[實用新型]一種具有動密封結構的螺桿真空泵

有效

• 申請號: 201521029481.5
• 申請日: 2015-12-09
• 公開（公告）號: CN205260306U
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發明（設計）人: 王國棟;王慶生;陳宗武;李卓慧;祝敏;郭金光;鄭志;陳長琦
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學;山東伯仲真空設備股份有限公司
• 主分類號: F04C18/107
• 分類號: F04C18/107;F04C27/00;F04C25/02;F04C29/04;F04C29/02
• 代理公司: 合肥金安專利事務所 34114
• 代理人: 金惠貞

技術領域

本實用新型屬于真空技術領域，具體涉及一種螺桿真空泵。

背景技術

螺桿真空泵屬于非接觸型干式泵,它是20世紀90年代初期出現的一種理想的真空泵,以 其抽速范圍寬、結構簡單緊湊、抽氣腔元件無摩擦、壽命長、能耗低、無油污染等優點 而在微電子、半導體、制藥、精密加工等行業得到廣泛應用。國產的螺桿真空泵經過二 十年的快速發展，其主要性能指標(如抽速、極限壓力、能耗、零流量壓縮比、壓差)均 達到或接近國外先進水平；但泵運行穩定性、使用可靠性與國外先進泵仍差距較大，其 動密封技術是主要影響因素之一，如何提高密封的可靠性及密封件的使用壽命成為目前 國內螺桿泵市場面臨的關鍵問題。螺桿真空泵工作過程分為吸氣、等容輸送、壓縮、排 氣四個過程，壓縮和排氣的過程中會使氣體溫度急劇升高，導致排氣端轉子與軸的溫度 較高，密封組件處于高溫高速的惡劣工況下，而且傳統機械密封動靜環直接接觸，使密 封組件易損，使用壽命大大降低。

實用新型內容

為了解決高溫高速運行的螺桿真空泵的機械密封組件存在的問題，提高螺桿真空泵 的使用壽命，本實用新型提供一種具有動密封結構的螺桿真空泵。

一種具有動密封結構的螺桿真空泵包括泵體21、前端蓋3、后端蓋、軸1和轉子2；所述 泵體21的一側徑向上設有進氣端口，所述前端蓋3和后端蓋分別固定設于泵體21的軸 向兩端；所述前端蓋3的一側徑向上分別設有排氣端口和冷卻介質入口；所述后端蓋的 一側徑向上設有冷卻介質出口；所述轉子2套設固定在軸1上，轉子2位于泵體21內； 所述軸1的一端固定設于后端蓋內，另一端伸至前端蓋3外部，軸1和前端蓋3之間設 有密封機構；所述密封機構包括密封靜環6和密封動環7，所述密封動環7上套設有彈簧， 密封動環7通過緊定螺釘固定在軸1上；

所述密封機構還包括冷卻套管4；與密封機構對應的轉子2的軸向一端為套管臺階孔，使 轉子2與軸1之間有環形空腔；

所述冷卻套管4為一端敞口另一端封閉的夾套管，所述夾套管的內管壁和外管壁之間的 空腔為環狀的冷卻通道9；冷卻套管4的敞口端固定連接著前端蓋3的軸向內端面，冷卻 套管4的封閉口端位于轉子2的套管臺階孔內；

所述冷卻通道9與前端蓋3內的冷卻腔10連通，冷卻腔10內設有冷卻介質，實現在軸 和轉子之間形成絕熱層，阻擋溫度沿著軸向密封靜環6和密封動環7處傳遞；

與密封動環7對應的密封靜環6的摩擦副表面14上均布開設有微孔15，所述微孔15為 盲孔，微孔15作為微儲油池向摩擦副表面提供潤滑油。

進一步優化的結構如下：

與所述密封機構相鄰的軸1的表面設有迷宮密封槽19。

冷卻套管4的敞口端和前端蓋3的軸向內端面之間分別設有第二密封圈18和第三密封圈 20。

所述冷卻套管4的外圓柱面上設有外螺紋13，所述外螺紋13和轉子2的套管孔之間形成 螺旋密封。所述外螺紋13的旋向和轉子2的旋向相反。

所述冷卻套管4的內圓柱面上設有內螺紋12，所述內螺紋12和軸1之間形成螺旋密封； 所述內螺紋12的旋向和轉子2的旋向相同。

所述微孔15為方孔，且呈放射狀均布，放射狀均布的微孔15在摩擦副表面14表面上的 密度為20％～25％。所述微孔15的孔深與邊長之比為0.2～0.25。

前端蓋3內的空腔為冷卻腔10，與泵體21對應的前端蓋3的端面上設有連通著冷卻腔 10的二個以上的通孔11和二個以上的回流孔22，且二個以上的通孔11和二個以上的回 流孔22分別連通著冷卻通道9。

本實用新型的有益技術效果體現在以下方面：

1.本實用新型改善了螺桿真空泵排氣端的動密封結構，通過增設冷卻套管，隔絕了溫度 從轉子沿軸向軸封部位的傳遞，降低了機械密封組件的工作溫度；冷卻套管表面的螺紋， 可以實現螺旋密封的作用，其中內螺紋旋向與轉子旋向相同，從而阻止機械密封側密封 介質漏入泵腔內，外螺紋旋向與轉子旋向，從而阻止泵腔內氣體中的雜質及灰塵漏入機 械密封。

2.通過在密封靜環的端面上開設微孔，改善了高溫高速工況下機械密封的潤滑和磨損情 況，微孔的存在可以增加動靜環間流體動壓力，進而減小機械密封的動靜環端面磨損和 溫升。在貧油潤滑條件或甚至是干摩擦情況下,微孔可作為微儲油池向摩擦副表面提供潤 滑油。同時,微坑或微溝槽也可以容納磨粒,以降低由于磨粒產生的高磨損。