一种带有内循环冷却系统的螺杆真空泵的制作方法

本发明属于真空技术领域，具体涉及一种带有内循环冷却系统的螺杆真空泵。

背景技术：

目前各种真空泵的发展愈来愈受到真空应用场合的影响，一般的真空系统无法满足清洁无油及耐腐蚀的要求，因此近年来干式真空泵市场需求量很大,真空获得产品已经出现更新换代的局面,大量的有油真空系统已被无油清洁的真空系统所代替。随着电子工业、化学工业、薄膜行业、冷冻干燥的蓬勃发展，越来越多的行业要求有清洁的、没有油蒸汽存在的真空环境作为其生产基础，因此市场对干泵的需求也越来越迫切。螺杆真空泵属于非接触型干式泵螺杆型干式真空泵特点如下：①可靠性高。螺杆型干式真空泵结构简单，零部件少，因此它运转可靠，寿命长，维修简单。②气体通路短，气体可以快速排出。单级设计，对流程气体搅动少，减少了冷凝物和微小颗粒堆积的可能。③动力平衡性好。螺杆型干式真空泵没有不平衡的惯性力，机器可平稳地高速运行，振动小，噪声低。④适应性强。螺杆型干式真空泵具有强制输气的特点，在较宽的压力范围内能保持较高的抽速，而且适合作大抽速的泵。⑤多相混输。由于螺杆型干式真空泵转子齿面间留有微小间隙，因而可抽除含有粉尘、可凝性蒸汽等多种气体。⑥由于螺杆式设计为单级设计，同多级泵如罗茨泵，爪式以及组合式相比，其在零件的使用数量上减少了百分之六十。这使得其在稳定性和将来的维修成本上有很大的优势。由于上述多种优点，使得螺杆干式真空泵备受世界各地制造商的欢迎，使螺杆真空泵在市场上的地位越来越重要。在欧美和日本已经广泛应用于微电子、半导体、制药、精密加工等行业。

随着研究的不断深入，越来越多进行了结构改进的螺杆真空泵被开发并应用，以下为几种比较典型的具有改进结构的无油涡旋真空泵：

申请号为200910098378.9的中国专利，公开了一种变螺距双螺杆真空泵。其采用一只螺杆为三头螺杆，另一只螺杆为双头螺杆的形式使其径向受力平衡，起到了减少噪声，运行平稳的作用，但螺杆的设计复杂，加工过程麻烦，加大了螺杆的加工周期，影响了其推广应用和工作性能的提高。

申请号为201220586479.8的中国专利，公开了一种新型双螺杆真空泵，其主动螺杆的前倾角为23°，后倾角为14°，从动螺杆的前倾角和后倾角的角度与主动螺杆相反。通过改变螺杆倾角的角度来提高真空泵的真空度。但是该螺杆真空泵并不具备进一步提高真空度的能力。

申请号为201310002156.9的中国专利，公开了一种螺杆式真空泵包括两个形状相同、旋向相反的转子，两转子中心对称由两个中心对称的叶片组成，每个叶片的端面型线包括依次连接的第一型线、第二型线、第三型线、第四型线和第五型线，一叶片第五型线跟另一叶片的第一型线连接。因此减少了转子的加工周期，转子结构也相对简单，大大减少许多设计、加工等方面的工作量，但是，受限于转子结构，该螺杆真空泵并不具备进一步提高抽速的能力。

申请号为201410588589.1的中国专利，公开了一种螺杆真空泵的螺杆转子冷却装置，属于泵技术领域。螺杆转子冷却装置包括液压泵和冷却液箱，螺杆转子上具有螺旋齿，螺旋齿上沿螺旋方向开设有冷却液通道。它解决了现有的螺杆真空泵的螺杆转子冷却装置冷却效果差、加工不方便的问题。但无法做到对螺杆泵整体的平稳冷却。

申请号为201520678632.3的中国专利，公开了一种立式螺杆真空泵液体冷却装置，在顶盖、腔体、底板、底座、齿轮箱均设有冷却水腔，合装后各部件上的冷却水腔通过冷却水槽相互连通，冷却水腔或冷却水槽连通到顶盖中间位置的轴承和油封、底板中间的轴承和油封，螺杆轴上的密封件、底座中部的轴承和油封等需冷却的部位。通入冷却循环液体可以达到较好的散热降温的效果。但外循环水需要持续不断地大流量的供应，并且，由于接触面很大，导致水中含有多种有毒物质，无法循环使用，浪费水源，排出后需后续处理；

申请号为201320475904.0的中国专利，公开了一种真空泵包括泵体和位于泵体内的工作腔，本冷却系统包括位于泵体内的介质腔，所述介质腔设置于工作腔的外侧，介质腔内设置有液态的传热介质，所述泵体上部的介质腔内安装有集中冷却器，集中冷却器与传热介质交换热量，介质腔内的传热介质可以吸收真空泵的运行过程中气体的压缩及轴承、齿轮、油封的磨擦持续产生的热量，并将热量输送至集中冷却器处并与流经集中冷却器的冷水进行热交换，使真空泵始终正常运行，但集中冷却虽然有利于快速冷却，却无法使冷却温差变小，导致各部分冷却不均匀。

