专利名称：真空泵壳体和用于真空泵壳体的冷却元件组的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种真空泵壳体以及用于真空泵壳体的冷却元件组。
背景技术：
真空泵包括布置在由壳体形成的泵送室中的泵送元件。真空泵主要构造为螺杆泵、一级或多级罗茨泵、旋转真空泵和爪式泵。为了产生真空，需要在泵送元件与泵送室的内壁之间实现最小可能尺寸的间隙。为此，需要在尽可能均一的操作温度下操作真空泵，以避免由于泵壳体与泵元件的热膨胀差异导致的可能偶然发生的所述间隙的改变。提供具有冷却肋片的真空泵和通过利用气流冷却泵壳体是已知的。然而，根据这些方案，仅在借助特殊措施的情况下，例如，通过安装可准确引导空气并具有外部通风系统 (由泵轴中的一个或由单独的驱动单元驱动)的外壳，壳体的均勻且准确的冷却将通常是可能的。这种装置具有这样的缺点具体的冷却性能(每单位面积的热流)将较低。此外， 热量散失到周围环境中通常是不希望的。尤其在洁净室内环境中，必须最大可能程度地避免气流的出现。此外，通风设备单元是不希望的噪音源。此外，借助于水或冷却液体实现真空泵壳体的冷却是已知的。通过水冷却将需要特殊的建设措施。一方面，为了达到最高可能性的冷却效果，水必须被引导为尽可能靠近必须冷却的区域。另一方面，水对大多数材料的腐蚀作用将使得不可能在不需要采取特殊保护措施的情况下使用水。为了避免腐蚀，将有可能使用例如，诸如不锈钢或专门的铝合金的耐腐蚀材料。然而，这种材料价格昂贵并且不满足用于真空泵壳体的其它前提，例如，诸如耐高温性，特别是高于250°C。此外，可能会向将被水接触的那些表面上涂漆。然而，布置在壳体内部的相应通道的可靠地涂漆将非常复杂。该涂漆工艺将必须通过浸浴执行或通过用于分布液体漆的旋转或翻滚运动执行。还已知电镀表面处理方法，比如诸如在钢和灰铸铁的情况下镀锌或镀镍，或在铝的情况下的硬质阳极氧化。然而，这些方法也非常复杂。另一种已知方法在于使用自耗电极，然而，这种方法也很复杂，并且，特别是在内部冷却通道中的情况下，不能可靠地预防腐蚀。替代利用水作为冷却剂的是，也可使用特殊冷却液体。然而，仅当在增加复杂性的代价下冷却回路本身是闭合的，这将成为可能。特别地，需要通过必须另外提供的热交换器冷却冷却剂。也可能通过机械加工，特别是通过铣削和钻孔，来改造具有冷却通道的真空泵壳体，将冷却通道设置在由铸铁制成的真空泵壳体中。由此产生的对耗时的额外的加工步骤的需要将使得这种选择非常复杂。也可能在铸型工艺期间已经形成冷却通道。为此，提供砂芯。这种方法也很复杂，并且甚至涉及冷却水可能长期受到砂残留物的污染的风险。此外， 由砂芯成形的插入模制通道的设置，虽然可能，但将对该通道的形状、截面以及路径施加大量限制，因为，该模制借助于砂芯完成，砂芯对于铸型工艺需要具有足够的稳定性。因此，这种类型的冷却通道的设置将大大地限制可能的形状及可能的操作条件的范围，可能的操作条件包括，例如，稳定性、操作温度以及介质相容性。
本发明的目的是提供一种能够以简单的方式，特别是通过使用液体冷却介质冷却的真空泵壳体。此外，本发明的独立目的在于提供具有高度可变性的用于真空泵的冷却元件组。根据本发明，上述目的分别通过如权力要求1中限定的真空泵壳体以及如权力要求15中限定的冷却元件组实现。用于真空泵的壳体包括限定泵送室的泵壳体。布置在泵送室中的是泵元件，比如， 诸如螺旋转子。根据本发明，泵壳体包括至少一个平面的外部侧面。所述优选的平坦的平面的外部侧面连接到冷却元件上。根据本发明，所述冷却元件包括至少一个，可选地多个冷却通道，上述冷却通道朝向泵壳体的外部侧面开口。通过将优选地形成为分离的部件的冷却元件连接到泵壳体上，优选地使得冷却元件的平面的邻接面面向泵壳体的平面的外部侧面，这将产生具有封闭的截面形状的冷却通道。因此，在优选地形成为分离的部件的冷却元件的创造性布置中，不需要在泵壳体本身上设置冷却肋片或类似结构。