一种内冷却罗茨真空泵的制作方法

1.本发明涉及罗茨真空泵技术领域，具体为一种内冷却罗茨真空泵。


背景技术：

2.罗茨真空泵是指泵内装有两个相反方向同步旋转的叶形轮转子，转子与转子之间、转子与泵壳内壁之间有细小间隙而互不接触的一种变容真空泵。罗茨真空泵在医药、石油、化工、塑料、农药等工业生产中得到了长期推广和应用。
3.当真空泵运行时，气体经转子压缩后排出，使泵体的进出口之间存在较大的工作压差。由于转子转速很高，转子表面的线速度接近于分子的热运动速度。而且罗茨泵的温升与压缩比以及效率之间有着直接的关系。通常压缩气体所产生的热量是通过泵体外散热片来散热降温的。但在低压状态下，转子吸收的热量不易散出，而当真空泵的压强差值较大时，容积腔内温度就会快速上升，加上正常运动部件的运动热能，使转子温度过高引起热膨胀。从而导致转子间、转子与泵体间的间隙过小而卡死，使罗茨泵不能正常工作。目前通常采用的方法是在泵体和前盖位置设置散热片，通过风冷的形式对真空泵进行冷却，但是这种冷却方式冷却效果不理想，从而造成真空泵使用寿命短。
4.如专利文献cn 102852798 a公开了一种罗茨真空泵冷却系统，其包括泵体，泵体前端连接前侧盖，前侧盖上连接前盖，泵体后端连接后侧盖，后侧盖上连接后盖，泵体内设有主轴，前盖、前侧盖和后侧盖上均设有主轴连接孔，前盖、前侧盖和后侧盖内部分别设有前盖冷却水道、前侧冷却水道和后侧冷却水道，前盖冷却水道、前侧冷却水道和后侧冷却水道均为封闭结构，前盖冷却水道、前侧冷却水道和后侧冷却水道相互连通，前盖冷却水道上设有进水口，后侧冷却水道上设有出水口。这种方式实际上就是冷却机壳。
5.专利文献cn 113090531 a公开了一种自冷却的罗茨真空泵，包括真空泵外壳、两个叶轮、电机和冷却空气管路，所述真空泵外壳上开设有进气口和排气口，所述进气口开设在真空泵外壳(1)上端，所述排气口(8)开设在真空泵外壳(1)下端；其不需在真空泵外安装冷却散热装置，外部空气在大气压作用下通过冷却空气管路进入到真空泵下半部内，常温空气与真空泵内高温气体混合，使得真空泵内腔体温度下降，叶轮和真空泵外壳温度随之下降。这种方式实际上是通过风冷的形式对真空泵进行冷却。
6.但这些罗茨真空机组在使用一段时间后罗茨泵仍然出现高温过载现象，经过多次维修都不能达到机组原始运行工况，特别是夏天升温尤为突出，尤其是自带润滑油冷却系统或水道冷却系统的罗茨泵，机组在使用一段时间后罗茨泵出现高温过载现象，经过多次维修都不能达到机组原始运行工况，特别是夏天升温尤为突出，最高时高达180℃左右，机组无法正常运行。采用空气冷却系统的最高温也能达到100℃以上，只能停机冷却后才能正常运行，严重影响了生产效率。


