双轴旋转

申请号 CN201480024781.6 申请日 2014-05-29 公开(公告)号 CN105164420B 公开(公告)日 2017-06-16
申请人 奥利安机械股份有限公司; 发明人 吉田洋介; 原山真吾; 宫泽俊; 山田文彦;
摘要 本 发明 提供了一种双轴旋转 泵 ,其通过尽可能地防止排出气体倒流到泵中、尽可能地防止泵的内部被过度压缩并且抑制泵中的 温度 升高来实现提高的可靠性和提高的操作效率。在双轴旋转泵中,设置有 转子 (30、30)的旋 转轴 (20、20)被设置为分别由 轴承 支撑 ,以致两个转子(30、30)以在它们之间保持小空隙的、非 接触 的方式旋转,并且两个转子(30、30)以在缸体(50)的内表面和两个转子之间有小空隙的、非接触的方式旋转,并且被吸入到缸体(50)的且被压缩的气体从缸体(50)排出,其中,能够让一部分压缩气体逸出的逸气孔被设置在组成缸体(50)的两端的至少一个端壁部(52)中,以致沿 旋转轴 (20、20)的轴向方向打开逸气孔。
权利要求

1.一种双轴旋转,其中,设置有转子的两个旋转轴轴承支撑,以致两个转子以在它们之间保持小空隙的、非接触的方式旋转,并且两个转子以在缸体的内表面和两个转子之间有小空隙的、非接触的方式旋转,并且被吸入到缸体中且被压缩的气体从缸体排出,其中,能够让一部分压缩气体逸出的至少一个逸气孔被设置在至少一个端壁部中,端壁部组成缸体的两端,并且逸气孔沿旋转轴的轴向方向打开,并且
止回被设置于逸气孔,当缸体的内压比预定的压高时打开止回阀,并且当缸体的内压比预定的压力低时关闭止回阀。
2.根据权利要求1所述的双轴旋转泵,其中,止回阀是簧片阀。
3.根据权利要求1或2所述的双轴旋转泵,其中,泵单元被设置于旋转轴的两端,每个泵单元都由缸体和两个转子组成;并且每个泵单元的两个转子以悬臂的形式通过旋转轴由轴承支撑,轴承被设置在旋转轴的一个轴向侧上并且被设置在泵单元之间。
4.根据权利要求3所述的双轴旋转泵,其中,能够让一部分压缩气体逸出并且沿旋转轴的轴向方向被打开的逸气孔被设置在其中一个端壁部中,端壁部组成设置于旋转轴的两端的、至少一个泵单元的缸体的轴向两端,端壁部中的一个位于悬臂自由端面侧上,并且旋转轴不穿透悬臂自由端面侧。
5.根据权利要求1或2所述的双轴旋转泵,其中,能够让一部分压缩气体逸出的逸气孔被设置在缸体的圆周壁部中,圆周壁部组成缸体的圆柱形部。
6.一种双轴旋转泵,其中,设置有转子的两个旋转轴由轴承支撑,以致两个转子以在它们之间保持小空隙的、非接触的方式旋转,并且两个转子以在缸体的内表面和两个转子之间有小空隙的、非接触的方式旋转,并且被吸入到缸体中且被压缩的气体从缸体排出,其中,沿两个旋转轴的轴向方向布置多个泵单元,每个泵单元都由缸体和两个转子组成,
至少一个泵单元被组成为在转子两侧上将轴承设置到两个旋转轴,以致支撑两端,并且
在被设置于旋转轴的轴向端面的至少一个泵单元中,两个旋转轴以悬臂的形式由轴承支撑,轴承被设置在转子的一侧和邻近的泵单元之间。
7.根据权利要求6所述的双轴旋转泵,其中,泵单元是用于在最高压力下压缩气体的最后级泵单元,泵单元具有被设置于两个旋转轴并且以悬臂的形式被支撑的转子。
8.根据权利要求6所述的双轴旋转泵,其中,至少一个泵单元具有至少一个逸气孔,逸气孔能够让一部分压缩气体逸出并且被设置在轴向端壁部的至少一个中,轴向端壁部组成缸体的两端,并且逸气孔沿旋转轴的轴向方向被打开。
9.根据权利要求6所述的双轴旋转泵,其中,能够让一部分压缩气体逸出的至少一个逸气孔被设置在连接通路的通路壁部中,连接通路将用于气流的第一级的泵单元的气体出口连接到用于气流的后级的泵单元的气体进口。
10.根据权利要求6所述的双轴旋转泵,其中,至少一个泵单元具有至少一个逸气孔,逸气孔能够让一部分压缩气体逸出,并且逸气孔被设置在组成缸体的圆柱形部的圆周壁部中。
11.根据权利要求1或8所述的双轴旋转泵,其中,能够让一部分压缩气体逸出的多个逸气孔设置在缸体的壁部中,壁部组成了在压缩气体的步骤中的压缩空间,并且多个逸气孔被设置为,使得相对于根据在压缩步骤期间的压缩率的增加而逐渐减少的压缩空间的容量,面朝缸体的逸气孔的总打开面积率在压缩步骤期间逐渐地增加。
12.根据权利要求8、9或10所述的双轴旋转泵,其中,止回阀被设置于逸气孔,当缸体的内压比预定的压力高时打开止回阀,并且当缸体的内压比预定的压力低时关闭止回阀。
13.根据权利要求12所述的双轴旋转泵,其中,止回阀是簧片阀。
14.根据权利要求1、8、9或10所述的双轴旋转泵,其进一步包含消声部分,消声部分形成消声空间,在缸体中压缩且从气体出口排出的排出气体以及从逸气孔排出的排出气体在消声空间中结合且被消音。
15.根据权利要求1、8、9或10所述的双轴旋转泵,其中,转子具有钩形爪并且被使用于爪式泵中,并且用于排出在缸体中压缩的气体的气体出口被设置在端壁部中,逸气孔被设置于端壁部中。

说明书全文

双轴旋转

技术领域

[0001] 本发明涉及一种双轴旋转泵,其中设置有转子的两个旋转轴轴承支撑,以致两个转子以在它们之间保持小空隙的非接触的方式旋转,并且两个转子以在缸体的内表面与两个转子之间有小空隙的非接触的方式旋转,并且被吸入到缸体中并且被压缩的气体从缸体排出。

背景技术

[0002] 配备有爪式转子的非接触式真空泵是双轴旋转泵的示例。例如,在由本申请申请人提出的爪式泵的排气结构和排气方法中,泵包含:形成泵室的缸体;覆盖缸体端部面的一个侧板和另一个侧板;在缸体中被布置为平行的两个旋转轴,旋转轴以相反的方向旋转;各自与两个旋转轴成为一体的两个转子,例如,转子具有以非接触的方式互相啮合的钩形爪,以致压缩吸入的气体;旋转驱动单元;与泵室的、缸体中的气体没有被压缩的部分连通的气体进口;以及设置在两个侧板中的气体出口,该气体出口在泵室的、缸体中的、气体被压缩的部分被打开(见专利文件1)。使用这种结构,能提高爪式泵的气体排出效率和性能。
[0003] 在传统的双轴旋转泵(例如,爪式泵)被使用于多级泵的例子中,旋转轴的两端以转子被夹在两个轴承之间的方式由轴承支撑,其中多个转子在轴向方向上被布置在旋转轴上(见专利文件2)。使用这种结构,通过使用多个转子(多级转子)和多级缸体能增加气体的压缩率,但通过压缩气体在每个多级缸体中产生了热量,所以每个转子会热膨胀。进一步,通过给一个旋转轴设置多级转子,转子的总热膨胀严重影响了转子和缸体的端壁部之间的侧隙。即是,通过转子的总热膨胀,由于侧隙的减小难以抑制气体泄漏,所以无法提高泵的性能。
[0004] 在爪式泵中,在压缩步骤中压缩吸入的气体(空气),以致提高气体排出效率。在旋转泵的极限操作时,没有空气吸入,并且泵理论上不传送且不压缩空气,所以泵的工作负载是零。然而,即使在极限操作时,从微小空隙泄漏的空气被吸入,并且非开放空间(封闭空间)具有负压,当由转子和缸体形成的非开放空间通过气体出口与外部(其压比从泵排出的空气的压力更高的空间)连通时,排出的空气则会倒流到泵中。倒流到泵中的空气被重新压缩且再次排出到外部。即是,执行了不必要的过程,所以必定加大了功率负载且在泵中的温度必定升高。应注意的是,极限操作是在极限压力下的操作,并且极限压力是在真空泵的气体进口关闭的状态下(气体排放量是零)、尽最大能力产生真空条件的情况下由泵所产生的压力。