因此，泵壳体可具有更加简单的构造，因此降低了生产成本。为了冷却泵壳体，本发明的泵元件然后将连接到平面的外部侧面上。特别地，这具有以下优点冷却元件可制造为分离的部件。由于冷却元件不包括内部地布置的冷却通道，而相反地，其冷却通道朝向泵壳体的外部侧面开口，冷却元件的制造简单。冷却元件可设置为铸型部件，优选地，冷却通道将不会在生产过程中的后期形成，而将已在冷却元件中被预先设置为相应的沟槽或凹部。在本文中，冷却通道可具有合适的构造，使得在铸模中制造冷却元件。冷却通道优选地包括脱模坡度。因此，不一定需要通过冷却元件的后续处理产生冷却通道，例如，诸如通过铣削冷却通道。在具有更大的脱模坡度的平坦的、较宽的冷却通道的情况下，也将不需要提供用于产生冷却通道的砂芯或类似物。优选地，冷却元件包括平面的邻接面，该邻接面在组装状态下面向泵壳体的外部侧面。在组装状态下，所述邻接面因此优选地平行于泵壳体的外部侧面。例如通过利用螺钉或其它紧固装置，能够将冷却元件直接紧固到外部侧面上。优选地，密封元件至少布置在冷却元件的边缘区域中，还布置在面向泵壳体的外部侧面的表面上。所述密封元件可以是液体密封元件、密封剂或类似物。优选的是自身闭合的环形密封元件，并优选地具有环形截面；这种密封元件优选地是0形环。优选地，密封沟槽设置在泵壳体的外部侧面中和/或设置在冷却元件的与所述外部侧面相对的侧面中，即，根据具体的优选实施方式，设置在冷却元件的邻接面中。在该密封沟槽中，布置有密封元件。能够为两个表面分别设置一个密封沟槽，使得将存在两个密封沟槽，优选地，两个密封沟槽彼此相对地布置。除这种密封元件外，或替代这种密封元件的是，根据优选的实施方式，提供一种位于泵壳体的外部侧面上的密封元件，该密封元件优选地为面类型的。所述密封元件优选地完全覆盖外部侧面。除其密封功能外，密封元件因此还可具有保护泵壳体的外部侧面免受腐蚀的作用。这消除了向泵壳体的平面的并优选地为已处理的外部侧面上施用例如诸如为漆的耐腐蚀剂的涂层的需要。设置在冷却元件中的至少一个冷却通道优选地具有曲折构造。可选择地，例如具有不同截面的多个冷却通道也可设置在冷却元件中。这使得能够以不同的方式连接一个并且是同一个冷却元件，并因此实现不同的冷却效果。当然，也可将不同的冷却通道连接在一起。每个冷却通道均包括至少一个入口和至少一个出口。优选地，设置多个入口和/ 或出口，更优选地，设置两个入口和两个出口。这有利地提供了多个连接选择，从而使得能够选择，例如可更好地进入或允许更容易地安装的连接。所述至少一个入口和/或出口优选地布置在冷却元件的侧向表面中。所述侧向表面是相对于冷却元件的邻接面以一定角度定向的侧面，即为相对于冷却元件的面向外部侧面的侧面以一定角度定向的侧面。例如，在大致平行六面体的冷却元件中，所述侧向表面垂直于邻接面延伸。可替代地，入口和/或出口可布置在外部侧面上，即，特别是布置在与邻接面的侧面相对地布置的冷却元件的侧面上。根据特别优选的实施方式，所述入口和/或出口以这种方式布置使得它们朝向泵壳体的外部侧面封闭。因此，将相当容易地制造密封件。优选地，入口和/或出口形成为钻孔。这些钻孔，优选地形成为圆柱形开口，连接朝向泵壳体的外部侧面开口的冷却通道。 所述圆柱形开口朝向泵壳体的外部侧面封闭，即，朝向冷却元件的邻接面封闭。根据特别优选的实施方式，由于所使用的冷却介质将是比如诸如为水的冷却液体，因此存在腐蚀的风险。为了避免这种腐蚀，可能为冷却通道的内部侧面设置耐腐蚀层。 为此，可能，例如，为相应的表面涂漆或对其进行电镀处理，例如，镀锌或镀镍。此外，例如， 在铝铸型的情况下，可应用硬质阳极氧化工艺。自耗电极也可设置用于保护免受腐蚀。优选地，冷却元件由用作自耗电极的材料制成。此外，冷却元件可包括自耗电极并且可全部或部分地由相应的材料制成。根据特别优选的实施方式，冷却元件被制造为灰色铸型或球状铸型部件，或者也由耐腐蚀的铝或不锈钢铸造合金制成。