乾式螺杆真空泵的製作方法
2023-10-23 14:48:57 2
專利名稱：乾式螺杆真空泵的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種真空泵。
背景技術：
隨著工業發展和環境保護的要求，傳統的油封式真空泵已滿足不了當前多方面的技術要求，主要體現在以下兩個方面一是以半導體行業為代表，要求真空泵不向被抽空間返流油蒸汽，以免工件受汙染，通常使用油封式真空泵是在進氣口安裝冷阱捕捉油蒸汽，但也很難做到返流為零；二是以石化行業為代表，要求真空泵能大量抽除可凝性蒸汽，或有毒、腐蝕性氣體，或含有微小顆粒的氣體，由於泵油在油封式機械泵運轉過程中起著潤滑、密封、冷卻等作用，上述氣體與泵油長期作用結果是使泵油性能劣化、失效。
發明內容
為解決以上諸多問題，本實用新型的目的提供一種乾式螺杆真空泵，採用齒輪泵體與螺杆泵體嚴格分開且採用密封結構，防止齒輪泵體內的油蒸汽進入螺杆泵體，利用帶密封蓋的脂潤滑軸承，以達到真空泵不向被抽空間返流油蒸汽，同時也不會對周圍環境排放油蒸汽汙染環境，並提高了工作效率。
本實用新型的結構設計是這樣實現的該螺杆泵包括有電機、聯軸器、齒輪、螺杆和泵腔，其結構是下面為泵體底板，在底板一端裝有臥式電機，電機輸出通過聯軸器和聯接軸與中間齒輪腔內的一對增速齒輪連接，一對增速齒輪兩輸出傳動齒輪均與螺杆泵腔內兩螺杆固定連接；也可由電機通過聯軸器直接傳動陽螺杆，再通過傳動齒輪帶動陰螺杆，省卻連接軸和增速機構，兩螺杆為陰螺杆、陽螺杆，成平行狀態，兩螺杆逆向旋轉形成空間容積變化達到吸氣、壓縮和排氣，兩螺杆之間、螺杆與泵體之間不相互接觸，有微小的間隙。裝在陰螺杆軸或陽螺杆軸上的其中一個傳動齒輪採用脹緊連接套與軸連接。軸承帶有密封盒，採用全密封脂潤滑，在兩泵腔之間的螺杆軸上裝有密封件，螺杆泵腔與齒輪腔採用全鑄式並鑄有水冷套，螺杆泵腔上面開有吸氣口，齒輪腔內鑄有排氣通道連接到泵腔側面的排氣口(如圖1所示)。
乾式螺杆泵的泵腔內裝有陰陽螺杆，螺杆結構形式包括有下列三種型線，分別為1、雙邊對稱圓弧型線，螺杆端面型線(如圖2、3所示)，陽螺杆為對稱的四頭螺杆，陰螺杆為對稱的六頭螺杆，陽螺杆HI和LM段為圓弧，與其相嚙合的陰螺杆型線為AB和EF兩段圓弧；陽螺杆上I、L兩點與陰螺杆BC、DE兩段擺線相嚙合；陰螺杆上C、D兩點與陽螺杆IJ、KL兩段擺線相嚙合；陽螺杆上JK段圓弧與陰螺杆CD段圓弧相嚙合；陽螺杆上MN段圓弧與陰螺杆FG段圓弧相嚙合，端面型線方程作螺旋運動形成螺旋曲面，(如圖4、5所示)。
2、變螺距單頭螺紋，螺杆型線，導程的變化由變螺距係數控制，大導程一端對應於吸氣口，則開始時吸氣量大，在轉子轉動過程中運動的封閉腔體體積越來越小，壓縮氣體達到一定壓力排出。位置齒型由上齒面16、下齒面17、齒頂面18和齒根面19構成，其軸向剖面(如圖8、9所示)齒型有兩種其一為內凹齒面，即一齒面為直齒，另一面為內凹齒面，滿足一螺杆的凹齒面是另一螺杆相嚙合螺旋線的共軛曲面，兩螺杆的凹齒面相對形成密封曲線，直齒的傾角範圍30°～60°；另一種為齒根厚、齒頂窄的梯形螺齒，上齒面傾角範圍8°～45°，下齒面傾角範圍0°～15°(如圖6、7、8、9所示)。
