设置有隔音装置的真空泵系统的制作方法

本发明涉及真空泵系统，其包括真空泵并设置有隔音装置。更具体地，本发明涉及真空泵系统，其包括旋转叶片真空泵并设置有隔音装置。

背景技术：

真空泵用于广泛的应用中，以获得从粗真空条件(即约10^-1pa)到非常高的真空条件(即约10^-8pa)的低于大气压的条件。

更具体地，旋转叶片真空泵是机械泵，即正排量泵，其通常用于获得从大气压至约10^-1pa的压力范围内的低真空条件。

根据现有技术，旋转叶片真空泵通常包括泵外壳，该泵外壳具有吸气口和排气口并且容纳限定圆柱形腔室的定子；圆柱形转子偏心地布置在定子室内，该转子配备有弹簧加载的径向叶片，该径向叶片与定子室的壁配合，以用于将气体从吸气口泵送到排气口。泵外壳填充有油，使得定子浸入油浴中，该油浴具有冷却和润滑泵并使泵与外部环境隔离的功能。

这种泵例如从us6,019,585和gb2151091a中已知。

仍然根据现有技术，驱动马达(即电动马达)通过轴连接可操作地连接到泵，以便驱动泵转子的旋转轴旋转。驱动马达通常布置在泵外壳外部并且通过接口凸缘连接到泵外壳。

设置一个或多个鼓风机或风扇以用于冷却旋转叶片真空泵，并且特别地，用于将泵外壳中的真空泵油浴的油的温度保持在预定温度阈值以下。

上述真空泵系统产生相当大的噪音，这使得其附近的工作条件不舒适，并且在实验室环境中被认为是严重的缺点。

包括具有移动部件(例如，通常用于获得高真空条件的涡轮分子泵)其他类型的真空泵和/或包括具有移动部件的泵附件的真空泵系统也产生噪音，这在一些应用中可表示显著的缺点。

真空泵系统产生的噪音随着真空泵的泵送速度的增加而增加。

因此，用于减少由真空泵系统产生的噪音的可能的解决方案是以低速运行真空泵。

然而，这种解决方案并不吸引人，因为它会对真空泵系统的性能产生负面影响。

为了在高速运行真空泵的同时抑制由真空泵系统产生的噪音，建议为真空泵系统提供包围真空泵及其驱动马达的壳体。

us5,145,335公开了一种真空泵系统，其包括旋转叶片真空泵，该真空泵包括第一外壳、驱动马达和第二外壳，第一外壳接收泵定子和泵转子并填充有油，驱动马达与真空泵相联，第二外壳围绕第一外壳和驱动马达。

这种第二外壳的存在允许部分地减少由真空泵及其驱动马达传递到周围环境的噪音。

然而，同样考虑到需要为第二外壳提供空气入口和空气出口以允许空气流在第二外壳内流动以冷却真空泵和驱动马达，因此一些噪音在任何情况下都转移到周围环境。

结果，通过us5,145,335中公开的解决方案获得的噪音抑制效果已经证明不足以用于某些应用(例如，所谓的“静音实验室”)，其中，在真空泵系统周围的环境中需要低于55db并且优选低于50db的噪音。

还应考虑隔音装置的存在会导致真空泵冷却的显著恶化。

us2010/0116583建议提供一种隔音罩，该隔音罩径向地包围真空泵系统并且在两个轴向端部处是敞开的，使得不会妨碍真空泵系统的冷却。

然而，这种解决方案在抑制真空泵系统产生的噪音方面不够有效，特别是，它不能满足上述在某些应用中保持噪音低于50-55db阈值的需要。

作为替代方案，隔音装置应设置有其自身的鼓风机或风扇，以确保真空泵的温度保持低于所需的阈值。

很明显，提供这种附加鼓风机或风扇(以及相关的电子电路和控制装置)是非常不利的，这是由于一方面其涉及附加成本和功率消耗，另一方面因为它引入了附加潜在失效和故障源，它使得真空泵系统不太可靠。

