一种新型真空泵系统的制作方法

本实用新型涉及罗茨泵的制造技术领域，具体涉及一种基于罗茨泵组合成的多级真空泵系统。

背景技术：

环保节能是当前时代发展所倡议的，也是各行各业不断追寻的，在实现热能释放和转换的燃烧过程中，采用富氧燃烧技术实现燃料更好和更充分的燃烧，降低和减少热能的流失损失，通常海平面空气中氧的含量为20.93％、氮为78.1％及少量惰性气体等，而在高原比如在昆明地区(海拔1000米)空气中氧的含量约为18％左右。人们把含氧量大于20.93％的空气叫做富氧空气。富氧空气参与燃烧给燃烧提供了足够的氧气，使可燃物充分燃烧，减少了固体不完全燃烧热损失q4，减少了过量空气系数apy的热能损失，具有十分显著的节能和环保效应。

目前富氧空气可以通过深冷分离法、变压吸附法及膜渗透法获得。膜法富氧技术与其他方法相比，具有流程简单、体积小、自身能耗低、使用寿命长、投资较少等特点，被工业发达国家称之为“资源的创造性技术”。气体膜分离是一个物理化学过程，由动力学因素和热力学因素共同控制，无化学反应、无相变，是一种操作条件温和、安全可靠的分离技术。膜法富氧助燃节能技术具有运行成本低(膜法富氧技术制取每m3氧气成本仅为深冷法氧气成本的1/5)；流程简单，启停灵活，易于操作；投资少，见效快(项目节能成本可使投资可在3～8个月内收回)和占地面积小，不污染环境等优点。

现有技术下的膜法富氧助燃系统主要由空气过滤器，鼓风机，富氧膜组件，真空泵，仪表等部件组成，在该系统中制氧所需的真空泵设备性能参数功率损耗直接影响富氧燃烧节能的意义，在实际应用中由于真空泵功率损耗过大，富氧燃烧节能部分不能补偿膜法制氧设备所配备真空泵的功耗，造成本膜法富氧助燃系统环保但不节能的问题比较突出，对于膜法富氧助燃系统真空泵为关键设备，目前通常选用水环真空泵，水环真空泵由于用水形成真空，那么形成的气体带有大量的水分，必须对气体进行干燥处理才能进入燃烧系统，对整个设备系统复杂化，增加大量成本。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种基于罗茨泵组合成的新型真空泵系统。

为了实现上述目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型真空泵系统，包括一级真空泵，二级真空泵，三级真空泵，所述一级真空泵、二级真空泵、三级真空泵依次串联连接，所述一级真空泵和二级真空泵均为气冷罗茨泵，所述气冷罗茨泵包括罗茨泵泵体，还包括与罗茨泵泵体相连的冷却器，所述冷却器的两端侧壁上设置有与罗茨泵泵体两侧设置的循环气体接入口相连通的管道接口，所述管道接口与循环气体接入口通过气体循环管道密封相连通，罗茨泵泵体的排气口与冷却器的内部设置的冷却腔相连通，冷却器的中部下侧设置有排气接口，位于冷却器的两端分别设置有冷却水接入口和冷却水接出口，冷却器的冷却腔内设置有若干冷却管，每个冷却管的两端分别与冷却水接入口和冷却水接出口并联连通；一级真空泵的冷却器的排气接口与二级真空泵的进气口相连，二级真空泵的冷却器的排气接口与三级真空泵的进气口相连，所述三级真空泵包括中间泵体、固定密封于中间泵体上的前端盖和后端盖，位于中间泵体内设置有两个相互共轭啮合的共轭转子，所述共轭转子包括一两叶转子和一三叶转子，所述两叶转子和三叶转子上设置有相互共轭啮合的凸型面和凹型面，两叶转子、三叶转子上开设的凸型面的面数与凹型面的面数之等于两叶转子和三叶转子的节圆直径之比；所述三叶转子的外轮廓上周向均匀设置有三个凸型体和三个内凹圆弧形凹型面；

