CN106481556A - 一种真空泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空泵，其包括：电机壳体、泵座、端盖、电机组件及泵组件，其中，所述电机壳体将所述电机组件固定至所述泵座，所述泵座限定出泵容纳腔，所述泵组件设置在所述泵容纳腔中，所述电机组件的电机轴伸入所述泵容纳腔中，以接合所述泵组件，所述端盖封闭所述泵容纳腔。本发明的真空泵能够简化真空泵的装配过程，同时提高真空泵的外观整体性，并且还特别有利于消除噪声、以及减小真空泵的体积。

Description

一种真空泵

技术领域

本发明涉及流体机械技术领域，具体涉及一种真空泵。

背景技术

现有技术中的真空泵，例如叶片式真空泵，从外形上通常包括三大部分，即，电机壳体、泵壳体、以及安装板，其中，电机组件和泵组件分别在安装板的两侧固定安装至安装板，电机壳体和泵壳体分别罩在电机组件外部和泵组件外部，并且同样固定至安装板，例如，专利文献CN104131979A所公开的真空泵。这种结构形式的真空泵，存在装配过程麻烦、外观整体性差、以及噪声较大等缺点。

另外，对于叶片式真空泵而言，电机组件与泵组件的接合部位，即，在电机轴与泵转子之间传递扭矩的传动件，通常是以圆柱面或椭圆柱面作为扭矩传递面，传动件与泵转子之间的接触面较小，接触应力较大，容易导致传动件和/或泵转子的损坏，由此影响真空泵的寿命。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种真空泵，其能够解决上述缺陷中的至少一种。

为达到上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种真空泵，其包括：电机壳体、泵座、端盖、电机组件及泵组件，其中，所述电机壳体将所述电机组件固定至所述泵座，所述泵座限定出泵容纳腔，所述泵组件设置在所述泵容纳腔中，所述电机组件的电机轴伸入所述泵容纳腔中，以接合所述泵组件，所述端盖封闭所述泵容纳腔。

优选地，所述端盖为平板状构件。

优选地，所述泵座包括一体形成的圆筒部，所述圆筒部的内侧限定出所述泵容纳腔。

优选地，所述圆筒部的内侧壁上设有径向向内凸伸的多个凸筋，至少一对相邻的凸筋之间的距离小于所述凸筋的径向凸伸尺寸。

优选地，所述圆筒部的内侧壁上设有凸耳，所述凸耳上设有螺纹孔，所述端盖上设有连接孔，螺纹紧固件穿过所述连接孔后与所述螺纹孔接合，将所述端盖固定至所述泵座；

或者，所述圆筒部的开口处的内侧壁或外侧壁上设有第一螺纹，所述端盖上设有第二螺纹，所述端盖借助于所述第一螺纹与所述第二螺纹的配合固定至所述泵座。

优选地，所述泵组件包括泵转子，所述电机轴通过传动件接合所述泵转子，所述传动件具有扭矩传递面，所述扭矩传递面的至少一部分为平面。

优选地，所述扭矩传递面还包括曲面，所述曲面与所述平面之间平滑过渡。

优选地，所述传动件包括圆筒形主体和自所述圆筒形主体延伸出的扭矩传递部，所述扭矩传递面位于所述扭矩传递部上。

优选地，所述扭矩传递部为自所述圆筒形主体的端面沿轴向延伸的第一凸起，或者，为自所述圆筒形主体的外侧面沿径向延伸的第二凸起。

优选地，所述第一凸起包括内侧面、外侧面和周向侧面，所述第一凸起的内侧面和外侧面为所述圆筒形主体的内侧面和外侧面的延伸部分，所述第一凸起的周向侧面为连接所述第一凸起的内侧面和外侧面的过渡面，所述周向侧面构成述扭矩传递面。

优选地，所述周向侧面的中间部分为平面，靠近所述第一凸起的内侧面和外侧面的部分为圆弧面。

优选地，所述第二凸起包括第一侧面、第二侧面和自由端侧面，所述第一侧面和所述第二侧面的径向近端均连接所述圆筒形主体的外侧面，所述自由端侧面平滑连接所述第一侧面、第二侧面的径向远端，所述第一侧面与所述自由端侧面的一部分、或者所述第二侧面与所述自由端侧面的一部分构成所述扭矩传递面。

