油旋轉真空泵的製作方法
2023-06-27 05:05:46 1
專利名稱：油旋轉真空泵的製作方法
技術領域：
本發明涉及ー種油旋轉真空泵。
背景技術：
油旋轉真空泵通過使旋轉件在泵室內旋轉的同時吸入、壓縮並排出氣體，來實現預期的泵功能。此時，真空泵油用於滑動於泵室內面上的旋轉件的潤滑，以及支撐使旋轉件旋轉的旋轉軸的軸承部的潤滑等。眾所周知，油旋轉真空泵有旋轉翼式、膜片式、搖動活塞式等型式。在旋轉翼式的情況中，所述旋轉件對應於包含轉子與多個葉片的旋轉翼。例如，下述專利文獻I中記載了具有兩個串聯連接的旋轉件的旋轉翼式兩段式油旋轉真空泵。 在旋轉翼式油旋轉真空泵中，多個葉片隨著轉子的旋轉在泵室的內周面上滑動，從吸氣ロ向排氣ロ輸送氣體。通常，所述轉子配置於靠近泵室的上端，以隔著泵室上端的方式分別形成有排氣ロ與吸氣ロ。並且，通過形成於泵室上端與轉子的外周面之間的潤滑油的油膜，確保在排氣ロ側與吸氣ロ側之間規定的氣密性。專利文獻I :日本特開平7-77184號公報
發明內容
在所述結構的油旋轉真空泵中，減少葉片滑動阻力的潤滑油與氣體一起向排氣ロ輸送。葉片通過排氣ロ後，潤滑油經由泵室上端部的狹窄間隙被導入吸氣ロ側。另ー方面，泵室的壓カ越降低，葉片刮去的潤滑油的量就越増加。當被導入至泵室上端的潤滑油的量達到規定以上吋，由於排氣ロ與泵室上端部之間的間隙內封入有潤滑油，因此很難將潤滑油順利導入吸氣側。其結果是，所述間隙內封入的潤滑油對泵室的內壁或葉片產生過大負荷，並產生異常聲響或振動。鑑於所述情況，本發明的目的在於提供一種可以減少由泵室內的潤滑油引起的異常聲響或振動的油旋轉真空泵。為了達到所述目的，本發明的實施方式涉及的油旋轉真空泵具備潤滑油的儲存室、泵室、旋轉件與驅動部。所述泵室包含通道，與所述儲存室連通；圓筒形狀的內周面，具有吸氣ロ與排氣ロ ；第一曲面部，在所述吸氣ロ與所述排氣ロ之間具有第一頂部；第二曲面部，在所述排氣ロ與所述第一頂部之間具有第二頂部，且所述第二曲面部形成為與所述第一曲面部連接。所述旋轉件具有與所述內周面相對的外周面和在所述內周面上滑動的滑動部，且以使所述外周面的一部分接近所述第一曲面部的方式配置在所述泵室內。所述驅動部連接於所述泵室，且具有使所述旋轉件旋轉的旋轉軸。
圖I為表示本發明實施方式涉及的油旋轉真空泵結構的部分剖面側視圖2為所述油旋轉真空泵的主要部分的放大圖；圖3為沿圖2中[A]_[A]線方向的箭頭方向剖視圖；圖4為所述油旋轉真空泵中的第二泵室的內周面的主要部分的放大圖；圖5為表示在與本實施方式相同的油旋轉真空泵中，第二泵室的內周面是大致相同的圓柱形狀時的ー個例子的主要部分的放大圖；圖6為表示在與本實施方式相同的油旋轉真空泵中，第二泵室的內周面上只形成有與第一曲面部對應的曲面部時的ー個例子的主要部分的放大圖。附圖標記說明I油旋轉真空泵10主體13儲存室20 驅動部21 旋轉軸30 泵機構31 第一汽缸塊32 第二汽缸塊41 第一轉子42 第二轉子51 第一葉片52 第二葉片321 中間塊L 潤滑線Pl 第一泵室P2 第二泵室Rl 第一旋轉件R2 第二旋轉件Cl 第一曲面部C2 第二曲面部
