一种真空泵及其多级真空泵的制作方法

本实用新型涉及一种真空泵及其多级真空泵。

背景技术：

真空泵是用来制造特定的低气压环境。目前市面上常见的真空泵有水环式真空泵、旋片式真空泵、滑阀式真空泵、螺杆泵和罗茨泵等，现这些真空泵都有一个共同的特点：至少有一个相对于泵体转动或滑动的芯部零件，如：叶轮、旋片、偏心轮及滑阀杆、螺杆、8字形转子等。长期使用后，这些芯部零件与泵体之间因磨损会使得存在的空隙越来越大，从而会导致密封性能的降低，进而会影响使用效果。比如，对于旋片式真空泵来说，主要包括泵体、转子和叶片。转子与泵体内腔中心有偏距，叶片位于转子槽内而能随转子旋转而滑动，叶片的外端部与泵体内壁保持接触，两相邻叶片与泵体内壁之间会形成了密封的工作腔。旋片式真空泵使用过程中，工作腔的压力会随着工作腔体积的变化而改变，低压工作腔抽气，高压工作腔放气，从而制造低气压环境。在此过程中，由于叶片与泵体内壁、转子槽内侧间始终保持摩擦接触，极易发生磨损，并且随着叶片的磨损，造成叶片与泵体内壁及转子槽之间的间隙增大，导致工作腔的密封性下降，会影响旋片式真空泵的整体使用效果。

为了解决上述问题，目前市场上对各类真空泵进行了改性，例如添加润滑液、优化叶片设计以及改变泵体或叶片的材料等等。这些方式在一定程度上改善了真空泵的磨损现象，但是同时也使得真空泵的结构越来越复杂化，提高了加工精度，也提高了材料和工艺的要求，进而使得生产成本高，甚至在使用和维护上也提出了更高的要求。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种结构简单、成本低的真空泵。

本实用新型所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种结构简单、成本低的多级真空泵。

本实用新型解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种真空泵，包括带有内腔的泵体和贯穿于泵体中心的转轴，所述泵体内开有连通内腔的排气通道，该排气通道的排气口位于泵体的外壁上，其特征在于：所述泵体与转轴刚性连接而能随所述转轴旋转，所述的转轴上开有连通所述泵体内腔的进气通道，该进气通道的进气口位于该转轴的端面上。

在上述方案中，优选的是，所述排气通道位于与转轴相垂直的平面上。此时离心力大，抽气效果好。

在上述优选方案中，进一步优选的是，所述排气通道由泵体的内腔侧向排气口侧圆滑延伸，且延伸方向与转轴运动方向相反。由于泵体外侧空气的运动方向与泵体的转动方向相反，排气通道作如此的设计，使得排气口处的出气方向顺着此处的空气运动方向，且外侧空气运动时，会在该处形成一低压区，这更能吸引排气通道内的气体从排气口处排出，以进一步提高抽气效果。

在上述优选方案中，为了方便加工和组装，所述的泵体由主体和泵盖组装而成，所述的内腔和排气通道位于主体与泵盖的接合面间，且在所述主体与泵盖的接合面之间设有用于密封所述内腔和排气通道的密封垫。使组合而成的泵体的各部件贴合后能防止气体泄漏，提高真空泵的密封性。

在上述方案中，主体和泵盖的相对端面上均可以设计有对应的凹槽，拼合后可以形成所述的内腔和排气通道。但优选的是采用如下方案，即内腔和排气通道由开设在朝向泵盖的主体的端面上的凹槽和泵盖遮蔽而成，此时，只要在主体的端面上加工出凹槽即可，使得加工起来更为方便。

为了排气更为顺畅，在上述各方案中，优选的是，所述的排气通道有多个，分别沿泵体的周向均匀设置。

同样，为了进气顺畅，所述进气通道由一个与进气口相贯通的轴向通道和多个径向通道组成，各所述径向通道连通所述内腔和轴向通道。

较好的是，所述泵体和转轴的接触部分之间设置有密封环。密封环的设置可以防止刚性连接的泵体和转轴之间发生气体泄漏，可提高真空泵的整体密封性。

所述转轴两端支撑在机架上，以确保真空泵工作的稳定性。

本实用新型解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种多级真空泵，包括有上述各方案的所述真空泵，其特征在于：各所述真空泵放置在各自的封闭壳体内，所述转轴上进气口外露于该壳体，所述壳体上则开有将所述排气口的气体排出于壳体外的出气口，相邻的壳体之间则设置有连接管，该连接管一端与相邻壳体中的后一壳体的出气口相连，该连接管的另一端与相邻壳体中的外露于前一壳体的转轴上的进气口相连。

与现有技术相比，由于本实用新型巧妙地将泵体和转轴设计成刚性连接，使泵体可以随转轴作旋转运动，并利用泵体旋转时所产生的离心力和空气相对于泵体相反运动时在排气口区域产生的低压所提供的吸力，在这离心力和吸力的双重作用，使得从进气口进入的气体依次经进气通道、内腔、排气通道、排气口源源不断地向外排出来制造低气压环境，且由于省去了外壳，无需考虑磨损，对内腔和进气通道、排气通道就无需很高精度，结构又简单，因而加工方便，制作成本低。尤其是包括有该多个真空泵所形成的多级真空泵，可实现逐级排出空气获得更高真空度的使用环境，从而在低成本下应用范围更广。