技术实现要素：

7.经过研发小组反复观察分析，发现气体压缩热能和运动热能是无法避免的，问题
主要出在两方面，一方面是带液道冷却系统的罗茨泵在运行时间长后无法带走更多的热量，从而使腔内叶轮温度过高而膨胀，使叶轮间隙过小产生互相摩擦而更加生热；另一方面是带空气冷却系统的罗茨泵在运行过程中会吸入杂质，对叶轮产生摩擦使叶轮过热，进而使叶轮间隙过小产生互相摩擦而更加生热。
8.本发明所要解决的技术问题是针对上述缺陷，提供一种采用非循环的流水冷却系统，结合真空泵自身的排气系统直接将热量带走，以有效提高冷却效果。
9.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种内冷却罗茨真空泵，包括真空泵壳体、两个叶轮和电机，两个所述叶轮安装在真空泵壳体内，所述电机安装在真空泵壳体长度方向的一侧并与两个叶轮驱动连接，所述真空泵壳体上开设有进气管和排气管，所述进气管开设在真空泵壳体上端，所述排气管开设在真空泵壳体下端；其特征在于所述进气管壁上开设有流水冷却系统，所述流水冷却系统中的流水为非循环流水。
10.所述流水冷却系统包括冷却水、进水孔、进水管、电磁阀和调节阀，所述进水孔挖设在进气管的管壁上并穿透管壁，所述进水管固定安装并连通在进水孔上，所述电磁阀安装在进水管上，且所述电磁阀与真空泵启停联动，用于开启进水管，所述调节阀安装在进水管上，用于调节控制流水的流量，所述冷却水通过进水管和进水孔流入到进气管中，然后直接与两个叶轮接触，将叶轮上产生的热量直接带走，再通过排气管排出；所述流水冷却系统没有排水管或排水孔，用于冷却后的水随着排气管中的空气排出。
11.所述进水孔上安装有喷雾器，用于将冷却水呈喷水或喷雾状细水珠进入到进气管中，并随着进气管中的空气一起与两个叶轮接触，然后随着排气管排出。
12.所述冷却水为常温纯净水。
13.所述真空泵壳体的壳壁内还设有循环水冷却系统。
14.所述真空泵壳体上还设有减震装置。
15.所述真空泵壳体上还设有消音装置。
16.所述内冷却罗茨真空泵的真空泵壳体外壁无需再设置散热片。
17.所述内冷却罗茨真空泵还可以组合成罗茨真空泵机组。
18.其冷却原理是：在罗茨泵工作时，常温冷却水经过进水管和进水孔进入到进气管中，或经过喷雾器喷雾到进气管中，接着经过两个叶轮进入到排气管中并被排出去，在这个过程中，冷却水会将气体压缩所产生的热量直接及时带走，也会将两个叶轮旋转时所产生的运动热能直接且及时带走，叶轮及壳体在来不及升温时热量即被带走，可有效而及时的防止叶轮及壳体出现温升，更不会使叶轮出现膨胀而互相摩擦；同时，由于冷却水在壳体内散发，能够将进气管中带入的气体中的杂质捕获并顺便通过排气管带走，避免了杂附着在两只叶轮上，从而避免两只叶轮之间产生摩擦，也就不会出现摩擦生热现象。经过反复试验和目前使用，这种内冷却罗茨泵即使长时间工作也没有出现温升，外部温度始终是常温，手掌可以触摸真空泵壳体，而不会觉得热。而以往的罗茨真空泵使采用循环水冷系统在壳体的壁内循环冷却，或采用冷空气壳体内进行冷却，这类冷却方式只能带走部分热量和气体中的部分杂质，这类罗茨真空泵在工作十几分钟后就开始发热，常常在一小时后能够升温到100℃以上，只好停机待，冷却后才能继续工作。
19.与现有技术相比较，本发明具有如下有益效果。
20.⑴
这种内冷却罗茨真空泵在工作时的机壳温度为常温，与外界自然温度基本相
同，手掌可以随时触摸；而现有的罗茨真空泵在工作时的温度基本上在80℃以上，还经常超过100℃有时甚至达到180℃，需要停机冷却后才能继续工作，可见本发明在控制温升方面取得了突破性的进展。
21.⑵