鉴于上述情况，本发明的目的是通过提供具有改进的隔音装置的真空泵系统来消除上述缺点，其能够将由真空泵系统产生的噪音抑制到50-55db的阈值以下。

本发明的另一个目的是提供具有改进的隔音装置的真空泵系统，其允许在不降低真空泵速度的情况下将噪音保持在所需阈值以下。

本发明的另一个目的是提供具有改进的隔音装置的真空泵系统，其不会使真空泵系统的冷却恶化并且无需附加冷却装置。

通过如所附权利要求中所要求保护的真空泵系统实现上述和其他目的。

技术实现要素：

大体上，本发明的真空泵系统包括真空泵和隔音罩，真空泵容纳在泵外壳中，隔音罩围绕泵外壳并设置有罩空气入口和罩空气出口，罩空气入口与泵外壳空气入口连通，以允许新鲜空气流入罩内部然后通过真空泵以使其冷却下来，罩空气出口与泵外壳空气出口连通，以允许来自真空泵的热空气从罩流出来。

根据本发明，真空泵系统包括分别布置在罩空气入口和/或出口与泵外壳空气入口和/或出口之间的一个或多个附加隔音屏蔽元件。

由于所述附加隔音屏蔽元件的存在，可以阻止通过罩空气入口和泵壳体入口从周围环境流动到真空泵的直流气流和/或通过泵外壳出口和罩空气出口从真空泵流动到周围环境的直流气流，这允许将由真空泵系统产生并传递到周围环境的噪音大大降至50-55db的阈值以下。

根据本发明的优选实施例，所述附加隔音屏蔽元件设计为围绕泵外壳的壳体，所述壳体设置有空气入口和空气出口，以分别用于允许新鲜空气流入壳体然后通过真空泵以使其冷却下来，并且允许来自真空泵的热空气从壳体中排出。

根据本发明的这个优选实施例，罩空气入口优选地在尽可能远离下面的壳体的壳体空气入口处设置在隔音罩的周壁上，使得噪音抑制的效果得以优化，罩内部和围绕真空泵的壳体周围的新鲜空气的路径最大化，并且冷却效率也最大化。

根据本发明的上述优选实施例，罩空气出口优选地在尽可能远离罩空气入口在隔音罩的所述周壁上所处的位置处设置在隔音罩的周壁中，使得可以阻止通过所述罩空气入口进入的新鲜空气与通过所述罩空气出口离开的热空气之间的热交换。

根据本发明的特别优选的实施例，一个(或多个)所述附加隔音屏蔽元件设计为壳体，壳体围绕泵外壳并在地板上方升高，并且外壳空气出口设置在壳体的底壁上。

根据这样的实施例，本发明的真空泵系统还包括隔音托盘，隔音托盘设置在壳体的底壁处位于壳体空气出口和地板之间。

根据本发明的优选实施例，隔音罩设置有隔板，隔板从隔音罩的内壁延伸到下面的壳体的外壁，并且将布置罩空气入口和壳体空气入口的空间与布置罩空气出口和壳体空气出口的空间分开。

优选地，这种隔板将布置罩空气入口和壳体空气入口的空间与布置罩空气出口和壳体空气出口的空间完全分开。

由于存在上述隔板，在根据本发明的真空泵系统中，阻止通过壳体空气出口从真空泵出来的热空气与通过壳体空气入口进入真空泵的新鲜空气相接触。结果，进入真空泵的新鲜空气的温度不会因可能与从真空泵本身出来的热空气相混合而升高。

由于这种措施，真空泵的冷却是有效的，并且无需为隔音罩提供附加冷却装置。

有利地，本发明的隔音装置的设置不涉及制造成本和功率消耗的任何相关增加，并且根据本发明的真空泵系统的总体设计简单且可靠。

根据本发明的优选实施例，隔音罩和/或一个(或多个)附加隔音屏蔽元件和/或隔音托盘(如果提供的话)具有包括若干层隔音材料的多层结构，其至少包括由吸音材料制成的第一内层和由隔音材料制成的第二外层。

