一种真空泵转子液冷系统的制作方法

allin2026-07-01  16


本发明涉及真空泵,具体涉及一种真空泵转子液冷系统。


背景技术:

1、真空泵是指利用机械、物理、化学或物理化学的方法对被抽容器进行抽气而获得真空的器件或设备。通俗来讲,真空泵是用各种方法在某一封闭空间中改善、产生和维持真空的装置。真空泵持续工作会消耗大量电能,因此,对于真空泵能耗降低是非常有必要的。

2、一般工厂用的机械式真空泵如螺杆泵、罗茨泵,都是利用空气容积变化进行做功,来达到真空效果,在压缩空气的过程中,定温压缩比定熵压缩所做的功要少,那么在相同功率下,定温压缩比定熵压缩的工作效率要高,所以针对工质也就是空气在压缩过程中保持温度的相对稳定很重要。针对多级真空泵来说,前人一般采用级间冷却的方式降低能耗,以提高效率,或是喷油与空气混合压缩降低温度,这会导致多级真空泵的外部需额外增加冷却降温的部件,使该设备体积大,若采用喷油降温的方式会有油污染,在对环境要求较高的情况下并不适用。


技术实现思路

1、为解决上述技术问题,本发明利用液腔对气腔的外部散热,空心轴内流入的冷却液对转子散热,具体技术方案如下:

2、一种真空泵转子液冷系统,包括泵主体、对所述泵主体散热的冷却系统和驱动所述泵主体的动力系统,所述泵主体包括壳体、位于所述壳体内的气腔、贯穿所述气腔的空心轴以及位于所述气腔内并与所述空心轴连接的转子,所述气腔设有贯穿所述壳体的进气口和出气口,所述冷却系统包括设在所述壳体内并围在所述气腔外部的液腔,所述空心轴与所述液腔连通,所述动力系统用于带动所述空心轴转动。

3、其中,冷却油在液腔内流动,其对气腔的外部降温,同时冷却油从空心轴的端部流入,当冷却油在空心轴的转子处,冷却油可对转子实现降温,使整个过程实现转子的双重降温效果,同时也无需额外增加新的降温设备,仅需朝内通入冷却油即可,减少设备所需的体积,同时冷却油通过液腔也可以重复回收利用,有效降低油污污染。

4、优选地,所述空心轴的两端敞开,使所述液腔内的液体能够通过所述空心轴来回流动。其中,冷却油对转子处起降温作用,由于空心轴的两端敞开,故液腔内的冷却油可通过空心轴的两端来回流动,提高冷却油在空心轴内的流动性。

5、优选地,所述空心轴的至少一端通过轴封与所述壳体相对转动,所述空心轴靠近所述轴封的一端设有轴孔,另一端与所述液腔连通,使所述液腔内的液体可从所述轴孔流入后贯穿空心轴,并从所述空心轴敞开段流入到液腔。其中,冷却油只能从轴孔单向往末端流动,以免吸热后的冷却液回流,冷却液在轴内贯穿全轴,汇合在空心轴末端液腔区域,以便及时将末端液腔的冷却液排出。

6、优选地,所述轴孔呈勺形。其中,勺形的轴孔可更方便空心轴吸入冷却液。

7、优选地,所述壳体的内壁且位于所述气腔的端部设有调节阀。其中,调节阀平衡液腔与空心轴内部冷却液压差,使冷却液在流体流道呈螺旋流动。

8、优选地,所述壳体的两端设有与所述液腔连通的进液口和出液口,使所述液腔内液体实现循环更换。其中,为保证冷却液能够对气腔内的转子得到及时散热、冷却。

9、优选地,所述壳体与所述气腔之间通过支撑架安装。其中,支撑架的设置,方便将气腔安装在壳体内,同时也避免阻碍气腔与壳体之间流体流道。

10、优选地,所述动力系统包括位于所述壳体外部的电机、安装在所述电机输出端的传动轮、安装在所述空心轴一端且与所述传动轮相啮合的从动轮。其中,通过电机、传动轮和从动轮带动空心轴转动,使转子转动将目标区域气体从进气口吸入,经过气腔压缩后从出气口排出,转子连续转动能使目标区域的气体压力降低,以达到目标值。

11、优选地,所述传动轮和所述从动轮位于所述液腔的内部,或所述传动轮和所述从动轮位于所述液腔的外部。可根据需要自行设置传动轮和从动轮的位置,若传动轮和从动轮设在液腔内,可使冷却液对传动轮和从动轮也有散热效果。