优选地，所述第一侧面和所述第二侧面为平行平面，所述自由端侧面为圆弧面。

本发明的真空泵能够简化真空泵的装配过程，同时提高真空泵的外观整体性，并且还特别有利于消除噪声、以及减小真空泵的体积。

本发明的真空泵的优选结构通过将传动件的扭矩传递面的至少一部分设置为平面，可以明显增大传动件与泵转子之间的接触面，减小接触应力，延长真空泵的使用寿命。

附图说明

图1为根据本发明的优选实施方式的真空泵的外形结构示意图；

图2为根据本发明的优选实施方式的真空泵的分解示意图；

图3为根据本发明的优选实施方式的真空泵的剖视示意图；

图4为本发明中的泵座的外形结构示意图；

图5为图4的泵座的另一角度的外形结构示意图；

图6为本发明中的泵组件的结构示意图；

图7为本发明中的传动件与泵转子的配合结构的一种实施方式的示意图；

图8为图7中的传动件的外形结构示意图；

图9为本发明中的传动件与泵转子的配合结构的另一种实施方式的示意图；

图10为图9中的传动件的俯视示意图。

具体实施方式

以下将参照附图对根据本发明的真空泵的优选实施方式进行描述。

首先参见图1-3，其中示意地示出了本发明的优选实施方式的真空泵的结构。由图可见，本发明的真空泵总体上包括：电机壳体12、泵座8、端盖1、电机组件11及泵组件，其中，所述电机壳体12将所述电机组件11固定至所述泵座8，所述泵座8限定出泵容纳腔，所述泵组件设置在所述泵容纳腔中，所述电机组件11的电机轴伸入所述泵容纳腔中，以接合所述泵组件，所述端盖1封闭所述泵容纳腔。

本发明的真空泵的外形结构在整体上仅包括两大部分，即，电机壳体和泵座，一方面能够简化真空泵的装配过程，另一方面还提高了真空泵的外观整体性，并且还特别有利于减小真空泵的体积。

特别地，通过选择端盖1的合适形状或厚度，很容易改变泵容纳腔的容积及固有频率，从而有利于降低振动和噪声。相比之下，现有技术中采用安装板和泵壳体来共同形成泵容纳腔的方案，则很难改变泵容纳腔的容积，其固有频率也难以改变，因而必须采用专门的消音措施，例如，在泵壳体中设置消音器，这不仅增大了成本，同时又使得真空泵的体积增大。

优选地，如图1和图2所示，所述端盖1可以为平板状构件。这使得端盖1的制造非常简单，安装也较为容易。需要说明的是，本发明中所述的平板状构件，是指端盖在整体上呈现为平板状，而不意味着其必须为两侧严格平行的平板，尽管其可以是两侧严格平行的平板。例如，端盖1可以在边缘附近局部变薄或变厚，如，可以包括内凸台或外凸缘等结构，以便于进行固定安装，以及便于改变泵容纳腔的容积。

优选地，如图2、图3和图6所示，所述泵组件包括第一盖板2、泵体5、第二盖板6、泵转子3及叶片4，所述第一盖板2和所述第二盖板6分别位于所述泵体5的两侧，以共同限定出泵腔，所述泵转子3位于所述泵腔中，所述叶片4滑动地安置在所述泵转子3的叶片槽301中。

例如，泵转子3的横截面形状优选为圆形，泵体5的内侧壁的横截面形状优选也为圆形，泵转子3与泵体5偏心地布置。泵转子3中例如设有5个(也可以是任何其它合适的数目)叶片槽301，这些叶片槽301按相同的角度相对于泵转子3的半径方向倾斜设置，并且在360度范围内均匀布置。5个叶片4一一对应地安置在叶片槽301中。当泵转子3旋转时，各叶片4在离心力的作用下紧贴泵体5的内侧壁，从而将泵腔分割成多个容积变化的吸排气单元。

第二盖板6上设有进气槽601，例如图6中所示的圆弧形长槽。第一盖板2上设有出气槽201，例如图6中所示的圆弧形长槽。当相应的吸排气单元转动到进气槽601处时，其进一步转动使得该吸排气单元的容积变大，从而将气体吸入该吸排气单元中；当该吸排气单元与进气槽601完全断开连通时，该吸排气单元的容积达到最大；此后，在泵转子3的进一步旋转过程中，该吸排气单元的容积开始变小，并对其中的气体进行压缩，直至该吸排气单元与出气槽201连通时，将气体经出气槽201排出至泵容纳腔中，例如，排出至图3中第一盖板2上方的空间中，继而排出真空泵外。

