本發明屬于羅茨泵技術領域,涉及一種羅茨泵的冷卻系統。
背景技術:
羅茨泵是一種泵殼內裝有兩個相反方向同步旋轉的葉形轉子,且轉子間、轉子與泵殼內壁間有細小間隙而互不接觸的變容泵。
羅茨泵的冷卻方式,例如,中國專利【申請號201210275458.9;授權公告號CN102878083B】公開的一種羅茨真空泵的冷卻結構,包括缸體和內腔,缸體的前、后兩端蓋上各設有兩個相互獨立的冷卻水箱,這四個相互獨立的冷卻水箱通過冷卻水管相通,將冷卻水強制引入,對缸體進行強制水冷。上述的羅茨泵冷卻方式,通過在缸體外對羅茨泵進行冷卻,這種方式只能加快羅茨泵產生的熱量向缸體外傳導,冷卻效果較差。
又例如,中國專利【申請號201510983783.4;申請公布號CN105422446A】公開的立式內冷卻直排大氣羅茨真空泵,主動軸和從動軸豎向設置在泵體內,下蓋與下中壁之間形成油室,主動軸與從動軸內部中空形成連通油室和上蓋內腔的油道,上蓋內腔通過回油管路連通油室,油室內或回油管路上設有將油室內的冷卻潤滑油通過油道送入上蓋內腔的泵油裝置。
上述的立式內冷卻直排大氣羅茨真空泵,采用將油室和上蓋內腔連通,將油室內的冷卻潤滑油送到上蓋內腔,通過油室和上蓋內腔的冷卻潤滑油的循環帶走熱量。但是,該專利中僅僅公開了一種泵油裝置,包括軸流葉輪和泵油殼,軸流葉輪固定在主動軸與從動軸下端外側,泵油殼固定在油室內,泵油殼配合套在軸流葉輪的外側,相應的主動軸或從動軸中的油道下端與泵油殼內腔連通。這種泵油裝置利用主動軸和從動軸的旋轉帶動軸流葉輪旋轉,軸流葉輪與泵油殼配合將油室內的冷卻潤滑油向下壓入泵油殼的內腔并沿油道向上進入上蓋內腔,而上蓋內腔中的冷卻潤滑油通過回油管路回到油室。其存在的問題在于:1、通過軸流葉輪對油室向上蓋內腔單向送油,上蓋內腔中的冷卻潤滑油通過回油管路回到油室中的動力來自上蓋內腔中冷卻潤滑油的油壓,為了保證冷卻潤滑油的循環油壓,油室和上蓋內腔內都需要充滿冷卻潤滑油,導致了冷卻潤滑油的油量需求較大;2、在羅茨泵的使用過程中,如果油室和上蓋內腔中的冷卻潤滑油由于泄漏和其他損耗而減少使,冷卻潤滑油會因為單向輸送而集中在上蓋內腔中,油室中的冷卻潤滑油的油量會明顯減少,導致通過軸流葉輪輸送的冷卻潤滑油油壓降低,進而影響冷卻效果;3、主動軸和從動軸上都設置軸流葉輪,相當于設置了兩個油泵,結構較為復雜,軸流葉輪受到冷卻潤滑油的反作用力也會影響到主動軸和從動軸的正常運行,并產生額外的熱量影響冷卻效果。
技術實現要素:
本發明的目的是針對現有的技術存在上述問題,提出了一種羅茨泵的冷卻系統,本發明解決的技術問題是如何通過使油路布置更為合理以改善冷卻效果。
本發明的目的可通過下列技術方案來實現:一種羅茨泵的冷卻系統,羅茨泵包括泵體、主動轉子、從動轉子、主動軸、從動軸、傳動齒輪和罩體一,所述罩體一內具有儲油腔,所述傳動齒輪位于儲油腔內,所述主動軸上具有冷卻通道一,所述從動軸上具有冷卻通道二,本冷卻系統包括供油泵和冷卻器,其特征在于,所述冷卻通道一的一端貫通主動軸端部并與儲油腔連通,所述冷卻通道二的一端貫通從動軸端部并與儲油腔連通,所述冷卻通道一的另一端和冷卻通道二的另一端通過冷卻通道三相連通,所述罩體一上具有供主動軸端部伸入并與儲油腔密封的進油腔,所述冷卻器能通過供油泵向進油腔內供油,所述冷卻通道一與進油腔相連通,所述冷卻通道二與儲油腔相連通,所述儲油腔與冷卻器連通回油。
羅茨泵的泵體內具有泵腔,主動轉子和從動轉子均位于泵腔內,主動軸穿設在主動轉子上用于帶動主動轉子轉動,從動軸穿設在從動轉子上用于帶動從動轉子轉動。本羅茨泵的的冷卻系統通過供油泵將冷卻器中經過冷卻的冷卻潤滑油從主動軸的一端送入冷卻通道一內,冷卻潤滑油沿冷卻通道一流到主動軸的另一端,并通過冷卻通道三流入冷卻通道二,再流回到儲油腔內,儲油腔內儲存的冷卻潤滑油重新回到冷卻器中,完成了冷卻潤滑油的一次循環。
