一种轴向串列式罗茨真空泵模组的制作方法

本发明有关于罗茨真空泵，尤其是一种轴向串列式罗茨真空泵模组。应用本发明的结构，可以使其原有的罗茨真空泵的基本性能保持不变，但通过共用相同元件可达到节省能源及降低成本的目的，并且在流体通道形成并联时其抽气能力可大幅提升，因此可适用于类似钢厂二次精炼钢机械真空泵、超大型化工应用等大型工业的应用场合。

背景技术：

罗茨真空泵是一种旋转式变容真空泵，广泛应用在冶金、机械、化工、石油、轻工，食品、交通运输、环保等需要真空系统的领域，它具有抽速大、能耗小、结构简单、工作可靠等优点。根据抽真空前后的压差等条件，需选择相应能效的罗茨真空泵及其数量，才能得到满意的真空效果；压差越大，需要的罗茨真空泵的功耗和抽气量就越大。以往针对不同的压差条件的需求，需要制造出一系列能效大小不同的单体罗茨真空泵。

上述现有技术的罗茨真空泵，当需要输出大量经抽真空的气体时，往往需要配置多个单体罗茨真空泵，而每个单体罗茨真空泵都需要通过一对应的驱动电机加以驱动，因此也提高了整体的耗电量。并且配置多个单体罗茨真空泵，也会提高整个系统的成本。

因此本发明发明人希望提出一种崭新的模组化罗茨真空泵串接结构，可将多个罗茨真空泵串接，以单一个驱动电机即可同时驱动多个罗茨真空泵，并且多个罗茨真空泵彼此也可以共用相同的元件，因此达到节省能源及降低成本的目的。

技术实现要素：

所以本发明的目的为解决上述现有技术上的问题，本发明中提出一种轴向串列式罗茨真空泵模组，将多个独立的罗茨真空泵的驱动轴互相串连，使得所有罗茨真空泵的驱动轴形成同轴串接型态，并且将所有的罗茨真空泵的吸气口并联到一吸气管道，以及将所有的罗茨真空泵的排气口并联到一排气管道。应用上述的结构，仅需要单一个驱动电机驱动其中一个罗茨真空泵的驱动轴，即可同步驱动所有的罗茨真空泵的转子旋转，达到同时进行吸气抽真空以及排气的作业。由于本发明采用罗茨真空泵的设计，其泵腔容积大，因此所有的罗茨真空泵的吸气口在并联后可以具有很高的抽气量，其抽气速度可达到数千至数万立方公尺/小时，而且本发明的转子结构简单，易于维护和清洁。本案的多个罗茨真空泵的传动轴互相串接，可按照需要串联不同数量的罗茨真空泵，即可以调整系统整体的真空度及抽气量。通过不同数量的罗茨真空泵的串接，可形成一系列不同规格、不同能效的串联式罗茨真空泵结构，其可以取代相应数量的单体式罗茨真空泵，并能够达到与其相同的抽真空效果。本发明中所有罗茨真空泵的吸气口及排气口也可以形成串接，以使流体可依序通过各个罗茨真空泵而进行多级的抽真空作业。当输入压力较大、或罗茨真空泵的吸气口及排气口之间的压差较大而产生较高热量时，各个罗茨真空泵之间的管道上可配置换热器。通过本发明的应用，可以根据实际使用情况，以高度的弹性来配置罗茨真空泵的数量，可加快产品研发创新设计的速度，也减少了设计工作量，比如有2个串连的罗茨真空泵结构设计时，能减少近40%的工作量，当罗茨真空泵的串联数量越多，可减少更多的工作量。本发明除了将同系列结构达到最佳化，也节省了整个系统所占的空间，提高了生产效率，并且可降低功耗及成本，提高经济效益。本发明将现有的大型罗茨真空泵经过共轴串联以及抽排气并联的模组化设计，可以组成具有高抽气能力的超大型单级罗茨真空泵结构，其抽真空能力不变，其原有的罗茨真空泵的基本性能也保持不变，而其抽气能力可大幅提升。因此可适用于钢厂二次精炼钢机械真空泵、超大型化工应用等大型工业的应用场合。

