专利名称：螺杆真空泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种螺杆真空泵。
背景技术：
螺杆真空泵在通过泵壳构成的泵腔中具有两个螺杆转子。螺杆转子通常支承在两侧上，并且能够具有不同地构成的螺距外形。转子能够具有对称的或不对称的齿形外形，例如在“Wutz”，真空技术手册，2010年第10版，270-277页中所描述的。这类转子通常具有机内压缩比，即，小于4的抽吸侧的腔室与压力侧的腔室的腔室容积比。在高的吸入压力下，更高的压缩比造成非常高的功率消耗。这需要使用不合比例地大的驱动马达(见“Wutz”同上，276页)。此外，在压缩提高时产生在螺杆转子的压力侧的区域中出现高温的问题。在这 种情况下，通过泵壳的散热不再可能，以至于散热必须通过螺杆转子的内部冷却来实现。这在技术上是耗费的，并且提高了螺杆真空泵的制造成本和维修成本。为了能够实现高的机内压缩比，在VDI报告No. 1932 2006中说明的是，将间隙高度改变。在此说明的是，将间隙高度，也就是说，尤其将在螺杆转子和泵壳之间的距离构造为，使得所述距离在抽吸侧上大于在压力侧上。由于根据压力的粘性的或分子的流动类型，能够接受在抽吸侧上更大的间隙。在吸入压力高的情况下，所述间隙与转子转速的降低相结合会造成内部压缩的减少。这导致更小的压缩功率，由此导致产生更低的热量。然而，不利的是，内部压缩的减少也导致抽吸能力的减小。此外，已知在单侧上支承或以悬浮的方式支承的转子。这具有的主要优点是，只必须设有一个支座。这设置在压力侧上或设置在传动装置的侧上。在这种情况下能够省去设置在低压的区域中的抽吸侧上的第二支座。然而，以悬浮的方式支承的螺杆转子必须具有短地构造的转子，因为否则产生在运行时转子互相接触的危险。转子的相对小的结构长度导致螺旋圈的数量是少的。此外，以悬浮的方式支承的转子具有比较大的直径。在这种情况下，转子长度与转子轴线的距离的比通常小于2. 5。
发明内容
本发明的目的是，提供具有至少4. 5的“机内压缩比”的螺杆真空泵，其中实现了简单的散热。根据本发明，所述目的的解决方案通过权利要求I所述的特征得以实现。根据本发明的螺杆真空泵具有构成泵腔的泵壳。在泵壳中设有两个螺杆转子。因为，根据本发明的螺杆转子是长的，涉及的是分别在两侧上支承的螺杆转子，以至于每个螺杆转子设有两个支承元件。此外，螺杆转子具有相对小的直径，以至于螺杆转子的长度与转子轴线的距离的比大于3. 0，尤其大于3. 5，并且尤其优选大于4. O。此外，根据本发明的螺杆转子具有可变的螺距，并且具有为至少7个、尤其至少9个和尤其优选至少11个螺旋圈。根据本发明的压缩比为至少4. 5，优选至少5。为了在根据本发明的大的压缩比的情况下避免转子的过热，转子在压力侧上具有多个螺旋圈，所述螺旋圈的螺距仅微小地变化或不变。因此，根据本发明，在一半的螺旋圈之后的螺距小于两倍的在转子出口上的螺距。尤其，在一半的螺旋圈之后的螺距小于2倍的螺距、特别优选小于I. 5倍的在转子出口上的螺距。由于根据本发明的在转子的压力侧上的和优选相应地选择的间隙高度的小的螺距变化，在转子的更长的区域上进行压缩。这具有的根据本发明的主要优点是，更好的散热是可能的。这样的理由在于，压缩功和从而废热基本上在高压的区域中出现，并且由于产生高压的、根据本发明明显延长的区域，壳体面积变大，以用于吸热。在根据本发明的螺杆真空泵的一个优选的改进方案中提出分别具有仅一个螺纹线的螺杆转子。由于根据本发明提出的在压力侧上的长的区域，在所述区域中，螺杆转子具有小的螺距变化，从而能够实现至少4. 5的压缩比，并且能够将在此产生的热量散出，以至于避免转子过热。在此，必须注意的是，散热只能够在压力侧的区域中进行，因为在低压的或高真空的区域中，由于小的气体密度，将热充分地传递到壳体上是不可能的。此外，具有高的机内容积比的螺杆转子的根据本发明的扩展方案具有的优点是，在小的压力下，功率消耗是小的。由此，对于低于IOmbar的初始压力，能够实现相对于抽吸能力的、低于12W/(m3h)的功率消耗。