申请号为201420542681.X的中国专利，公开了一种真空泵螺杆转子冷却系统，属于真空泵技术领域。该真空泵螺杆转子冷却系统，内部设有连通轴孔的冷却水流道，转子轴通过轴孔穿过螺杆转子，所述的转子轴内的左侧及右侧开设有轴向的冷却水孔，两个冷却水孔均与冷却水流道相连通，可输送冷却水经过转子轴内的冷却水孔至螺杆转子内的冷却水流道，进而经过冷却水孔排出。它解决了现有技术中的均在采用在泵外部进行冷却，并无与转子进行直接接触降温，因此其冷却效果并不好，不能有效地降低转子的工作温度等问题。但该螺杆泵的冷却系统但对一对转子进行冷却，造成转子与泵腔及传动装置温差过大，反而不利于整个螺杆泵的正常运转工作。

申请号为201310125129.0的中国专利，公开了一种将两条螺杆设计成中空结构并采用热管内冷却的干式螺杆真空泵。本发明的热管内冷却干式螺杆真空泵，将螺杆制作成中空结构，螺杆内部为冷却腔，便于对螺杆进行冷却，将螺杆工作产生的热量带走，从而达到降低螺杆表面温度的目的，螺杆工作表面温度降低的作用，但将螺杆制作成中空结构却降低了轴的载荷能力，导致泵的功率降低，影响泵的实际性能。

申请号为201420654207.6的中国专利，公开了一种干式双螺杆真空泵冷却装置，包括冷却液罐，换热器其中冷却液罐的冷却液出口管线经冷却液泵后分为至少两路，一路与真空泵上的夹套冷却液注入口相连，另一路与真空泵上的轴心冷却液注入口相连，真空泵上的夹套冷却液出口和轴心冷却液出口通过管线与换热器的管程入口相连，管程出口与冷却液罐相连。该冷却装置同时冷却泵腔与转子，但需外接一大型冷却液管，不仅提高了成本也降低了螺杆泵的方便性与应用广泛性。

申请号为EP20050751103的欧洲专利，公开了一种不断变化双螺杆真空泵包含一对导程角不断变化，且形状不同相互啮合的一对转子，随着转子转动，阳转子轴向横截面形状不变，阴转子轴向横截面形状改变，由此，从吸入侧到排出侧的转子之间的啮合间隙恒定。这很大解决了螺杆泵效率提升难的问题。但该发明并未涉及如何对泵体进行冷却的内容，仅从改变转子型线的角度来提高泵的性能显然是片面的。

通过上述现有的几种典型的螺杆真空泵可知，虽然其各自的优点显而易见，但是，在提高使用寿命与节水节能方面或多或少都存在一定的限制，如何突破上述限制，并拓展无螺杆真空泵的发展方向，已成为现阶段迫切需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明提供一种带有内循环冷却系统的螺杆真空泵，能够提高使用寿命，能够节水节能。

本发明的技术方案如下：

一种带有内循环冷却系统的螺杆真空泵，包括泵体和齿轮箱，主动转子设置在所述泵体内，所述泵体的泵壁和所述齿轮箱的腔壁内设有环绕形水套，所述环绕形水套内装有冷媒；所述主动转子的轴端一侧安装磁力循环泵，所述磁力循环泵通过冷媒循环管带动所述冷媒进行内循环；所述环绕形水套内缠绕有冷却水管，所述泵体的泵壁上设有小孔，所述冷却水管通过所述小孔伸到所述泵体的外部；所述冷却水管内通室温下的冷水对所述冷媒进行冷却。

所述的带有内循环冷却系统的螺杆真空泵，其中所述冷媒的成分为乙二醇、防锈剂和水。

所述的带有内循环冷却系统的螺杆真空泵，其优选方案为，乙二醇的质量分数为40-58％。

本发明的有益效果为：打破了螺杆真空泵的传统设计思路，首次提出了自带内循环冷却系统的螺杆真空泵设计方案，对突破真空泵使用寿命方面，提高真空泵可靠性提供了有效手段。冷媒具有极低的冰点，当乙二醇质量分数58％时，冰点为-45℃；当乙二醇质量分数为40％时，冰点为-25℃。这样，可以保证冷媒在低温下不结冰。因此在恶劣工况下仍可保证真空泵正常稳定的运转。

附图说明

图1为带有内循环冷却系统的螺杆真空泵结构示意图；

图2为泵体的立体示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，一种带有内循环冷却系统的螺杆真空泵，包括泵体1和齿轮箱2，主动转子3设置在所述泵体1内，所述泵体1的泵壁和所述齿轮箱2的腔壁内设有环绕形水套4，所述环绕形水套4内装有冷媒；所述主动转子3的轴端一侧安装磁力循环泵5，所述磁力循环泵5通过冷媒循环管6带动所述冷媒进行内循环；所述环绕形水套4内缠绕有冷却水管7，所述泵体1的泵壁上设有小孔，所述冷却水管7通过所述小孔伸到所述泵体1的外部；所述冷却水管7内通室温下的冷水对所述冷媒进行冷却；所述冷媒的成分为乙二醇、防锈剂和水，其中乙二醇的质量分数为50％。