所形成的铸型表面在暴露于水时将不易受到腐蚀。 通过灰色铸型、球状铸型或铝铸型生产这种零部件也将是廉价的。另一种可能性在于由铜、 黄铜或青铜合金生产冷却元件。本发明进一步涉及一种用于真空泵的冷却元件组。所述冷却元件组包括具有不同外部尺寸的多个冷却元件。每个冷却元件均设置有朝向冷却元件的邻接面开口的至少一个冷却通道。在组装状态下，冷却元件的邻接面面向真空泵壳体的外部侧面，并与所述外部侧面一起形成具有封闭截面的冷却通道。通过设计包括不同冷却元件的冷却元件组，能够以高度可变的方式为不同的泵类型提供各自适合的冷却元件。冷却元件组的冷却元件包括，例如，不同大小的、优选为矩形的邻接面。当设计真空泵壳体时，设计人员仅需要关注形成对应于一个或多个冷却元件的尺寸的外部表面。因此，将不需要为不同的真空泵壳体设计不同的冷却元件。例如，冷却元件组不仅可包括具有不同大小邻接面和/或具有不同几何构造的邻接面的冷却元件，还可包括具有不同截面形状的冷却通道的冷却元件。因此，对于给定的真空泵以及给定的真空泵的用途，技术人员可方便地设置具有不同冷却性能的不同的冷却元件。根据优选的实施方式，单独的冷却元件以结合真空泵壳体的上述方式设计。特别地，优选地具有平行六面体形状或包括平行六面体基体的冷却元件具有至少一个入口和至少一个出口。如上所述，这些入口和出口优选地位于侧向表面中或定位在冷却元件的外部侧面上。因此，能够以容易的方式经由冷却管道将冷却通道连接到冷却系统上。
以下将通过优选的实施方式并参考附图更详细地描述本发明。在附图中，示出以下结构图1是冷却元件的第一实施方式的示意性透视图；图2是沿图1的线II - II剖切的示意性剖视图；图3是与图2所示的冷却元件相似的冷却元件的局部视图；图4是沿图1的线III-III剖切的示意性剖视图；图5是冷却元件组的示例的视图。
具体实施例方式在所示实施方式(图1)中形成为平行六面体铸型部件的冷却元件10包括曲折形冷却通道12。冷却通道12成形为朝向邻接面14开口的沟槽。所述沟槽可通过利用相应的铸型在模制工艺期间已经制成。可替代地，用于形成冷却通道12的沟槽能够通过比如诸如为铣削的机械加工工艺制成。冷却通道12具有U形截面(图幻，使得冷却元件在其外部面 16上封闭。在所示实施方式中，用于冷却通道与冷却管道的连接的入口 20和出口 22设置在外部侧面18上。所述入口 20和出口 22形成为横向孔(图4)。因此，邻接面14在这些横向孔20、22的区域中封闭。这具有能够以较简单的方式实现提供密封的优点。在所示实施方式中，设置两个入口 20和两个出口 22。这些入口及出口每一次在拐角区域中分别布置在互相垂直的不同外部侧面18中。该布置具有这样的优点冷却通道的连接能够经由两个进口开口 20中的一个以及两个出口开口 22中的对应的一个实现，该连接可根据相应的需要自由地选择。这是有利的，因为根据冷却元件10所使用的泵的类型， 将存在不同的间隙条件。此外，泵元件10设置有用于附接的多个通孔对，所述孔从外部面16延伸至邻接面14。由此，冷却元件10能够例如通过螺钉容易地紧固至泵壳体沈(图幻上。这通过图 2中的点划线28示意性的示出。在所示实施方式中，邻接面14并非直接邻接在泵壳体沈的平面的、已处理过的外部面30上。相反，面密封件32设在两个部件之间。所述密封件32完全地覆盖外部面31 以及邻接面14。因此，密封件32不仅用于实现冷却元件10在壳体上的密封布置，而且还用于使冷却通道12的各个部分(图2~)相对于彼此互相密封。此外，由于设置这种面密封件 32，保护泵壳体沈的已处理的外部面30不受腐蚀。此外，面密封件32也用于邻接面14的防腐蚀保护，在图2所示的实施方式中，邻接面14也已被给予全表面处理。冷却通道12的内部面34可设置有防腐蚀保护涂层，比如，诸如漆。然而，优选地，所述内部面34是未处理的铸型表面，其中，冷却元件10优选地通过灰色铸型或球状铸型工艺制造或由耐腐蚀铝或不锈钢铸造合金制成，使得所形成的铸型表面相对于冷却剂，即，特别是水，是耐腐蚀的。