本实用新型进一步提供的一种新型真空泵系统，其凸型体的表面轮廓与凹圆弧形凹型面组成三叶转子的外轮廓端面，三叶转子的外轮廓边沿上设置有三组连续的三叶转子双边对称圆弧型线型的外轮廓组成曲线，其中一组三叶转子双边对称圆弧型线型的外轮廓组成曲线由位于三叶转子的外轮廓边沿上的第一凸起圆弧段、第一摆线段、内凹圆弧型凹面段、第二摆线段、第二凸起圆弧段、第三凸起圆弧段依次相连组成；所述两叶转子的两端对称设置有与三叶转子的内凹圆弧形凹型面相共轭啮合的圆弧形凸起，位于两叶转子的中部两侧对称设置有与三叶转子的凸型体相共轭啮合的凹凸面，所述两叶转子的外轮廓边沿上设置有两组连续的两叶转子双边对称圆弧型线型的外轮廓组成曲线，其中一组两叶转子双边对称圆弧型线型的外轮廓组成曲线由位于两叶转子外轮廓边沿上的第一凹弧形段、第一摆线段、第一凸弧形段、第二摆线段、第二凹弧形段、第二凸弧形段依次相连组成。

本实用新型进一步提供的一种新型真空泵系统，其两叶转子双边对称圆弧型线型的外轮廓组成曲线与三叶转子双边对称圆弧型线型的外轮廓组成曲线共轭啮合对应关系为第一凹弧形段对应第一凸起圆弧段，第一摆线段对应位于第一凹弧形段与第一摆线段之间的分界点，第一摆线段对应位于第一摆线段与内凹圆弧型凹面段之间的分界点,第一凸弧形段对应内凹圆弧型凹面段，第二摆线段对应位于内凹圆弧型凹面段与第二摆线段之间的分界点，第二摆线段对应位于第二摆线段与第二凹弧形段之间的分界点,第二凹弧形段对应第二凸起圆弧段，第二凸弧形段对应第三凸起圆弧段。

本实用新型进一步提供的一种新型真空泵系统，其两叶转子和三叶转子分别通过第一传动轴和第二传动轴转动连接于中间泵体内，第一传动轴与第二传动轴之间平行设置，且位于第一传动轴和第二传动轴上还设置有传动齿轮副。

本实用新型更进一步提供的一种新型真空泵系统，其传动齿轮副为一对相互啮合传动的同步直齿轮，且传动比2/3。

本实用新型的有益效果：本实用新型采用多级串联气冷罗茨泵，其功耗较传统的真空泵要低，并且把功耗转变的热量纳入排气气体中助力燃烧，冷却水吸收的热能注入锅炉再升温或保温再利用，使整个膜法富氧助燃系统的节能效率大大提高。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型三级真空泵结构示意图；

图3为本实用新型三级真空泵的三叶转子结构示意图；

图4为本实用新型三级真空泵的二叶转子结构示意图；

具体实施方式

如图1至4所示，本实用提供一种新型真空泵系统，包括一级真空泵1，二级真空泵2，三级真空泵3，所述一级真空泵1、二级真空泵2、三级真空泵3依次串联连接，所述一级真空泵1和二级真空泵2均为气冷罗茨泵，所述气冷罗茨泵包括罗茨泵泵体，还包括与罗茨泵泵体相连的冷却器4，所述冷却器4的两端侧壁上设置有与罗茨泵泵体两侧设置的循环气体接入口相连通的管道接口，所述管道接口与循环气体接入口通过气体循环管道5密封相连通，罗茨泵泵体的排气口与冷却器4的内部设置的冷却腔相连通，冷却器4的中部下侧设置有排气接口，位于冷却器4的两端分别设置有冷却水接入口7和冷却水接出口8，冷却器4的冷却腔内设置有若干冷却管6，每个冷却管6的两端分别与冷却水接入口7和冷却水接出口8并联连通；一级真空泵1的冷却器4的排气接口与二级真空泵2的进气口相连，二级真空泵2的冷却器的排气接口与三级真空泵3的进气口相连，所述三级真空泵3包括中间泵体、固定密封于中间泵体上的前端盖和后端盖，位于中间泵体内设置有两个相互共轭啮合的共轭转子，所述共轭转子包括一两叶转子9和一三叶转子10，所述两叶转子9和三叶转子10上设置有相互共轭啮合的凸型面和凹型面，两叶转子9、三叶转子10上开设的凸型面的面数与凹型面的面数之等于两叶转子9和三叶转子10的节圆直径之比；所述三叶转子的外轮廓上周向均匀设置有三个凸型体11和三个内凹圆弧形凹型面；

