)迫液流向上作小循環(huán)流動(dòng)，致使扭矩不能增 加，起到了限矩作用，從而保證了電機(jī)的安全運(yùn)行。
在上述的羅茨真空泵中，所述的液力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括設(shè)置在 泵輪和渦輪之間阻流板，該阻流板上具有供介質(zhì)通過的過流口。 通過工作腔中充液量隨泵載荷增加和輸出轉(zhuǎn)速降低而自動(dòng)減少來 限制扭矩。
在上述的羅茨真空泵中，所述的阻流板的直徑與泵輪的直徑
之比的數(shù)值大于0.6 0.9。加大阻流板直徑，有利于提高了限矩
保護(hù)作用，增加環(huán)流轉(zhuǎn)化穩(wěn)定性。
在上述的羅茨真空泵中，所述的泵輪和渦輪的葉片的數(shù)量不 相同。這樣的結(jié)構(gòu)可以減少液流脈動(dòng)所引起的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。
在上述的羅茨真空泵中，所述的泵輪進(jìn)口和渦輪的出口的葉 片為若干長葉片和短葉片，且長短葉片間隔排列。這樣的結(jié)構(gòu)可 以減少循環(huán)流動(dòng)的擠壓。
在上述的羅茨真空泵中，所述的羅茨泵的泵軸出軸處與泵體設(shè)有密封件。羅茨泵的泵軸出軸處于油的密封狀態(tài)下，減少了洩 漏，所以羅茨真空泵的極限壓力更低。
此外，電機(jī)的轉(zhuǎn)軸和泵軸之間通過液力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接后， 羅茨泵可以在大氣壓下起動(dòng)時(shí)。電機(jī)可利用最大扭矩起動(dòng)，起動(dòng) 時(shí)間短，而羅茨泵本身因與渦輪直聯(lián)，在液力偶合器的限矩作用 下起動(dòng)，并隨著羅茨泵入口壓力即載荷的降低，轉(zhuǎn)速逐漸增加， 直至達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，羅茨泵進(jìn)入中真空狀態(tài)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本羅茨真空泵具有以下的優(yōu)點(diǎn)
1、 電機(jī)可以無載起動(dòng)，起動(dòng)尖峰電流小，在很短的時(shí)間內(nèi)迅 速降低到額定電流的2倍多一點(diǎn)，并使整個(gè)羅茨泵的起動(dòng)過程中 一直保持在這個(gè)范圍內(nèi)，對(duì)電氣設(shè)備和電網(wǎng)都有很大益處。
2、 羅茨泵可以從大氣狀態(tài)下起動(dòng)并自動(dòng)加速，充分發(fā)揮羅茨 泵的抽氣能力，顯著縮短抽氣時(shí)間。
3、 設(shè)置阻流板，羅茨泵功率增大時(shí)，轉(zhuǎn)差率逐漸增大，渦輪 轉(zhuǎn)速逐漸降低，使液流在工作腔中趨向于大循環(huán)流動(dòng)，但阻流板 強(qiáng)迫液流向上作小循環(huán)流動(dòng)，限制了扭矩的增大，有雙重限矩作 用。
4、 電機(jī)的轉(zhuǎn)軸和泵軸之間通過液力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接后，由于 能吸收沖擊和振動(dòng)，在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)能減少對(duì)羅茨泵的沖擊，防止 損害羅茨泵的部件，且過載保護(hù)性好，甚至在輸出軸卡住時(shí)電動(dòng) 機(jī)在短時(shí)間內(nèi)也不會(huì)燒毀。
5、 羅茨泵在中真空狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，液力偶合器中渦輪轉(zhuǎn)速接近 泵輪轉(zhuǎn)速。隨著羅茨泵入口壓力提高(載荷增加)，渦輪轉(zhuǎn)速慢慢 下降，當(dāng)泵的壓差超過規(guī)定的超越壓差后，渦輪轉(zhuǎn)速進(jìn)一步下降， 導(dǎo)致輔助室內(nèi)液體所受離心力減少，靜壓頭降低，液體由工作腔 流入輔助室，循環(huán)圓中充液量減少，扭矩曲線跌落，限制了力矩 的增加。

圖1是本羅茨真空泵的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本羅茨真空泵的轉(zhuǎn)子剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3、圖4是本羅茨真空泵中的液體傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的原理結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，泵體l;側(cè)蓋ll;泵軸2;短泵軸20;傳動(dòng)齒輪21;