附图说明

图1为本实用新型实施例真空泵与真空容器相连时的轴向剖视图；

图2为图1中A-A向的剖视图；

图3为由多个本实用新型实施例组成的多级真空泵的轴向剖视图(与真空容器相连)。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1和2所示，该真空泵包括泵体1和轴向贯穿于泵体1中心的转轴2，其中泵体1设计成圆盘状结构(当然也可以是其它形状)，泵体1的内部具有一内腔11，泵体内开有连通该内腔11的排气通道12，该排气通道12的排气口13位于泵体1的外壁上。为了方便地获得所述内腔11和排气通道12，本实施例中，该泵体由主体1A和泵盖1B通过螺栓等紧固件组装而成，上述内腔11和排气通道12位于主体1A与泵盖1B的接合面间，也就是该主体1A和泵盖1B的相对端面上可以设计有相对应的凹槽，两者拼合后形成内腔11和排气通道12，本实施例中，优选的是，凹槽开在主体的端面上，泵盖直接盖设在主体上将凹槽遮蔽，即形成所述内腔11和排气通道12，这样加工起来更加方便。并且为了保证接合面间的密封性，在主体1A与泵盖1B的接合面之间设有用于密封内腔11和排气通道12的密封垫3。

上述泵体1和转轴2为刚性连接，比如可以采取键槽等方式连接。转轴2的两端通过轴承支承在机架4上，可以绕机架4转动，该转轴2内开有连通泵体的内腔11的进气通道21，该进气通道的进气口22位于该转轴2的端面上。并且为了确保进气顺畅，本实施例中，进气通道21由一个与进气口相贯通的轴向通道21A和四个径向通道21B组成，各径向通道则连通内腔11和轴向通道21A。

为了提高真空泵的密封性，上述泵体1和转轴2的接触部分之间还设置有密封环5。

如此，在使用时，先将需要抽真空的真空容器6与转轴2上的进气口22相连通，然后启动真空泵的电机(图中未示出)，使泵体1随转轴2以速度M沿图2箭头所示方向旋转时，在离心力的作用下，从进气口22进入到内腔11的气体源源不断地经排气通道12从排出口13处甩出，从而使真空容器6获得所需真空环境。

为了使得上述离心力更大，排气效果更好，本实施例中，优选的是，排气通道12位于与转轴2相垂直的平面上。且排气通道12有多个(本实施例中为四个)，分别沿泵体1的周向均匀设置。同时考虑到泵体1外侧的空气会产生相对于泵体1旋转方向相反运动的高速气流，该高速气流的运动速度为V，该高速气流在经过排气口13时会在排气口侧产生低压区，从而对排气通道12内的气流产生吸力，为了使得该吸力最大化，优选的是，上述排气通道12设计成由泵体1的内腔11侧向排气口13侧圆滑延伸，且延伸方向与转轴2运动方向相反，此时，排气口13的方向顺着泵体1外侧的空气运动方向，使得内腔11中的气体能顺着排气通道12顺利地甩出的同时，还在外侧空气流所产生的低压区的吸引下被快速带走。即在离心力和外侧空气吸力的双重作用下，泵体内腔11的气体向泵体1外侧流出，且泵体1的直径越大、转速越高，则离心力和低气压的吸力就越大。真空泵内部及与真空泵相通的真空容器内的气体被排出的越快，容器内的气压也随之下降得越快。因此可以根据用途需要设定泵体的直径和转速即可实现所需的抽真空的目的。

为了获得更高的真空度，实现逐级排出空气，满足更广的使用范围，如图3所示，本实施例还提供了一种由上述多个(图中为三个)真空泵串联组成的多级真空泵，各真空泵放置在各自的封闭壳体7内，转轴2支撑在该壳体7上(也可以支撑在上述机架上，机架放置在壳体内)，且进气口22外露于该壳体7，壳体7上则开有将排气口13的气体排出于壳体7外的出气口71，相邻的壳体之间则设置有连接管8，该连接管8一端与相邻壳体中的后一壳体的出气口71相连，该连接管的另一端与相邻壳体7中的外露于前一壳体7的转轴2上的进气口22相连。此时虽有壳体，但由于仅用来收集由排气口出来的气体，因此与泵体之间的间隙较大为好，无需很高的加工精度，因而整体制作方便，仍然具有加工成本低，结构简单的特点。

以图3为例进行说明该多级真空泵的工作过程：先将需要抽真空的真空容器与最后一个(第三个)真空泵的进气口相连通，然后启动三个真空泵的电机，使各真空泵的泵体1随各自的转轴2旋转，如前所述原理，后一真空泵将气体输送到相邻的前一真空泵的进气口，如此，使得与多级真空泵相连通的真空容器6中气体逐级排出，以获得较高的真空度。多级真空泵的抽气特性与真空泵的数量以及每一个泵体的直径和转速有关，因此可以根据用途需要设定真空泵的数量以及每一个泵体的直径和转速即可。