[0005] 即是,通过在极限操作时排放空气倒流到泵中等,泵的功率负载增大,并且其操作效率下降。通过排放空气的倒流,在泵中的温度增加,所以由热膨胀引起了转子的接触以及重要部件(例如油封和轴承)的退化,所以泵的可靠性必定下降。从而,通过仅减少在排气打开前一刻的压缩空间容量,以致抑制倒流的空气的量,空气的排放量很大(在吸入的空气的压力接近大气压力的情况下)的、朝空气打开的一侧被过度压缩。进一步,通过减少泵的容量将引起流量的减少。应注意的是,只要在排气打开前一刻存在容量,一定会发生气体的倒流,所以,上述问题是必须被合理地解决的问题。传统地,该问题已通过实行对于操作条件的规定的限制来解决,所以难以提高操作效率。
[0006] 应注意的是,本申请的申请人已提出了具有叶片的旋转式真空泵(叶片泵)。真空泵具有气体出口和被设置在气体出口中的第一止回。进一步,形成压力逸散孔,以用于使得在真空泵中的压缩气体逸散到外部空气且减少真空泵的功率损失,其中压缩气体的压力比外部空气压力更高,并且逸散孔设置有第二止回阀。气体出口和逸散孔组成了真空泵的气体排出孔(见专利文件3)。
[0007] 使用这种结构,逸散孔被形成在组成缸体的壁部的圆周壁部中,以致即使泵中发生过度压缩也能抑制温度升高。
[0008] 现有技术文件
[0009] 专利文件
[0010] 专利文件1:日本公开特许公报第2011-38476号(见第1页)
[0011] 专利文件2:日本公开特许公报第2002-332963号(见图1)
[0012] 专利文件3:日本公开特许公报第2001-289167号(见段落[0020])

发明内容

[0013] 本发明要解决的问题
[0014] 在上述双轴旋转泵中,存在的问题是,还未提出用于尽可能的防止排出气体倒流到泵中的装置、用于通过提高操作效率而在泵中抑制温度升高的装置以及用于防止泵的内部被过度压缩的装置。
[0015] 本发明的目的是提供一种双轴旋转泵,其能够通过尽可能防止排出气体倒流到泵中、尽可能防止泵的内部被过度压缩并且在泵中抑制温度升高而提高可靠性和操作效率。
[0016] 进一步,在沿旋转轴的轴向方向设置多个转子的上述双轴旋转泵中,转子的热膨胀被合计,所以难以减少侧隙、抑制气体泄漏且提高泵的性能。
[0017] 从而,本发明的另一个目的是提供一种双轴旋转泵,其中沿旋转轴的轴向方向设置多个转子,并且其能够避免转子的合计的热膨胀的不良影响,减少侧隙且抑制气体泄漏。
[0018] 解决问题的方式
[0019] 要实现所述目的,本发明具有下列结构。
[0020] 在本发明的双轴旋转泵的一个示例中,设置有转子的两个旋转轴由轴承支撑,以致两个转子以在它们之间保持小空隙的、非接触的方式旋转,并且两个转子以在缸体的内表面和两个转子之间有小空隙的、非接触的方式旋转,并且被吸入到缸体中且被压缩的气体从缸体排出;并且能够让一部分压缩气体逸出的逸气孔被设置在组成缸体的两端的端壁部的至少一个中,并且沿旋转轴的轴向方向打开。
[0021] 在本发明的双轴旋转泵的一个示例中,设置有转子的两个旋转轴由轴承支撑,以致两个转子以在它们之间保持小空隙的、非接触的方式旋转,并且两个转子以在缸体的内表面和两个转子之间有小空隙的、非接触的方式旋转,并且被吸入到缸体中且被压缩的气体从缸体排出;沿两个旋转轴的轴向方向布置多个泵单元,每个泵单元都由缸体和两个转子组成;至少一个泵单元被组成为在转子两侧上将轴承设置到两个旋转轴,以致支撑两端;并且在被设置于旋转轴的轴向端面的至少一个泵单元中,两个旋转轴以悬臂的形式由轴承支撑,该轴承被设置在转子的一侧和邻近的泵单元之间。
[0022] 在本发明的双轴旋转泵的一个示例中,具有被设置于两个旋转轴且以悬臂的形式被支撑的转子的泵单元是用于在最高压力下压缩气体的最后级泵单元。
[0023] 在本发明的双轴旋转泵的一个示例中,至少一个泵单元具有逸气孔,该逸气孔能够让一部分压缩气体逸出,并且被设置在组成缸体的两端的至少一个轴向端壁部的中,并且沿旋转轴的轴向方向被打开。
[0024] 在本发明的双轴旋转泵的一个示例中,能够让一部分压缩气体逸出的逸气孔被设置在连接通路的通路壁部中,该连接通路将用于气流的第一级的泵单元的气体出口连接到用于气流的后级的泵单元的气体进口。
[0025] 在本发明的双轴旋转泵的一个示例中,至少一个泵单元具有逸气孔,该逸气孔能够让一部分压缩气体逸出并且被设置在组成缸体的圆柱形部的圆周壁部中。
[0026] 在本发明的双轴旋转泵的一个示例中,能够让一部分压缩气体逸出的多个逸气孔被设置在缸体的壁部中,该壁部组成了在压缩气体的步骤中的压缩空间;并且多个逸气孔被设置为,使得相对于根据在压缩步骤期间的压缩率的增加而逐渐减少的压缩空间的容量,面朝缸体的逸气孔的总打开面积率在压缩步骤期间逐渐地增加。
[0027] 在本发明的双轴旋转泵的一个示例中,泵单元被设置于每个旋转轴的两端,每个泵单元都由缸体和两个转子组成;并且每个泵单元的两个转子以悬臂的形式通过旋转轴由轴承支撑,该轴承被设置在旋转轴的一个轴向侧上且在泵单元之间。
[0028] 在本发明的双轴旋转泵的一个示例中,能够让一部分压缩气体逸出的且沿旋转轴的轴向方向被打开的逸气孔被设置在其中一个端壁部中,端壁部组成被设置于旋转轴的两端的、至少一个泵单元的缸体的轴向两端,端壁部中的一个位于悬臂自由端面侧上,并且旋转轴不穿透悬臂自由端面侧。
[0029] 在本发明的双轴旋转泵的一个示例中,设置有多个逸气孔。
[0030] 在本发明的双轴旋转泵的一个示例中,止回阀被设置于逸气孔,当缸体的内压比预定的压力高时打开止回阀,并且当缸体的内压比预定的压力低时关闭止回阀。
[0031] 在本发明的双轴旋转泵的一个示例中,止回阀是簧片阀。
[0032] 在本发明的双轴旋转泵的一个示例中,旋转泵进一步包含形成消声空间的消声部分,在缸体中压缩且从气体出口排出的排出气体以及从逸气孔排出的排出气体在消声空间中结合且被消音。
[0033] 在本发明的双轴旋转泵的一个示例中,转子具有钩形爪并且被使用于爪式泵中,并且用于排出在缸体中压缩的气体的气体出口被设置在端壁部中,逸气孔被设置于端壁部中。
[0034] 在本发明的双轴旋转泵的一个示例中,能够让一部分压缩气体逸出的逸气孔被设置在缸体的圆周壁部中,该圆周壁部组成缸体的圆柱形部。
[0035] 本发明的效果
[0036] 本发明的双轴旋转泵的一个示例能够通过尽可能的防止排出气体倒流到泵中、尽可能的防止泵的内部被过度压缩以及抑制泵中的温度升高来提高可靠性和操作效率。