具體實施例方式本發明的實施方式涉及的油旋轉真空泵具備潤滑油的儲存室、泵室、旋轉件與驅動部。所述泵室包含通道，與所述儲存室連通；圓筒形狀的內周面，具有吸氣ロ與排氣ロ ；第一曲面部，在所述吸氣ロ與所述排氣ロ之間具有第一頂部；第二曲面部，在所述排氣ロ與所述第一頂部之間具有第二頂部，且所述第二曲面部形成為與所述第一曲面部連接。所述旋轉件具有與所述內周面相對的外周面和在所述內周面上滑動的滑動部，且以使所述外周面的一部分接近所述第一曲面部的方式配置在所述泵室內。所述驅動部連接於所述泵室，且具有使所述旋轉件旋轉的旋轉軸。 在所述油旋轉真空泵中，旋轉件被配置成其外周面的一部分與形成於泵室內周面上的第一曲面部接近。並且，當旋轉件受到經由旋轉軸被傳遞的驅動部的旋轉驅動カ時，旋轉件在泵室內旋轉，通過所述內周面上的滑動部的移動而從吸氣ロ吸入氣體，進行壓縮並從排氣ロ排出。另ー方面，潤滑油從儲存室經由通道被導入泵室內，在潤滑滑動部的同時在所述內周面及旋轉件的外周面上形成油膜。因此，在滑動部旋轉時，潤滑油在被刮去的同時與氣體一起向排氣ロ輸送。滑動部刮去的潤滑油的量增加時，存在以下情況所述第一曲面部與旋轉件的外周面之間的間隙或所述第一曲面部與排氣ロ之間的間隙內封入有潤滑油，對泵室的內周面或滑動部產生負荷，並產生異常聲響或振動。在所述油旋轉真空泵中，第二曲面部擴大了由第一曲面部、旋轉件的外周面以及排氣ロ所包圍的間隙，形成容納潤滑油的緩衝部，由此可以減少潤滑油產生的負荷，抑制異常聲響或振動的產生。
並且，所述油旋轉真空泵中，第一曲面部與第二曲面部連接而形成，該第一曲面部相對配置有旋轉件，該第二曲面部容納潤滑油。由此，所述滑動部在泵室內周面上平滑移動。所述油旋轉真空泵也可以這樣設置所述第一曲面部及所述第二曲面部包含具有相同曲率半徑的曲面形狀。由此，第二曲面部可以通過與第一曲面部相同的エ序形成，可以容易且經濟地製造所述泵室。所述油旋轉真空泵也可以這樣設置所述第一曲面部及所述第二曲面部分別具有與所述外周面相同的曲率半徑。由此，泵室的內周面與旋轉件之間的密封性增高，可以提高泵功能，同時第二曲面部可以通過與第一曲面部相同的エ序形成，可以容易且經濟地製造所述泵室。 以下，參照附圖，對本發明的實施方式進行說明。(油旋轉真空泵的結構)圖I為表示本發明的實施方式涉及的油旋轉真空泵的部分剖面側視圖。本實施方式中，舉例說明兩段式油旋轉真空泵。本實施方式油旋轉真空泵I具有主體10、驅動部20與泵機構30。圖I中X軸方向及Y軸方向表不水平方向，Z軸方向表不垂直方向(重力方向)。主體10具有第一泵殼101、第二泵殼102。第一泵殼101構成主體10的主要部分，且分別組裝有驅動部20與泵機構30。第二泵殼102安裝於第一泵殼101的一端(圖I中右端)，內部形成有儲存泵油(潤滑油)的儲存室13。第二泵殼102的規定位置上安裝有用於確認儲存室13內的泵油液面Ps的液位計103。主體10具有吸氣管11與排氣管12。吸氣管11安裝於第一泵殼101，經由圖中未示出的吸氣管連接部與真空室等連接。第一泵殼101中形成有連通吸氣管11與泵機構30的吸氣通道111。排氣管12安裝於第二泵殼102，由泵機構30將經由吸氣管11吸入的氣體排出裝置外部。排氣管12連接有圖中未示出的排氣管連接部等。驅動部20由驅動泵機構30的電動機與容納該電動機的電動機殼體等構成，安裝於主體10 (第一泵殼101)。驅動部20具有在Y軸方向上延伸的旋轉軸21，使旋轉軸21繞其軸系旋轉。旋轉軸21可以是連接於所述電動機驅動軸的軸部件。這種情況下，所述軸部件也可以直接連接於所述驅動軸，也可以經由傳送帶或齒輪等旋轉傳輸機構連接於驅動軸。旋轉軸例如由滑動軸承等可旋轉地支撐。