CN112780563A - 双级干式真空泵 - Google Patents

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单晓雯
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Abstract

本发明公开了一种双级干式真空泵，包括：泵壳(1)，所述泵壳具有单一的泵送腔室(107)；主动泵轴(3)，设置为能够由电机驱动，且主动泵轴穿过所述泵壳(1)的所述泵送腔室；从动泵轴(4)，穿过泵壳的泵送腔室，从动泵轴与主动泵轴平行且与主动泵轴传动连接；罗茨转子对和螺杆转子对，在泵送腔室中沿轴向方向依次设置，每对所述罗茨转子分别设置在主动泵轴和从动泵轴上，每对螺杆转子分别设置在主动泵轴上和从动泵轴上。泵壳(1)上设置有连通泵送腔室的泵入口(105)和泵出口(106)，泵入口靠近罗茨转子对，泵出口靠近螺杆转子对。本发明提供的技术方案，可以显著提升泵的抽吸量，从而可以在泵入口处获得较高的真空度。

Description

双级干式真空泵
技术领域
本发明涉及真空泵技术领域，具体地，涉及一种双级干式真空泵。
背景技术
VOCs(volatile organic compounds)挥发性有机物治理领域经常用到吸附剂，通过吸附剂使得VOCs与空气或氮气分离，实现VOCs气体的富集。
吸附剂的再生则有变压解析、变温解析等多种方式。而变压解析由于公共工程少，再生时间短等优势被广泛使用。变压解析主要设备为真空泵，最初液环真空泵最初被广泛应用于解析过程中。然而液环真空泵存在效率低，抽真空能力不足逐渐被高效、抽气能力强的干式真空泵取代。干式双螺杆真空泵作为第二代真空解析工艺被逐渐广泛应用。
干式双螺杆真空泵的抽气能力直接影响吸附剂的再生效果。现有干式双螺杆真空泵在解吸作业中最高真空度达到2～6KPa范围内，无法做到更高的真空度，从而影响再生效果。此外现有干式双螺杆真空泵在真空解析末期抽气流量迅速下降，工艺中往往采取并联多台真空泵的型式满足解析需求，从而增加了企业投资成本和能耗损失。
另外的工艺方式是通过罗茨真空泵+干式真空泵串联的型式，干式双螺杆真空泵作为罗茨真空泵的前级泵，由于罗茨泵与螺杆泵之间巨大的压缩比差，罗茨真空泵抽真空工作前期无法直接界入，影响装置的使用效果。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中干式双螺杆真空泵存在真空解析末期抽气能力不足，无法做到更高的真空度的问题。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种双级干式真空泵，所述双级干式真空泵包括：
泵壳，所述泵壳具有单一的泵送腔室；
主动泵轴，所述主动泵轴设置为能够由电机驱动，且所述主动泵轴穿过所述泵壳的所述泵送腔室；
从动泵轴，所述从动泵轴穿过所述泵壳的所述泵送腔室，所述从动泵轴与所述主动泵轴平行且与所述主动泵轴传动连接以由所述主动泵轴的转动驱动所述从动泵轴转动；
罗茨转子对和螺杆转子对，在所述泵送腔室中沿轴向方向依次设置有所述罗茨转子对和所述螺杆转子对，每对所述罗茨转子分别设置在所述主动泵轴和所述从动泵轴上，每对所述螺杆转子分别设置在所述主动泵轴上和所述从动泵轴上。
所述泵壳上设置有连通所述泵送腔室的泵入口和泵出口，所述泵入口靠近所述罗茨转子对，所述泵出口靠近所述螺杆转子对。
优选地，所述螺杆转子对中的每个所述螺杆转子沿远离所述罗茨转子的方向螺距逐渐减小。
优选地，所述螺杆转子对中的每个所述螺杆转子包括至少两段螺距不同的转子段，靠近所述罗茨转子的转子段的螺距大于远离所述罗茨转子的转子段。
优选地，所述罗茨转子对设置有一级；或者，所述罗茨转子对设置有多级，同一轴上相邻的两个所述罗茨转子的叶片错开。
优选地，所述罗茨转子为两叶转子或三叶转子。
优选地，所述主动泵轴和所述从动泵轴通过斜齿轮组传动连接。
优选地，所述双级干式真空泵还包括固定在所述泵壳上的齿轮箱，所述斜齿轮组设置在所述齿轮箱内。
优选地，所述主动泵轴具有伸出所述齿轮箱的用于连接电机的连接部，且所述主动泵轴通过轴承支撑在所述齿轮箱上。