为达到上述目的本发明中提出一种轴向串列式罗茨真空泵模组，包括一驱动电机，包括一左侧电机主轴；以及至少一罗茨真空泵组，各罗茨真空泵组包括至少一罗茨真空泵，且所有罗茨真空泵组的罗茨真空泵的总数量大于等于两个；其中各罗茨真空泵包括一传动轴，所有的罗茨真空泵的驱动轴与该驱动电机形成串接的型态。

其中各罗茨真空泵包括一泵体具有中空的工作腔室；其中该传动轴贯穿该泵体，该传动轴的左右两端位于该泵体的两外侧；一吸气口连通该泵体的工作腔室；一排气口连通该泵体的工作腔室；两转子位于该泵体内，该两转子与该泵体保持一定的间隙；该两转子为一主动转子及一从动转子；该主动转子安装在该传动轴上，而与该传动轴装配成一体的结构；一转轴位于该泵体内，该从动转子安装在该转轴上；两齿轮位于该泵体内，该两齿轮互相啮合，其中一齿轮位于该传动轴上，另一齿轮位于该转轴上；以及当该传动轴旋转时，会带动位于该传动轴上的该主动转子及对应的齿轮转动，而同时带动位于该转轴上的另一齿轮进行反向旋转，因此带动该转轴转动，而带动该从动转子进行与该主动转子反向的旋转。

其中该至少一罗茨真空泵组包括一第一罗茨真空泵组；且该第一罗茨真空泵组的罗茨真空泵的总数量大于等于两个；其中该第一罗茨真空泵组串接到该驱动电机的该左侧电机主轴；其中该驱动电机的左侧电机主轴与其相邻的罗茨真空泵的传动轴、及相邻两罗茨真空泵的驱动轴之间通过一联轴器形成串联的连接，而形成串联的型态。

其中该至少一罗茨真空泵组包括一第一罗茨真空泵组及一第二罗茨真空泵组；各第一罗茨真空泵组及第二罗茨真空泵组包括至少一罗茨真空泵；其中该第一罗茨真空泵组串接到该驱动电机的该左侧电机主轴；该驱动电机还包含一右侧电机主轴；该第二罗茨真空泵组串接到该驱动电机的该右侧电机主轴；其中该驱动电机的左或右侧电机主轴与各个相邻的罗茨真空泵的传动轴、及当同一罗茨真空泵中的罗茨真空泵多于两个时则相邻两罗茨真空泵的驱动轴之间通过一联轴器形成串联的连接，而形成串联的型态。

由下文的说明可更进一步了解本发明的特征及其优点，阅读时并请参考附图。

附图说明

图1为本发明的元件组合示意图。

图2为本发明的另一元件组合示意图，其中在第一罗茨真空泵组具有三个串接的罗茨真空泵。

图3为本发明的又一元件组合示意图，其中在第一罗茨真空泵组具有多个串接的罗茨真空泵。

图4为本发明的罗茨真空泵的截面示意图。

图5为本发明的另一实施例的元件组合示意图。

图6为本发明的另一实施例的另一元件组合示意图，其中在第一罗茨真空泵组及第二罗茨真空泵组中具有多个串接的罗茨真空泵。

图7为图1中所有的罗茨真空泵的吸气口及排气口形成串接的元件组合示意图。

图8为图2中所有的罗茨真空泵的吸气口及排气口形成串接的元件组合示意图。

图9为图3中所有的罗茨真空泵的吸气口及排气口形成串接的元件组合示意图。

图10为图5中所有的罗茨真空泵的吸气口及排气口形成串接的元件组合示意图。

图11为图6中所有的罗茨真空泵的吸气口及排气口形成串接的元件组合示意图。

具体实施方式

现就本发明的结构组成，及所能产生的功效与优点，配合说明书附图，举本发明的一较佳实施例详细说明如下。

请参考图1至图3所示，显示本发明的轴向串列式罗茨真空泵模组，提供了一种基于产品模组化设计的同系列不同能效的罗茨真空泵结构。该轴向串列式罗茨真空泵模组包括下列元件：