在特别优选的实施形式中，散热仅通过泵壳进行。因此，除了通过介质本身进行的散热，散热优选仅通过泵壳进行。因此，不必设有在技术上耗费的转子内部冷却。此外，根据本发明的、在转子的压力侧的区域中具有小的螺距变化的多个螺旋圈的设置具有的优点是，明显减少噪音产生。这样的理由在于，在更长的区域上进行压缩，并且因此在最后的腔室和气体出口的区域之间的压力差更小。因此，减少反向通风，其中，在反向通风时形成压力波，所述压力波招致噪音产生。由于更小的反向通风，在自由排气时，噪音产生也减小3至6dB (A)。这具有的主要优点是，能够设有更小的消音元件。由于减少消音器的建筑体积的可能性，从而能够至少部分地再次补偿真空泵的由于更长的螺杆转子的结构长度。此外优选的是，螺杆转子的外形基本上是对称的。在这种情况下优选的是例如梯形的外形、摆线外形或渐开线外形。优选的是，间隙高度，也就是说，在螺杆转子和壳体内壁之间的距离尤其选择为，使得压缩在转子的出口侧上的较长的区域上延伸。在此，尤其优选的是，在涡轮分子泵的冷态下，冷间隙高度/轴线距离的比>2/1000。此外，优选的是，在运行状态下，也就是说在达到运行温度时，产生冷间隙高度/轴线距离的比>12/1000。根据本发明，间隙高度优选选择为，使得在最终压力运行时，只有在转子长度的大约20%之后才低于IOOmbar的平均腔室压力，从入口侧测量。在优选的实施形式中，根据本发明的螺杆真空泵具有大于每分钟5000转的转速的额定转速。此外，为了避免过压缩，能够在螺杆转子的压力侧的区域中设有过压阀。代替或除了设置过压阀以外，能够设有转速控制。通过将转速相应地降低，同样能够避免过压缩。通过两个措施，能够有效地降低在高的吸入压力下的功率消耗，并且从而降低机内马达功率。
下面，借助于一个优选的实施形式参考附图详细阐述本发明。附图中示出图I示出两个根据本发明构造的螺杆转子的示意俯视图，并且
图2与压力分布曲线的示意图表相关联地示出与根据本发明的螺杆转子相比较的、根据现有技术的螺杆转子的示意图。
具体实施例方式两个在图I中示出的螺杆转子设置在未示出的泵壳中。通过泵壳构成泵腔10，在所述泵腔中设置有两个螺杆转子12、14。两个螺杆转子在两侧上具有轴肩16、18，所述轴肩分别通过支承元件20可转动地支承在泵壳中。为了驱动两个螺杆转子12、14，通常将轴肩18或替选地将轴肩16直接或通过传动装置与驱动马达连接。第二螺杆转子通过相应的齿部(未示出)通过相同的驱动马达驱动，以致于两个螺杆转子12、14彼此同步，并且以相反的方向转动。通过螺杆转子，实现在抽吸侧(箭头22)上的待输送的介质的吸入，并且实现在压力侧(箭头24)上的介质的排出。螺杆转子的螺距通过倾斜延伸的线26示出。从图I中可见，螺距在转子的长度I上变化。在压力侧的区域28中，螺距明显小于在抽吸侧的区域30中。在此，根据本发明， 在压力侧的区域28中的螺距构造为，使得在一半的螺旋圈中的区域31中的螺距最多为在转子出口 24上的螺距的两倍。这导致，通过仅略微改变螺距来构造比较长的压力侧的区域28。