本羅茨泵的冷卻系統利用了羅茨泵中原有的用于潤滑傳動齒輪的儲油腔,油泵從冷卻器中抽取冷卻潤滑油并送入冷卻通道一內,冷卻潤滑油流過冷卻通道一、冷卻通道三和冷卻通道二之后重新回到儲油腔。在冷卻潤滑油的循環過程中,只需要一個腔室,即羅茨泵原有的儲油腔,冷卻潤滑油的油量相對于現有技術中兩個腔室的方案明顯減少。再者,用于循環的冷卻潤滑油來自冷卻器并通過油泵提供輸送動力,與儲油腔室內的剩余油量無關,使得循環油壓穩定,保證冷卻潤滑油在持續循環過程中能充分與主動軸和從動軸接觸并帶走熱量。三者,通過一個油泵直接供油相比于現有技術中由兩個油泵的供油方式,結構更為簡單,能耗也更低,并且不會增加額外的發熱量。本羅茨泵的冷卻系統相比于現有技術,油路布置更為合理,在簡化供油結構、減少了冷卻潤滑油的使用量的前提下,保證了冷卻潤滑油在穩定油壓下的持續循環,改善了冷卻效果。
在上述的羅茨泵的冷卻系統中,所述主動轉子和主動軸之間具有周向分布的冷卻油腔一,所述冷卻通道一通過冷卻支路一與冷卻油腔一相連通;所述從動轉子和從動軸之間具有周向分布的冷卻油腔二,所述冷卻通道二通過冷卻支路二與冷卻油腔二相連通。通過冷卻支路一和冷卻支路二將冷卻潤滑油送到冷卻油腔一和冷卻油腔二內,使得冷卻潤滑油與主動轉子和從動轉子充分接觸,改善冷卻效果。
作為優選,在上述的羅茨泵的冷卻系統中,所述冷卻支路一和冷卻支路二的數量均為兩條,所述冷卻油腔一沿著主動軸軸向延伸,兩條所述冷卻支路一分別位于冷卻油腔一的兩端;所述冷卻油腔二沿著從動軸軸向延伸,兩條所述冷卻支路二分別位于冷卻油腔二的兩端。冷卻支路一將冷卻通道一分為兩個部分,冷卻油腔一軸向上分布于冷卻通道一兩個部分之間,通過冷卻支路一將冷卻通道一的兩個部分分別與冷卻油腔一連通,冷卻潤滑油能夠直接從冷卻油腔一向另一端輸送,改善冷卻效果的同時保證了冷卻潤滑油的油壓不會明顯下降;冷卻支路二、冷卻通道二和冷卻油腔二的也采用相同的布置方式。
在上述的羅茨泵的冷卻系統中,所述罩體一外端固定有油殼,所述進油腔位于油殼內部,所述罩體一上開有與進油腔連通的讓位孔,所述主動軸端部穿過讓位孔伸入進油腔內,所述罩體一的內表面具有沿讓位孔周向設置的安裝凸沿,所述安裝凸沿和主動軸的外周面之間設置有封油件。主動軸的安裝更方便,冷卻潤滑油進入油殼內的進油腔,并從主動軸端部進入冷卻支路一,主動軸的旋轉不會影響供油,使冷卻潤滑油供油穩定,改善冷卻效果。
在上述的羅茨泵的冷卻系統中,所述泵體的兩端分別固定有側蓋一和側蓋二,所述主動軸和從動軸一端均穿過側蓋一并伸入罩體一內,所述主動軸和從動軸與側蓋一之間均設置有軸承,所述側蓋一上還具有與軸承安裝位置連通的供油腔,所述冷卻通道二通過通油孔三與供油腔連通向軸承供油。主動軸和從動軸與側蓋一之間的軸承發熱量較大,冷卻潤滑油通過供油腔與軸承直接接觸,能夠更好地帶走軸承的熱量,改善散熱效果;并且,供油腔由冷卻通道二上的通油孔三供油,冷卻通道一中冷卻潤滑油的供油壓力不會受到影響。在上述的羅茨泵的冷卻系統中,所述側蓋二采用分體式結構,所述側蓋二包括本體、內嵌件和蓋體,所述本體具有朝外的凹口,所述內嵌件嵌入凹口的部分與本體之間形成冷卻通道三,所述內嵌件具有抵靠在本體外端面上的連接翻邊,所述蓋體抵靠在上述連接翻邊上并通過緊固螺釘將本體、內嵌件和蓋體連為一體。這樣的結構使得冷卻通道三的加工更為簡單。