附图说明

通过以下参考附图的非限制性示例给出的实施例的详细描述，本发明的特征和优点将变得更加明显，其中：

图1a和图1b是示出了根据本发明的真空泵系统的整体外观的立体图；

图2是根据本发明的真空泵系统的另一立体图，其中移除了隔音罩的侧壁；并且

图3是示意性地示出了根据本发明的真空泵系统的剖视图。

具体实施方式

在下面对本发明的优选实施例的详细描述中，将通过示例的方式参考包括旋转叶片真空泵的真空泵系统。

这样的示例性实施例不应被视为限制本发明的范围，其可以应用于包括产生噪音的任何类型的真空泵在内的真空泵系统。

参考附图，示出了根据本发明的真空泵系统100。

特别参考图3，以本身已知的方式，真空泵系统100包括旋转叶片真空泵10和驱动马达20。

旋转叶片真空泵10包括泵外壳12，泵外壳12中限定了吸气口和排气口。限定了圆柱形定子室的定子14容纳在泵外壳12内。转子16也容纳在泵外壳12中，所述转子的轴线与定子室的轴线平行，但相对于定子室轴线偏心地布置。

根据不同的应用和泵送要求，转子16可以是单级转子或双级转子。转子16的每级配备有一个或多个径向可移动的径向叶片，该径向叶片安装在转子16上并保持抵靠定子室的壁。

泵外壳12填充有这样的油量，使得定子14浸入作为冷却和润滑液的油浴中。

驱动马达20通常是电动马达。

驱动马达20布置在泵外壳12的外部并且在其上悬臂，所述驱动马达20驱动泵转子16旋转。更详细地，驱动马达20的转子的轴连接到泵转子16的轴，以驱动后者绕其轴线旋转。

用于冷却真空泵10的冷却风扇30，并且更具体地，真空泵的油浴的油也安装在驱动马达20的轴上。

为了减少由真空泵系统产生并传递到周围环境的噪音，设置隔音罩50，该隔音罩围绕泵外壳12以及驱动马达20。

在所示的优选实施例中，隔音罩50包括顶部50a和完全围绕泵外壳12的周壁50b。在所示的实施例中，顶部50a呈矩形形状，并且周壁50b包括四个侧壁，四个侧壁两两相等并平行，从顶部50a的各侧向下延伸。

顶部50a和形成周壁50b的侧壁优选地制成单独的部件，其可以例如通过螺钉或铆钉组装在一起。

从图中可以看出，在所示的实施例中，隔音罩不包括任何底壁。这允许隔音罩50在泵外壳12移动到期望位置之后易于降低到泵外壳12上，并且这也允许所述隔音罩50在必要时(例如检查或维护真空泵系统)易于从泵外壳12上抬起。

显然，在替代实施例中，如果需要，隔音罩50可以设置有底壁。在另一替代实施例中，隔音罩可设置有周边框架，该周边框架从周壁50b的下缘延伸并具有合适的宽度，以便在隔音罩降低或抬起时不会干涉壳体。

如图2和图3所示，隔音罩50优选地具有包括由隔音材料制成的两层或更多层的多层结构。

在所示的优选实施例中，隔音罩50包括由吸音材料制成的第一内层50’和由声绝缘材料制成的第二外层50”。第一内层可以由例如开孔泡沫(如聚氨酯泡沫)制成，并且第一内层可以在其内侧设成金字塔形或楔形。第二外层可以由例如具有长分子的重塑料制成。

通常，隔音罩50的数量、厚度和材料可以分别根据具体应用的需要，同时考虑真空泵尺寸和速度、产生的噪音的频谱和真空泵系统周围的环境中所需的噪音阈值来选择。

隔音罩50设置有罩空气入口52，罩空气入口52与泵外壳空气入口连通，以用于允许新鲜空气流进入罩以冷却真空泵10，并且隔音罩50还设置有罩空气出口54，罩空气出口54与泵外壳空气出口连通，以用于从罩中排出已通过真空泵并已冷却下来的热空气。

虽然罩50抑制真空泵系统100产生的噪音，但已经证明不能将真空泵系统周围环境中的噪音降低到某些要求苛刻的应用(如所谓的“静音实验室”)中所需的阈值以下，即低于50-55db的阈值。

根据本发明，为了改善噪音抑制效果并进一步降低由真空泵系统产生并传递到外部环境的噪音，在罩空气入口和/或出口与泵外壳空气入口和/或出口之间分别布置一个或多个附加的隔音屏蔽元件。