泵機構30由兩段(two-stage)式的旋轉翼式泵單元構成。圖2為表示泵機構30的詳情的放大圖。泵機構30具有第一汽缸體31、第二汽缸體32、中間塊321與側蓋33。第一汽缸體31固定於構成第一泵殼101的間隔壁112上。中間塊321固定於第一汽缸體31與第二汽缸體32之間，且具有插通孔322，該插通孔322插通有支撐旋轉軸21的滑動軸承。中間塊321在第一汽缸體31的內部形成第一泵室P1。第一泵室Pl內可旋轉地容納有第一旋轉件R1。第一旋轉件Rl具有連接於旋轉軸21的第一轉子41，和在第一轉子41的周圍向徑方向可滑動地安裝的ー對第一葉片51 (第一滑動部)。側蓋33固定於第二汽缸體32，由此在第二汽缸體32的內部形成第二泵室P2。第ニ泵室P2內可旋轉地容納有第二旋轉件R2。第二旋轉件R2具有連接於旋轉軸21的第二 轉子42和在第二轉子42的周圍向徑方向可自如滑動地安裝的ー對第二葉片52 (第二滑動部)。第一汽缸體31與第二汽缸體32及側蓋33例如經由在Y軸方向上具有軸方向的多根螺釘部件B而固定於間隔壁112。泵機構30由儲存在儲存室13內的泵油進行潤滑。泵機構30內設有用於分別向第一泵室Pl及第ニ泵室P2供給泵油的潤滑線(通道)。所述潤滑線在儲存室13與泵室Pl、P2之間使泵油連通。所述潤滑線具有第一貫通孔LI、第二貫通孔L2、第三貫通孔L3與第四貫通孔L3。在以下說明中，除個別說明的情況，也將第一 第四貫通孔LI L4總稱為潤滑線し第一貫通孔LI形成於從旋轉軸21的軸心只偏移規定距離的位置處，以便在Y軸方向上貫通側蓋33。並且，第二貫通孔L2形成於從旋轉軸21的軸心只偏移所述規定距離的位置處，以便可以在Y軸方向上貫通第二轉子42並可以在第二轉子42的任意旋轉位置處與第一貫通孔LI排成一條直線。第三貫通孔L3形成於從旋轉軸21的軸心只偏移所述規定距離的位置處，以便可以在Y軸方向上貫通中間塊321並可以在第二轉子42的任意位置處與第二貫通孔L2排成一條直線。第三貫通孔L3的形成位置無特別限定，但在本實施方式中，形成於旋轉軸21在重力方向上的上方側。並且，第四貫通孔L4形成於從旋轉軸21的軸心只偏移所述規定距離的位置處，以便可以在Y軸方向上貫通第一轉子41並可以在第一轉子41的任意位置處與第三貫通孔L3排成一條直線。由於轉子41、42的旋轉，各泵室P1、P2內形成有負壓，儲存室13與泵室P1、P2之間產生壓カ差。由此，儲存室13內儲存的泵油經由潤滑線L供給於第一泵室Pl及第ニ泵室P2。並且，在第一泵室Pl與驅動部20之間，旋轉軸21的周圍安裝有油封。由此，防止泵油從第一泵室Pl浸入驅動部20。圖3為圖2沿[A]_[A]線方向的剖視圖。第二泵室P2的內周面N2上分別形成有第二吸氣端ロ(第二吸氣ロ)T2與第二排氣端ロ(第二排氣ロ)E2。第二吸氣端ロ T2經由橫跨第一汽缸塊31、中間塊321及第ニ汽缸塊32形成的連接通道121而與第一排氣端ロ El連通。第二排氣端ロ E2既可以是多個也可以是單個。第二排氣端ロ E2在徑方向上貫通第二汽缸塊32。並且，第二氣缸塊32的周面上分別配置有覆蓋第二排氣端ロ E2的排氣閥V2。排氣閥V2是簧片閥式的止回閥，在第二排氣端ロ E2內的壓カ超過規定值時打開閥門，排出氣體。第二轉子42形成為具有與第二泵室P2高度大致相同的圓柱形狀，其軸心部上固定有旋轉軸21。