[0037] 本发明的双轴旋转泵的另一个示例中沿旋转轴的轴向方向设置多个转子,其能够避免转子的合计的热膨胀的不良影响,减少侧隙并且抑制气体泄漏,以致提高泵的性能。附图说明
[0038] 图1是作为一般概念的、关于本发明的旋转泵的实施方式的剖视图。
[0039] 图2是本发明的双轴旋转泵的立体视图。
[0040] 图3是图2中所示的实施方式的中央横断面剖视图。
[0041] 图4是图2中所示的实施方式的中央纵断面剖视图。
[0042] 图5是沿线X-X所取的图4中所示的实施方式的剖视图。
[0043] 图6是图2中所示的端壁部的侧视图,其中拆卸了消音壳体。
[0044] 图7是图6所示的端壁部的侧视图,其中拆卸了止回阀。
[0045] 图8是图2中所示的实施方式从底侧看的立体视图,其中拆卸了逸气盒。
[0046] 图9是图2中所示的实施方式从顶侧看的立体视图,其中拆卸了连接壳体的覆盖部分。
[0047] 图10是图2中所示的实施方式的剖视图,其中示出了两个转子和多个逸气孔之间的位置关系。
[0048] 图11是图2或12中所示的实施方式的剖视图,其中示出气体的压缩状态的变化和逸气孔的开口之间的关系。
[0049] 图12是本发明的双轴旋转泵的另一实施方式的示意性剖视图。
[0050] 图13是图12所示的实施方式的缸体的端壁部的侧视图。
[0051] 图14是图13所示的端壁部的侧视图,其中拆卸了止回阀。
[0052] 图15是图12所示的实施方式的剖视图,其中示出了两个转子和多个逸气孔之间的位置关系。

具体实施方式

[0053] 现在将参考附图描述本发明的实施方式。图1是剖视图,其使用附图标记示出了作为总体概念的、关于本发明的旋转泵的实施方式,并且首先参考图1解释本发明的总体概念。
[0054] 应注意的是,本实施方式的旋转泵是属于双轴旋转泵的活塞式泵。例如,双轴旋转泵包括非接触式转子泵的爪式泵、螺杆泵、罗茨泵等。例如,单轴旋转泵包括叶片泵等。例如,每个旋转泵都由电动达致动,并且被用作为气动装置,例如,真空泵、送机。
[0055] 在本实施方式的双轴旋转泵中,设置有转子30和30的两个旋转轴20和20由轴承40和40支撑,以致两个转子30和30以在它们之间保持小空隙的非接触的方式旋转,并且两个转子30和30以在缸体50的内表面和两个转子之间有小空隙的非接触的方式旋转,并且被吸入到缸体50中且被压缩的气体从缸体50排出。
[0056] 双轴旋转泵是爪式泵,并且转子30和30具有钩形爪(见图5)。本实施方式的转子30具有多个钩形爪(例如,两个),但转子的形状并不被限制于本实施方式,所以转子可具有一个爪,或三个爪或更多。应注意的是,爪式泵能够高度压缩气体,所以泵的内部温度容易升高。
[0057] 进一步,在本实施方式的爪式泵中,作为多级双轴旋转泵,多个泵单元(例如,两个泵单元)10被设置在两个旋转轴20和20上并且被布置在其轴向方向上,多个泵单元中的每个都由缸体50和两个转子30和30组成。
[0058] 在至少一个泵单元10中,能够让一部分压缩气体逸出的逸气孔70(见图4、7等)被设置在组成缸体50的两端的端壁部52和52的至少一个中,并且它们在旋转轴20和20的轴向方向上被打开。
[0059] 在本实施方式中,多个逸气孔70(见图4、7等)被设置在端壁部52中。用于排出在缸体50中被压缩的气体的气体出口(后级的气体出口55B,见图4、7等)被设置在设置有逸气孔70的端壁部(后级缸体的另一个端壁部52D,见图4、7等)中。
[0060] 应注意的是,逸气孔70的形状、尺寸、数量、布局等并不被限制于本实施方式。例如,多个逸气孔70(两个或更多逸气孔)的至少一部分可在形成在缸体50的内表面的带状凹槽中被打开,以致逸气孔70与作为缸体50的内表面中的大孔的带状凹槽连通。在这种该情况下,后面所述的、各自对应于逸气孔70的止回阀(簧片阀71)可被设置在缸体50的外表面(排气侧表面)中。
[0061] 在旋转泵(例如,具有爪式转子的非接触式真空泵)的例子中,在朝空气打开的一侧上的过度压缩能通过逸气孔70被抑制。通过抑制过度压缩,通过使得气体出口(后级的气体出口55B)较小能增加压缩率,以致在打开排气前一刻的压缩空间容量减少。通过减少在打开排气前一刻的压缩空间容量,能抑制倒流到泵中的排出气体的量。通过抑制倒流到泵中的气体的量,能在极限操作时减少真空泵的功率负载,以致减少能量消耗,并且能在极限操作时抑制泵的温度升高,并且以致能抑制热膨胀,并且能延长重要部件的寿命。
[0062] 由于端壁部52的逸气孔70沿旋转轴20和20的轴向方向打开,逸气孔具有对应于端壁部52的厚度的很短的长度,并且作为逸气孔70的排气反应能力很优良。即是,过度压缩的气体能在短时滞的情况下被依次地的排出。进一步,逸气孔70容易被置于端壁部52的表面中的适合的位置,并且它们的功能被适当地展现出来。
[0063] 通过在端壁部52中设置多个逸气孔70,过度压缩的气体能在良好的平衡地情况下、在适当的时间被排出,以致提升逸气孔的功能。
[0064] 附图标记11代表组成油槽部分的油槽盖,其包括:被一体地固定于驱动侧的旋转轴20A(见图3)的驱动齿轮21;以及被一体地固定于驱动侧的旋转轴20B(见图3)的从动齿轮22。应注意的是,附图标记11a代表用于检查在油槽部分中的润滑油的量的油位表。
[0065] 附图标记23代表从动滑轮,其被一体地固定于驱动侧的旋转轴20A的一端。传动带与从动滑轮23接合,并且例如,双轴旋转泵通过电动马达的驱动力的传递被致动。应注意的是,传递驱动力的装置并不限制于上述装置,例如,所述的装置可构成为使用耦合器连接连续地布置的驱动侧的旋转轴20A和电动马达。
[0066] 在本实施方式中,外框架被构成为将油槽盖11、第一级的泵体部12、第一级的侧板13、后级的泵体部15、后级的侧板16和消音壳体17连接到一起并且沿旋转轴20的轴向方向布置。由油槽盖11组成的油槽部分被设置在驱动侧,驱动齿轮21和从动齿轮22被各自一体地固定于旋转轴20的后端部,旋转轴20的后端部以悬臂的形式被轴承40支撑。
[0067] 各自被设置于第一级的泵体部12和后级的泵体部15的每个缸体50都由端壁部52和圆周壁部53组成。
[0068] 附图标记60代表消声部分,其由消音壳体17组成,并且其包括消声空间,在该消声空间中,在缸体50中压缩且从气体出口(后级的气体出口55B,见图4和7)排出的排出气体和从逸气孔70(见图4和7)排出的排出气体结合。使用这种结构,排气噪音被有效地消音。
[0069] 即是,消声部分是一个消音器,在其中,结合两种形式的排气气体以消除噪音,即是,从一直打开的气体出口(即,后级的气体出口55B)排出的正常的排出气体,以及当止回阀71打开时用于防止过度压缩的、从逸气孔70排出的排出气体,所以消声部分具有合理的且低成本的结构。
[0070] 依次地,将参考图2至10具体地描述关于本发明的、具有例如爪式泵的多个泵单元(两个泵单元)的双轴旋转泵。