在另一个实施方式(图3)中，冷却元件10具有与图2中所示的构造相似的构造。 区别之处仅在于，布置在冷却通道12的相邻部分之间的腹板部分36在邻接面14的区域38 中保留未处理。当设置相应厚度的面密封元件32时，不需要对所述部分进行处理，因为密封元件32在所述区域38中被压缩，并且因此，密封元件32将部分地突出到冷却通道12的侧向面34内，并因此将使冷却通道12的相邻部分相对于彼此密封。当在图2中示出的实施方式中设置相应厚度的密封元件32时，也不是绝对需要使用用于保护邻接面14免受腐蚀的防腐蚀剂。这是不需要的，因为如果使用具有适合厚度的密封件32，该密封件将突出到侧向面34内，并因此将防止冷却剂到达邻接面14。在不包括面密封元件32的实施方式中，也可能在邻接面14的外部边缘区域 40(图幻中设置密封沟槽，用于容纳形成为例如0形环的密封元件。可选择地，对应的密封沟槽也可布置在与泵壳体沈的外部侧面30相对的对应区域中。图5通过示例的方式示出包括多个冷却元件42、44、46的冷却元件组。所述冷却元件42、44、46大致以冷却元件10的方式设计。因此，两个冷却元件42、44中的每一个均包括曲折形冷却通道12，与上述冷却元件10相对应地，曲折形冷却通道12朝向邻接面14开口。冷却元件42在其侧向面18上设置有入口 20和出口 22，其中，还在此处，两个入口和相应的出口设置在边缘区域中以保证相对于连接选择方案的高的可变性。冷却元件44采用对应于冷却元件10的设计，其中，平行六面体冷却元件不包括正方形邻接面14，而包括矩形邻接面14。图5中示出的另一个冷却元件46包括大体彼此平行延伸的两个冷却通道。两个冷却通道12中的每一个均具有入口 20以及出口 22。两个冷却通道12可例如沿不同方向导流。此外，可能仅连接冷却通道12中的一个，这取决于对真空泵的冷却所提出的要求。通过上述包括在图5至7中以示例方式示出的多个冷却元件的冷却元件组，使得能够制造用于不同真空泵的冷却元件。这些冷却元件以模块化构造套具的方式设计，使得冷却元件组的各冷却元件能够用于不同的真空泵。这具有这样的优点不同的真空泵只需具有相应地设计的外部侧面30，并且根据尺寸及要求，则可以使用冷却元件组的相应的冷却元件。以这种方式，可实现特别高的适应性。
权利要求
1.一种真空泵壳体，包括泵壳体(26)，所述泵壳体06)形成泵送室，以及冷却元件(10、42、44、46)，所述冷却元件(10、42、44、46)布置在所述泵壳体06)的平面的外部侧面(30)上，所述冷却元件(10、42、44、46)包括至少一个冷却通道(12)，所述至少一个冷却通道 (12)朝向所述泵壳体(26)的所述外部侧面(30)开口。
2.根据权利要求1所述的真空泵壳体，其特征在于，所述冷却元件(10、42、44、46)设置为分离的部件。
3.根据权利要求1或2所述的真空泵壳体，其特征在于，所述冷却元件(10、42、44、46) 包括平面的邻接面(14)，所述邻接面(14)面向所述泵壳体06)的所述外部侧面(30)，并且在组装状态下，所述邻接面(14)优选地平行于所述泵壳体06)的所述外部侧面(30)。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的真空泵壳体，其特征在于，优选地面密封元件 (32)设置在所述泵壳体06)的所述外部侧面(30)上，同时优选地完全覆盖所述外部侧面 (30)，所述外部侧面(30)优选地已被处理。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的真空泵壳体，其特征在于，用于容纳密封元件的密封沟槽设置在所述泵壳体06)的所述外部侧面(30)中和/或设置在所述冷却元件 (10、42、44、46)的与所述侧面相对的侧面中，优选地设置在所述邻接面(14)中，所述密封元件比如为，例如0形环。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的真空泵壳体，其特征在于，所述至少一个冷却通道(12)是曲折形的。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的真空泵壳体，其特征在于，每个冷却通道 (12)均具有至少一个入口 QO)和至少一个出口 02)。
