本發明涉及一種螺桿真空泵，尤其是涉及一種轉子內置冷卻的雙電機螺桿真空泵及轉子冷卻方法，可以應用在光伏、半導體、化工等領域中。

背景技術：

1、螺桿真空泵通常都為干式泵，螺桿真空泵的抽氣腔體內沒有冷卻液，所以氣體在壓縮和輸送過程中產生的熱量難以散去，需要解決螺桿真空泵的散熱問題。目前常用的冷卻方式分為風冷和水冷兩種。風冷方式通過在螺桿真空泵的殼體上增加散熱翅片和外置風扇來實現；水冷方式是在螺桿真空泵的殼體內增加冷卻夾套，冷卻液在冷卻夾套內流動，以此來對螺桿真空泵進行冷卻。這兩種冷卻方式都存在一個共同的缺點，就是都是從螺桿真空泵的外部向內部進行冷卻的，難以有效冷卻到整根轉子，只能對螺桿真空泵的殼體和轉子外圓進行冷卻，對于轉子根部的高溫散熱效果不理想。在有些工況條件下，轉子根部的高溫會通過轉子軸傳遞到轉子兩側的密封和軸承等零件上，這些零件在高溫作用下會影響其使用壽命，進而影響螺桿真空泵的整體性能。

2、同時，螺桿真空泵在實際使用過程中，所抽的工藝氣體通常會在泵內產生粉塵、膠質等雜質，而螺桿真空泵正常使用時轉子和殼體之間所預留的間隙值都比較小，這些粉塵等雜質的堆積可能會造成卡機現象，影響真空泵的正常使用。因此，對于真空泵的維保主要是對轉子進行清理，將轉子上堆積的粉塵等雜質清理干凈，而目前常用的螺桿真空泵在進行維保時，通常需要將整個螺桿真空泵進行完全拆解才能對轉子上堆積的雜質進行清理，這在螺桿真空泵使用的工藝現場通常是難以操作的，從而也就造成了維保困難的問題。這個問題的本質在于目前常用的螺桿真空泵，其內部轉子的支撐軸承是分布在轉子兩端的，因此只有拆除轉子兩端的軸承之后才能將轉子與殼體進行分離，而這就幾乎等同于將整個螺桿真空泵完全拆散了，這對拆裝工具和操作人員都具有較高的要求，且拆裝螺桿真空泵的工作量也較大，給螺桿真空泵的維保帶來極大的不便。

3、此外，干式螺桿真空泵在實際工作環境中，通常需要數臺螺桿真空泵同時使用，從客戶使用層面出發，減小單臺螺桿真空泵的體積和功率是非常有必要的。針對減小螺桿真空泵體積的解決方案，目前常用的方案是提高螺桿真空泵的轉速，通過使用小泵拉高轉速增大抽速來替代大一號的泵，從而減小體積。但是這種方案出于穩定性和安全性考慮，就需要增加電機的功率，需要配上大電機來使用，而在小泵配大電機的搭配下，由于泵本身的體積已經較為緊湊，常規的異步電機尺寸相較于泵的尺寸而言顯得過于龐大，電機的尺寸反而變成了衡量整個螺桿真空泵體積的重要因素。

技術實現思路

1、本發明的目的在于克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種結構設計合理，散熱效果好，便于對轉子進行維保，體積小，轉子內置冷卻的雙電機螺桿真空泵及轉子冷卻方法。

2、本發明解決上述問題所采用的技術方案是：該轉子內置冷卻的雙電機螺桿真空泵包括電機殼體、齒輪箱、泵殼體和前端蓋，所述電機殼體的一端和齒輪箱的一端固定，所述齒輪箱的另一端和泵殼體的一端固定，所述齒輪箱內設置有齒輪箱腔體，所述前端蓋固定在泵殼體的另一端，其結構特點在于：還包括兩套轉子機構，每套轉子機構均包括轉子組件、電機和防護齒輪，所述轉子組件的一端安裝在電機殼體的另一端，該轉子組件的中部安裝在齒輪箱的另一端，所述轉子組件的前半部為懸臂式結構且位于泵殼體內，所述電機安裝在轉子組件上，該電機位于電機殼體內，所述防護齒輪安裝在轉子組件上，該防護齒輪位于齒輪箱的齒輪箱腔體內，所述轉子機構的內部設置有冷卻液通道；兩套轉子機構并排安裝，兩套轉子機構中的一個防護齒輪的齒嵌入另一個防護齒輪的齒槽中，但兩套轉子機構中的這兩個防護齒輪之間不接觸。

3、作為優選，本發明所述轉子組件包括轉子軸、軸套管、軸套和轉子，所述轉子軸的前半部套裝在轉子的后半部內，且轉子軸的前端和轉子的前端之間形成軸套安裝腔，所述軸套固定在轉子軸的前端，該軸套位于軸套安裝腔內；所述軸套管套裝在轉子軸內且位于轉子軸的前半部；所述電機和防護齒輪均直接安裝在轉子軸上；兩套轉子機構中的兩根轉子相配合。

4、作為優選，本發明所述電機殼體包括一號軸承和軸承座，所述軸承座固定在電機殼體的另一端，所述轉子軸的后端通過一號軸承安裝在軸承座上；所述齒輪箱包括二號軸承，該齒輪箱的另一端設置有軸承孔，所述二號軸承安裝在軸承孔中，所述轉子軸的中部安裝在二號軸承上。

5、作為優選，本發明所述轉子軸為中空狀結構，該轉子軸內設置有轉子軸冷卻通道；所述軸套管為中空狀結構，該軸套管內設置有軸套管冷卻通道，所述軸套管冷卻通道的頭部和轉子軸冷卻通道的尾部連通；所述軸套內設置有軸套腔，所述軸套腔的頭部和軸套管冷卻通道的尾部連通；所述轉子為中空狀結構，該轉子的前端設置有封蓋。