本实用新型进一步提供的一种新型真空泵系统，其凸型体11的表面轮廓与凹圆弧形凹型面组成三叶转子10的外轮廓端面，三叶转子10的外轮廓边沿上设置有三组连续的三叶转子双边对称圆弧型线型的外轮廓组成曲线，其中一组三叶转子双边对称圆弧型线型的外轮廓组成曲线由位于三叶转子10的外轮廓边沿上的第一凸起圆弧段AB、第一摆线段BC、内凹圆弧型凹面段CD、第二摆线段DE、第二凸起圆弧段EF、第三凸起圆弧段FG依次相连组成；所述两叶转子9的两端对称设置有与三叶转子10的内凹圆弧形凹型面相共轭啮合的圆弧形凸起12，位于两叶转子9的中部两侧对称设置有与三叶转子10的凸型体11相共轭啮合的凹凸面，所述两叶转子9的外轮廓边沿上设置有两组连续的两叶转子双边对称圆弧型线型的外轮廓组成曲线，其中一组两叶转子双边对称圆弧型线型的外轮廓组成曲线由位于两叶转子9外轮廓边沿上的第一凹弧形段HI、第一摆线段IJ、第一凸弧形段JK、第二摆线段KL、第二凹弧形段LM、第二凸弧形段MN依次相连组成。

所述两叶转子双边对称圆弧型线型的外轮廓组成曲线与三叶转子双边对称圆弧型线型的外轮廓组成曲线共轭啮合对应关系为第一凹弧形段HI对应第一凸起圆弧段AB，第一摆线段BC对应位于第一凹弧形段HI与第一摆线段IJ之间的分界点I，第一摆线段IJ对应位于第一摆线段BC与内凹圆弧型凹面段CD之间的分界点C,第一凸弧形段JK对应内凹圆弧型凹面段CD，第二摆线段KL对应位于内凹圆弧型凹面段CD与第二摆线段DE之间的分界点D，第二摆线段DE对应位于第二摆线段KL与第二凹弧形段LM之间的分界点L,第二凹弧形段LM对应第二凸起圆弧段EF，第二凸弧形段MN对应第三凸起圆弧段FG。

所述两叶转子9和三叶转子10分别通过第一传动轴和第二传动轴转动连接于中间泵体内，第一传动轴与第二传动轴之间平行设置，且位于第一传动轴和第二传动轴上还设置有传动齿轮副。

本实用新型更进一步提供的一种新型真空泵系统，其传动齿轮副为一对相互啮合传动的同步直齿轮，且传动比2/3。

本实用新型选用的气冷罗茨泵为干式真空泵，靠容积压缩形成真空，减少了接入系统中的干燥设备，使系统设备简单化降低成本。如2000NM3富氧燃烧设备，膜负压要求绝压15000Pa，需要真空泵抽气量为13500M3/h,如果选用水环真空泵2BE520，轴功率288KW。配用电机功率为315KW。本真空泵系统利用气体可压缩的特性采用三级泵串联：一级真空泵：13500M3/h，入口压力为15000Pa，出口压力为30000Pa，电机功率为：75KW。二级真空泵：6500M3/h，入口压力为30000Pa。出口压力为：50000Pa。电机功率为：55KW。三级真空泵4300M3/h，入口压力为：50000Pa。出口压力为101332Pa。电机功率为:75KW。总电机功率为：75+75+55KW＝205KW。同传统的水环泵真空泵比较：配用电机功率节省：315-205＝110KW。利用干式泵容积压缩产生热量，改善泵的性能使气体出口温度控制在105℃以上。按2000NM3计算，空气密度1.29Kg/M3，空气比热为：1.0*103J/KG。如果气体入口温度为：35℃计算。气体升温：70℃。所带入燃烧炉的热量为：(2000*1.29*1.0*103*70)/3600000＝50KW.热量。一级真空泵采用气冷罗茨泵ZJQ3750，二级真空泵采用气冷罗茨泵ZJQ1800，三级真空泵为新型特殊转子子真空泵，其为三叶转子10和两叶转子9通过转速比2/3的同步齿轮传动，排气端形成内压缩的特殊转子真空泵，优于气冷罗茨真空泵，高真空度及排气压力。

本实用新型的真空泵系统适用范围：各种锅炉：特别适宜链条炉排锅炉、抛煤机锅炉、煤粉锅炉、燃油燃气锅炉等；工业炉窑：加热炉、焚烧炉、冶炼炉、玻璃窑、陶瓷窑、水泥窑等。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

最后应说明的是：以上所述本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。