在本发明的非常简单的实施例中，根据本发明的真空泵系统可以包括布置在罩空气入口52与泵外壳空气入口之间的适当形状的壁和/或布置在泵外壳空气出口与罩空气出口54之间的适当形状的壁。

然而，在附图所示的优选实施例中，这种附加的隔音屏蔽元件被设计为壳体40，该壳体40可以容纳在隔音罩50的下方并且围绕泵外壳12，从而在罩空气入口与泵外壳空气入口之间以及在罩空气出口与泵外壳空气出口之间分别形成有效的屏蔽罩。

优选地，壳体40具有顶壁40a、完全围绕泵外壳12和驱动马达20的周壁40b以及底壁40c。在所示的实施例中，外壳的顶壁40a和底壁40c具有大致矩形的轮廓，并且壳体的周壁40b相应地包括四个侧壁，四个侧壁两两基本相等并平行。壳体40优选地安装在轮子42上，以允许真空泵系统100在周围环境中移动以将其运送到所需位置。由于轮子42的存在，壳体40的底壁40c升高到地板上方。

为了有效地抑制由真空泵系统产生的噪音，壳体40设置有隔音内层44，隔音内层44至少部分地覆盖壳体的内表面。这种隔音内层44包括由隔音材料(即，诸如聚氨酯泡沫之类的吸音材料)制成的至少一层。

壳体40设置有壳体空气入口46，以用于允许新鲜空气流进入壳体，从而冷却真空泵10。壳体空气入口46优选地在尽可能远离泵外壳12的冷却空气入口的位置处设置在壳体40的周壁40b中(即，在周壁40b的与泵外壳入口相对的侧壁40b’中)，使得泵外壳12周围的新鲜空气的路径最大化并且相应地优化了真空泵的冷却。

壳体40还设置有壳体空气出口48，以用于从壳体中排出已经通过真空泵并已经冷却下来的热空气。壳体空气出口48优选地设置在壳体的底壁40c中。

由于设置了附加的一个(或多个)隔音屏蔽元件，即壳体40，真空泵系统在周围环境中产生的噪音可以进一步衰减，低于某些要求苛刻的应用(例如，所谓的“静音实验室”)所需的阈值。

根据附图所示的本发明的优选实施例，隔音罩50设置有隔板56，隔板56从隔音罩50的内壁延伸到下面的壳体40的外壁并且将布置罩空气入口52和壳体空气入口46的空间与布置罩空气出口54和壳体空气出口48的空间分开。优选地，所述隔板56被适当地成形为将布置罩空气入口52和壳体空气入口46的空间与布置罩空气出口54和壳体空气出口48的空间完全分开。

由于隔板56，阻止了新鲜空气(其通过罩空气入口52进入并流到壳体空气入口46(然后流到泵外壳空气入口))与热空气(其从泵外壳中出来并从壳体空气出口48流到罩空气出口54)之间的任何接触和热交换。

结果，进入真空泵的新鲜空气的温度在进入壳体40之前没有升高，真空泵的冷却是有效的，并且无需为隔音罩50提供附加冷却装置。

这涉及几个优点：首先，无需为隔音罩提供电连接和/或控制装置，这使得这种隔音罩简单且便宜；第二，隔音罩的设置不会引起本发明的真空泵系统的总功耗的任何增加；第三，隔音罩的设置不涉及引入可能是潜在故障源和故障的附加部件。

在图中所示的本发明的优选实施例中，罩空气入口52在所述周壁的下缘上方的一定高度处设置在罩周壁50b的第一侧壁50b’中，并且罩空气出口54靠近所述周壁的下缘设置在罩周壁50b的第二相对侧壁50b”中(例如参见图1a和1b)。由于罩空气入口52和罩空气出口54布置在罩周壁50b的相对侧壁上，因此它们尽可能远离彼此，从而能够有效地阻止进入罩空气入口的新鲜空气与从罩空气出口出来的热空气之间的任何热交换。

在该实施例中，隔板56形成为周边框架，该周边框架在罩空气入口52下方和罩空气出口54上方的高度处沿着隔音罩50的周壁50b的内侧延伸并且延伸到壳体40的外壁，以便完全有效地将罩空气入口52和壳体空气入口46所在的空间与罩空气出口54和壳体空气出口48所在的空间分开。

