[发明专利]具有两个或多个转子的无油流体机械

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有两个或多个转子的无油流体机械，具体地说，涉及一种干式密封机械真空泵，如罗茨式(Roots type)、螺旋式和爪式(claw type)真空泵，其具有两个或多个转子，转子相互间同步旋转，以实现均衡的转矩传动，而不需要用于润滑转子驱动机构的润滑油，从而消除油污染。

背景技术

流体机械具有容纳在转子壳体中的两个或多个反转啮合的叶片转子，通过相互同步旋转的转子来排除截留(trapped)在转子壳体壁与转子表面间的间隙中的空气，这种流体机械广泛的用作真空泵，例如罗茨式真空泵、爪式(claw)真空泵和螺杆式真空泵。

在这些具有两个或多个叶片转子的干式机械真空泵中，由金属制成的同步齿轮通常适合使啮合叶片转子在彼此相反的方向上旋转。由金属制成的同步齿轮需要用油、油脂或固体润滑剂等等润滑。更进一步地，由于同步齿轮的啮合接触产生噪声。

同步齿轮的润滑由油、油脂或固体润滑剂等完成。油润滑降低真空度。在转子低转速的情况下，可采用油脂，但填充油脂并不容易。当齿轮受到大负荷时，固体润滑剂不能满足要求。油脂在消除摩擦热方面的性能很差，固体润滑剂不能消除摩擦热。一般情况下，润滑油储存在齿轮箱中，并在真空泵运行时提供给需要的地方，存在油穿过转子的传动轴的油密封而泄漏的问题。尤其是，将泄漏到泵室的油分子调(defuse)入导管以被抽空，并且损坏真空度。

为了解决这些问题，可想到的是使用塑料齿轮或齿形啮合带(同步皮带)，以无润滑的传递驱动力。然而，不利的是其不能传递大转矩，因为塑料齿轮和齿形啮合带与金属齿轮比较起来强度较低，从而导致工作寿命减少。

在日本的已公开(Laid-Open)专利申请No.6-185483(专利文献1)公开一种干式罗茨机械真空泵，在其中环形磁铁分别连接于传动马达的传动轴的末端，以及旋转轴之一的末端，和一插入(run in)到环形磁铁的外圆周与内圆周之间的缝隙内的由电绝缘材料制成的隔离部件，，以便使设有连接于(attached to)旋转轴的环形磁铁的泵体侧，从设有连接于马达传动轴的环形磁铁的泵体侧分隔开。同步齿轮包括金属齿轮和塑料齿轮，以使两个转子在相互同步的过程中沿彼此相反的方向旋转，同步齿轮设置于各自旋转轴的另一末端。在该结构中，用于润滑同步齿轮的润滑油并不是必须的，用于防止油从齿轮室泄漏到泵室的油密封和用于防止油从齿轮室泄漏到外面的油密封被移除，从而摩擦导致的能量损失减少。

然而，对于专利文献1公开的干式罗茨机械真空泵，驱动马达的驱动转矩经由环形磁铁传递到一个转子，并且该驱动转矩经由包括金属齿轮和塑料齿轮的同步齿轮传递到另一转子。所以，当增加的驱动转矩从驱动马达传递到一个转子时，所有驱动转矩全部经由同步齿轮传递到另一转子，并且塑料齿轮由于增加的转矩可能被破坏或降低工作寿命。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种无油流体机械单元，该无油流体机械单元，转矩传递能在无需润滑油的相互同步反转的两个或多个转子之间实现，从而消除润滑油导致的污染而并不降低流体机械的同步齿轮的工作寿命。

为实现该目的，本发明提出无油流体机械单元包括无油流体机械、连接到流体机械的转子轴之一的马达、和用于安装流体机械和马达的安装基座，流体机械具有转子壳体和两个或多个容纳在转子壳体内的可旋转的叶片转子，以在转子旋转时排除截留形成于叶片和转子壳体之间的空隙(pockets)内的气体，其中滑轮连接于每个所述转子轴的末端，该末端与马达侧末端相对，环绕于滑轮上的皮带连接于相邻的转子轴，以便连接于相邻的转子轴的滑轮以彼此相反的方向旋转；并且同步齿轮分别连接于转子轴的另一末端，同步齿轮中的至少一个由塑料制成；通过经由皮带驱动和经由同步齿轮驱动的两种途径，转子间的转矩传递得以完成。

通过组成无油流体机械单元，从而经由皮带驱动和经由同步齿轮驱动两条途径实现转子间转矩的传递，施加到同步齿轮上的负载转矩减少。因此，通过采用塑料制造同步齿轮中的至少一个(at least on of the synchronizationgears)，用于润滑同步齿轮的润滑油将不再需要。更进一步地，当相邻的转子间的传递转矩的仅一部分经由皮带传递时，总转矩的传递能力可随施加到同步齿轮的负荷转矩的减少而增加。因而，通过在像这样构成的驱动传动机构中采用塑料齿轮，由使用塑料齿轮而降低转矩传递能力的问题，和塑料齿轮对于机械负载的不良的抗疲劳强度的问题可被同时解决。