各個第二葉片52分別配置於在第二轉子42周圍以180度間隔呈放射狀形成的ー對槽內，在這些葉片52之間，以預先壓縮的狀態安裝有在徑方向上貫通第二轉子42及旋轉軸21的彈簧62。各個第二葉片52受到由第二轉子42的旋轉產生的離心カ及彈簧62的弾力朝第ニ轉子42的徑外方向作用，各葉片52的頂端部被壓在第二泵室P2的內壁面上。並且，各葉片52的頂端部作為在第二泵室P2的內壁面上滑動的滑動部發揮作用，從第二吸氣端ロT2向第二排氣端ロ E2輸送氣體。此時，由於第二轉子42是相對於第二泵室P2偏心配置，因此在第二轉子42的旋轉位置上第二葉片52的突出量發生變化，因此氣體的輸送空間的容積也發生變化。由於第二排氣端ロ E2形成於所述輸送空間的容積最小的區域，因此氣體 在壓縮的同時被導入至第二排氣端ロ E2。第一泵室Pl與第二泵室P2 —祥，形成為相對於旋轉軸21偏心的圓筒形狀，但第ー泵室Pl的容積形成為大於或等於第二泵室P2的容積的大小。第一泵室Pl的內周面上分別形成有與吸氣通道111連通的第一吸氣端ロ Tl，以及在徑方向上貫通第一汽缸體31的第一排氣端ロ E1。第一排氣端ロ El既可以是多個也可以單個。並且,第一汽缸體31的周面上分別配置有覆蓋各排氣端ロ El的排氣閥VI。排氣閥Vl是簧片閥式止回閥，在第一排氣端ロ El內的壓カ超過規定值時打開閥門，排出氣體。第一轉子41形成為具有與第一泵室Pl高度大致相同的圓柱形狀，其軸心部固定有旋轉軸21。各個第一葉片51分別配置於在第一轉子41周圍以180度間隔呈放射狀形成的ー對槽內，在這些葉片51之間，以預先壓縮的狀態安裝有在徑方向上貫通第一轉子41及旋轉軸21的多個彈簧61。並且，第一旋轉件Rl還通過使第一轉子41旋轉而將各個第一葉片51作為在第一泵室Pl的內壁面上滑動的滑動部發揮作用，從第一吸氣端ロ Tl向第一排氣端ロ El輸送氣體。圖4為表示圖3所示的第二泵室P2的內周面N2的詳情的放大圖。另外，為了便於說明，圖4相比於實際情況更有所強調。內周面N2包含第一曲面部Cl與第二曲面部C2。另外，轉子42用虛線表示。並且，將第二泵室P2內的、由第二曲面部C2、轉子42與第二排氣端ロ E2包圍的區域作為區域SI，並以網格示出。第一曲面部Cl例如是具有與轉子42的外周面相同曲率半徑的曲面，包含有位於第二吸氣端ロ T2與第二排氣端ロ E2之間的第一頂部Tpl (第一頂部)。虛線所示的轉子42如圖所示配置為靠近第一頂部Tpl。在包含有第一頂部Tpl的第一曲面部Cl與轉子42的外周面之間，例如形成O. 01 O. 05mm的間隙，該間隙內充滿泵油形成油膜。另外，第一頂部Tpl只要位於第二吸氣端ロ T2與第二排氣端ロ E2之間，則無特別限制。並且，形成第一曲面部Cl的區域只要包含第一頂部Tpl則無特別限制。第二曲面部C2形成為與第一曲面部Cl連接，且第二曲面部C2例如是具有與轉子42的外周面相同曲率半徑的曲面，並包含第二頂部Tp2 (第二頂部)。第二頂部Τρ2隻要處於第二排氣端ロ Ε2與第一頂部Tpl之間即可，其位置無特別限制。並且，形成第二曲面部C2的區域只要包含第二頂部Tp2則無特別限制。(油旋轉真空泵的動作)在以上構成的本實施方式油旋轉真空泵I中，第一轉子41受到經由旋轉軸21傳遞的驅動部20的旋轉驅動カ而在第一泵室Pl內旋轉。並且，通過在第一泵室Pl的內壁面上滑動的第一葉片51而從第一吸氣端ロ Tl吸入氣體，並在壓縮後將氣體輸送至第一排氣端 ロ Ε1。