8.根据权利要求7所述的真空泵壳体，其特征在于，所述入口OO)和/或所述出口 (22)布置在所述冷却元件(10、42、44、46)的侧向面(18)和/或外部面(16)中。
9.根据权利要求7或8所述的真空泵壳体，其特征在于，所述入口OO)和/或所述出口 0 朝向所述泵壳体06)的所述外部侧面(30)封闭，并优选地形成为钻孔。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的真空泵壳体，其特征在于，由所述冷却元件 (10、42、44、46)形成的所述至少一个冷却通道(1 的内部侧面(34)设置为未处理的铸型表面。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的真空泵壳体，其特征在于，所述冷却元件 (10、42、44、46)至少部分地形成为自耗电极。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的真空泵壳体，其特征在于，所述冷却通道 (12)的内部侧面(34)和/或外部面(14,40)和/或所述泵壳体(26)的所述外部侧面(30) 设置有防腐蚀保护层。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的真空泵壳体，其特征在于，所述冷却元件 (10、42、44、46)为平行六面体或包括平行六面体基体。
14.根据权利要求1至13中的任一项所述的真空泵壳体，其特征在于，所述冷却元件 (10、42、44、46)的所述邻接面(14)特别是在所述至少一个冷却通道(1 的相邻部分之间的区域中局部地包括未处理的铸型表面(38)。
15.一种用于真空泵的冷却元件组，所述冷却元件组包括多个冷却元件(10、42、44、46)，所述多个冷却元件(10、42、44、46)具有不同的外部尺寸；每个冷却元件(10、42、44、46)均包括至少一个冷却通道(12)，所述至少一个冷却通道 (12)朝向邻接面(14)开口，在组装状态中，所述邻接面(14)布置成与真空泵壳体06)的外部侧面相对。
16.根据权利要求15所述的冷却元件组，其特征在于，所述冷却元件组的至少两个冷却元件(10、42、44、46)的所述邻接面(14)包括不同尺寸的、优选为矩形的表面。
17.根据权利要求15或16所述的冷却元件组，其特征在于，至少两个冷却元件(10、 42、44、46)包括具有不同截面的冷却通道(12)。
18.根据权利要求15至17中的任一项所述的冷却元件组，其特征在于，设置有根据权利要求2至14中的至少一项所述的冷却元件(10、42、44、46)。
全文摘要
一种真空泵壳体，包括形成吸入室的泵壳体(26)。泵送元件设置在吸入室内。冷却元件(10)定位在泵壳体(26)的平面的外部面(30)上。冷却元件(10)具有朝向泵壳体(26)的外部面(30)开口的至少一个冷却通道(12)。本发明还涉及一种包括具有不同外部尺寸的多个冷却元件(10、42、44、46)的冷却元件组。
文档编号F01C21/00GK102405330SQ201080017602
公开日2012年4月4日 申请日期2010年4月20日 优先权日2009年4月21日
发明者托马斯·德赖费特, 沃尔夫冈·吉贝曼斯 申请人:厄利孔莱博尔德真空技术有限责任公司