阅读说明：本技术 一种三轴多级罗茨泵的驱动结构 (Driving structure of three-axis multistage roots pump ) 是由 荣易 李悦 沈淼乐 于 2019-09-23 设计创作，主要内容包括：一种三轴多级罗茨泵的驱动结构,包括泵体,齿轮端盖安装在泵体的侧面,泵体的另一侧安装有排气端移动轴承气封单元,轴承端盖安装在泵体的侧面；泵体内部还设置有主动轴、第一从动轴和第二从动轴,主动轴通过齿轮分别与第一从动轴和第二从动轴传动连接；主动轴、第一从动轴和第二从动轴的两端分别活动连接在进气端齿轮机械密封驱动单元和排气端移动轴承气封单元内。本发明克服了现有技术的不足,通过固定轴承限位单元不仅起到径向的支撑作用,加强了独立轴的刚性,可以减小轴的直径,同时在轴向形变过程中,向两轴端均匀进行,避免单一方向形变,减少了近一半的位移量。同时还提高了系统的密封效率。(A driving structure of a three-axis multistage roots pump comprises a pump body, wherein a gear end cover is arranged on the side face of the pump body, an exhaust end movable bearing air seal unit is arranged on the other side of the pump body, and a bearing end cover is arranged on the side face of the pump body; a driving shaft, a first driven shaft and a second driven shaft are further arranged in the pump body, and the driving shaft is in transmission connection with the first driven shaft and the second driven shaft through gears respectively; two ends of the driving shaft, the first driven shaft and the second driven shaft are respectively and movably connected in the air inlet end gear mechanical seal driving unit and the air exhaust end movable bearing air seal unit. The invention overcomes the defects of the prior art, the fixed bearing limiting unit not only plays a role in radial support, strengthens the rigidity of the independent shaft, can reduce the diameter of the shaft, but also uniformly carries out the axial deformation to two shaft ends, avoids the deformation in a single direction and reduces nearly half of the displacement. Meanwhile, the sealing efficiency of the system is improved.)

一种三轴多级罗茨泵的驱动结构

技术领域

本发明涉及罗茨泵的驱动技术领域，具体涉及一种三轴多级罗茨泵的驱动结构。

背景技术

三轴多级罗茨泵是一种全新无油干式真空泵，每级泵腔内均设置有三根平行的轴，三根泵轴同速转动且中泵轴与其相邻的左侧泵轴和其相邻的右侧泵轴转动的方向相反；每级泵腔内均设置有成对转子，奇数级泵腔的成对转子分别连接在中间的泵轴和其相邻的左侧泵轴，偶数级泵腔的成对转子分别连接在中间的泵轴和其相邻的右侧泵轴上。从而形成了独特的气流通道，即相邻泵腔的下方口分别是排气口和进气口，气流从前一级的排气口直接进入后一级的进气口。这种独特的结构，相比螺杆式、涡旋式、往复式等干式真空泵，具有抽气能力大，容积效率高，功率低，不怕粉尘，不怕腐蚀，使用寿命长等优点。

