CN114607599B - 一种多级罗茨真空泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及真空技术领域，具体地说是一种多级罗茨真空泵，包括罗茨泵腔、隔板、罗茨转子、第一封盖、第二封盖和转子轴，其中罗茨泵腔和隔板交错设置，每个罗茨泵腔中均设有罗茨转子，罗茨泵腔包括可拆装的泵腔上部和泵腔下部，且罗茨泵腔上侧设有进气槽、下侧设有排气槽，隔板包括可拆装的隔板上部和隔板下部，且隔板内设有气体通道，并且所述气体通道一端设有隔板排气口与相邻罗茨泵腔上的进气槽连通，另一端设有隔板进气口与相邻罗茨泵腔上的排气槽连通，第一封盖设有进气腔与相邻罗茨泵腔上的进气槽连通，第二封盖设有排气腔与相邻罗茨泵腔上的排气槽连通，罗茨转子包括多个可拆装的半转子。本发明方便灵活拆装调节且增大了进排气口面积。

Description

一种多级罗茨真空泵
技术领域
本发明涉及真空技术领域，具体地说是一种多级罗茨真空泵。
背景技术
罗茨真空泵由罗茨鼓风机演变而来，其包括高真空多级罗茨泵、中真空罗茨增压泵和直排大气的干式罗茨泵，罗茨真空泵广泛应用于化工、造纸、冶金、薄膜制备、食品等行业，其中高真空多级罗茨泵也是IC装备行业中常用的一种真空泵。
多级罗茨真空泵需要根据使用需求的不同，采用不同的真空泵或者多种不同的罗茨转子的组合来获得所要求的真空，但是单级罗茨泵不能单独运行，而多级罗茨泵拆卸并不方便，往往需要整体拆装，而不能针对某一级进行对应的转子拆装更换。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多级罗茨真空泵，方便各级灵活拆装调节且增大了进排气口面积。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种多级罗茨真空泵，包括罗茨泵腔、隔板、罗茨转子、第一封盖、第二封盖和转子轴，其中罗茨泵腔和隔板交错设于第一封盖和第二封盖之间，每个罗茨泵腔中均设有罗茨转子，转子轴由第二封盖一侧***，且各个罗茨转子均套装于所述转子轴上；所述罗茨泵腔包括可拆装的泵腔上部和泵腔下部，且所述罗茨泵腔上侧设有进气槽、下侧设有排气槽，所述隔板包括可拆装的隔板上部和隔板下部，且所述隔板内设有气体通道，并且所述气体通道一端设有隔板排气口与相邻罗茨泵腔上的进气槽对应连通，另一端设有隔板进气口与相邻罗茨泵腔上的排气槽对应连通，所述第一封盖设有进气腔与相邻罗茨泵腔上的进气槽对应连通，所述第二封盖设有排气腔与相邻罗茨泵腔上的排气槽对应连通，所述罗茨转子包括多个可拆装的半转子。
所述泵腔上部上侧中间位置设有进气槽，所述泵腔下部下侧中间位置设有排气槽，且所述进气槽和排气槽分设于罗茨泵腔左右两侧。
所述隔板上部设有第一上立板和第二上立板，所述隔板下部(设有第一下立板和第二下立板，且所述第一上立板和第一下立板对接形成第一立板，所述第二上立板和第二下立板对接形成第二立板，所述第一立板和第二立板之间形成所述气体通道，所述第一上立板上侧设有隔板排气口与所述气体通道相通，所述第二下立板下侧设有隔板进气口与所述气体通道相通。
所述第一立板和第二立板设于所述隔板的中间位置。
所述泵腔上部和泵腔下部之间设有凸起嵌合定位，所述隔板上部和隔板下部之间也设有凸起嵌合定位。