[0071] 在本实施方式的泵单元10A和10B的至少一个(例如,泵单元10A)中,如图3所示,其上各自设置有转子30A和30B的两个旋转轴20A和20B由轴承40A、40B、40C和40D支撑,轴承40A、40B、40C和40D被设置在转子的两侧上。应注意的是,在本实施方式中,泵单元10A被设置用于气流的第一级,并且泵单元10B被设置用于气流的后级。
[0072] 在本实施方式的、被设置于旋转轴20A和20B的轴向端面的泵单元10A和10B中的至少一个(例如,泵单元10B)中,两个旋转轴20A和20B以悬臂的形式由轴承40C和40D支撑,轴承40C和40D被设置在转子30C和30D与泵单元10A之间。应注意的是,轴承40C和40D可为多列球轴承。
[0073] 使用这种结构,转子30A和30B被置于轴承40C和40D的一侧上,并且转子30C和30D被置于其另一侧上。所以,热膨胀出现在轴承40C和40D的两侧上。因此,由于在转子30和缸体的端壁部52之间的侧隙,热膨胀的影响被分散到包括转子30A和30B的一侧和包括转子30C和30D的另一侧。对比配备有转子的旋转轴的两端通过使用两个轴承夹住转子的方式来支撑的传统的多级泵,涉及侧隙的热膨胀的影响变小。因此,侧隙能很小,并且能抑制气体泄漏,以致提高泵的性能。
[0074] 进一步,在本实施方式中,转子30C和30D以悬臂的形式通过旋转轴20A和20B由轴承40C和40D支撑,转子30C和30D被设置在能够在最高压力下压缩气体的最后级泵单元10B的基端侧上,轴承40C和40D被设置在最后级泵单元10B和第一级泵单元10A之间。
[0075] 即是,泵单元10B是能够在最高压力下压缩气体的最后级泵单元,其中,转子30C和30D被设置于旋转轴20A和20B并且以悬臂的形式被支撑。
[0076] 在泵单元10B是最后级泵单元的情况下,大量的气体被引入到第一级泵单元的缸体50A中,所以第一级泵单元10A的转子30A和30B具有较大的宽度和较大的质量,所以它们在两端被支撑。在最后级(例如,第二级)泵单元10B中,压缩气体被引入到缸体50B中,所以转子30C和30D具有较小的宽度和较小的质量,并且它们以悬臂的形式被支撑。
[0077] 在支撑两端的情况下,负载被分散,并且结构适合于支撑大质量转子,即是,第一级的转子30A和30B。另一方面,在以悬臂的形式支撑的情况下,支撑结构不适合支撑大质量转子,但适合支撑小质量转子,即是,最后级的转子30C和30D。因此,能合理的组成本实施方式的多级泵。
[0078] 进一步,在本实施方式中,能够让一部分压缩气体逸出的逸气孔70(件图4、7等)在悬臂自由端面侧上被形成在端壁部52D中,并且在旋转轴20A和20B的轴向方向上被打开,旋转轴20A和20B不穿透悬臂自由端面侧,并且悬臂自由端面侧组成了最后级泵单元10B的缸体50B的端部52C和52D中的一个。
[0079] 通过形成逸气孔70,即使气体出口因为在打开排气前一刻减少容量而被制造得较小,也能抑制朝空气打开的一侧上的过度压缩。因此,逸气孔70是用于防止在朝空气打开的一侧上过度压缩的机构的结构元件的示例。
[0080] 进一步,旋转轴20A和20B不穿透端壁部52D,并且对在端壁部52D中形成逸气孔70几乎没有限制,以致逸气孔70容易且适于被形成在预定的位置。因此,能提高泵的性能。
[0081] 即是,在传统泵的例子中能设置逸气孔70,该传统泵中旋转轴20A和20B(轴)穿透侧板以支撑轴的两端,但因为轴的干扰,不能在适当的位置设置止回阀71。另一方面,在轴以悬臂的形式被支撑、不穿透侧板的情况下,能适当地设置止回阀71而没有干扰。应注意的是,在采用多级泵单元的情况下,最后级泵单元可以悬臂的形式、在不使轴穿透侧板的情况下被支撑。
[0082] 止回阀71(见图4、6等)被设置于逸气孔70,止回阀71在缸体50A和50B的内压比预定压力高时打开,并且在缸体50A和50B的内压比预定压力低时关闭。止回阀71作为倒流抑制机构,以防止排放气体通过逸气孔70倒流到高度真空状态的缸体中。通过尽可能地防止排放气体倒流到高度真空状态的缸体中,能提高泵的性能。
[0083] 本实施方式的止回阀是簧片阀71。每个簧片阀71都被形成为带状,其后基端部以悬臂的形式被固定且被支撑,并且其自由前端部被形成为圆形并且能够打开或关闭逸气孔70。簧片阀71通过被旋入螺栓孔72a中的固定螺栓72被固定。簧片阀71是被固定在逸气孔70的排气侧上的止回阀,并且在排气侧上的压力和压缩空间中的压力之间的压力差超过簧片阀的弹簧力(弹力)时被打开。作为止回阀的簧片阀71具有简单且紧凑的结构,能被低成本地生产且容易被附接,并且簧片阀的维修容易实施。应注意的是,止回阀并不限制于本实施方式的簧片阀71,所以,例如可采用由橡胶胶的弹性材料生产的阀,或者由弹性部件(例如,弹簧)的弹力打开或关闭的阀。
[0084] 上述结构可被应用于具有一个泵单元的单轴旋转泵。即是,上述结构能被应用于一种旋转泵,其中转子30在被设置于旋转轴20的基端部的缸体50中旋转,旋转轴20以悬臂的形式被支撑,转子30以悬臂的形式通过旋转轴20被设置在一侧上的轴承40支撑,并且被吸入到缸体50中且在缸体50中被压缩的气体从缸体50排出。
[0085] 在这种情况中,能够让一部分压缩气体逸出的逸气孔70可在悬臂自由端面侧被形成在端壁部52D中,并且在旋转轴20的轴向方向上被打开,旋转轴20A和20B不穿透悬臂自由端面侧,并且悬臂自由端面侧组成缸体50的端壁部52和52中的一个。
[0086] 旋转轴20不穿透端壁部52D,并且对在端壁部52D中形成逸气孔70几乎没有限制,以致逸气孔70容易且适于被形成在预定的位置。因此,能提高泵的性能。
[0087] 进一步,上述结构能被应用到具有多个泵单元的单轴旋转泵。即是,在多个泵单元10被轴向地布置在旋转轴20上的情况下,上述效果能通过在端壁部52D中形成逸气孔70获得,每个泵单元10都包括缸体50和转子30,逸气孔70位于在最高压力下压缩气体的最后级的缸体50B的悬臂自由端面侧。
[0088] 进一步,在本实施方式中,能够让一部分压缩气体逸出的逸气孔70被形成在组成第一级的缸体50A的圆柱部的圆周壁部53A(见图5)中。从逸气孔70逸出的气体被排出到逸气盒61,并且进一步被通过逸气管62被排出到消声部分60,逸气盒61被设置在圆周壁部53A的外侧,逸气管62将逸气盒的出口61a(见图4)连接到消音壳体17的逸气管连接口17c。进一步,排出气体与来自气体出口55A和55B的其他排出气体结合,并且在消声部分60中被消音,并且随后结合的气体从消音壳体的气体出口17a(见图2)被排出到外侧。
[0089] 通过在圆周壁部53A中形成的逸气孔70,也能如上述抑制在泵的压缩空间51A中的过度压缩,所以能提升泵的性能。