一驱动电机1，包括一左侧电机主轴11。

至少一罗茨真空泵组100，各罗茨真空泵组100包括至少一罗茨真空泵3，且所有罗茨真空泵组100的罗茨真空泵3的总数量大于等于两个。如图1所示，该至少一罗茨真空泵组100包括一第一罗茨真空泵组101，在本例中该第一罗茨真空泵组101包括多个罗茨真空泵3。

其中该至少一罗茨真空泵组100中的各罗茨真空泵3包括：

一泵体33具有中空的工作腔室331；

一吸气口31连通该泵体33的工作腔室331；

一排气口32连通该泵体33的工作腔室331；

两转子34位于该泵体33内，该两转子34与该泵体33保持一定的间隙。该两转子34为一主动转子341及一从动转子342。如图4所示，该主动转子341和从动转子342为8字型转子。

一传动轴35；该传动轴35贯穿该泵体33，该传动轴35的左右两端位于该泵体33的两外侧。该主动转子341安装在该传动轴35上，而与该传动轴35装配成一体的结构。该传动轴35的左右两侧应用轴承28支撑在该泵体上。

一转轴36位于该泵体33内，该从动转子342安装在该转轴36上。

两齿轮37位于该泵体33内，该两齿轮37互相啮合，其中一齿轮37位于该传动轴35上，另一齿轮37位于该转轴36上。

当该传动轴35旋转时，会带动位于该传动轴35上的该主动转子341及对应的齿轮37转动，而同时带动位于该转轴36上的另一齿轮37进行反向旋转，因此带动该转轴36转动，而带动该从动转子342进行与该主动转子341反向的旋转。

该第一罗茨真空泵组101串接到该驱动电机1的该左侧电机主轴11。其中该驱动电机1的左侧电机主轴11通过一联轴器12串连到相邻的罗茨真空泵3的传动轴35，且相邻两罗茨真空泵3的驱动轴35之间也通过一联轴器15形成串联的连接，因此整体形成串联的型态。

一吸气管道41，该吸气管道41的一端具有一输入口411，该吸气管道41的另一端形成多个输出口412，该吸气管道41的各个输出口412分别连接到一对应的罗茨真空泵33的吸气口31，即该吸气管道41通过其多个输出口412并接到该至少一罗茨真空泵组100中所有的罗茨真空泵33的吸气口31。

一排气管道42，该排气管道42的一端形成多个输入口421，另一端则具有一输出口422，该排气管道42的各个输入口421分别连接到一对应的罗茨真空泵33的排气口32，即该排气管道42通过其多个输入口421并接到该至少一罗茨真空泵组100中所有的罗茨真空泵33的排气口32。

在工作状态下，因此当该驱动电机1通过该左侧电机主轴11驱动相邻的罗茨真空泵3的传动轴35转动时，即会同步带动该第一罗茨真空泵组101中所有的罗茨真空泵3的传动轴35一起转动，而使所有的罗茨真空泵3的该两转子34同时转动，使得来自外部密闭系统的气体通过该吸气管道41进入到各罗茨真空泵3，其中随着各罗茨真空泵3的两转子34的旋转，各泵体33的工作腔室331中用于容纳输入的气体的部位的容积会减小，而将输入的气体压出各罗茨真空泵3，并从各罗茨真空泵3的排气口32输出到该排气管道42，再从该排气管道42的输出口422向外输出，通过各罗茨真空泵3的两转子34的旋转会连续重复上述的运转过程，而使得系统形成几乎真空的状态。因此应用上述的结构，所有的罗茨真空泵3的泵体33的工作腔室331、631内可以同步进行吸气、抽真空及排气的作业。