优选地，所述主动泵轴和所述从动泵轴的一端与所述泵壳之间设置有双唇密封，另一端与所述泵壳之间设置有机械密封。
优选地，所述泵壳内设置有用于流通冷却液的冷却流道。
本发明提供的双级干式真空泵，在气体从泵入口进入泵送腔室后，先由罗茨转子对进行抽吸和压缩之后，继而再由螺杆转子对进行抽吸和压缩后排出，该双级干式真空泵的抽吸量显著提升，能够在泵入口处获得较高的真空度，满足工业实际需求。
附图说明
图1为根据本发明的一个实施方式中双级干式真空泵的剖切结构示意图；
图2为双级干式真空泵的剖切结构示意图从另一角度剖切的结构示意图。
附图标记说明
1-泵壳；101-泵壳主体；102-第一端盖；103-第二端盖；104-冷却流道；105-泵入口；106-泵出口；107-泵送腔室；2-齿轮箱；3-主动泵轴；301-连接部；4-从动泵轴；5-主动罗茨转子；6-从动罗茨转子；7-主动螺杆转子；8-从动螺杆转子；9-主动齿轮；10-从动齿轮；11-双唇密封；12-机械密封；13-第一轴承；14-第二轴承；15-第三轴承。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。另外，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本发明的描述中，“多个”或“多级”的含义是两个(两级)或两个(两级)以上。
本发明公开了一种双级干式真空泵，如图1和图2所示，该双级干式真空泵包括：
泵壳1，所述泵壳1具有单一的泵送腔室107；
主动泵轴3，所述主动泵轴3设置为能够由电机驱动，且所述主动泵轴3穿过所述泵壳1的所述泵送腔室107；
从动泵轴4，所述从动泵轴4穿过所述泵壳1的所述泵送腔室107，所述从动泵轴4平行于所述主动泵轴3且与所述主动泵轴3传动连接以由所述主动泵轴3的转动驱动所述从动泵轴4转动；
罗茨转子对和螺杆转子对，在所述泵送腔室107中沿轴向方向依次设置有罗茨转子对和螺杆转子对，每对所述罗茨转子分别设置在所述主动泵轴3和所述从动泵轴4上，每对所述螺杆转子分别设置在所述主动泵轴3上和所述从动泵轴4上。如图1中，主动泵轴3上依次设置有主动罗茨转子5和主动螺杆转子7，从动泵轴4上依次设置有与主动罗茨转子5成对的从动罗茨转子6以及与主动螺杆转子7成对的从动螺杆转子8；
所述泵壳1上设置有连通所述泵送腔室107的泵入口105和泵出口106，所述泵入口105靠近所述罗茨转子对，所述泵出口106靠近所述螺杆转子对。
本发明提供的真空泵，在气体从泵入口105进入泵送腔室后，先由罗茨转子对进行抽吸和压缩之后，继而再由螺杆转子对进行抽吸和压缩后排出泵出口106，该双级干式真空泵的抽吸量显著提升，能够在泵入口处获得较高的真空度，满足工业实际需求。
下面根据具体实施方式描述本发明提供的双级干式真空泵。
在本具体实施方式中，如图1所示，泵壳1包括泵壳本体101以及设置在泵壳本体101两端的第一端盖102和第二端盖103，主动泵轴3和从动泵轴4的一端各自通过第一轴承13支撑在第一端盖102，另一端通过第二轴承14支撑在第二端盖103上。
为实现密封，主动泵轴3和从动泵轴4的一端各自通过双唇密封11与泵壳1密封连接，另一端各自通过机械密封12与泵壳1密封连接。
主动泵轴3在通过电机驱动转动后，为使得主动泵轴3带动从动泵轴4旋转，优选地，所述主动泵轴3上和从动泵轴4通过斜齿轮组传动连接。如图1中，主动泵轴3上设置有主动齿轮9，从动泵轴4上设置有从动齿轮10。为保护齿轮，该双级干式真空泵还包括固定在泵壳1上的齿轮箱2，所述斜齿轮组设置在齿轮箱2内。当然，应该可以理解，主动齿轮9和从动齿轮10也可以为直齿轮。
本实施方式中，主动泵轴3具有伸出所述齿轮箱2的连接部301，该连接部301用于连接电机。主动泵轴3通过第三轴承15支撑在齿轮箱2上。
泵壳1的泵送腔室107内设置有罗茨转子对(主动罗茨转子5和从动罗茨转子6)以及螺杆转子对(主动螺杆转子7和从动螺杆转子8)。本发明提供的技术方案，罗茨转子对和螺杆转子对设置在同一泵送腔室内，即同一腔室内设置两级不同的转子，气体在经罗茨转子对抽吸压缩后可以直接由螺杆转子对进行抽吸压缩，从而利于提高抽气效率。
