[发明专利]一种罗茨真空泵

说明书

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种真空泵，特别涉及一种罗茨真空泵。

背景技术

罗茨真空泵机组是一种常用的真空获得设备。通常需配置前级泵才能工作，由于前级泵的抽速一般都小于罗茨泵，工作时罗茨泵的出口和入口之间将产生一个压差，当压差超过某一规定值以后，会导致罗茨泵超载，影响罗茨泵的正常工作。

最大允许压差是罗茨泵的一个重要性能指标，为了保证罗茨泵的运行安全，不允许泵在超过最大允许压差的情况下长期运行。为了解决这个问题，通常在泵上设置溢流阀，当压差超过一规定值时，溢流阀起跳，泵出口与入口接通，使罗茨泵的压差始终保持在设计所规定的压差范围内，保证电机不会超负荷运行，但这种解决方法是以损失罗茨泵抽速和功率为代价的。

罗茨泵也不允许在大气压下起动，因为这时压差达到最大值，不但罗茨泵的结构强度不足，电机功率也远不能满足需要，所以必须由前级泵从大气抽到某一规定压力，才能起动罗茨泵。

但是，无论何种罗茨泵，以及由其组成的机组，都存在以下缺点和不足：

1、在罗茨泵开启时，由于电机的突然转动而产生很大的扭矩。这种机械冲击对于罗茨泵内部的转子部件、齿轮、齿轮与轴之间的定位和罗茨泵转轴与电动机转轴之间的联轴器，直接承受上述冲击，特别容易出现问题。这是造成罗茨泵机械部件过早损坏失效、缩短使用寿命的重要原因。

2、由于罗茨泵电动机在启动时的载荷最重，电动机会有瞬间的过载，造成对电网的冲击，并由此造成电网电压的瞬间波动，甚至局部电网的过载掉电。特别对于大抽速的罗茨泵，这种电机过载对电网的冲击会更加严重。

发明内容

本发明的目的是针对现有的罗茨真空泵存在上述的缺点，提供一种过载保护好、对罗茨泵部件损伤小、启动电流小、带载启动容易的罗茨真空泵。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种罗茨真空泵，包括泵体和设置在泵体内的长泵轴、短泵轴，在长泵轴和短泵轴上均固连有转子，长泵轴和短泵轴之间通过一对相互啮合的传动齿轮相连接，长泵轴的一端伸出泵体外，在泵体上设有电机，其特征在于，所述的电机的转轴和泵轴之间通过液力传动机构相连接。

通过液力传动机构，罗茨泵与电机之间实现软连接，适用于所有需抽真空的场合。这样，电机可以无载起动，起动尖峰电流小，在很短的时间内迅速降低到额定电流的2倍多一点，并使整个罗茨泵的起动过程中一直保持在这个范围内，对电气设备和电网都有很大益处。由于把电机的机械转速的传递是通过液体动能的变化来进行的，罗茨真空泵的极限压力低，可以充分发挥电机功率和罗茨泵的抽气能力，缩短低真空下的抽气时间，保护电机不致因超载而损坏，同时也减少了对罗茨泵部件的损伤。

在上述的罗茨真空泵中，所述的液力传动机构为液力耦合器，包括壳体和设置在壳体内的泵轮和涡轮，泵轮和涡轮之间具有供环形工作腔，在泵轮上固连辅助室罩，辅助室罩和泵轮之间具有与上述的工作腔相通的辅助室，所述的泵轮与电机转轴相连接，所述的涡轮与上述的泵轴相连接。

在工作腔内充入液力传动油后，电机启动，带动泵轮转动，泵轮推动液体介质向涡轮处并且冲击涡轮，使涡轮转动，涡轮带动罗茨泵转动，液体介质进过涡轮后通过辅助室回到泵轮处，再次被泵轮推动，实现液力传动。

辅助室内液体大致以泵轮和涡轮的平均转速旋转，并以这旋转所产生的离心力来达到与工作腔中的液体压力相平衡。当罗茨泵在中真空状态下工作时，涡轮转速接近于泵轮，辅助室内液体的旋转速度高，离心力大，平衡后的液面半径大。随着罗茨泵入口压力的提高，载荷增加，当罗茨泵的压差超过了规定的超越压差后，涡轮转速逐渐下降，辅助室内液体的平均转速也随之降低，液体所受离心力减少，静压头降低，液体由工作腔流入辅助室，平衡后液面半径减少，循环圆中充液量减少，扭矩曲线跌落。同时，由于涡轮转速降低，液流在工作腔中趋向于大循环，而涡轮出口处的阻流板却强迫液流向上作小循环流动，致使扭矩不能增加，起到了限矩作用，从而保证了电机的安全运行。

在上述的罗茨真空泵中，所述的液力传动机构还包括设置在泵轮和涡轮之间阻流板，该阻流板上具有供介质通过的过流口。通过工作腔中充液量随泵载荷增加和输出转速降低而自动减少来限制扭矩。

在上述的罗茨真空泵中，所述的阻流板的直径与泵轮的直径之比的数值大于0.6～0.9。加大阻流板直径，有利于提高了限矩保护作用，增加环流转化稳定性。

在上述的罗茨真空泵中，所述的泵轮和涡轮的叶片的数量不相同。这样的结构可以减少液流脉动所引起的转矩波动。