本发明各罗茨真空泵组100可以按照需求串接不同数量的罗茨真空泵3，以达到使用上的需要。因此可以形成不同串联级数的结构。例如图1显示该第一罗茨真空泵组101包括两个串接的罗茨真空泵3的示意图，或者图2显示该第一罗茨真空泵组101包括三个串接的罗茨真空泵3的示意图。或者如图3所示，该第一罗茨真空泵组101中可以串接更多个罗茨真空泵3，其中该吸气管道41的各个输出口412并接到所有的罗茨真空泵3的吸气口31，该排气管道42的各个输入口421也并接到所有的罗茨真空泵3的排气口32。

图5及图6显示本发明的另一实施例，在本例中与上述实施例相同的元件以相同的符号表示，并且具有相同的功能及连接关系，故不再赘述其细节。在本例中该驱动电机1尚包括一右侧电机主轴11’。该驱动电机1的该左侧电机主轴11与该右侧电机主轴11’可以进行同步的转动。

其中该至少一罗茨真空泵组100尚包括一第二罗茨真空泵组102。该第二罗茨真空泵组102包括至少一罗茨真空泵3。

图5显示该第一罗茨真空泵组101包括一罗茨真空泵3，该第二罗茨真空泵组102也包括一罗茨真空泵3。其中该驱动电机1的该左侧电机主轴11通过一联轴器12连接该第一罗茨真空泵组101的罗茨真空泵3的传动轴35，该驱动电机1的该右侧电机主轴11’通过另一联轴器12’连接该第一罗茨真空泵组101的罗茨真空泵3的传动轴35。

图6显示该第一罗茨真空泵组101可以包括多个罗茨真空泵3，该第二罗茨真空泵组102也可以包括多个罗茨真空泵3。该第一罗茨真空泵组101串接在该驱动电机1的该左侧电机主轴11，其连接方式同于上一实施例，故不再赘述。其中该第二罗茨真空泵组102串接到该驱动电机1的该右侧电机主轴11’，其串接方式同于该第一罗茨真空泵组101。

同样的，在该第一罗茨真空泵组101及该第二罗茨真空泵组102中，所有罗茨真空泵3的吸气口31都并接到该吸气管道41，所有罗茨真空泵3的排气口32也并接到该排气管道42。

因此该驱动电机1可以同步驱动该第一罗茨真空泵组101及该第二罗茨真空泵组102的所有罗茨真空泵3进行吸气、抽真空及排气的作业。

本发明中可在该驱动电机1及其连接的罗茨真空泵3之间、相邻两罗茨真空泵3之间、以及位于最后端的罗茨真空泵3的后端，分别配置有密封结构2，使得该驱动电机1及该至少一罗茨真空泵组100整体形成密闭的结构。

本发明的上述各个实施例中所有的罗茨真空泵3的吸气口31及排气口32也可以形成串接。图7至图11显示本发明的又一实施例，在本例中与上述实施例相同的元件以相同的符号表示，并且具有相同的功能及连接关系，故不再赘述其细节。图7至图9的示意图，为将上述实施例的图1至图3中该第一罗茨真空泵组101中所有的罗茨真空泵3的吸气口31及排气口32形成串接的示意图。图10至图11的示意图，为将上述实施例的图5至图6中该第一罗茨真空泵组101及该第二罗茨真空泵组102中所有的罗茨真空泵3的吸气口31及排气口32形成串接的示意图。

在本实施例中，该吸气管道41具有一输入口411及一输出口412，该吸气管道41的输出口412连接到最右侧的罗茨真空泵3的吸气口31。其中该排气管道42具有一输入口421及一输出口422，该排气管道42的输入口421连接到最左侧的罗茨真空泵3的排气口32。而相邻两罗茨真空泵3的对应的排气口32及吸气口31之间则通过一串接管道43串接。因此来自外部密闭系统的气体通过该吸气管道41的输入口411依序通过各罗茨真空泵3以进行多级的抽真空作业，最后从该排气管道42的输出口422输出。