优选地，如图4所示，所述泵座8包括一体形成的圆筒部801，所述圆筒部801的内侧限定出所述泵容纳腔。圆筒部801的自由端为泵容纳腔的开口，该开口由端盖1封闭。

如图4所示，圆筒部801的内侧形成泵容纳腔，泵容纳腔的底部设有进气口802，泵组件安装在泵容纳腔中后，进气槽601与所述进气口802对准。另一方面，所述进气口802的另一端与进气管9(示于图1、图2和图5中)相通，从而可将外界气体吸入泵组件中。进气管9优选以过盈配合或螺纹装配的方式安装在泵座8上。

泵容纳腔的底部(例如靠近边缘处)还设有出气口(未示出)，当泵组件安装在泵容纳腔中时，泵组件不遮挡所述出气口，从而，第一盖板2上方的空间经泵组件边缘与圆筒部801内侧壁之间的间隙与所述出气口连通。另一方面，所述出气口的另一端与出气管10(示于图1和图5中)相通，从而可将泵组件中的气体排出真空泵外。出气管10优选以过盈配合或螺纹装配的方式安装在泵座8上。

优选地，如图4所示，所述圆筒部801的内侧壁上设有径向向内凸伸的多个凸筋803，至少一对相邻的凸筋803之间的距离小于所述凸筋803的径向凸伸尺寸。由于相邻的凸筋803之间形成窄槽，一方面，当声波经过这些窄槽时，容易发生反射和干涉，降低声能量，从而形成抗性消音装置，同时，还可减小气流的流速和压力，实现较好的消音降噪效果；另一方面，这些窄槽内还可以设置多孔吸声材料，从而构成阻性消音装置，以降低真空泵的噪声。

优选地，圆筒部801的内侧壁上例如可设置3个凸筋组，每个凸筋组均包括多个凸筋803。显然，凸筋803越多，越容易覆盖更大的面积，从而声波发生反射和干涉的几率更大，或者可以容纳更多的多孔吸声材料，因而消音效果也越好。然而，凸筋803的设置还需要考虑泵组件的安装，以不干涉泵组件的安装为准。

优选地，相邻的凸筋803具有不同的径向凸伸尺寸，例如各凸筋的径向凸伸尺寸可以交替地变化，如，按照高、低、高、低的规律变化，从而增强声波反射和干涉的效果，进一步降低真空泵的噪声。

优选地，如图4所示，在真空泵的轴向方向上，所述凸筋803的一端抵接所述泵容纳腔的底面，另一端抵接所述端盖1。也即，各凸筋803的轴向尺寸达到最大，从而可以容纳更多的多孔吸声材料，进一步保障消音效果。

优选地，仍如图4所示，所述圆筒部801的内侧壁上设有凸耳804，所述凸耳804上设有螺纹孔，所述端盖1上设有连接孔，螺纹紧固件(诸如螺钉等)穿过所述连接孔后与所述螺纹孔接合，便可将所述端盖1固定至所述泵座8。

替代地，端盖1与泵座8之间也可以不设置螺纹紧固件，而是凭借自身的螺纹完成紧固。例如，可以在所述圆筒部801的开口处的内侧壁或外侧壁上设有第一螺纹，在所述端盖1上对应地设有第二螺纹，所述端盖1从而可借助于所述第一螺纹与所述第二螺纹的配合固定至所述泵座8。

当真空泵采用本发明所提供的泵座时，能够简化真空泵的装配过程，同时提高真空泵的外观整体性，并且还特别有利于消除噪声、以及减小真空泵的体积。

另外，如背景技术部分所提到的，现有技术中，在电机轴与泵转子之间传递扭矩的传动件，通常是以圆柱面或椭圆柱面作为扭矩传递面，这种结构导致传动件与泵转子之间的接触面较小，接触应力较大，容易导致传动件和/或泵转子的损坏(例如接触面的压坏)，由此影响真空泵的寿命。