但现有的三轴多级罗茨泵的驱动结构比较复杂，是每一级泵腔都采用独立的三根轴，相邻级数之间的轴通过子母嵌套，为滑动连接，并通过键实现同心同步旋转，每个独立的轴都是采用固定轴承限位，实现不同级数的泵腔内的轴是独立的热膨胀位移。在实际运行中，由于零件数量多，结构复杂，造成累积误差非常大，且不能消除，造成多级泵腔内转子啮合度不高，很容易造成碰擦现象，而且每根独立的轴都需要固定轴承限位，轴承数量太多，在高速转动时，发生很大的噪音。而且不同级数之间的轴通过子母嵌套，强度不够，母轴与子轴的扭矩的传导中及其容易造成子轴根部的断裂。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种三轴多级罗茨泵的驱动结构，克服了现有技术的不足，设计合理，通过主动轴上的齿轮带动左右两边的第一从动轴和第二从动轴上的齿轮同步转动，继而带动第一从动轴和第二从动轴转动，通过主动轴、第一从动轴和第二从动轴三根完整的独立轴进行同步旋转；并且通过设置固定轴承限位单元，不仅起到径向的支撑作用，加强了独立轴的刚性，可以减小轴的直径，同时在力、热的轴向形变过程中，向两轴端均匀进行，避免单一方向形变，减少了近一半的位移量。大幅减少了转子泵腔内的转子与转子腔体预留的端面间隙。从而不仅提高了结构的稳定性，减低碰擦的隐患，同时还提高了系统的密封效率。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种三轴多级罗茨泵的驱动结构，包括泵体，所述泵体的一侧安装有进气端齿轮机械密封驱动单元，所述进气端齿轮机械密封驱动单元外表面安装有齿轮端盖，所述齿轮端盖固定安装在泵体的侧端面，所述齿轮端盖的外表面固定安装有电机连接座，所述泵体的另一侧安装有排气端移动轴承气封单元，所述排气端移动轴承气封单元外表面安装有轴承端盖，所述轴承端盖固定安装在泵体的侧端面；所述泵体内部还设置有主动轴、第一从动轴和第二从动轴，所述第一从动轴和第二从动轴分别位于主动轴的两侧，所述主动轴外表面固定安装有齿轮，所述主动轴通过齿轮分别与第一从动轴和第二从动轴传动连接；所述主动轴、第一从动轴和第二从动轴的一端分别活动连接在一组进气端齿轮机械密封驱动单元内，所述主动轴、第一从动轴和第二从动轴的另一端分别活动连接在一组排气端移动轴承气封单元内。

优选地，所述泵体包括一级泵壳、二级泵壳和三级泵壳，所述一级泵壳、二级泵壳和三级泵壳依次固定连接，所述齿轮端盖固定安装在一级泵壳外表面，所述轴承端盖固定安装在三级泵壳外表面，所述一级泵壳内开设有一级转子泵腔，所述二级泵壳内开设有二级转子泵腔和三级转子泵腔，所述三级泵壳内开设有四级转子泵腔和五级转子泵腔，所述一级转子泵腔、二级转子泵腔、三级转子泵腔、四级转子泵腔和五级转子泵腔内的转子均安装在主动轴、第一从动轴和第二从动轴上。

优选地，所述进气端齿轮机械密封驱动单元包括齿轮座、机械密封座、机械密封环和密封轴套，所述机械密封座通过螺栓固定安装在齿轮端盖上，所述机械密封环安装在密封轴套上，每个密封轴套分别与主动轴、第一从动轴和第二从动轴活动连接，所述机械密封座内固定有第一滚子轴承，所述第一滚子轴承的一侧与密封轴套相抵，所述第一滚子轴承的另一侧与齿轮座相抵，所述齿轮座通过第一锁紧螺母固定并限位在主动轴的端部，所述齿轮通过螺栓固定安装在齿轮座上。

优选地，所述齿轮座通过螺栓固定有驱动轴套的一端，且与驱动轴套采用定位配合同心轴限位，所述驱动轴套的另一端通过键槽与电机连接轴和轴键相配合，所述电机连接轴与主动轴传动连接。

优选地，所述驱动轴套与电机连接座之间通过第三唇形密封进行密封连接。

优选地，所述移动轴承气封单元包括挡尘座、挡尘轴套、轴承压盖和轴承座，所述挡尘座固定安装在轴承端盖上，且与挡尘轴套相配合，所述挡尘轴套分别套设在主动轴、第一从动轴和第二从动轴上，所述挡尘座与挡尘轴套之间设有间隙，所述轴承座上开设有气封通道，所述气封通道与间隙相通，所述轴承座与挡尘轴套之间设置有第一唇形密封，所述轴承座外表面固定安装有轴承压盖。

优选地，所述轴承座内固定有第二滚子轴承，所述第二滚子轴承的一侧与挡尘轴套相抵，所述第二滚子轴承的另一侧通过第二锁紧螺母进行限定，所述第二锁紧螺母分别固定套接在主动轴、第一从动轴和第二从动轴上。

优选地，还包括固定轴承限位单元，所述轴承限位单元设置在一级泵壳内，所述固定轴承限位单元包括球轴承和轴承腔挡脂环，所述球轴承的外圆的一端限定在一级泵壳内，所述球轴承的外圆的另一端固定有轴承腔挡脂座，所述轴承腔挡脂座通过一级泵壳进行限定固定，所述球轴承的内圆的一端与轴承腔挡脂环相抵，所述轴承腔挡脂环分别通过主动轴、第一从动轴和第二从动轴表面的轴台阶进行限定，所述球轴承的内圆的另一端通过第二锁紧螺母进行限定，所述第二锁紧螺母分别固定安装在主动轴、第一从动轴和第二从动轴外表面。