这种隔板56可以由任何合适的材料(例如，纸板)制成。

从图2中可以看出，隔音罩50优选地相对于下面的壳体40布置为使得罩空气入口52尽可能远离壳体空气入口46。换句话说，罩周壁50b的设置有罩空气入口的侧壁50b’位于壳体周壁40b的设置有壳体空气入口的侧壁40b’的相对侧。

这种布置提供了两个不同的优点：一方面，罩空气入口远离壳体空气入口，从而大大减少了通过壳体空气入口和罩空气入口的噪音传递；另一方面，隔音罩内部和围绕真空泵的壳体周围的新鲜空气的路径最大化，从而对真空泵的冷却效果相应地最大化。

在图中可以看出，隔音罩50的周壁50b还设置有附加开口58，以用于真空泵系统100的电缆和连接(未示出)的通道。这种开口58优选地布置在罩空气入口52附近，即尽可能远离壳体空气入口46布置，以使通过它的噪音传播最小化。

在所示的实施例中，壳体空气出口48设置在壳体的底壁40c中，使得将从壳体出来的热空气流引向下面的地板。

为了抑制因所述热空气流出而可能产生的噪音，根据本发明的真空泵系统100还可以包括隔音托盘60，该隔音托盘60布置在壳体空气出口48处位于这种壳体空气出口与地板之间。

这种隔音托盘60的存在进一步增强了噪音抑制效果。

类似于隔音罩50，隔音托盘60也优选地具有多层结构，该多层结构包括由隔音材料制成的两层或更多层，最优选地包括由吸音材料制成的第一、上层和由隔音材料制成的第二、下层。

根据本发明的优选实施例，隔音托盘60优选地具有“l”形状，其中，第一臂60a基本上平行于壳体40的底壁40c，并且第二臂60b基本上垂直于所述壳体底壁40c并插入到壳体空气出口48与罩空气出口54之间。

由于这种特定形状，即由于隔音托盘60的第二臂60b的存在，隔音托盘60允许获得进一步的优点：从壳体空气出口46排出的热空气不能直接流到罩空气出口54，而是在离开隔音罩之前被迫进一步围绕壳体40流动，因此进一步增加了所述隔音罩内部的流动路径的长度并且进一步增强了真空泵的冷却。

本发明的真空泵系统100内的冷却空气的总路径在附图中用粗箭头表示。由风扇30吸入的新鲜空气通过罩空气入口54(a)进入隔音罩50，并且新鲜空气在到达壳体空气入口46(b)之前，被迫沿着壳体40的周壁40b的相向的侧壁40b”并沿着所示壳体的顶壁40a的整个区域流动。在通过所述壳体空气入口46之后，空气被迫在到达所述泵外壳(c)的相对侧并穿入其中之前围绕泵外壳12流动。然后，空气通过真空泵10并通过壳体空气出口48排出。在这个阶段，空气在通过罩空气出口54(e)离开隔音罩之前，进一步被迫沿着壳体40(d)的底壁40c流动。沿着这样的路径，真空泵与冷却空气之间的热交换发生，从而通过使空气流动路径的长度最大化，冷却效率也最大化。

应注意，从壳体空气出口48出来的热空气比通过罩空气入口52进入的新鲜空气更热，使得它将具有向上移动并与较冷的新鲜空气混合的趋势。然而，在所示的实施例中，通过设置隔板56有效地避免了这种情况。

从以上描述中显而易见的是，根据本发明的真空泵系统允许实现上述目的。

申请人进行的实验测试证明，由于隔音罩的存在，本发明的真空泵系统周围环境中的噪音有效地降低到所需的50-55db的阈值以下。

同样显而易见的是，给出了上述示例性实施例是为了更好地理解本发明，而不是为了限制本发明自身的保护范围，并且基于上述公开内容，落入本发明的保护范围的许多变形对于本领域技术人员来说是显而易见的。

更具体地，尽管在这样的示例性实施例中参考旋转叶片真空泵，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明也可以应用于包括产生不希望的噪音的真空泵和/或真空泵配件的任何其他真空泵系统。