为此，本发明对传动件的结构做出改进。

如前所述，本发明的真空泵中，所述泵组件包括泵转子3，所述电机轴通过传动件7接合所述泵转子3，所述传动件7具有扭矩传递面，所述扭矩传递面的至少一部分为平面。容易理解的是，泵转子3上与所述扭矩传递面配合的配合面同样设置成至少一部分为平面。

通过设置扭矩传递面的至少一部分为平面，相比于现有技术中的圆柱面或椭圆柱面，可以明显增大传动件与泵转子之间的接触面，减小接触应力，延长真空泵的使用寿命。

优选地，所述扭矩传递面还包括曲面，所述曲面与所述平面之间平滑过渡。容易理解的是，泵转子3上与所述扭矩传递面配合的配合面同样设置成包括平滑过渡的曲面和平面。通过平滑过渡的曲面与平面的组合，能够消除平面部分的边缘处的应力集中情况，从而进一步保证泵转子和传动件不受损坏。

优选地，如图7-10所示，所述传动件7包括圆筒形主体701和自所述圆筒形主体701延伸出的扭矩传递部702或703，所述扭矩传递面位于所述扭矩传递部702或703上。对应地，如图7和图9所示，泵转子3上设有与所述扭矩传递部702或703形状匹配的扭矩传递凹部，泵转子3上与所述扭矩传递面配合的配合面位于所述扭矩传递凹部中。

当传动件7相对于电机轴以抗扭转的方式进行固定时，传动件7与泵转子3之间的配合便可以把电机轴的旋转运动传递到泵转子3上，从而带动泵组件运转工作。传动件7相对于电机轴的固定方式为现有技术，本发明在此不再赘述。

由于传动件7与泵转子3之间的扭矩传递面采用上述优化设置，本发明中，泵转子3可以采用石墨材料制成，以充分利用其耐高温和自润滑性能，而不必担心接触应力过大导致泵转子失效。此外，叶片4也可以采用石墨材料制成，同样利用其润滑及耐磨性能，延长真空泵的使用寿命。

优选地，如图7-8所示，所述扭矩传递部702为自所述圆筒形主体701的端面沿轴向延伸的第一凸起702，例如，按120度均匀分布的三个第一凸起702。第一凸起702的数量也可以是一个或其它数目。显然，第一凸起702的数量越多，其上的扭矩传递面也越多，扭矩传递面的总面积也越大。然而，第一凸起702的数量多，泵转子3上相应的扭矩传递凹部的数量也多，过多的扭矩传递凹部将削弱泵转子3的强度，因而又会在另一方面影响真空泵的使用寿命。

优选地，如图8所示，所述第一凸起702包括内侧面7021、外侧面7022和周向侧面7023，所述第一凸起702的内侧面7021和外侧面7022为所述圆筒形主体701的内侧面和外侧面的延伸部分，也即，二者分别为同心圆柱面的一部分，所述第一凸起702的周向侧面7023为连接所述第一凸起702的内侧面7021和外侧面7022的过渡面，所述周向侧面7023构成述扭矩传递面。显然，第一凸起702具有两个周向侧面7023，这两个周向侧面7023分别在正转和反转时传递扭矩。

也即，每个第一凸起702具有左右对称的结构，其横截面为圆环面的一部分。容易想到的是，泵转子3中的扭矩传递凹部为弧形槽的形状，其横截面与第一凸起702的形状相匹配，以便容纳第一凸起702。

优选地，所述周向侧面7023的中间部分为平面，靠近所述第一凸起702的内侧面7021和外侧面7022的部分为圆弧面，平面与圆弧面之间平滑过渡。

替代地，如图9-10所示，所述扭矩传递部703为自所述圆筒形主体701的外侧面沿径向延伸的第二凸起703，例如，沿180度对称设置的两个第二凸起703。第二凸起703的数量也可以是一个或其它数目。显然，第二凸起703的数量越多，其上的扭矩传递面也越多，扭矩传递面的总面积也越大。然而，第二凸起703的数量多，泵转子3上相应的扭矩传递凹部的数量也多，过多的扭矩传递凹部将削弱泵转子3的强度，因而又会在另一方面影响真空泵的使用寿命。