所述罗茨泵腔腔壁两侧均设有泵腔第一端面和泵腔第二端面，且所述进气槽和排气槽设于对应侧的泵腔第二端面上，所述隔板腔壁两侧均设有隔板第一端面和隔板第二端面，且罗茨泵腔与相邻隔板嵌合时，所述泵腔第一端面与相邻的隔板第一端面紧贴，所述泵腔第二端面与相邻的隔板第二端面紧贴，在所述隔板第一端面和隔板第二端面之间的隔板腔壁上设有容置密封圈的密封槽。
所述罗茨转子包括多个半转子，且各个半转子结构相同，所述半转子上侧为转子弧面、下侧中部设有连接后形成转子轴孔的凹口，且所述凹口两侧形成连接部，其中一侧连接部设有嵌合凸起，另一侧连接部设有嵌合凹槽，每侧连接部上端均设有销孔。
所述罗茨转子和转子轴之间设有轴套，且所述轴套内部设有内螺纹与转子轴螺纹连接、外部设有外螺纹与罗茨转子螺纹连接。
所述隔板上部与泵腔上部为透明材料制成。
本发明的优点与积极效果为：
1、本发明中的罗茨泵腔、隔板和罗茨转子均为分体式结构，可以实现上下单独装配，省去了对应的整体拆装或从外到内拆装的麻烦，另外所述罗茨泵腔和两侧隔板以及对应级的罗茨转子也可以形成一个模块，作为一个整体进行拆卸更换，从而简化转子泵腔和隔板的拆卸过程，拆装更加灵活，同时方便进行相应级别转子间隙的对应调节。
2、本发明的罗茨泵腔设有进气槽和排气槽，隔板设有隔板进气口、隔板排气口以及第一立板和第二立板之间形成的气体通道，并且所述隔板排气口与相邻罗茨泵腔上的进气槽对应连通，所述隔板进气口与相邻罗茨泵腔上的排气槽对应连通，所述进气槽和排气槽以及所述第一立板和第二立板均设于转子轴孔之间的中间位置，使其占据部分罗茨腔体面积但并不与罗茨转子扫过面积重合，在增大进排气口面积的同时不影响罗茨转子旋转。
3、本发明的罗茨泵腔腔壁设有泵腔第一端面和泵腔第二端面，隔板腔壁设有隔板第一端面和隔板第二端面，且所述泵腔第一端面9与相邻的隔板第一端面紧贴，所述泵腔第二端面与相邻的隔板第二端面紧贴，从而实现所述罗茨泵腔与相邻隔板的嵌合，另外在所述隔板第一端面和隔板第二端面之间的隔板腔壁上设有容置密封圈的密封槽保证腔内密封。
4、本发明的罗茨转子包括多个结构相同的半转子，其具有互换性，减少了半转子零部件加工难度。
5、本发明的泵腔上部和泵腔下部之间以及所隔板上部和隔板下部之间均设有凸起嵌合实现自定位，从而省去了不必要的定位机构，简化了设备的结构。
6、本发明为了保证罗茨转子与隔板间隙可调，可以在罗茨转子和转子轴之间设置带内螺纹和外螺纹的轴套。
7、本发明为了显示多级罗茨泵罗茨转子的工作过程，可以根据实际需要选择将隔板上部与泵腔上部用透明材料替代，可以在多级罗茨泵工作过程中显示其罗茨转子的运转状态。
附图说明
图1为本发明的结构示意图，
图2为图1中的罗茨泵腔示意图，
图3为图2中的罗茨泵腔侧视图，
图4为图1中的间隔板示意图，
图5为图4中的间隔板侧视图，
图6为图1中的罗茨转子示意图，
图7为图6中的A-A剖视图，
图8为图7中的半转子示意图，
图9为图8中的半转子侧向示意图。