其中当输入压力较大、或罗茨真空泵3的吸气口31及排气口32之间的压差较大而产生较高热量时，各串接管道43上可配置一换热器44，以将该串接管道43内的热量排出，如图9及图11所示。

本发明中尚包括密封组件、润滑结构、冷却结构等等的辅助元件结构(图中未显示)，这些辅助元件结构配置在本发明的系统中，其结构及功能为现有技术所熟知者，故在此不再赘述其细节。

本发明基于产品模组化设计的理念，在传统单体罗茨真空泵系统结构上划分并提取出罗茨真空泵，通过不同数量的罗茨真空泵的组合，就可以构成一系列不同规格的罗茨真空泵，以配合市场对不同能效的罗茨真空泵的需求。本发明结构的抽真空性能同于同等能效的单体罗茨真空泵，且整体的能耗小于同等能效的单体罗茨真空泵，因此可达到节省能源及成本的目的。

本发明的结构具有下列优势：

（1）相对独立性：可以对各个模组进行单独设计、制造、调试和改进。

（2）互换性：各个模组介面部位的结构、尺寸和参数标准化，容易实现模组间的互换，使得模组可以适合更多不同能效罗茨真空泵的需要。

（3）通用性：同系列罗茨真空泵之间的一些功能模组可以互相通用。

本发明的优点在于将多个独立的罗茨真空泵的驱动轴互相串连，使得所有罗茨真空泵的驱动轴形成同轴串接型态，并且将所有的罗茨真空泵的吸气口并接到一吸气管道，以及将所有的罗茨真空泵的排气口并接到一排气管道。应用上述的结构，仅需要单一个驱动电机驱动其中一个罗茨真空泵的驱动轴，即可同步驱动所有的罗茨真空泵的转子旋转，达到同时进行吸气抽真空以及排气的作业。由于本发明采用罗茨真空泵的设计，其泵腔容积大，因此所有的罗茨真空泵的吸气口在并接后可以具有很高的抽气量，其抽气速度可达到数千至数万立方公尺/小时，而且本发明的转子结构简单，易于维护和清洁。本发明的多个罗茨真空泵的传动轴互相串接，可按照需要串联不同数量的罗茨真空泵，即可以调整系统整体的真空度及抽气量。通过不同数量的罗茨真空泵的串接，可形成一系列不同规格、不同能效的串联式罗茨真空泵结构，其可以取代相应数量的单体式罗茨真空泵，并能够达到与其相同的抽真空效果。本发明中所有罗茨真空泵的吸气口及排气口也可以形成串接，以使流体可依序通过各个罗茨真空泵而进行多级的抽真空作业。当输入压力较大、或罗茨真空泵的吸气口及排气口之间的压差较大而产生较高热量时，各个罗茨真空泵之间的管道上可配置换热器。通过本发明的应用，可以根据实际使用情况，以高度的弹性来配置罗茨真空泵的数量，可加快产品研发创新设计的速度，也减少了设计工作量，比如有2个串连的罗茨真空泵结构设计时，能减少近40%的工作量，当罗茨真空泵的串联数量越多，可减少更多的工作量。本发明除了将同系列结构达到最佳化，也节省了整个系统所占的空间，提高了生产效率，并且可降低功耗及成本，提高经济效益。本发明将现有的大型罗茨真空泵经过驱动轴串接以及抽排气口并接的模组化设计，可以组成具有高抽气能力的超大型单级罗茨真空泵结构，其抽真空能力不变，其原有的罗茨真空泵的基本性能也保持不变，而其抽气能力可大幅提升。因此可适用于钢厂二次精炼钢机械真空泵、超大型化工应用等大型工业的应用场合。

上列详细说明针对本发明的一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本案技艺精神所为的等效实施或变更，均应包括于本发明的权利要求保护范围中。