12、优选地,所述空心轴的转动连接处设有机械密封。其中,机械密封保证气液两个流体区域相互独立,有各自的进出口,也防止冷却液与空气混合。

13、由以上技术方案可知,本发明具有如下有益效果:

14、本发明通过设置液腔和空心轴,液腔对气腔的外部散热,而空心轴的端部流入冷却液,使冷却液通过空心轴流入转子处,对转子散热,并将吸热后的冷却液从空心轴的另一端流出,增加了空气在压缩时的换热面积,大大提高了散热效率,同时也避免多级真空泵外部增设降温部件,降低整体的体积,同时也避免采用喷油的方式,降低污染。

15、气腔与壳体之间的流体流道能够流动冷却液,流体流道的设计可以是螺旋式、往复式,流体流道的设计可增大冷却液与气腔的接触面积,提高气腔的吸热效率;可以与其他冷却方式同时进行,如与喷油降温结合,多重冷却方式并用降温能发挥更大的效果,设备的耐久性更佳,提高了转子的使用寿命,增加了设备的可靠性。



技术特征:

1.一种真空泵转子液冷系统,包括泵主体、对所述泵主体散热的冷却系统和驱动所述泵主体的动力系统,其特征在于,所述泵主体包括壳体(4)、位于所述壳体(4)内的气腔(2)、贯穿所述气腔(2)的空心轴(5)以及位于所述气腔(2)内并与所述空心轴(5)连接的转子(1),所述气腔(2)设有贯穿所述壳体(4)的进气口(9)和出气口(10),所述冷却系统包括设在所述壳体(4)内并围在所述气腔(2)外部的液腔(3),所述空心轴(5)与所述液腔(3)连通,所述动力系统用于带动所述空心轴(5)转动。

2.根据权利要求1所述的真空泵转子液冷系统,其特征在于,所述空心轴(5)的两端敞开,使所述液腔(3)内的液体能够通过所述空心轴(5)来回流动。

3.根据权利要求1所述的真空泵转子液冷系统,其特征在于,所述空心轴(5)的至少一端通过轴封(6)与所述壳体(4)相对转动,所述空心轴(5)靠近所述轴封(6)的一端设有轴孔(7),另一端与所述液腔(3)连通,使所述液腔(3)内的液体可从所述轴孔(7)流入后贯穿空心轴(5),并从所述空心轴(5)敞开段流入到液腔(3)。

4.根据权利要求3所述的真空泵转子液冷系统,其特征在于,所述轴孔(7)呈勺形。

5.根据权利要求1所述的真空泵转子液冷系统,其特征在于,所述壳体(4)的内壁且位于所述气腔(2)的端部设有调节阀(17)。

6.根据权利要求1所述的真空泵转子液冷系统,其特征在于,所述壳体(4)的两端设有与所述液腔(3)连通的进液口(8)和出液口(11),使所述液腔(3)内液体实现循环更换。

7.根据权利要求1所述的真空泵转子液冷系统,其特征在于,所述壳体(4)与所述气腔(2)之间通过支撑架(13)安装。

8.根据权利要求1或2或3所述的真空泵转子液冷系统,其特征在于,所述动力系统包括位于所述壳体(4)外部的电机(16)、安装在所述电机(16)输出端的传动轮(15)、安装在所述空心轴(5)一端且与所述传动轮(15)相啮合的从动轮(14)。

9.根据权利要求8所述的真空泵转子液冷系统,其特征在于,所述传动轮(15)和所述从动轮(14)位于所述液腔(3)的内部,或所述传动轮(15)和所述从动轮(14)位于所述液腔(3)的外部。

10.根据权利要求1所述的真空泵转子液冷系统,其特征在于,所述空心轴(5)的转动连接处设有机械密封(12)。


技术总结
本发明提供一种真空泵转子液冷系统,涉及真空泵技术领域,包括泵主体、对泵主体散热的冷却系统和驱动泵主体的动力系统,泵主体包括壳体、位于壳体内的气腔、贯穿气腔的空心轴以及位于气腔内并与空心轴连接的转子,气腔设有贯穿壳体的进气口和出气口,冷却系统包括设在壳体内并围在气腔外部的液腔,空心轴与液腔连通,动力系统用于带动空心轴转动;通过设置液腔和空心轴,液腔对气腔的外部散热,空心轴一端吸入的冷却液对转子散热,并将吸热后的冷却液从空心轴的另一端流出,增加了空气在压缩时的换热面积,大大提高了散热效率,同时也避免多级真空泵外部增设降温部件。

技术研发人员:李睿,韦秀芝,陈煜章
受保护的技术使用者:合肥国轩高科动力能源有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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