[0090] 应注意的是,在圆周壁部53A中形成逸气孔70的情况下,逸气孔的长度比被形成在端壁部52中的逸气孔的长度更长,所以可认为作为逸气孔70的排气反应能力略微地下降。进一步,在圆周壁部53A中形成逸气孔70的情况下,通常限制逸气孔的位置,所以对比在端壁部52中形成逸气孔70的情况存在一个小问题。例如,如果转子的宽度较窄,逸气孔70的数量必须减少,并且不能保证足够数量的逸气孔。
[0091] 在本实施方式中,能够让一部分压缩气体逸出的逸气孔70被设置在连接通路65的通路壁部66a(见图4)中,连接通路65将第一级泵单元10A的气体出口55A连接到后级泵单元10B的气体进口(后级的气体进口35B)。应注意的是,连接通路65由连接壳体的主体部66组成,连接壳体的主体部66包括具有进口66c和出口66d的基部66b以及组成通路壁部66a的盖板部。
[0092] 从逸气孔70逸出的气体被排出到连接壳体的覆盖部67,并且进一步通过逸气软管68(见图2)被排出到消声部分60,覆盖部67被固定在通路壁部66a的外侧,逸气软管68将连接壳体的逸气出口67a(见图4)连接到消音壳体17的逸气软管连接口17b(见图2)。进一步,排出气体与来自气体出口55A和55B的其他排出气体结合并且在消声部分60中被消音,并且随后从消音壳体的气体出口17a被排出到外侧。
[0093] 附图标记36代表吸气壳体,并且附图标记36a代表吸气壳体的气体进口,吸气壳体的气体进口与第一级泵单元10A的气体进口35A连通。附图标记43代表每个油封,并且附图标记45代表每个轴密封件
[0094] 下面,将参考图10和11描述具有多个逸气孔70的实施方式。图10示出了在排放气体的状态中的爪式泵,图11(a)示出了在压缩气体的步骤的初始状态中的爪式泵,图11(b)示出了压缩状态的中间状态,其中气体出口55B通过转子30C的侧面被充分地关闭,并且图11(c)示出了在完成压缩的步骤前一刻的状态。图11中所示的箭头表示转子的旋转方向。
[0095] 在本实施方式中,能够让一部分压缩气体逸出的多个逸气孔70被形成在一部分壁部(后级的缸体的另一个端壁部52D的一部分)中,该部分壁部组成了缸体(后级的缸体50B)的一部分壁部(即是,包括后级缸体的一个端壁部52C、其另一个端壁部52D和其圆周壁部53B的壁部),并且组成了用于压缩气体的压缩空间。应注意的是,沿旋转轴20A和20B的轴向方向打开本实施方式的逸气孔70。
[0096] 多个逸气孔70被设置为,使得相对于在压缩步骤期间根据压缩率的增加而逐渐减少的压缩空间的容量,面朝缸体的逸气孔70的总打开面积率在缸体(后级的缸体50B)中执行气体压缩的压缩步骤期间逐渐地增加。即是,逸气孔70被设置为,使得气体的压缩率和逸气孔的总打开面积的乘积从压缩步骤开始到压缩步骤结束逐渐地增加,并且在结束时达到最大。应注意的是,气体的最大压缩率是开始压缩的前一刻的容量与开始排放的前一刻的容量的比率。
[0097] 要以上述方式设置逸气孔70,被置于气体出口55B附近的逸气孔70的面积可制造为比被置于远离气体出口55B的逸气孔70的面积更大。因此,在设置具有相同尺寸(相同直径)的逸气孔的情况下,逸气孔70的数量可朝向端壁部52D的气体出口55B增加。即是,朝向气体出口55B,逸气孔70的密度可变得更高。进一步,上述条件能通过朝向气体出口55B使逸气孔70的尺寸更大来满足。
[0098] 应注意的是,在本实施方式中,后级的缸体50B的所有逸气孔70被形成在后级的缸体的另一个端壁部52D中。然而,只要满足上述条件,本发明并不限制于上述示例,所以一部分逸气孔70可被设置于组成缸体(即是,第一级的缸体50A、后级的缸体50B)的两端的至少一个端壁部(即是,第一级的缸体的一个端壁部52A、第一级的缸体的另一个端壁部52B、后级的缸体的一个端壁部52C、后级的缸体的另一个端壁部52D、)中。只要多个逸气孔被设置为使得相对于在压缩步骤期间根据压缩率的增加而逐渐减少的压缩空间的容量,在缸体50中执行气体压缩的压缩步骤期间面朝缸体的逸气孔70的总打开面积逐渐的增加,则逸气孔70可被设置在缸体的圆周壁部53中。
[0099] 被设置于逸气孔70的止回阀71在泵的内压达到正压时、在打开气体出口55B之前被打开。应注意的是,术语“正压”意味着压缩空间的压力比逸气孔70的排气侧上的压力更高,并且不限制于高于大气压力的压力。当在排气侧上的压力和在压缩空间中的压力之间的压力差超过止回阀(簧片阀71)的弹簧力(弹力)时,打开簧片阀71。在真空泵中,负压的吸入的空气被爪形转子压缩,在正压(即是,用于致动止回阀71的压力)下打开止回阀71,并且气体从逸气孔70排出。因此,逸气孔70必须被置于预定的位置,在由转子的形状定义的旋转轨迹的压缩步骤中,泵的内压在该预定的位置达到正压。应注意的是,进行压缩,并且内压朝向气体出口变得更高,所以位于靠近气体出口的止回阀71容易被致动,并且在用于实行压缩步骤的时间更长的位置,止回阀71的作用时间也变得更长,所以能高度地抑制朝向空气打开的一侧上的过度压缩。进一步,在本实施方式中,止回阀71是簧片阀,所以能通过改变其硬度或厚度来改变或调整操作压力。
[0100] 如上述,通过优化地设置逸气孔70的布置条件,以致抑制朝向空气打开的一侧上的过度压缩,抑制朝向空气打开的一侧上的过度压缩的效果被最大限度地展现出来。
[0101] 进一步,逸气孔70的数量、直径和形状(例如,倒角的存在)是可选择的。
[0102] 在本实施方式中,旋转泵,例如配备有爪式转子的非接触式真空泵,具有包括逸气孔70的过度压缩抑制机构,所以将针对功能的梯级详细地描述逸气孔70的效果。
[0103] 在过度压缩抑制机构(例如,逸气孔70)中,(在吸入的空气的压力接近大气压力的状态下操作泵的情况中)能抑制朝向空气打开的一侧上的过度压缩,在此处,排出气体的流量很大,并且能通过作为倒流抑制机构的止回阀71关闭逸气孔70来抑制排出气体通过逸气孔70倒流到高度真空的缸体中。
[0104] 如上述,过度压缩能被抑制,通过将气体出口制造得较小以减小在排气打开前一刻的压缩空间容量,压缩率能增加。通过减小在排气打开前一刻的压缩空间容量,能减少倒流到泵中的排出气体的量。通过减少倒流的排出气体的量,能在真空泵的极限操作期间抑制功率负载和泵的内部温度的升高。
[0105] 即是,在本实施方式中,能抑制倒流的排出气体的量,并且通过减少在排气打开前一刻的压缩空间容量能抑制功率负载和温度升高,通过过度压缩抑制机构(即是,逸气孔70)能抑制朝向空气打开的一侧上的过度压缩,并且通过倒流抑制机构(即是,止回阀71)能抑制气体通过逸气孔70倒流到高度真空的缸体中,以致能实现在高度真空范围侧上的高效率泵结构,其是能够在不减少流量的情况下在全范围压力下使用的单级泵,并且该结构能够展现出效果。
[0106] 应注意的是,通过将气体出口制造得较小并且将气体出口设置在空气在泵中被尽可能压缩的位置,能减少排气打开前一刻的容量。即是,气体出口被设置为增加压缩率。进一步,要抑制倒流的气体的量,多级泵的第一级泵单元的排出气体可被后级泵单元吸走,或者可将止回阀设置于气体出口。
