专利名称：冷却装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种运动部件位于泵体中的真空泵的闭路冷却装置，所述闭路包括若干设置在泵体壁中的流过流体的冷却室，一个从一侧引进来自所述冷却室的冷却流体、从另一侧引进空气流的热交换器，以及一个位于所述热交换器和所述冷却室之间的流体回路。
所述装置尤其用在一种具有两个位于同一缸体中的成对的螺旋叶片的真空泵中，所述两个螺旋叶片相互接合，一个马达与其中一个相连。
较高性能的真空泵需要进行冷却，并且人们已经知道如何实现上述的冷却装置。通常，冷却流体是水。所述闭路冷却装置不同于失水型冷却系统，后者在目前因为生态和经济的原因已经不能接受。这种装置也不同于空气直接冷却系统，对于真空泵的需要而言，从要排放的热量的多少来看，空气直接冷却系统是不合适的。
但是，迄今为止所知的闭路冷却装置在装备高性能的、结构紧凑的真空泵时，就如同两个成对的螺旋叶片处于同一缸体中的所述泵一样，仍然有一些缺点，尤其是在改进了螺旋叶片的外形而获得最大效率，从而使转速提高同时尽可能减小体积时。无论怎样，目前所知的闭路冷却系统的一个缺点是需要有循环泵。另外，高性能的泵需要尺寸特别大的散热器。
因此，本发明的目的是提出一种克服上述缺点的冷却装置。
为此，本发明的所述装置的特征在于，所述热交换器是一个冷凝器，冷却空气流由一个风扇产生，风扇由泵的马达驱动，所述冷却室的尺寸设计使得流体在冷却室的出口处达到其沸点。
按照一种实施方式，所述风扇直接装在所述螺旋叶片之一的主轴上，可设置于所述被驱动的螺旋叶片和所述马达之间。
所述冷凝器可以是交叉循环的，具有一个其中含有管道网的腔室，该管道网的至少一部分是倾斜的，以便要被蒸发的冷却流体从高到低流经该管道网，所述腔室可以在其上部具有一个侧开口以引进空气流，并可以在其下部具有一个连接到风扇进气管的连接管。
本发明还涉及一种具有两个装在同一缸体中的成对的螺旋叶片的泵，所述两个螺旋叶片相互接合，一个马达将二者连接起来，并具有一个本发明的冷却装置。
下面参照附图对本发明的一个实施例进行说明，附图中
图1是所述装置的示意图，图2是具有冷却回路的泵的整个系统的立体图，图3是图2所示的泵沿经过螺旋叶片轴的水平面的剖视图。
示于图中的用于真空泵的冷却装置是根据蒸发或者沸腾原理以闭路方式工作的。
为此目的而工作的设备简要示于图1中。主要部件简单地说包括一个设置在装置上部的冷凝器1、一组冷却室2、设置在所述冷却室和所述冷凝器之间的膨胀室1’。所述冷却室设置在圆柱形的泵主体的壁及其缸盖中。冷却室的尺寸使得正常工作的真空泵所释放的热量将冷却流体、即水，加热到沸腾温度，在压强接近大气压时即为100℃。从而在所述室2中形成水蒸气流7，后者由管道4引至所述入口，亦即所述冷凝器1的上部。在流过交叉循环的冷凝器1的空气流5的作用下，所述水蒸气在冷凝管的下部凝结，并在重力作用下通过所述回流管6流回到所述室2的入口。为了强制空气流5循环，在所述泵中安装一个风扇3，由泵的马达驱动。一测温计17用来监测系统的工作，并在非正常情况下进行干预。按照另一种实施方式，所述系统可以这样设计，使得所述空气流以与图2中的箭头所示的方向相反的方向流经所述冷凝器。
图2示出了构成上述部件的装置。泵的缸体8水平放置，带有一个排出管9和一个进气管10。马达11直接驱动螺旋叶片之一的轴。在缸体8的壁中设置有管道状的水室2，所产生的水蒸气通过缸体外部的管道4而被引到冷凝器1。冷凝器具有一个腔室13，其下部14放置在所述缸体8上横向设置，其倾斜设置的上部15通过其上端连接到所述水蒸气管道4。在所述倾斜部15以及所述腔室13的横向部分中，设置有一些管道网，后者通至回流管6。
在所述腔室13的倾斜的上壁上穿有一个开口16，空气流5由之进入，空气流的排出在图中由泵体下方的箭头5a示出。
为了了解更多的细节，请参看图3。该图示出了缸体8沿螺旋叶片18和19的轴处的水平面的剖面，所述螺旋叶片轴由四个轴承20支承，这四个轴承相互间以齿轮21连接。螺旋叶片18的主轴在马达11的方向上延长，直接连接到马达上，并且，该延长部带有风扇3的飞轮22，该风扇的蜗壳24向下开口于泵的下方。可注意到，在所述缸体8的侧壁中有水室2，环绕着邻近排出管的螺旋叶片18和19的螺旋圈和轴承一在这些地方产生最大量的热。在此所述的实施方式中，邻近进气管的螺旋叶片螺旋圈在缸体的装有环境空气散热片的一部分中旋转。另一方面，在所述室2附近，所述缸体8的壁由一个安全活门装置26穿过，该安全活门在必要的情况下可以中止排空空间的真空状态，可以是向其中注入氮气。紧靠该安全活门的上方设置有测温计17。如果在泵中表现出过热状态从而有可能使室2中的水一汽分界面降低，该测温计就发出警报，或者使马达停转，或者以其它方式干预。