在上述的羅茨泵的冷卻系統中,所述主動軸與本體和內嵌件之間均具有密封冷卻通道三內的冷卻潤滑油的封油件,所述從動軸與本體和內嵌件之間也均具有密封冷卻通道三內的冷卻潤滑油的封油件。避免冷卻通道三內的冷卻潤滑油泄漏使油壓下降。
在上述的羅茨泵的冷卻系統中,所述側蓋二上固定有罩體二,所述主動軸的靠近側蓋二的端部穿出罩體二與羅茨泵的驅動電機相連。這樣的結構使得驅動電機的連接更為方便,罩體二內沒有冷卻潤滑油,在保證冷卻性能的前提下使羅茨泵的拆裝更方便。
作為一種方案,在上述的羅茨泵的冷卻系統中,所述封油件包括內周面具有凹腔的架體,所述架體內設置有兩個橡膠材料制成的密封片,所述密封片通過設置在架體內的壓緊片壓緊,且密封片能夠向架體的兩端彎曲變形。兩個密封片彎曲變形的部分形成密封面,使得封油件的密封效果更好。
作為優選,在上述的羅茨泵的冷卻系統中,所述密封片的側面設置有若干個封油齒。通過使密封面接觸更為緊密,進一步改善密封效果。
作為另一種方案,在上述的羅茨泵的冷卻系統中,所述封油件為O型密封圈。
與現有技術相比,本羅茨泵的冷卻系統的優點在于,本羅茨泵的冷卻系統結構更為簡單,油路設計更為合理。并且,冷卻潤滑油在持續循環過程中,能充分與主動軸和從動軸接觸并帶走熱量,冷卻效果更好。
附圖說明
圖1是本羅茨泵的冷卻系統的結構示意圖。
圖2是圖1中A處的局部放大圖。
圖中,1、泵體;1a、泵腔;2、主動轉子;3、從動轉子;4、主動軸;4a、冷卻通道一;4a1、冷卻支路一;4b、通油孔一;5、從動軸;5a、冷卻通道二;5a1、冷卻支路二;5b、通油孔二;5c、通油孔三;6、側蓋一;6a、供油腔;6b、排油孔;7、側蓋二;7a、冷卻通道三;7b、本體;7c、內嵌件;7c1、連接翻邊;7d、蓋體;7e、緊固螺釘;8、傳動齒輪;9、罩體一;9a、儲油腔;9b、進油腔;9c、讓位孔;9d、安裝凸沿;10、供油泵;11、冷卻器;12、軸承;13、冷卻油腔一;14、冷卻油腔二;15、油殼;16、封油件;16a、架體;16b、密封片;16b1、封油齒;16c、壓緊片;17、罩體二。
具體實施方式
以下是本發明的具體實施例并結合附圖,對本發明的技術方案作進一步的描述,但本發明并不限于這些實施例。
如圖1所示,羅茨泵包括泵體1、主動轉子2、從動轉子3、主動軸4、從動軸5、側蓋一6、側蓋二7、罩體一9和傳動齒輪8。主動轉子2和從動轉子3位于泵體1的泵腔2內,主動軸4穿過主動轉子2并固定,從動軸5穿過從動轉子3并固定。側蓋一6和側蓋二7分別固定在泵體1的兩側并將泵腔2密封,主動軸4和從動軸5一端均穿過側蓋一6并通過傳動齒輪8相連。主動轉子2在主動軸4帶動下轉動,從動轉子3在從動軸5帶動下與主動轉子2配合轉動,使泵腔2內的容積改變,通過在泵體1上開設與泵腔2連通的介質進口和介質出口,實現對介質的輸送。罩體一9內具有儲油腔9a,傳動齒輪8位于儲油腔9a內,用于對傳動齒輪8進行潤滑冷卻。
本冷卻系統包括供油泵10和冷卻器11。具體來說,如圖1所示,主動軸4上具有連通主動軸4兩端的冷卻通道一4a,從動軸5上具有連通從動軸5兩端的冷卻通道二5a,冷卻通道一4a和冷卻通道二5a靠近側蓋二7的端部均封堵。側蓋二7上具有用于連通冷卻通道一4a和冷卻通道二5a的冷卻通道三7a,主動軸4的外周面具有與冷卻通道三7a連通的通油孔一4b,從動軸5的外周面具有與冷卻通道三7a連通的通油孔二5b。
如圖1所示,本實施例中,罩體一9外端固定有油殼15,油殼15內部具有進油腔9b,罩體一9上開有與進油腔9b連通的讓位孔9c,主動軸4端部穿過讓位孔9c伸入進油腔9b內,罩體一9的內表面具有沿讓位孔9c周向設置的安裝凸沿9d,安裝凸沿9d和主動軸4的外周面之間設置有封油件16。冷卻器11能通過供油泵10向進油腔9b內供油,冷卻通道一4a與進油腔9b相連通,冷卻通道二5a與儲油腔9a相連通,儲油腔9a與冷卻器11連通回油。在實際的生產和制造過程中,冷卻器11可以通過制冷劑的循環改善冷卻器11對冷卻潤滑油的冷卻效果和冷卻速度。
