[实用新型]一种立式罗茨干式真空泵

说明书

技术领域

本实用新型属于变容式真空设备技术领域，具体涉及一种立式罗茨干式真空泵。

背景技术

随着真空技术的不断发展，其应用领域不断扩大，已经广泛应用于机械、化工、制药、食品、造纸、能源、航空航天等各个工业领域。然而，当今在许多领域使用的真空泵，在原理和结构上几乎与30年前一样，没有什么根本性的变化。其中，在低真空领域应用广泛是水环真空泵、水喷射真空泵、往复真空泵。水环真空泵、水喷射真空泵和往复真空泵由于环境污染问题在许多领域的应用上收到限制。

随继研发了一系列干式真空泵，其中最具代表性的是螺杆真空泵和爪式真空泵，但这两种泵的转子结构比较复杂，加工和维修难度相应提高，致使其成本居高不下。

为了增加上述真空泵的抽气量，人们也研发了一种罗茨真空泵，由于其具有无污染、结构简单等优点，得到越来越广泛的应用。但罗茨真空泵在输送气体的过程中无内压缩功能，即不能通过压缩给气体加压，使排气口的气体顺利排向大气中，致使单级罗茨真空泵在单独使用时其真空度仅达到20KPa左右，只能作为一种辅助型的真空泵。如果要达到更高的真空度，必须采用与其它真空泵配合的方式或者多级罗茨真空泵串联的方式。

多级罗茨真空泵串联的方式不但大大加大了真空设备的结构与体积，而且其功耗是多台罗茨真空泵的总和。所以，目前在医药、电子等小排气量领域基本仍采用结构复杂、价格昂贵的螺杆真空泵或者爪式真空泵。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单的干式真空泵，能够提高其真空度，且减小其体积和功耗。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：设计一种立式罗茨干式真空泵，包括泵壳，泵壳上开设有进气口和排气口，其特征在于：泵壳内自前至后依次设置两个以上容积逐渐减小的泵室，每个泵室中安装两个相啮合且结构相同的罗茨转子；

泵壳中还开设有气流通道，气流通道位于泵室的外周并与泵室一一对应设置； 泵室的出气口与其对应的气流通道相连通、进气口与前侧相邻泵室对应的气流通道相连通；前端泵室的进气侧与进气口相连通，后端泵室的出气侧与排气口相连通。

优选的，所述泵室与其对应的气流通道间的泵壳上开设有气冷口，气冷口与泵室的进气口相隔断。

优选的，所述泵壳中还开设有水冷腔，水冷腔位于气流通道的外侧。 

优选的，所述罗茨转子上设有绕罗茨转子的周向均布的三叶片。

优选的，泵室的半径为L，两罗茨转子的轴心距为M；

所述罗茨转子每个叶片的端面型线呈对称结构，由AB、BC、CD和DE四段线构成：

AB段：在圆心位于罗茨转子的轴芯、半径为L的圆X1上；

BC段：是基圆X2的渐开线，基圆X2的圆心位于罗茨转子的轴芯上、半径为0.53L～0.58 L；

CD段：是动圆X3在静圆X4上的外摆线，动圆X3是圆心在另一罗茨转子的轴心、半径为L的圆；静圆X4与圆X1同心、半径为M－L；

DE段：在静圆X4上。

优选的，所述罗茨转子安装在泵轴上，泵轴竖向设置在泵壳内。

优选的，所述进气口位于泵壳的上部，排气口位于泵壳的下部。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、由于泵壳内自前至后依次设置两个以上容积逐渐减小的泵室，每个泵室中安装两个相啮合且结构相同的罗茨转子，使得多级转子整合到一个泵壳中，气体在各个泵室中得到逐级压缩，既提高了罗茨泵的真空度，又减小了多台罗茨泵级联的体积和功耗；同时，气流通道位于泵室的外周并与泵室一一对应设置，使得前级泵室排出的气体流经靠近泵壳外壁的气流通道后才能进入下一级泵室，便于被压缩的气体散热，减少进入下一泵室的热量，既提高了罗茨泵抽真空的效率，又延长了转子的使用寿命。

2、由于泵室与其对应的气流通道间的泵壳上开设有气冷口，能够使得在气流通道中得到冷却的气体一部分返回泵室，降低泵室中气体的温度，利于防止转子的温度过高。

3、由于泵壳中还开设有水冷腔，水冷腔位于气流通道的外侧，能够使水冷腔中的介质与泵室通过辐射进行热交换，带走泵室的热量，使其降温，利于维持罗茨泵的工作效率。 

4、由于罗茨转子采用三叶片结构，在不影响转子与泵壳间的密封性的前提下，提高了罗茨泵的容积效率。

5、由于采用特定结构的转子型线，一方面提高了两转子的啮合度，增加其啮合面积，降低气体的返流率；另一方面采用了渐开线，削瘦了叶片的宽度，进一步将容积效率增大到了51%以上。