6、作為優選，本發明所述軸承座中設置有冷卻液輸入孔，該冷卻液輸入孔和轉子軸內的轉子軸冷卻通道的頭部連通。

7、作為優選，本發明所述軸套的外壁和轉子的內壁之間形成轉子前部冷卻腔，所述轉子軸的前部的外壁和轉子的內壁之間形成轉子后部冷卻腔，所述軸套管的后半部的外壁和轉子軸的內壁之間形成冷卻液回流腔。

8、作為優選，本發明所述軸套的尾部設置有軸套孔，所述軸套腔的尾部和轉子前部冷卻腔的頭部之間通過軸套孔連通；所述轉子軸的前端設置有水平狀的轉子軸冷卻液入孔，所述轉子前部冷卻腔的尾部和轉子后部冷卻腔的頭部之間通過轉子軸冷卻液入孔連通；所述轉子軸設置有轉子軸徑向通孔，所述轉子后部冷卻腔的尾部和冷卻液回流腔的頭部之間通過轉子軸徑向通孔連通；所述轉子軸設置有轉子軸冷卻液回流孔，所述防護齒輪設置有齒輪冷卻液回流孔，該齒輪冷卻液回流孔和轉子軸冷卻液回流孔對齊，所述冷卻液回流腔的尾部依次通過轉子軸冷卻液回流孔和齒輪冷卻液回流孔并與齒輪箱內的齒輪箱腔體連通；所述齒輪箱的底部設置有冷卻液輸出孔。

9、作為優選，本發明所述轉子前部冷卻腔、轉子后部冷卻腔和冷卻液回流腔均為圓環形結構；所述軸套上的軸套孔的數量為4～8個，所述轉子軸上的轉子軸冷卻液入孔的數量、轉子軸徑向通孔的數量和轉子軸冷卻液回流孔的數量均為4～8個，所述防護齒輪上的齒輪冷卻液回流孔的數量和轉子軸冷卻液回流孔的數量相等。

10、作為優選，本發明所述轉子的材質為鋁、鎂鋁合金或鈦合金，所述泵殼體的材質為鋁、鎂鋁合金或鈦合金。

11、作為優選，本發明所述防護齒輪通過鍵固定在轉子軸上。

12、一種轉子內置冷卻的雙電機螺桿真空泵的轉子冷卻方法，其特點在于：用于冷卻的冷卻液通過冷卻液輸入孔進入，依次通過轉子軸冷卻通道、軸套管冷卻通道、軸套腔、軸套孔、轉子前部冷卻腔、轉子軸冷卻液入孔、轉子后部冷卻腔、轉子軸徑向通孔、冷卻液回流腔和轉子軸冷卻液回流孔所組成的冷卻液通道，然后通過齒輪冷卻液回流孔進入齒輪箱的齒輪箱腔體，并從齒輪箱的冷卻液輸出孔流出，從而完成對整根轉子組件的冷卻。

13、本發明與現有技術相比，具有以下優點和效果：本發明提高了螺桿真空泵使用的穩定性，減小了泵的整體體積，降低了螺桿真空泵的維保難度。

14、為解決螺桿真空泵中的冷卻液難以冷卻到轉子根部的問題，本發明提供了在轉子軸內開孔并安裝引導冷卻液流向的軸套管和軸套進行冷卻的方案。通過在轉子軸端的冷卻液輸入孔外接油泵（如離心泵、齒輪泵等），將冷卻液泵入轉子軸內，再通過轉子內軸套管和軸套的引流，從轉子軸心達成冷卻轉子的目的。相比于現有的外置風扇或者冷卻夾套進行冷卻的形式，本發明的這種冷卻方式直接對轉子進行由內而外的深入冷卻，冷卻效果更為顯著。

15、為解決螺桿真空泵中維保拆卸困難的問題，本發明將支撐轉子的軸承設置到了轉子軸的一端和中部，使得轉子成為懸臂結構。由于軸承與泵殼體之間沒有直接接觸，泵殼體僅僅只是固定在齒輪箱上，使得泵殼體在拆卸時無需拆卸軸承，拆卸方便，且將泵殼體拆除后轉子就暴露在外了，即可對轉子進行清理，使得需要對轉子進行維保時的拆裝非常方便。本發明中的這種方案最大的優勢是拆卸零件少，同時拆解時不影響到密封零件和軸承，對轉子的間隙值也沒有影響，維保之后直接將泵殼體裝上就能繼續使用。同時為了提高懸臂結構的穩定性、降低拆卸難度，懸臂的轉子和泵殼體的材料最好不使用常規的鋼鐵材料，最好能做出調整，如選用鋁等密度較小的金屬材料。

16、為減小螺桿真空泵的尺寸和降低功率，本發明提供了雙電機驅動的解決方案，采用兩個電機分別驅動兩根轉子軸，單個電機的功率需求減半，同時兩個電機都采用直連形式安裝，即電機的轉子直接套在螺桿真空泵的轉子軸上。以15kw電機為例，7.5kw的電機在機殼直徑和長度上遠小于單個15kw電機，因此將兩個7.5kw的電機分別安裝在兩根轉子軸上，不僅能縮短螺桿真空泵的總長，還能降低高度，同時利用了原本空缺的轉子機構前方的空間，螺桿真空泵在寬度上也沒有增大，整體尺寸比單個15kw電機要更加緊湊。同時，原本單電機的螺桿真空泵，主轉子和從轉子之間還需要齒輪或者皮帶等進行傳動，雙電機方案通過電機直接獨立驅動，取消了一個傳動結構，再次提高了能效。