大大延长了使用寿命，由于冷却水直接带走了经过真空泵的气体中的杂质，大大减少了杂质对两只叶轮的磨损，本发明产品已使用半年，至今还不需要维修；而以往的罗茨真空泵每月需要拆开机壳维修一次，且半年需要更换叶轮；可见本发明大大延长了使用寿命。
附图说明
22.图1为本发明内冷却罗茨真空泵的横切面结构示意图。
23.图2为本发明内冷却罗茨真空泵中进水孔处安装了喷雾器的横切面结构示意图。
24.图中：1.真空泵壳体、2.叶轮、3.进气管、4.排气管、5.进水孔、6.进水管、7.电磁阀、8.调节阀、9.喷雾器。
具体实施方式
25.下面结合实施例对本发明作进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定，不应以此限制本发明的保护范围。
26.本公司是医药生产企业，在医药生产过程中需要大量进行真空蒸馏、真空浓缩和真空干燥工作，真空应用量非常大，需要常年开启罗茨真空泵机组以配合各个生产车间的应用。
27.现有的罗茨真空泵机组都自带有润滑油冷却系统。在使用一段时间后罗茨泵出现高温过载现象，经过多次维修都不能达到机组原始运行工况，即使在寒冷的冬天，开机一小时后也会升到100℃，夏天升温尤为突出，最高时高达180℃左右，机组无法正常运行。
28.由于罗茨真空泵机组在工作过程中发热现象非常厉害，本公司配置了三组罗茨真空泵机组，每组使用一小时即停机冷却两小时后再开机，如此采用三组机组依次循环使用以保证正常生产，即使如此，还需每月维修一次，半年更换一次叶轮。
29.经过公司技术研发小组多次检查后发现问题在于一方面由罗茨泵在运行时间长后间歇增大，自带的冷却系统无法带走更多的热量，从而使腔内叶轮温度聚集，过高后引起电机过载，另一方面由于机组在运行过程中会吸入一部分物料，对叶轮产生阻塞使电机过载。经过多次实验，我们对罗茨真空泵进行了如下改进。
30.即在现有的罗茨真空泵的基础上进行改进，现有的罗茨真空泵包括真空泵壳体1、两个叶轮2和电机，两个叶轮2安装在真空泵壳体1内，电机安装在真空泵壳体1长度方向的一侧并与两个叶轮2驱动连接，所述真空泵壳体1上开设有进气管3和排气管4，所述进气管3开设在真空泵壳体1上端，所述排气管4开设在真空泵壳体1下端；本发明在所述进气管3的管壁开设一个贯通管壁的进水孔5，在进水孔5上固定连通一根进水管6，然后在进水管6上安装电磁阀7和调节阀8，将电磁阀7与罗茨真空泵的启停系统联动，使进水与开机同步进行，停水与停机同步进行，调节阀8用于调节流水量；这样在罗茨真空泵上做成流水内冷却系统。
31.使用时，将冷却水通过进水管6和进水孔5流入到进气管3中，使冷却水直接与进气
管3中的空气及两个叶轮2接触，将空气压缩所产生的热量以及叶轮2运动所产生的热量直接带走，冷却水带着热量随着排气管4中的空气排出。这样改进后的使用效果非常好，基本上没有产生温升。
32.后来，我们继续在进水孔5的出口处安装了喷雾器9，并将用于冷却水的低温自来水改为采用常温纯净水，这样喷雾器9可将水喷成遍布在进气管3内的水珠微粒，不仅可以迅速接触真空泵壳体1的内壁，还可迅速接触两只叶轮2的全部外表面以及压缩后的空气，迅速带走压缩空气和叶轮2旋转所产生的热量，使叶轮2本身的温度无法升高，由于没有温升，叶轮2也不会出现膨胀过载；同时纯净水可以更好地捕获进气管3中空气中的杂质并随水珠带走，可以有效减少杂质对两只叶轮2的摩擦，可以进一步减少产生热量。这样长时间使用后，罗茨真空泵没有出现温升，手掌触摸感觉不到高温。2022年10月12日上午11时，黔江室外气温为23℃，研发小组测量在运行中的罗茨真空泵壳体的外表温度也是23℃，由于没有温升，该组罗茨真空泵机组已经半年没有维修，也没有因温升而停机，大大提高了工作效率和使用寿命。