其中，1：第一封盖；2：进气腔；3：罗茨泵腔；4：隔板；5：罗茨转子；6：转子轴；7：排气腔；8：泵腔上部；9：泵腔第一端面；10：泵腔第二端面；11：进气槽；12：泵腔下部；13：排气槽；14：隔板上部；15：隔板下部；16：第一立板；17：隔板第一端面；18：密封槽；19：隔板第二端面；20：隔板排气口；21：气体通道；22：第二立板；23：隔板进气口；24：半转子；25：销孔；26：转子轴孔；27：第二封盖。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1～9所示，本发明包括罗茨泵腔3、隔板4、罗茨转子5、第一封盖1、第二封盖27和转子轴6，其中如图1所示，罗茨泵腔3和隔板4沿着轴向交错设于第一封盖1和第二封盖27之间，每个罗茨泵腔3中均设有罗茨转子5，转子轴6由第二封盖27一侧***，且各个罗茨转子5均套装于所述转子轴6上。
如图2～3所示，所述罗茨泵腔3为分体式设计，其包括泵腔上部8和泵腔下部12，且所述泵腔上部8上侧平直段设有进气槽11，所述泵腔下部12下侧平直段设有排气槽13，并且所述进气槽11和排气槽13分设于罗茨泵腔3左右两侧。
如图4～5所示，所述隔板4也为分体式设计，其包括隔板上部14和隔板下部15，其中所述隔板上部14设有第一上立板和第二上立板，所述隔板下部15设有第一下立板和第二下立板，且所述隔板上部14和隔板下部15上下组合后，所述第一上立板和第一下立板对接形成第一立板16，所述第二上立板和第二下立板对接形成第二立板22，所述第一立板16和第二立板22之间形成气体通道21，另外所述第一上立板上侧设有隔板排气口20与所述气体通道21相通，所述第二下立板下侧设有隔板进气口23与所述气体通道21相通，并且所述隔板排气口20与相邻罗茨泵腔3上的进气槽11对应连通，所述隔板进气口23与相邻罗茨泵腔3上的排气槽13对应连通。如图3和图5所示，本实施例中，所述进气槽11和排气槽13以及所述第一立板16和第二立板22均设于两个转子轴孔之间的中间位置，使其占据部分罗茨腔体3面积但并不与罗茨转子5扫过面积重合，在增大进排气口面积的同时，高速转动的罗茨转子5并不会干涉各级罗茨泵腔的进排气，该结构既保证了各级进排气口面积达到最大，又并不会对罗茨泵进排气造成影响。
如图1所示，所述第一封盖1上侧设有进气腔2与相邻罗茨泵腔3上的进气槽11对应连通，所述第二封盖27下侧设有排气腔7与相邻罗茨泵腔3上的排气槽13对应连通。
如图2和图4所示，所述泵腔上部8和泵腔下部12之间设有凸起嵌合实现自定位，同样所述隔板上部14和隔板下部15之间也设有凸起嵌合实现自定位，从而省去了不必要的定位机构，简化了设备的结构。
如图1所示，所述罗茨泵腔3与相邻的隔板4嵌合固定，其中如图2所示，所述罗茨泵腔3腔壁截面包括两个锥度朝向外侧的等腰梯形，其中外部较窄的等腰梯形两侧面形成泵腔第一端面9，内部较宽的等腰梯形两侧面形成泵腔第二端面10，且所述进气槽11和排气槽13设于对应侧的泵腔第二端面10上，如图4所示，所述隔板4腔壁截面包括两个锥度朝向内侧的等腰梯形，其中外部较宽的等腰梯形两侧面形成隔板第一端面17，内部较窄的等腰梯形两侧面形成隔板第二端面19，如图1所示，所述泵腔第一端面9与相邻的隔板第一端面17紧贴，所述泵腔第二端面10与相邻的隔板第二端面19紧贴，从而实现所述罗茨泵腔3与相邻隔板4的嵌合，如图4所示，在所述隔板第一端面17和隔板第二端面19之间的隔板4腔壁上设有容置密封圈的密封槽18，当罗茨泵腔3与相邻隔板4嵌合时，所述密封圈保证腔内密封。本发明通过上述结构使罗茨泵腔3和相邻的隔板4可以完美嵌合且保证腔内密封。