轉(zhuǎn)子3;電機(jī)4;轉(zhuǎn)軸41;密封件5;液力耦合器6;殼體61;輔 助室罩62;工作腔611;輔助室612;泵輪7;渦輪8;阻流板9。
具體實(shí)施方式
以下是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型 的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施例。 如圖1和圖2所示，本羅茨真空泵，包括泵體l和設(shè)置在泵
體1內(nèi)的長泵軸2和短泵軸20，這兩根泵軸一長一短，在泵軸2 中間各固連有一對(duì)8字形轉(zhuǎn)子3，兩根泵軸2的一端通過一對(duì)相 互嚙合的傳動(dòng)齒輪21相連接，長泵軸2的另一端伸出泵體1和側(cè) 蓋11夕卜，在泵體1上設(shè)有電機(jī)4，電機(jī)4的轉(zhuǎn)軸41和長泵軸2 之間通過液力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接。羅茨泵的泵軸2出軸處與泵體1 的側(cè)蓋11之間設(shè)有密封件5。這樣，羅茨泵的泵軸2出軸處于油 的密封狀態(tài)下，減少了洩漏，羅茨真空泵的極限壓力更低。
液力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為液力耦合器6,包括殼體61和設(shè)置在內(nèi)部設(shè) 置有泵輪10和渦輪11，泵輪10與渦輪11之間形成環(huán)形工作腔 611。為減少液流脈動(dòng)所引起的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，液泵輪7和渦輪8的葉 片的數(shù)量不相同。為了減少循環(huán)流動(dòng)的擠壓，泵輪7進(jìn)口和渦輪 8的出口的葉片為若干長葉片和短葉片，且長短葉片間隔排列。 泵輪7與電機(jī)4轉(zhuǎn)軸41相連接，渦輪8與長泵軸2相連接。在泵 輪7和渦輪8之間阻流板9，該阻流板9上具有供介質(zhì)通過的過
7流口，阻流板9的直徑與泵輪7的直徑之比的數(shù)值大于0. 7。它
起阻擋液流使之改變流動(dòng)方向，作小循環(huán)流動(dòng)的作用。這樣，通
過工作腔611中充液量隨泵載荷增加和輸出轉(zhuǎn)速降低而自動(dòng)減少 來限制扭矩。輔助室罩62套在渦輪11外面，并固定在泵輪10 上，與泵輪10—起旋轉(zhuǎn)，并與渦輪11外表面組成一個(gè)環(huán)形的輔 助室612，輔助室612與工作腔611相聯(lián)通。
如圖1、圖2、圖3和圖4所示，在工作腔611內(nèi)充入60 70%液力傳動(dòng)油后，電機(jī)4啟動(dòng)，帶動(dòng)泵輪7轉(zhuǎn)動(dòng)，泵輪7推動(dòng)液 體介質(zhì)向渦輪8處并且沖擊渦輪8，使渦輪8轉(zhuǎn)動(dòng)，液體介質(zhì)進(jìn) 過渦輪8后通過輔助室612回到泵輪7處，再次被泵輪7推動(dòng)。 而輔助室612內(nèi)液體大致以泵輪7和渦輪8的平均轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，并 以這旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力來達(dá)到與工作腔611中的液體壓力相平 衡。當(dāng)羅茨泵在中真空狀態(tài)下工作時(shí)，渦輪8轉(zhuǎn)速接近于泵輪7， 輔助室612內(nèi)液體的旋轉(zhuǎn)速度高，離心力大，平衡后的液面半徑 大。隨著羅茨泵入口壓力的提高，載荷增加，當(dāng)羅茨泵的壓差超 過了規(guī)定的超越壓差后，渦輪8轉(zhuǎn)速逐漸下降，輔助室612內(nèi)液 體的平均轉(zhuǎn)速也隨之降低，液體所受離心力減少，靜壓頭降低， 液體由工作腔611流入輔助室612，平衡后液面半徑減少，循環(huán) 圓中充液量減少，扭矩曲線跌落。同時(shí)，由于渦輪8轉(zhuǎn)速降低， 液流在工作腔611中趨向于大循環(huán)，而渦輪8出口處的阻流板9 卻強(qiáng)迫液流向上作小循環(huán)流動(dòng)，致使扭矩不能增加，起到了限矩 作用，從而保證了電機(jī)4的安全運(yùn)行。