优选地，如图10所示，所述第二凸起703包括第一侧面7031、第二侧面7032和自由端侧面7033，所述第一侧面7031和所述第二侧面7032的径向近端均连接所述圆筒形主体701的外侧面，所述自由端侧面7033平滑连接所述第一侧面7031、第二侧面7032的径向远端，所述第一侧面7031与所述自由端侧面7033的一部分、或者所述第二侧面7032与所述自由端侧面7033的一部分构成所述扭矩传递面，它们分别在正转和反转时传递扭矩。

优选地，如图10所示，所述第一侧面7031和所述第二侧面7032为平行平面，所述自由端侧面7033为圆弧面(优选为圆柱面)，平面与圆弧面之间平滑过渡。

当真空泵中采用本发明所提供的传动件时，即使泵转子采用石墨等软质材料制成，在真空泵经过长时间的运转后，传动件也不容易将泵转子的相应接触面压坏，从而可保证泵转子的使用寿命。同样，如果传动件采用软质材料制成，传动件的扭矩传递面也不容易被压坏，从而可保证传动件的使用寿命。

本发明的真空泵特别适合用作汽车制动助力用电动真空泵。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种真空泵，其特征在于，包括：电机壳体、泵座、端盖、电机组件及泵组件，其中，所述电机壳体将所述电机组件固定至所述泵座，所述泵座限定出泵容纳腔，所述泵组件设置在所述泵容纳腔中，所述电机组件的电机轴伸入所述泵容纳腔中，以接合所述泵组件，所述端盖封闭所述泵容纳腔。

2.根据权利要求1所述的真空泵，其特征在于，所述端盖为平板状构件。

3.根据权利要求1所述的真空泵，其特征在于，所述泵座包括一体形成的圆筒部，所述圆筒部的内侧限定出所述泵容纳腔。

4.根据权利要求3所述的真空泵，其特征在于，所述圆筒部的内侧壁上设有径向向内凸伸的多个凸筋，至少一对相邻的凸筋之间的距离小于所述凸筋的径向凸伸尺寸。

5.根据权利要求3所述的真空泵，其特征在于，所述圆筒部的内侧壁上设有凸耳，所述凸耳上设有螺纹孔，所述端盖上设有连接孔，螺纹紧固件穿过所述连接孔后与所述螺纹孔接合，将所述端盖固定至所述泵座；

或者，所述圆筒部的开口处的内侧壁或外侧壁上设有第一螺纹，所述端盖上设有第二螺纹，所述端盖借助于所述第一螺纹与所述第二螺纹的配合固定至所述泵座。

6.根据权利要求1-5之一所述的真空泵，其特征在于，所述泵组件包括泵转子，所述电机轴通过传动件接合所述泵转子，所述传动件具有扭矩传递面，所述扭矩传递面的至少一部分为平面。

7.根据权利要求6所述的真空泵，其特征在于，所述扭矩传递面还包括曲面，所述曲面与所述平面之间平滑过渡。

8.根据权利要求6所述的真空泵，其特征在于，所述传动件包括圆筒形主体和自所述圆筒形主体延伸出的扭矩传递部，所述扭矩传递面位于所述扭矩传递部上。

9.根据权利要求8所述的真空泵，其特征在于，所述扭矩传递部为自所述圆筒形主体的端面沿轴向延伸的第一凸起，或者，为自所述圆筒形主体的外侧面沿径向延伸的第二凸起。

10.根据权利要求9所述的真空泵，其特征在于，

所述第一凸起包括内侧面、外侧面和周向侧面，所述第一凸起的内侧面和外侧面为所述圆筒形主体的内侧面和外侧面的延伸部分，所述第一凸起的周向侧面为连接所述第一凸起的内侧面和外侧面的过渡面，所述周向侧面构成述扭矩传递面；

优选地，所述周向侧面的中间部分为平面，靠近所述第一凸起的内侧面和外侧面的部分为圆弧面；

或者，所述第二凸起包括第一侧面、第二侧面和自由端侧面，所述第一侧面和所述第二侧面的径向近端均连接所述圆筒形主体的外侧面，所述自由端侧面平滑连接所述第一侧面、第二侧面的径向远端，所述第一侧面与所述自由端侧面的一部分、或者所述第二侧面与所述自由端侧面的一部分构成所述扭矩传递面；

优选地，所述第一侧面和所述第二侧面为平行平面，所述自由端侧面为圆弧面。