所述罗茨转子5也为分体结构，所述罗茨转子5可以为二叶至多叶类型，本实施例仅以二叶罗茨转子为例进行说明。
如图6～9所示，所述罗茨转子5包括两个半转子24上下嵌合连接而成，两个半转子24结构相同具有互换性，可减少半转子24零部件加工难度，所述半转子24上侧为转子弧面、下侧中部设有连接后形成转子轴孔26的凹口，所述半转子24的凹口两侧形成连接部，且一侧连接部中间保留两侧掏空形成嵌合凸起，另一侧连接部则是中间掏空前后保留形成嵌合凹槽，将图7所示中的半转子24沿转子中心轴旋转180°可以发现两个转子可以重合，进而实现其互换性。同理，三叶罗茨转子可以将其分为三部分相同半转子，每个半转子旋转120°、240°均能与另外两部分半转子重合；四叶罗茨转子可以分为四部分相同半转子，每个半转子旋转90°、180°、270°可以与另外三部分半转子分别重合；五叶罗茨转子可以分为五部分相同半转子，每个半转子旋转72°、144°、216°、288°可以与另外四部分半转子分别重合。
如图7所示，所述半转子24每侧连接部上端均设有销孔25用于连接，从而固定其径向位置，其轴向位置通过不同半转子24上的嵌合凸起与嵌合凹槽嵌合限定，并不需要轴向固定，其它叶数的罗茨转子可以使用相同的方式进行固定连接。
为了保证罗茨转子5与隔板4间隙可调，可以在罗茨转子5和转子轴6之间设置轴套，轴套内部设有内螺纹与转子轴6螺纹连接，外部设有外螺纹与罗茨转子5螺纹连接，可以通过所述内螺纹调节转子角位置控制转子轴6与罗茨转子5之间的间隙，通过外螺纹控制罗茨转子5和隔板4之间的间隙。
所述罗茨泵腔3和两侧隔板4以及对应级的罗茨转子5也可以形成一个模块，作为一个整体进行拆卸更换，从而简化转子泵腔和隔板的拆卸过程，同时方便进行相应级别转子间隙的对应调节。
为了显示多级罗茨泵罗茨转子的工作过程，可以根据实际需要选择将隔板上部14与泵腔上部8用透明材料替代，可以在多级罗茨泵工作过程中显示其罗茨转子5的运转状态。
本发明的工作原理为：
本发明中的罗茨泵腔3、隔板4和罗茨转子5均为分体式结构，可以实现上下单独装配，省去了对应的整体拆装或从外到内拆装的麻烦，另外所述罗茨泵腔3和两侧隔板4以及对应级的罗茨转子5也可以形成一个模块，作为一个整体进行拆卸更换，从而简化转子泵腔和隔板的拆卸过程，拆装更加灵活，同时方便进行相应级别转子间隙的对应调节。
如图1所示，本发明工作时，气体由第一封盖1上侧的进气腔2进入后，在经过罗茨泵腔3时由进气槽11进入、由排气槽13排出，在经过隔板4时由隔板进气口23进入隔板4内的气体通道21并由隔板排气口23排出，并且所述隔板排气口20与相邻罗茨泵腔3上的进气槽11对应连通，所述隔板进气口23与相邻罗茨泵腔3上的排气槽13对应连通，最后气体由第二封盖27下侧的排气腔7排出，所述进气槽11和排气槽13以及所述第一立板16和第二立板22均设于转子轴孔之间的中间位置，使其占据部分罗茨腔体3面积但并不与罗茨转子5扫过面积重合，在增大进排气口面积的同时，高速转动的罗茨转子5并不会干涉各级罗茨泵腔的进排气。

Claims (4)