[0107] 在上述功能和效果的另一方面,为了增加压缩率以减少在排气打开前一刻的压缩空间容量,在排出的气体的流量很大的位置,能抑制朝向空气打开的一侧的过度压缩发生的逸气孔70被设置作为过度压缩抑制机构。进一步,能抑制排出的气体通过逸气孔70倒流到高度真空的缸体中的止回阀71被设置作为倒流抑制机构。
[0108] 依次地,将参考附图(图12至15以及11)描述涉及本发明的双轴旋转泵的另一实施方式。应注意的是,在具有相同的名称的结构元件的情况下,将通过将例如A、B、C和D的标识字母加入到附图标记来识别元件,以致确认它们的位置,但在一般地描述具有相同名称的元件的例子中,不加入例如A、B、C和D的标识字母,仅通过附图标记来识别一般的元件。例如,在一般地描述旋转轴的情况下,它们被写作“旋转轴120”;另一方面,在针对两个旋转轴的布置的情况下,它们被写作“两个旋转轴120A和120B”。
[0109] 在本实施方式中,旋转泵是属于双轴旋转泵的活塞式泵。例如,双轴旋转泵包括转子非接触式泵的爪式泵、螺杆泵、罗茨泵等。例如,旋转泵由电动马达致动,并且被使用为气动装置,例如,真空泵、送风机。
[0110] 在本实施方式的双轴旋转泵中,两个旋转轴120(设置有转子130和130的旋转轴120A和120B)由轴承140(轴承140A-140B和140C-140D的组)支撑,以致两个转子130(转子
130A-130B和130C-130D的组)以在它们之间保持小空隙的非接触的方式旋转,并且两个转子130和130以在缸体150(缸体150A和150B)的内表面和转子之间有小空隙的非接触的方式旋转,并且被吸入到缸体150中且被压缩的气体从缸体150排出。气体从气体出口135A和
135B被吸入,并且从气体出口155A和155B被排出。
[0111] 双轴旋转泵是爪式泵,并且转子130和130具有钩形爪(见图15)。应注意的是,爪式泵能够高度压缩气体,所以泵的内部温度容易升高。
[0112] 进一步,在本实施方式的爪式泵中,作为多级(例如,两级)双轴旋转泵,多个泵单元(例如,两个泵单元)110(110A和110B)被设置在两个旋转轴120A和120B上并且沿其轴向方向被布置,其中每个泵单元都由缸体150和两个转子130和130组成。
[0113] 在本实施方式中,每个都由缸体150和两个转子130和130组成的泵单元110(110A和110B)各自被设置于旋转轴120的两个端部。在每个泵单元110A和110B中,在旋转轴120(120A和120B)的一个轴向侧上,两个转子130和130以悬臂的形式通过旋转轴120由被设置在泵单元110A和110B之间的轴承140(140A-140B和140C-140D的组)支撑。应注意的是,轴承140可为多列角球轴承。
[0114] 应注意的是,齿轮121和122被设置在两个轴承140A和140B与两个轴承140C和140D之间,并且齿轮121和122的两端都被支撑。通过将齿轮121和122接合在一起,两个旋转轴120A和120B以相同的速度在相反的方向上旋转。
[0115] 在旋转轴120上的转子130A和130B位于轴承140(140A、140B、140C和140D)的一侧上,并且在旋转轴120上的转子130C和130D位于轴承140的另一侧上。使用这种结构,轴向热膨胀将各自发生在作为标准的轴承140的两侧上。因此,由热膨胀引起的、在缸体的轴向端壁部152和转子130之间的侧隙上的影响被分散到在一侧上的转子130A和130B,并且被分散到在另一侧上的转子130C和130D。对比通过使用两个轴承夹住转子来支撑配备有转子的旋转轴的两端的传统的多级泵,关于侧隙的热膨胀的影响变得很小。因此,侧隙可较小,并且能抑制气体的泄漏,所以能提高泵的性能。
[0116] 进一步,在本实施方式中,能够让一部分压缩气体逸出的逸气孔170在悬臂自由端面侧被形成在端壁部152(152A和152D)中并且在旋转轴120的轴向方向上被打开,旋转轴120不穿透悬臂自由端面侧,并且悬臂自由端面侧是两个泵单元110A和110B的缸体150(150A和150B)的端部152(152A、152B、152C、152D)的一部分。
[0117] 在本实施方式中,多个逸气孔170在悬臂自由端面侧被形成在端壁部152(152A和152D)中。用于排出在缸体150(150A和150B)中被压缩的气体的气体出口155(155A和155B)在悬臂自由端侧上被设置在其中形成逸气孔170的端壁部152中。
[0118] 应注意的是,逸气孔170的形状、尺寸、数量和布局等并不被限制于本实施方式。例如,多个逸气孔170(两个或更多逸气孔)的至少一部分可在被形成在缸体150(150A和150B)的内表面中的带状凹槽中被打开,以致逸气孔170与作为缸体150的内表面中的大孔的带状凹槽连通。在这种情况下,后面所述的各自对应于逸气孔170的止回阀(簧片阀171)也可被设置在缸体150的外表面(排气侧表面)中。
[0119] 在旋转泵(例如,具有爪式转子的非接触式真空泵)的例子中,在朝空气打开的一侧上的过度压缩能通过逸气孔170被抑制。由于抑制过度压缩,通过使得气体出口(155A和155B)较小能增加压缩率,以致在打开排气前一刻的压缩空间容量减小。通过减少在打开排气前一刻的压缩空间容量,能抑制倒流到泵中的排出气体的量。通过抑制倒流到泵中的气体的量,在极限操作时能减少真空泵的功率负载,以致减少能量消耗,并且在极限操作时能抑制泵的温度升高,并且以致能抑制热膨胀,并且能延长重要部件的寿命。
[0120] 由于端壁部152的逸气孔170沿旋转轴120的轴向方向被打开,逸气孔具有对应于端壁部152的厚度的很短的长度,并且作为逸气孔170的排气反应能力很优良。即是,过度压缩的气体能在短时滞的情况下被依次地的排出。进一步,逸气孔170容易被置于端壁部152的表面中的适合的位置,并且它们的功能被适当地展现出来。
[0121] 通过在端壁部152中设置多个逸气孔170,过度压缩的气体能在良好的平衡地情况下在适当的时间被排出,以致提升逸气孔的功能。
[0122] 进一步,旋转轴120A和120B不穿透端壁部152A和152D,并且对在端壁部152A和152D中形成逸气孔170几乎没有限制,以致逸气孔170容易且适于被形成在预定的位置。因此,能提高泵的性能。
[0123] 即是,在其中旋转轴120A和120B(轴)穿透侧板以支撑轴的两端的传统泵的例子中,能设置逸气孔170,但因为轴的干扰,不能在适当的位置设置止回阀171。另一方面,在轴以悬臂的形式被支撑、不穿透侧板111和113(端壁部152A和152D)的情况下,没有干扰,能适当地设置止回阀171。
