[发明专利]多级干燥真空泵

说明书

技术领域

本发明涉及多级干燥真空泵，且具体来说，涉及这样的多级干燥真空泵，其中，气体通道形成为与泵体的缸外壁接触，而冷却水被强制围绕气体通道外壁循环，气体通道与缸的排气空间连通，使得气体通道内冷却的气体与缸体和转子一起冷却，由此，使缸体和转子在同样的温度环境和热膨胀下操作。

背景技术

传统的真空泵冷却技术在结构中是这样实现：通过在泵体缸体外壁上形成冷却水通道，直接地冷却缸体，于是，在转子吸气和排气到缸体内部的压缩过程中产生的高温热直接传输到转子，使转子被加热和热膨胀，而借助于循环通过外壁内形成的冷却水通道来冷却缸体，于是热膨胀不发生。因此，在各个转子和缸体之间存在间隙，并在一对转子之间存在间隙，由于缸体和转子之间的热膨胀不同，为了防止泵的粘住，这两个间隙有必要做得大一些。在此情形中，由于间隙较大或由于排气速度降低，高真空度就不能容易获得，要花较长时间来达到所要求的真空度，或达到要求的真空度变得不可能。由于不可能控制转子的过热，所以泵在运行过程中由于转子比缸体的过度热膨胀而可能粘住。

如果传统泵结构中需要有真空度约为10^-3托(Torr)的高真空泵，则需要两个三级泵。将两个泵连接起来，在多级泵结构中无需考虑连接更多个泵，其原因在于，当泵结构至少由三个泵结构组成时，由于压缩比增加和各个构件热膨胀差异引起的过热问题不能被克服。于是，当通过串联连接两个三级泵而形成一个六级缸体结构时，就可达到高真空度。在此情形中，连接两个三级泵，导致工作气体的通道很长，且泵价格和维护成本显著增加(与一个泵相比，当安装两个泵时，维护成本约为两倍)。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种多级干燥真空泵，其中，通过同时冷却泵的缸体和转子，使泵的缸体和转子之间的热膨胀状态相类似，就可防止泵被粘住的问题，该问题是因为缸体和转子之间热膨胀不同而发生的，并通过分别在转子和缸体内获得优化的间隙设计，可获得高的真空度，由此使得泵的尺寸变小并显著地降低泵设备的维护成本。

为了达到上述目的，提供一种多级干燥真空泵，其包括多个形成为多级结构的多级缸体，于是，沿着从气体抽吸部分到排放部分的方向，气体压缩比越来越增高；形成在各个缸体内的缸；一对转子，它们安装在各个缸内并彼此接合和转动；转动转子对的主轴和从动轴；转动主轴的电动机；入口端口，当转子对转动而导向气体流入1级缸内时，该入口端口连接到外部设备；以及将气体从最后缸排到外面的排气端口，其中，气体通道形成在各个缸体处，用来传递各个缸内的压缩气体，使所述气体通道围绕各个缸的外侧，用于循环冷却水的冷却水套形成在气体通道的外侧附近，该冷却水套的形状像围绕着该气体通道，以及连通通道设置在与冷却水套接触的各个气体通道处，并做成与缸的排气空间连通。

由于以上的结构，在一对转子在缸内转动时气体被抽吸和排出的压缩过程中，所产生的压缩热量使抽吸气体过热，借助于靠近气体通道循环的冷却水，使该过热的抽吸气体冷却，同时，抽吸气体通过气体通道被传送到下一级缸，而冷却的气体进入下一级缸内，并冷却转子和缸体，通过气体通道冷却的气体传送到下一级，在此过程中，部分气体通过连通通道输入到缸的排气空间内，由此提高排气压力，这导致气体提高其循环，同时冷却转子和缸。

在本发明中，其中有冷却水循环的冷却水套，有选择地靠近排气端口那侧形成在缸体处，由此执行冷却操作，于是，对于压缩比低的入口侧的缸体，获得了热平衡。

在本发明中，前盖和后盖在各级缸体的两侧接合，而冷却水套设置在轴承的外侧，轴承支承主轴和从动轴，以便循环冷却水。齿轮箱容纳一对与主轴和从动轴可转动地啮合的齿轮，该齿轮箱在前盖处与冷却水套接合，该冷却水套装备有冷却系统，该冷却系统与缸体的冷却水套连通。

由于以上的结构，支承诸轴的轴承处产生的热，以及齿轮处产生的热可得到冷却，齿轮箱内的润滑油也可被冷却。

在本发明中，电动机安装在齿轮箱处，且轴密封构件连同支承轴承一起设置在主轴上，以便防止润滑油通过主轴泄漏。包围轴密封构件和支承轴承的密封外壳接合到齿轮箱，其中有冷却水循环的冷却水套形成在密封外壳的外壁处。

在本发明中，电动机的转子一体地延伸到转子的主轴，或直接接合到分开形成的电动机轴上，电动机的定子固定在齿轮箱上，其中有冷却水循环的冷却水套形成在电动机的定子的外壁处。

根据本发明的一优选实施例，与后盖接触的最后级缸体装备有形成在两侧的两个缸。

效果

根据本发明的多级干燥真空泵具有如下的优点。