這裡，例如在開始旋轉時，在被輸送至第一排氣端ロ El的氣體的壓カ超過規定值吋，氣體經由排氣閥Vl釋放至儲存室13，並從排氣管連接部12排出。並且，在穩定運轉等時，在從第一排氣端ロ El排出的氣體的壓カ在規定值以下時，無需打開排氣閥Vl而經由連接通路121將氣體導入第二泵室Ρ2。第二轉子42也受到經由旋轉軸21傳遞的驅動部20的旋轉驅動カ而在第二泵室Ρ2內旋轉。並且，通過在第二泵室Ρ2的內壁面上滑動的第二葉片52而從第二吸氣端ロ Τ2吸入氣體，在壓縮後將氣體輸送至第二排氣端ロ Ε2，打開排氣閥V2並排出至儲存室13。其中，由於在第二泵室Ρ2吸入的氣體是從第一泵室Pl中排出並經由連接通道121到達第二吸氣端ロ Τ2的氣體，因此在第二泵室Ρ2中該氣體再次被壓縮並排出。因此，本實施方式的油旋轉真空泵I可以實現高壓縮比和低極限壓強。本實施方式中的第二泵室Ρ2中，第一曲面部Cl具有與轉子42的外周面相同的曲率半徑，由此在第一曲面部Cl的任意位置上與轉子42之間的間隔大致固定。因此，在第一曲面部Cl與轉子42之間的間隙的大致整個面上可以形成均勻的油膜，並可以達到高密封性。由此，可以防止包含在第二排氣端ロ Ε2側被壓縮的氣體的泵油過度流入第二吸氣端ロΤ2偵彳，從而在泵室內保持期望的壓力。另外，第一曲面部Cl與轉子42之間的間隔無特別限制，只要處於O. 01 O. 05mm範圍內，則不妨礙泵油油膜的形成從而保持良好的密封性。圖5為表示在與本實施方式相同的兩段式油旋轉真空泵中，第二泵室P2的內周面N20為大致相同的圓筒形狀時的ー個例子的示意圖。另外，轉子420用虛線表示，內周面N20與轉子420最接近的位置為頂部TplO。圖5中，頂部TplO處曲面部ClO與轉子420之間的間隔最狹窄，在內周面Ν20的任意位置上與轉子420之間的間隔不固定。因此，曲面部ClO與轉子420之間的密封性低。因此，當葉片在內周面Ν20上旋轉並通過第二排氣端ロ Ε20時，第二吸氣端ロ Τ20側容易流入泵油。該流入的泵油內混入有壓縮氣體，該氣體在第二吸氣端ロ Τ20側膨脹，極限壓強變聞。另ー方面，圖6為表示在與本實施方式相同的兩段式油旋轉真空泵中，第二泵室Ρ21的內周面Ν21是大致相同的圓筒形狀，但只形成與第一曲面部Cl對應的曲面部Cll時的一個例子的示意圖。另外，轉子421用虛線表示。曲面部Cll例如是具有與轉子421的外周面相同曲率半徑的曲面，且包含有頂部Tpll。並且，由曲面部C11、轉子421與第排氣端ロ E21包圍的區域為Sll並以網格示出。在該例子中，與本實施方式一祥，在曲面部Cll與轉子421之間形成有大致均勻的油膜，並保持密封性。葉片在內周面N21上旋轉並在通過第二排氣端ロ E21時，通過葉片刮去泵油，並輸送至區域Sll內。特別地，當第二泵室P21內達到期望的壓カ時，第二泵室P21與泵油的儲 存室之間壓差增高，與開始運轉時相比，更多的泵油被導入泵室內。並且，泵室P1、P2的壓力越下降，各泵室內的氣體容積就下降，其潤滑油的佔有量也就増加。進而，曲面部Cll與轉子421之間已存在充足的泵油時，葉片刮去的泵油在狹窄間隙區域Sll內引起急劇升壓，葉片被擠入轉子421內，產生異常聲響或振動。對此，如圖4所示，本實施方式油旋轉真空泵I在第二泵室P2的內周面N2上具有形成為與第一曲面部Cl連接的第二曲面部C2。因此，圖4的區域SI具有比圖6的區域Sll更大的體積。