主動軸4和從動軸5與側蓋一6之間均設置有軸承12,側蓋一6上還具有與軸承12安裝位置連通的供油腔6a,冷卻通道二5a通過通油孔三5c與供油腔6a連通向軸承12供油,側蓋一6上開設有連通供油腔6a和儲油腔9a的排油孔6b。作為優選方案,排油孔6b正對傳動齒輪8的嚙合處,排油孔6b排出的冷卻潤滑油能夠對傳動齒輪8的嚙合處進行強制冷卻,進一步改善對傳動齒輪8的潤滑冷卻效果。
主動轉子2和主動軸4之間具有周向分布的冷卻油腔一13,冷卻通道一4a通過冷卻支路一4a1與冷卻油腔一13相連通。從動轉子3和從動軸5之間具有周向分布的冷卻油腔二14,冷卻通道二5a通過冷卻支路二5a1與冷卻油腔二14相連通。作為優選方案,冷卻支路一4a1和冷卻支路二5a1的數量均為兩條,冷卻油腔一13沿著主動軸4軸向延伸,兩條所述冷卻支路一4a1分別位于冷卻油腔一13的兩端。冷卻油腔二14沿著從動軸5軸向延伸,兩條所述冷卻支路二5a1分別位于冷卻油腔二14的兩端。
本實施例中,側蓋二7采用分體式結構,側蓋二7包括本體7b、內嵌件7c和蓋體7d,本體7b具有朝外的凹口,內嵌件7c嵌入凹口的部分與本體7b之間形成冷卻通道三7a,內嵌件7c具有抵靠在本體7b外端面上的連接翻邊7c1,蓋體7d抵靠在連接翻邊7c1上并通過緊固螺釘7e將本體7b、內嵌件7c和蓋體7d連為一體。主動軸4與本體7b和內嵌件7c之間均具有密封冷卻通道三7a內的冷卻潤滑油的封油件16,從動軸5與本體7b和內嵌件7c之間也均具有密封冷卻通道三7a內的冷卻潤滑油的封油件16。側蓋二7上固定有罩體二17,主動軸4的靠近側蓋二7的端部穿出罩體二17與羅茨泵的驅動電機相連。
如圖1和圖2所示,本實施例中采用的封油件16包括內周面具有凹腔的架體16a,架體16a內設置有兩個橡膠材料制成的密封片16b,密封片16b通過設置在架體16a內的壓緊片16c壓緊,且密封片16b能夠向架體16a的兩端彎曲變形。作為優選方案,密封片16b的側面設置有若干個封油齒16b1。在實際的生產和制造過程中,封油件16還可以采用O型密封圈。
本羅茨泵的冷卻系統的工作原理是:羅茨泵工作時,供油泵10將經過冷卻器11處理的冷卻潤滑油從主動軸4的一端送入冷卻通道一4a內對主動軸4進行冷卻。冷卻潤滑油流到主動軸4與主動轉子2對應的一段時,通過冷卻支路一4a1流入到主動軸4和主動轉子2之間的冷卻油腔一13,使冷卻潤滑油更好地與主動轉子2的發熱位置接觸,改善冷卻效果。冷卻潤滑油回到冷卻通道一4a并流到主動軸4的另一端,再通過冷卻通道三7a流入冷卻通道二5a。冷卻潤滑油流到從動軸5與從動轉子3對應的一段時,通過冷卻支路二5a1流入到從動軸5和從動轉子3之間的冷卻油腔二14,對從動轉子3進行冷卻。冷卻潤滑油回到冷卻通道二5a內,由通油孔三5c引出部分冷卻潤滑油進入供油腔6a并向主動軸4和從動軸5與側蓋一6之間的軸承12供油,冷卻潤滑油對軸承12進行冷卻和潤滑后回到儲油腔9a。剩余的冷卻潤滑油從冷卻通道二5a位于從動軸5端部的出口流入儲油腔9a。最后冷卻潤滑油從儲油腔9a回到冷卻器11,完成一次冷卻潤滑油的循環。
本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代,但并不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。