3、等螺距單頭螺紋，螺杆型線，實際上令變螺距係數為0，變螺距型線方程便轉化成為等螺距型線方程。齒型和齒面傾角的取值與變螺距螺紋相同(如圖10、11所示)。
本實用新型與已有技術比較有如下優點結構簡單，生產維修使用方便，最大優點是抽氣部件不需油潤滑，不向被抽空間返流油蒸汽，可獲得清潔真空環境，另外可靠性高，抽氣壓力範圍廣，可抽除含有微小顆粒、粉塵、腐蝕性和可凝性氣體。
圖1為乾式螺杆真空泵結構原理圖；圖2、3為乾式螺杆真空泵雙邊對稱圓弧端面型線圖；圖4為乾式螺杆真空泵陽螺杆曲面效果圖；圖5為乾式螺杆真空泵陰螺杆曲面效果圖；圖6、7為乾式螺杆真空泵不等螺距陰陽螺杆結構圖；圖8為乾式螺杆真空泵單頭等螺距內凹齒型陽螺杆軸向剖面圖；圖9為乾式螺杆真空泵單頭不等螺距梯形螺齒陽螺杆軸向剖面圖；圖10、11為乾式螺杆真空泵等螺距陰陽螺杆結構圖。
圖中1軸承、2螺杆泵腔、3陰螺杆、4密封件、5齒輪腔、6傳動齒輪、7增速齒輪、8聯軸器、9電機、10底板、11連接軸、12脹緊連接套、13排氣口、14陽螺杆、15水冷套、16上齒面、17下齒面、18齒頂面、19齒根面。
具體實施方式
本實用新型詳細結構和工作原理結合附圖加以詳細說明。
其結構如圖1所示，該泵由電機9通過聯軸器8和連接軸11直聯帶動齒輪，通過增速齒輪7傳動主動陽螺杆14，再通過傳動齒輪6帶動陰螺杆3，也可由電機9通過聯軸器8直接傳動陽螺杆14，再通過傳動齒輪6帶動陰螺杆3，省卻連接軸11和增速機構。兩螺杆逆向旋轉形成空間容積變化達到吸氣、壓縮和排氣的目的。兩螺杆之間、螺杆與泵體之間不相互接觸，有微小的間隙，無需潤滑，這就保證了被抽空間的清潔，也不會向外部空間排放油蒸汽而汙染環境。傳動齒輪與軸的連接，其一採用脹緊連接套12，另一為鍵連接或圓錐面過盈連接。軸承1採用全密封脂潤滑，不需濺油潤滑，為防止齒輪腔內的油蒸汽進入抽氣腔內，在兩泵腔之間的轉子軸上裝有密封件4。螺杆泵腔2與齒輪腔5採用全鑄式並鑄有水冷套15通水冷卻。螺杆泵腔2、齒輪泵腔5和電機9安裝在底板10上。吸氣口位於螺杆泵腔2上方，在齒輪泵腔5內鑄有排氣通道聯接到泵腔側面的排氣口13。
乾式螺杆真空泵之螺杆包括由三種型線，有雙邊對稱圓弧型線、變螺距單頭螺紋型線、等螺距單頭螺紋型線。雙邊對稱圓弧型線加工較複雜，但應用範圍廣，適用於大抽速真空泵；變螺距單頭螺紋、等螺距單頭螺紋型線加工較容易，適用於中小型真空泵。
權利要求1.一種乾式螺杆真空泵，包括有電機、聯軸器、齒輪、螺杆和泵腔，其特徵在於該螺杆泵下面為泵體底板(10)，在底板一端裝有臥式電機(9)，電機輸出通過聯軸器(8)和聯接軸(11)與中間齒輪腔(5)內的一對增速齒輪(7)連接，一對增速齒輪(7)兩輸出傳動齒輪(6)均與螺杆泵腔(2)內兩螺杆固定連接；也可由電機(9)通過聯軸器(8)直接傳動陽螺杆(14)，再通過傳動齒輪(6)帶動陰螺杆(3)，省卻連接軸(11)和增速機構，兩螺杆為陰螺杆(3)、陽螺杆(14