[0124] 应注意的是,在连接扩展输入轴180的情况下,输入轴180穿透侧板111,但另一个旋转轴120B不穿透侧板111,驱动力将施加于输入轴180,如图12所示,输入轴180由虚线(双点划线)示出。还是在这种情况下,能在较少的限制的情况下设置逸气孔170。
[0125] 止回阀171被设置于逸气孔170,止回阀171在缸体150A和150B的内压比预定压力高时打开,并且在缸体150A和150B的内压比预定压力低时关闭。止回阀171作为倒流抑制机构,防止排放气体通过逸气孔170倒流到高度真空状态的缸体中。通过尽可能地防止排放气体倒流到高度真空状态的缸体中,能提高泵的性能。
[0126] 本实施方式的止回阀是簧片阀171。每个簧片阀171都被形成为带状,其后基端部以悬臂的形式被固定且被支撑,并且其自由前端部被形成为圆形并且能够打开或关闭逸气孔170。每个簧片阀171都通过被旋入螺栓孔172a中的固定螺栓172被固定。每个簧片阀171都是被固定在每个逸气孔170的排气侧上的止回阀,并且在排气侧上的压力和压缩空间中的压力之间的压力差超过簧片阀的弹簧力(弹力)时被打开。作为止回阀的每个簧片阀171具有简单且紧凑的结构,能被低成本地生产且容易被附接,并且簧片阀的维修容易实施。应注意的是,止回阀并不限制于本实施方式的簧片阀171,所以可采用由例如橡胶、硅胶的弹性材料生产的阀,或者由弹性部件(例如,弹簧)的弹力打开或关闭的阀。
[0127] 附图标记111代表一个侧板,附图标记112代表泵体部,并且附图标记113代表另一个侧板。这些部件是沿旋转轴120的轴向方向连接的,以形成壳体。
[0128] 进一步,附图标记115代表油槽部分,油槽部分组成了储油室,储油室容纳了被一体地固定于旋转轴120A的驱动齿轮121和被一体的固定到旋转轴120B的从动齿轮122。油槽部分115被设置在一个轴承组(140A和140B)和另一个轴承组(140C和140D)之间,以致适当地润滑。应注意的是,附图标记143代表每个油封。
[0129] 在图12所示的实施方式中,没有示出驱动单元,所以,例如,本实施方式的双轴旋转泵可通过传递电动马达的驱动力而驱动。例如,齿轮机构可被使用作为用于传递驱动力的装置。进一步,在旋转轴120A是驱动轴并且旋转轴120B是从动轴的情况下,传送装置可通过选择已知的技术组成,例如,使用耦合器将连续地布置的旋转轴120A和电动马达的输出轴连接到一起。
[0130] 在本实施方式中,其中一个泵单元(例如,泵单元110B)可为在最高压力下压缩气体的后级泵单元。在泵单元110B是后级泵单元的情况下,设置将第一级泵单元110A的气体出口155A连接到后级泵单元110B的气体出口135B的连接通路。在这种情况下,大量的气体被引入到第一级的缸体150A中,所以第一级泵单元110A的转子130A和130B可为较宽且质量较大的转子。另一方面,压缩的气体被引入到后级的缸体150B中,所以后级泵单元110B的转子130C和130D可为较窄且质量较小的转子。
[0131] 在悬臂结构被形成在两侧上的上述的双轴旋转泵中,容易接触到130转子,并且提高了需要调节空隙的转子的可装配性和可维修性。具有不同流量的一系列泵能通过改变缸体150和转子的宽度被容易地生产,以致系列容易被扩展。簧片阀171可被附接到泵的两侧,并且两个泵单元110都能具有较高的泵送性能,并且容易生产且生产成本低。由于两侧的基本结构相同,因此对称地形成泵,整个泵可被很好地平衡,泵能适当地较小尺寸,并且能适当地实现可靠且经济的结构。应注意的是,在不偏离本发明的范围的情况下,本实施方式的结构可被各种修改,例如,两侧的泵单元中的至少一个可具有多级结构,以增加压缩率。
[0132] 下面,将参考图15和11描述具有多个逸气孔170的实施方式。图15示出了在排出气体的状态中的爪式泵,图11(a)示出了在压缩气体步骤的初始状态中的爪式泵,图11(b)示出了压缩状态的中间状态,其中气体出口155通过转子130的侧面被充分地关闭,并且图11(c)示出了完成压缩的步骤前一刻的状态。图11中所示的箭头表示转子的旋转方向。
[0133] 在本实施方式中,能够让一部分压缩气体逸出的多个逸气孔170被形成在缸体的壁部152和153的一部分中,壁部152和153组成了在压缩步骤中压缩气体的压缩空间151。应注意的是,本实施方式的逸气孔170在端壁部152中沿旋转轴120的轴向方向被打开。
[0134] 如图11所示,多个逸气孔170被设置为,使得相对于根据压缩步骤的压缩率的增加而逐渐减少的压缩空间的容量,逸气孔170的总打开面积率在缸体150中执行气体压缩的压缩步骤期间逐渐地增加。即是,逸气孔170被设置为,使得气体的压缩率和面朝缸体的逸气孔的总打开面积的乘积从压缩步骤开始到压缩步骤结束逐渐地增加,并且在结束时达到最大。
[0135] 要以上述方式设置逸气孔170,被置于气体出口155附近的逸气孔170的面积可制造为比被置于远离气体出口155的逸气孔170的面积更大。因此,在设置具有相同尺寸(相同直径)的逸气孔170的情况下,朝向端壁部152的气体出口155,逸气孔170的数量可增加。即是,朝向气体出口155,逸气孔170的密度可变得更高。进一步,上述条件能通过朝向端壁部152的气体出口155使逸气孔170的尺寸更大来满足。
[0136] 应注意的是,在本实施方式中,缸体155的所有逸气孔170在缸体的自由端侧上被形成在端壁部152中。然而,只要满足上述条件,本发明并不被限制于上述示例,所以一部分逸气孔170可被设置于组成缸体150的两端的端壁部152中的至少一个中。
[0137] 进一步,只要相对于根据压缩步骤的压缩率的增加而逐渐减少的压缩空间151的容量,逸气孔170的总打开面积率在缸体150中执行气体压缩的压缩步骤期间逐渐地增加,则逸气孔170可被设置在缸体的圆周壁部153中。
[0138] 被设置于逸气孔170的止回阀171在泵的内压达到正压时、在打开气体出口155之前被打开。应注意的是,术语“正压”意味着压缩空间的压力比逸气孔170的排出侧上的压力更高,并且不限制于高于大气压力的压力。当在排出侧上的压力和在压缩空间中的压力之间的压力差超过止回阀(簧片阀171)的弹簧力(弹力)时,打开簧片阀171。在真空泵中,负压的吸入的空气被爪形转子压缩,在正压(即是,用于致动止回阀171的压力)下打开止回阀171,并且气体从逸气孔170排出。因此,逸气孔170必须被置于预定的位置,在由转子的形状定义的旋转轨迹的压缩步骤中,泵的内压在该预定的位置达到正压。应注意的是,进行压缩,并且内压朝向气体出口变得更高,所以位于靠近气体出口的止回阀171容易被致动,并且在用于实行压缩步骤的时间更长的位置,止回阀171的作用时间也变得更长,所以能高度地抑制朝向空气打开的一侧上的过度压缩。进一步,在本实施方式中,止回阀171是簧片阀,所以能通过改变其硬度或厚度来改变或调整操作压力。
[0139] 如上述,通过优化地设置逸气孔170的布置条件,以抑制朝向空气打开的一侧上的过度压缩,抑制朝向空气打开的一侧上的过度压缩的效果被最大限度地展现出来。