1.一种多级罗茨真空泵，其特征在于：包括罗茨泵腔(3)、隔板(4)、罗茨转子(5)、第一封盖(1)、第二封盖(27)和转子轴(6)，其中罗茨泵腔(3)和隔板(4)交错设于第一封盖(1)和第二封盖(27)之间，每个罗茨泵腔(3)中均设有罗茨转子(5)，转子轴(6)由第二封盖(27)一侧***，且各个罗茨转子(5)均套装于所述转子轴(6)上；所述罗茨泵腔(3)包括可拆装的泵腔上部(8)和泵腔下部(12)，且所述罗茨泵腔(3)上侧设有进气槽(11)、下侧设有排气槽(13)，所述隔板(4)包括可拆装的隔板上部(14)和隔板下部(15)，且所述隔板(4)内设有气体通道(21)，并且所述气体通道(21)一端设有隔板排气口(20)与相邻罗茨泵腔(3)上的进气槽(11)对应连通，另一端设有隔板进气口(23)与相邻罗茨泵腔(3)上的排气槽(13)对应连通，所述第一封盖(1)设有进气腔(2)与相邻罗茨泵腔(3)上的进气槽(11)对应连通，所述第二封盖(27)设有排气腔(7)与相邻罗茨泵腔(3)上的排气槽(13)对应连通，所述罗茨转子(5)包括多个可拆装的半转子(24)；
所述泵腔上部(8)上侧中间位置设有进气槽(11)，所述泵腔下部(12)下侧中间位置设有排气槽(13)，且所述进气槽(11)和排气槽(13)分设于罗茨泵腔(3)左右两侧；
所述隔板上部(14)设有第一上立板和第二上立板，所述隔板下部(15)设有第一下立板和第二下立板，且所述第一上立板和第一下立板对接形成第一立板(16)，所述第二上立板和第二下立板对接形成第二立板(22)，所述第一立板(16)和第二立板(22)之间形成所述气体通道(21)，所述第一上立板上侧设有隔板排气口(20)与所述气体通道(21)相通，所述第二下立板下侧设有隔板进气口(23)与所述气体通道(21)相通；所述第一立板(16)和第二立板(22)设于所述隔板(4)的中间位置；
所述泵腔上部(8)两侧和所述泵腔下部(12)两侧均设有泵腔第一端面(9)和泵腔第二端面(10)，且所述进气槽(11)和排气槽(13)设于对应侧的泵腔第二端面(10)上，所述隔板(4)腔壁两侧均设有隔板第一端面(17)和隔板第二端面(19)，且罗茨泵腔(3)与相邻隔板(4)嵌合时，所述泵腔第一端面(9)与相邻的隔板第一端面(17)紧贴，所述泵腔第二端面(10)与相邻的隔板第二端面(19)紧贴，在所述隔板第一端面(17)和隔板第二端面(19)之间的隔板(4)腔壁上设有容置密封圈的密封槽(18)；
所述罗茨转子(5)和转子轴(6)之间设有轴套，且所述轴套内部设有内螺纹与转子轴(6)螺纹连接、外部设有外螺纹与罗茨转子(5)螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的多级罗茨真空泵，其特征在于：所述泵腔上部(8)和泵腔下部(12)之间设有凸起嵌合定位，所述隔板上部(14)和隔板下部(15)之间也设有凸起嵌合定位。
3.根据权利要求1所述的多级罗茨真空泵，其特征在于：所述罗茨转子(5)包括多个半转子(24)，且各个半转子(24)结构相同，所述半转子(24)上侧为转子弧面、下侧中部设有连接后形成转子轴孔(26)的凹口，且所述凹口两侧形成连接部，其中一侧连接部设有嵌合凸起，另一侧连接部设有嵌合凹槽，每侧连接部上端均设有销孔(25)。
4.根据权利要求1所述的多级罗茨真空泵，其特征在于：所述隔板上部(14)与泵腔上部(8)为透明材料制成。
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