由此，當葉片52在內周面N2上旋轉並通過第二排氣端ロ E2時，雖然葉片52也刮去泵油，但區域SI作為容納泵油的緩衝部發揮作用，緩和泵油接觸第一曲面部Cl與轉子42之間的油膜所產生的衝擊。進而，由於泵油在區域SI內不易引起急劇升壓，因此可以緩和對葉片52的衝擊，還可以抑制葉片52擠入轉子42內時的異常聲響或振動。第二曲面部C2的曲率無特別限制，只要以大於內周面N2的曲率形成即可。本實 施方式中，例如由具有與轉子42的外周面相同曲率半徑的曲面形成。由此，可以在第一曲面部Cl中確保期望的密封性，同時可以在第二曲面部C2中有效抑制由潤滑油引起的異常聲響或振動的產生。並且，由於第一曲面部Cl與第二曲面部C2為連續形成，因此可以抑制兩曲面部之間的葉片52上調所引起的異常聲響的產生。以上針對本發明的實施方式進行了說明，但本發明並不限定於此，基於本發明的技術思想可實施各種變形。 在以上實施方式中，對第一曲面部Cl與第二曲面部C2分別具有與轉子42的外周面相同曲率半徑進行了說明，當然不限於此。例如，第一曲面部Cl只要是形成油膜的曲面，且該油膜在與相對的轉子42的外周面之間具有充足的密封性即可。並且，第二曲面部C2與第一曲面部Cl為連續形成，優選在與轉子42之間可以形成充足的空間作為泵油的緩衝部。並且，也可以形成連通第二曲面部C2與第二排氣端ロ E2的通道，也可以設置吸收泵油的吸收體等。並且，在以上實施方式中，限於兩端式油旋轉真空泵的兩段側泵室進行了說明，但同樣的構造也可以適用於一段側。並且，在以上實施方式中，舉例說明了兩段式油旋轉真空泵，但不限於此，也可適用於一段式油旋轉真空泵。
權利要求
1.ー種油旋轉真空泵，其特徵在於，包括 潤滑油的儲存室； 泵室，包含通道，與所述儲存室連通；圓筒形狀的內周面，具有吸氣ロ與排氣ロ ；第一曲面部，在所述吸氣ロ與所述排氣ロ之間具有第一頂部；第二曲面部，在所述排氣ロ與所述第一頂部之間具有第二頂部，且所述第二曲面部形成為與所述第一曲面部連接； 旋轉件，具有與所述內周面相對的外周面和在所述內周面上滑動的滑動部，且以使所述外周面的一部分接近所述第一曲面部的方式配置在所述泵室內； 驅動部，連接於所述泵室，且具有使所述旋轉件旋轉的旋轉軸。
2.根據權利要求I所述的油旋轉真空泵，其特徵在幹，所述第一曲面部及所述第二曲面部包含具有相同曲率半徑的曲面形狀。
3.根據權利要求I或2所述的油旋轉真空泵，其特徵在於，所述第一曲面部及所述第二曲面部分別具有與所述外周面相同的曲率半徑。
全文摘要
本發明提供一種可以減少由泵室內的潤滑油引起的異常聲響或振動的油旋轉真空泵。其中，第二泵室P2的內周面N2上，具有形成為與第一曲面部C1連接的第二曲面部C2。第二曲面部C2例如是具有與轉子42的外周面相等曲率半徑的曲面。由此，葉片52在內周面N2上旋轉並通過第二排氣埠E2時，葉片52將泵油刮去，但區域S1作為容納泵油的緩衝部發揮作用，緩和泵油由於接觸第一曲面部C1與轉子42之間的油膜所產生的衝擊。進而，由於泵油在區域S1內不易引起急劇升壓，因此可以緩和對葉片52的衝擊，還可以抑制葉片52擠入轉子42內時的異常聲響或振動。
文檔編號F04C18/344GK102678560SQ20121007301
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月19日 優先權日2011年3月18日
發明者松尾 卓, 片岡 忠彥, 竹內 健太郎, 鈴木 規浩 申請人:Ulvac機工株式會社