优选地，可以设置所述螺杆转子对中的每个所述螺杆转子沿远离所述罗茨转子的方向螺距逐渐减小，即主动螺杆转子7和从动螺杆转子8相互对应地在远离罗茨转子的方向上螺距逐渐减少。气体在通过螺杆转子向泵出口106推送的过程中，通过螺距逐渐减小的螺杆可以更好地压缩气体。
在另一个实施方式中，也可以设置所述螺杆转子对中的每个所述螺杆转子包括至少两段螺距不同的转子段，靠近所述罗茨转子的转子段的螺距大于远离所述罗茨转子的转子段，即主动螺杆转子7和从动螺杆转子8互相对应地设置螺距不同的转子段。这样，也可以通过螺距的变化来更好地压缩气体。
另外，所述罗茨转子对可设置有一级或者多级，就是说，罗茨转子对可以设置一对，也可以设置多对(每一对表示一级，在设置多级罗茨对时，气体可以被罗茨转子进行多级压缩)。所述罗茨转子对设置有多级时，同一轴上相邻的两级罗茨转子的叶片错开。这样，上一级的罗茨转子对在抽吸气体并压缩后推入下一级，错开的罗茨转子在转动过程中继续抽吸压缩。
其中，所述罗茨转子可以为“8”字形两叶转子或三叶转子。
优选地，罗茨转子对和螺杆转子对设置为其压缩比为1:1～2。这可以通过设置罗茨转子对的级数以及螺杆转子的螺距参数等来实现。
此外，本实施方式中，泵壳1内设置有用于流通冷却液的冷却流道104。可以在冷却流道104内流通冷却流体，从而可以在泵运行过程中对泵进行冷却。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种双级干式真空泵，其特征在于，所述双级干式真空泵包括：
泵壳(1)，所述泵壳(1)具有单一的泵送腔室(107)；
主动泵轴(3)，所述主动泵轴(3)设置为能够由电机驱动，且所述主动泵轴(3)穿过所述泵壳(1)的所述泵送腔室(107)；
从动泵轴(4)，所述从动泵轴(4)穿过所述泵壳(1)的所述泵送腔室(107)，所述从动泵轴(4)与所述主动泵轴(3)平行且与所述主动泵轴(3)传动连接以由所述主动泵轴(3)的转动驱动所述从动泵轴(4)转动；
罗茨转子对和螺杆转子对，在所述泵送腔室(107)中沿轴向方向依次设置有所述罗茨转子对和所述螺杆转子对，每对所述罗茨转子分别设置在所述主动泵轴(3)和所述从动泵轴(4)上，每对所述螺杆转子分别设置在所述主动泵轴(3)上和所述从动泵轴(4)上。
所述泵壳(1)上设置有连通所述泵送腔室(107)的泵入口(105)和泵出口(106)，所述泵入口(105)靠近所述罗茨转子对，所述泵出口(106)靠近所述螺杆转子对。
2.根据权利要求1所述的双级干式真空泵，其特征在于，所述螺杆转子对中的每个所述螺杆转子沿远离所述罗茨转子的方向螺距逐渐减小。
3.根据权利要求1所述的双级干式真空泵，其特征在于，所述螺杆转子对中的每个所述螺杆转子包括至少两段螺距不同的转子段，靠近所述罗茨转子的转子段的螺距大于远离所述罗茨转子的转子段。
4.根据权利要求1所述的双级干式真空泵，其特征在于，所述罗茨转子对设置有一级；或者，所述罗茨转子对设置有多级，同一轴上相邻的两个所述罗茨转子的叶片错开。
5.根据权利要求1所述的双级干式真空泵，其特征在于，所述罗茨转子为两叶转子或三叶转子。
6.根据权利要求1所述的双级干式真空泵，其特征在于，所述主动泵轴(3)上和所述从动泵轴(4)通过斜齿轮组传动连接。
7.根据权利要求6所述的双级干式真空泵，其特征在于，所述双级干式真空泵还包括固定在所述泵壳(1)上的齿轮箱(2)，所述斜齿轮组设置在所述齿轮箱(2)内。
8.根据权利要求7所述的双级干式真空泵，其特征在于，所述主动泵轴(3)具有伸出所述齿轮箱(2)的用于连接电机的连接部(301)，且所述主动泵轴(3)通过轴承支撑在所述齿轮箱(2)上。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的双级干式真空泵，其特征在于，所述主动泵轴(3)和所述从动泵轴(4)的一端与所述泵壳(1)之间设置有双唇密封(11)，另一端与所述泵壳(1)之间设置有机械密封(12)。
10.根据权利要求1-8中任意一项所述的双级干式真空泵，其特征在于，所述泵壳(1)内设置有用于流通冷却液的冷却流道(104)。
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