[0140] 进一步,逸气孔170的数量、直径和形状(例如,倒角的存在)是可选择的。
[0141] 在本实施方式中,旋转泵,例如配备有爪式转子的非接触式真空泵,具有包括逸气孔170的过度压缩抑制机构,所以将针对功能的梯级详细地描述逸气孔170的效果。
[0142] 在过度压缩抑制机构(例如,逸气孔170)中,(在吸入的空气的压力接近大气压力的状态下操作泵的情况中)能抑制朝向空气打开的一侧上的过度压缩,在此处,排出气体的流量很大,并且能通过作为倒流抑制机构的止回阀171关闭逸气孔170来抑制排出气流通过逸气孔170倒流到高度真空的缸体中。
[0143] 如上述,过度压缩能被抑制,通过将气体出口制造得较小以减小在排气打开前一刻的压缩空间容量,压缩率能增加。通过减小在排气打开前一刻的容量,能减少倒流到泵中的排出气体的量。通过减少倒流的排出气体的量,在真空泵的极限操作期间能抑制功率负载和泵的内部温度的升高。
[0144] 即是,在本实施方式中,能抑制倒流的排出气体的量,并且通过减少在排气打开前一刻的压缩空间容量能抑制功率负载和温度升高,通过过度压缩抑制机构(即是,逸气孔170)能抑制朝向空气打开的一侧上的过度压缩,并且通过倒流抑制机构(即,止回阀171)能抑制气体通过逸气孔170倒流到高度真空的缸体中,以致能实现在高度真空范围侧上的高效率泵结构,其是能够在不减少流量的情况下在全范围压力下使用的单级泵,并且该结构能够更适当地展现出效果。
[0145] 应注意的是,通过将气体出口制造得较小并且将气体出口设置在空气在泵中被尽可能压缩的位置,能减少排气打开前一刻的压缩空间容量。即是,气体出口被设置为增加压缩率。进一步,要抑制倒流的气体的量,多级泵的第一级泵单元的排出气体可被多级泵的后级泵单元吸走,或者可将止回阀设置于气体出口。
[0146] 在上述功能和效果的另一方面,为了增加压缩率以减少在排气打开前一刻的压缩空间容量,在排出的气体的流量很大的位置,能抑制朝向空气打开的一侧的过度压缩出现的逸气孔170被设置作为过度压缩抑制机构。进一步,能抑制排出的气体通过逸气孔170倒流到高度真空的缸体中的止回阀171被设置作为倒流抑制机构。
[0147] 已描述了本发明的优选的实施方式,但本发明并不被限制于该实施方式,并且在不偏离本发明的主旨的情况下,能允许多种修改。
[0148] 附图标记说明
[0149] 10 泵单元
[0150] 10A 第一级的泵单元
[0151] 10B 后级的泵单元
[0152] 11 油槽盖
[0153] 11a 油位表
[0154] 12 第一级的泵体部
[0155] 13 第一级的侧板
[0156] 15 后级的泵体部
[0157] 16 后级的侧板
[0158] 17 消音壳体
[0159] 17a 消音壳体的气体出口
[0160] 17b 逸气软管连接口
[0161] 17c 逸气管连接口
[0162] 20 旋转轴
[0163] 20A 驱动旋转轴
[0164] 20B 从动旋转轴
[0165] 21 驱动齿轮
[0166] 22 从动齿轮
[0167] 23 从动滑轮
[0168] 30 转子
[0169] 30A 第一级的驱动旋转轴的转子
[0170] 30B 第一级的从动旋转轴的转子
[0171] 30C 后级的驱动旋转轴的转子
[0172] 30D 后级的从动旋转轴的转子
[0173] 35A 第一级的气体进口
[0174] 35B 后级的气体进口
[0175] 36 吸气壳体
[0176] 36a 吸气壳体的气体进口
[0177] 40 轴承
[0178] 40A 一个驱动旋转轴的轴承
[0179] 40B 一个从动旋转轴的轴承
[0180] 40C 另一个驱动旋转轴的轴承
[0181] 40D 另一个从动旋转轴的轴承
[0182] 43 油封
[0183] 45 轴密封件
[0184] 50 缸体
[0185] 50A 第一级的缸体
[0186] 50B 后级的缸体
[0187] 51A 第一级的压缩空间
[0188] 51B 后级的压缩空间
[0189] 52 端壁部
[0190] 52A 第一级的缸体的一个端壁部
[0191] 52B 第一级的缸体的另一个端壁部
[0192] 52C 后级的缸体的一个端壁部
[0193] 52D 后级的缸体的另一个端壁部
[0194] 53 圆周壁部
[0195] 53A 第一级的圆周壁部
[0196] 53B 后级的圆周壁部
[0197] 55A 第一级的气体出口
[0198] 55B 后级的气体出口
[0199] 60 消声部分
[0200] 61 逸气盒
[0201] 61a 逸气盒的出口
[0202] 62 逸气管
[0203] 65 连接通路
[0204] 66 连接壳体的主体部
[0205] 66a 通路壁部
[0206] 66b 连接壳体的基部
[0207] 66c 连接壳体的进口
[0208] 66d 连接壳体的出口
[0209] 67 连接壳体的覆盖部
[0210] 67a 连接壳体的逸气出口
[0211] 68 逸气软管
[0212] 70 逸气孔
[0213] 71 止回阀(簧片阀)
[0214] 72 固定螺栓
[0215] 110 泵单元
[0216] 110A 泵单元
[0217] 110B 泵单元
[0218] 111 一个侧板
[0219] 112 泵体部
[0220] 113 另一个侧板
[0221] 115 油槽部分
[0222] 120 旋转轴
[0223] 120A 旋转轴
[0224] 120B 旋转轴
[0225] 121 齿轮
[0226] 122 齿轮
[0227] 130 转子
[0228] 130A 转子
[0229] 130B 转子
[0230] 130C 转子
[0231] 130D 转子
[0232] 135A 气体进口
[0233] 135B 气体进口
[0234] 140 轴承
[0235] 140A 一侧的轴承
[0236] 140B 一侧的轴承
[0237] 140C 另一侧的轴承
[0238] 140D 另一侧的轴承
[0239] 143 油封
[0240] 150 缸体
[0241] 150A 缸体
[0242] 150B 缸体
[0243] 151 压缩空间
[0244] 152 端壁部
[0245] 152A 端壁部
[0246] 152B 端壁部
[0247] 152C 端壁部
[0248] 152D 端壁部
[0249] 153 圆周壁部
[0250] 155 气体出口
[0251] 155A 气体出口
[0252] 155B 气体出口
[0253] 170 逸气孔
[0254] 171 止回阀(簧片阀)
[0255] 172 固定螺栓
[0256] 172a 螺栓孔
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