此外，電機(jī)4的轉(zhuǎn)軸41和 泵軸2之間通過液力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連 接后，羅茨泵可以在大氣壓下起動(dòng)時(shí)。電機(jī)4可利用最大扭矩起 動(dòng)，起動(dòng)時(shí)間短，而羅茨泵本身因與渦輪8直聯(lián)，在液力偶合器 的限矩作用下起動(dòng)，并隨著羅茨泵入口壓力即載荷的降低，轉(zhuǎn)速 逐漸增加，直至達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，羅茨泵進(jìn)入中真空狀態(tài)。
權(quán)利要求1、一種羅茨真空泵，包括泵體(1)和設(shè)置在泵體(1)內(nèi)的長泵軸(2)、短泵軸(20)，在長泵軸(2)和短泵軸(20)上均固連有轉(zhuǎn)子(3)，長泵軸(2)和短泵軸(20)之間通過一對(duì)相互嚙合的傳動(dòng)齒輪(21)相連接，長泵軸(2)的一端伸出泵體(1)外，在泵體(1)上設(shè)有電機(jī)(3)，其特征在于，所述的電機(jī)(3)的轉(zhuǎn)軸(41)和泵軸(2)之間通過液力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的羅茨真空泵，其特征在于，所述的 液力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為液力耦合器(6)，包括殼體(61)和設(shè)置在殼體(61)內(nèi)的泵輪(7)和渦輪(8)，泵輪(7)和渦輪(8)之間具 有供環(huán)形工作腔(611)，在泵輪(7)上固連輔助室(612)罩(62)， 輔助室(612)罩(62)和泵輪(7)之間具有與上述的工作腔(611) 相通的輔助室(612)，所述的泵輪(7)與電機(jī)(3)轉(zhuǎn)軸(41) 相連接，所述的渦輪(8)與上述的泵軸(2)相連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的羅茨真空泵，其特征在于，所述的 液力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括設(shè)置在泵輪(7)和渦輪(8)之間阻流板(9)， 該阻流板(9)上具有供介質(zhì)通過的過流口。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的羅茨真空泵，其特征在于，所述的 阻流板(9)的直徑與泵輪(7)的直徑之比的數(shù)值大于0.6 0.9。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的羅茨真空泵，其特征在于， 所述的泵輪(7)和渦輪(8)的葉片的數(shù)量不相同。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的羅茨真空泵，其特征在于，所述的 泵輪(7)進(jìn)口和渦輪(8)的出口的葉片為若干長葉片和短葉片， 且長短葉片間隔排列。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的羅茨真空泵，其特征 在于，所述的羅茨泵的泵軸(2)出軸處與泵體(1)設(shè)有密封件(5)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種羅茨真空泵，屬于機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。它解決了羅茨真空泵帶載啟動(dòng)難、啟動(dòng)電流大、對(duì)電網(wǎng)的沖擊大和羅茨真空泵承受沖擊大等技術(shù)問題。本羅茨真空泵包括泵體和設(shè)置在泵體內(nèi)的長泵軸、短泵軸，在長泵軸和短泵軸上均固連有轉(zhuǎn)子，長泵軸和短泵軸之間通過一對(duì)相互嚙合的傳動(dòng)齒輪相連接，長泵軸的一端伸出泵體外，在泵體上設(shè)有電機(jī)，電機(jī)的轉(zhuǎn)軸和泵軸之間通過液力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接。本實(shí)用新型過載保護(hù)好、啟動(dòng)電流小、帶載啟動(dòng)容易、抽氣時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F04C18/14GK201368024SQ20092011211
公開日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2009年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月5日
發(fā)明者王曉虎, 王琴斐, 羅根松, 濤 許 申請(qǐng)人:浙江真空設(shè)備集團(tuán)有限公司