所述装置的优点是以小的容积实现了很高的冷却效率，并且非常简单。之所以效率高，是因为热量通过冷却流体的物态改变而被吸收到了所述冷却流体中。对于水，人们知道其蒸发热为2250KJ／Kg，如果压强接近大气压，当还没有蒸发完所有的水的时候，温度总是稳定在100℃。为了计算系统的数据，可以基于马达所应提供的功率Pm(瓦特)。热量的释放一方面来自马达的热损耗和泵的摩擦作用，另一方面来自排放气体的压缩。事实上，对于要排出的热量Pc(瓦特)来说，其值应当按下式计算Pc=0．8Pm从上述数据可以计算出在稳定状态下要排出所述热量所需的蒸汽流，从而可以确定室2的大小。为了计算冷凝器和风扇的大小，假定环境空气的温度在30到50℃。
实际进行的试验表明，在上述条件下，冷却装置工作起来十分可靠，同时，其体积比通常的水冷循环冷却装置要小。本装置的冷却循环是完全借助于重力实现的，而不需要用外力强制循环。冷凝器的风扇由泵的马达直接驱动，而不需要任何额外的驱动源。另外，通过冷凝作用而实现的热量的良好传递允许使用小尺寸的冷凝器。使用上述类型的泵，该冷却装置表现得十分有效，在这种泵中，所述螺旋叶片的螺纹进行了特别的设计，用以获得很高的输出功率。
当泵用于温度可能降到0℃以下的地方时，为了避免可能出现的冷却流体被冰冻的问题，可以使用诸如下列的冷却流体25％的乙烯／乙二醇或者丙烯／乙二醇与75％的水的混合物，或者其它的水与足够的防冻液体的混合物。
权利要求
1．一种运动部件位于泵体中的真空泵的闭路冷却装置，所述闭路包括；若干设置在泵体壁中的流过流体的冷却室，一个从一侧引进来自所述冷却室的冷却流体、从另一侧引进空气流的热交换器，以及一个位于所述热交换器和所述冷却室之间的流体回路，其特征在于，所述热交换器是一个冷凝器，冷却空气流由一个风扇产生，风扇由泵的马达驱动，所述冷却室的尺寸使得流体在冷却室的出口处达到其沸点。
2．如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述冷凝器设置在缸体的上方，流体的回流是借助于重力实现的。
3．如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述风扇直接装在所述螺旋叶片之一的主轴上。
4．如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述风扇设置于所述被驱动的螺旋叶片和所述马达之间。
5．如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述冷凝器是交叉循环的，具有一个其中含有管道网的腔室，该管道网的至少一部分是倾斜的，以便要被蒸发的冷却流体从高到低流经该管道网，所述腔室在其上部具有一个侧开口以引进空气流，在其下部具有一个连接到风扇进气管的连接管。
6．如前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述冷却流体是水。
7．如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述管路根据要排放的热量进行设计，使得水的压强接近大气压，从而使其沸腾温度约为100℃。
8．如权利要求1到5之一所述的装置，其特征在于，所述冷却流体是水于一种防冻流体的混合物。
9．如前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，它具有一个测温计，能够在温度超过限制值时发出警报信号。
10．一种真空泵，具有两个装在同一缸体中的成对的螺旋叶片，所述两个螺旋叶片相互接合，一个马达将二者连接起来，其特征在于，该泵具有一个权利要求1到9之一所述的冷却装置。
全文摘要
腔室(2)具有设置在泵的缸体壁中的冷却管道。由要排放的热量所产生的蒸汽流(7)到达冷凝器(1)的上端,并以水的形式流出,进入腔室(2)的回流管(6)。由风扇(3)驱动的空气流(5)促进冷凝过程。测温计(7)的作用是控制并保障安全。
文档编号F04C29/04GK1283254SQ98812799
公开日2001年2月7日 申请日期1998年12月22日 优先权日1997年12月30日
发明者雷内·吉根 申请人:爱特里尔斯布时股份公司