)，成平行狀態，兩螺杆逆向旋轉形成空間容積變化達到吸氣、壓縮和排氣，兩螺杆之間、螺杆與泵體之間不相互接觸，有微小的間隙，裝在陰螺杆軸(3)和陽螺杆軸(14)上的傳動齒輪(6)任一採用脹緊連接套(12)與軸連接，軸承(1)帶有密封盒，採用全密封脂潤滑，在兩泵腔之間的螺杆軸上裝有密封件(4)，螺杆泵腔(2)與齒輪腔(5)採用全鑄式並鑄有水冷套(15)，螺杆泵腔(2)上面開有吸氣口，齒輪腔(5)內鑄有排氣通道連接到泵腔側面的排氣口(13)。
2.按照權利要求1所述的乾式螺杆真空泵，其特徵在於乾式螺杆泵的泵腔內裝有陰陽螺杆，螺杆結構形式包括有下列三種型線雙邊對稱圓弧型線、變螺距單頭螺紋型線、等螺距單頭螺紋型線。
3.按照權利要求2所述的乾式螺杆真空泵，其特徵在於雙邊對稱圓弧型線，陽螺杆為對稱的四頭螺杆，陰螺杆為對稱的六頭螺杆，陽螺杆HI和LM段為圓弧，與其相嚙合的陰螺杆型線為AB和EF兩段圓弧；陽螺杆上I、L兩點與陰螺杆BC、DE兩段擺線相嚙合；陰螺杆上C、D兩點與陽螺杆IJ、KL兩段擺線相嚙合；陽螺杆上JK段圓弧與陰螺杆CD段圓弧相嚙合；陽螺杆上MN段圓弧與陰螺杆FG段圓弧相嚙合，端面型線方程作螺旋運動形成螺旋曲面。
4.按照權利要求2所述的乾式螺杆真空泵，其特徵在於變螺距單頭螺紋，導程的變化由變螺距係數控制，大導程一端對應於吸氣口，則開始時吸氣量大，在轉子轉動過程中運動的封閉腔體體積越來越小，壓縮氣體達到一定壓力排出，位置齒型由上齒面(16)、下齒面(17)、齒頂面(18)和齒根面(19)構成，其軸向剖面齒型為一面為直齒，另一面為內凹齒面，滿足一螺杆的凹齒面是另一螺杆相嚙合螺旋線的共軛曲面，兩螺杆的凹齒面相對形成密封曲線，直齒的傾角範圍30°～60°。
5.按照權利要求2所述的乾式螺杆真空泵，其特徵在於變螺距單頭螺紋，其軸向剖面齒型也可為齒根厚、齒頂窄的梯形螺齒，上齒面傾角範圍8°～45°，下齒面傾角範圍0°～15°。
6.按照權利要求2所述的乾式螺杆真空泵，其特徵在於等螺距單頭螺紋，實際上令變螺距係數為0，變螺距型線方程便轉化成為等螺距型線方程，齒型和齒面傾角的取值與變螺距螺紋相同。
專利摘要本實用新型公開了一種乾式螺杆真空泵及其三種轉子型線，該泵包括有電機、聯軸器、齒輪、螺杆和泵體。電機通過聯軸器及軸承與齒輪泵腔的增速齒輪聯接，固定聯接在陽螺杆上的傳動齒輪與陰螺杆上的齒輪嚙合(如圖所示)；也可由電機通過聯軸器直接驅動陽螺杆，再通過傳動齒輪帶動陰螺杆，省卻增速機構。螺杆包括有三種型線，分別為雙邊對稱圓弧型線、等螺距單頭螺紋和變螺距單頭螺紋。其優點結構簡單，生產、維修、使用方便，最大優點是抽氣腔內無油，保證被抽空間的清潔，滿足清潔真空環境的需要，同時也減少油蒸汽的排出對周圍環境的汙染，另外可靠性高，抽氣壓力範圍廣，可抽除含有可凝性蒸汽、微小顆粒和粉塵的氣體。
文檔編號F04C25/00GK2758530SQ20042010810
公開日2006年2月15日 申請日期2004年9月29日 優先權日2004年9月29日
發明者張世偉, 徐成海, 劉春姐 申請人:東北大學