在压力侧的区域28中，实现在入口和出口之间的大部分的压力差的压缩。因此，大部分的压缩功也在区域28中传导。这导致，基本上在所述区域中产生待排出的热量。在此，根据本发明，通过包围在压力侧的区域中的螺杆转子12、14的壳体来实现热量的排出。根据本发明，涉及的是长结构的螺杆转子12、14。因此，根据本发明，螺杆转子12、14的长度I与转子轴线的距离d的比大于3. O。在图2中，在上部区域中示出根据本发明的螺杆转子12，所述螺杆转子相应于在图I中的螺杆转子12、14。在其下面，示出根据现有技术的螺杆转子32。螺杆转子32是较短的，并且在压力侧的区域中具有较少数量的螺旋圈，其中只略微地改变螺距。在根据现有技术的转子32中，得到压力分布曲线，如通过线34示意地示出。从中可见，在螺杆转子32的压力侧的区域36中实现剧烈的压力上升。基于转子12的根据本发明的扩展方案，压力侧的区域28明显更长。此外，相应地选择间隙高度(冷间隙高度/轴线距离>2/1000和热间隙高度/轴线距离>12/1000)。因此，得到相应于在图表中的线38的压力上升，所述压力上升平坦地分布。
权利要求
1.螺杆真空泵，具有 构成泵腔(10)的泵壳； 两个设置在所述泵腔(10)中的螺杆转子(12、14)，所述螺杆转子分别通过两个支承元件(20)支承在所述泵壳中，并且所述螺杆转子的转子长度(I)与转子轴线的距离(d)的比大于3.0， 其中，所述螺杆转子(12、14)具有可变的螺距、至少7个螺旋圈和至少4. 5的机内压缩比，并且 其中，所述螺距在一半的螺旋圈之后小于两倍的在压力侧上的转子出口(24)上的螺距。
2.根据权利要求I所述的螺杆真空泵，其特征在于，每个螺杆转子(12、14)具有仅一个螺纹线。
3.根据权利要求I或2所述的螺杆真空泵，其特征在于，所述螺杆转子(12、14)的外形基本上对称或不对称。
4.根据权利要求1-3之一所述的螺杆真空泵，其特征在于，仅有效地冷却所述泵壳，以进行散热。
5.根据权利要求1-4之一所述的螺杆真空泵，其特征在于，转子长度(I)与转子轴线的距离(d)的所述比大于3. 5，尤其大于4。
6.根据权利要求1-5之一所述的螺杆真空泵，其特征在于，每个螺杆真空泵(12、14)设有至少9个螺旋圈,优选至少11个螺旋圈。
7.根据权利要求1-6之一所述的螺杆真空泵，其特征在于，所述压缩比为至少5，优选为至少6。
8.根据权利要求1-7之一所述的螺杆真空泵，其特征在于，间隙高度选择为，使得得到真空泵的至少5Pa的最终压力。
9.根据权利要求1-8之一所述的螺杆真空泵，其特征在于，所述最大转速大于每分钟5000 转。
10.根据权利要求1-9之一所述的螺杆真空泵，设有一个或多个过压阀和/或能够通过转速控制来控制转子转速，以避免在压力侧的区域(28)中的过压缩。
全文摘要
螺杆真空泵具有设置在泵腔(10)中的螺杆转子(12、14)。螺杆转子(12、14)分别通过两个支承元件(20)支承在泵壳中，并且转子长度(l)与转子轴线的距离(d)的比大于3.0。此外，螺杆转子(12、14)具有可变的螺距、至少7个螺旋圈和至少为4.5的机内压缩比。螺距在一半的螺旋圈之后小于两倍的在压力侧上的转子出口(24)上的螺距。
文档编号F04C18/08GK102884324SQ201180022605
公开日2013年1月16日 申请日期2011年5月3日 优先权日2010年5月4日
发明者托马斯·德赖费特, 马格努斯·亚尼茨基, 彼得·比尔克, 罗兰德·米勒 申请人:厄利孔莱博尔德真空技术有限责任公司