优选地，所述轴承腔挡脂环与一级泵壳之间安装有第二唇形密封。

优选地，所述轴承腔挡脂座表面开设有导向缺口，所述一级泵壳上开设有润滑脂检查孔，所述润滑脂检查注入孔与导向缺口相连通。

本发明提供了一种三轴多级罗茨泵的驱动结构。具备以下有益效果：通过主动轴上的齿轮带动左右两边的第一从动轴和第二从动轴上的齿轮同步转动，继而带动第一从动轴和第二从动轴转动，通过主动轴、第一从动轴和第二从动轴三根完整的独立轴进行同步旋转；并且通过设置固定轴承限位单元，不仅起到径向的支撑作用，加强了独立轴的刚性，可以减小轴的直径，同时在力、热的轴向形变过程中，向两轴端均匀进行，避免单一方向形变，减少了近一半的位移量。大幅减少了转子泵腔内的转子与转子腔体预留的端面间隙。从而不仅提高了结构的稳定性，减低碰擦的隐患，同时还提高了系统的密封效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1 本发明的平面剖视图；

图2 本发明的立面剖视图；

图3 本发明的进气端齿轮机械密封驱动单元的剖视图；

图4 本发明的排气端移动轴承气封单元的剖视图；

图5 本发明的固定轴承限位单元的剖视图；

图中标号说明：

1、泵体；2、进气端齿轮机械密封驱动单元；3、齿轮端盖；4、电机连接座；5、排气端移动轴承气封单元；6、轴承端盖；7、主动轴；8、第一从动轴；9、第二从动轴；10、齿轮；11、一级泵壳；12、二级泵壳；13、三级泵壳；14、一级转子泵腔；15、二级转子泵腔；16、三级转子泵腔；17、四级转子泵腔；18、五级转子泵腔；19、齿轮座；20、机械密封座；21、机械密封环；22、密封轴套；23、第一滚子轴承；24、第一锁紧螺母；25、驱动轴套；26、电机连接轴；27、挡尘座；28、挡尘轴套；29、轴承压盖；30、轴承座；31、第二滚子轴承；32、第一锁紧螺母；33、第一唇形密封；34、固定轴承限位单元；35、球轴承；36、轴承腔挡脂座；37、轴承腔挡脂环；38、第二唇形密封；39、润滑脂检查孔；40、第三唇形密封；41、齿轮润滑油箱；42、第二锁紧螺母。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1-5所示，一种三轴多级罗茨泵的驱动结构，包括泵体1，泵体1的一侧安装有进气端齿轮机械密封驱动单元2，进气端齿轮机械密封驱动单元2外表面安装有齿轮端盖3，齿轮端盖3固定安装在泵体1的侧端面，齿轮端盖3的外表面固定安装有电机连接座4，泵体1的另一侧安装有排气端移动轴承气封单元5，排气端移动轴承气封单元5外表面安装有轴承端盖6，轴承端盖6固定安装在泵体1的侧端面；泵体1内部还设置有主动轴7、第一从动轴8和第二从动轴9，第一从动轴8和第二从动轴9分别位于主动轴7的两侧，主动轴7外表面固定安装有齿轮10，主动轴7通过齿轮10分别与第一从动轴8和第二从动轴9传动连接；主动轴7、第一从动轴8和第二从动轴9的一端分别活动连接在一组进气端齿轮机械密封驱动单元2内，主动轴7、第一从动轴8和第二从动轴9的另一端分别活动连接在一组排气端移动轴承气封单元5内。泵体1包括一级泵壳11、二级泵壳12和三级泵壳13，一级泵壳11、二级泵壳12和三级泵壳13依次固定连接，齿轮端盖3固定安装在一级泵壳11外表面，轴承端盖6固定安装在三级泵壳13外表面，一级泵壳11内开设有一级转子泵腔14，二级泵壳12内开设有二级转子泵腔15和三级转子泵腔16，三级泵壳16内开设有四级转子泵腔17和五级转子泵腔18，一级转子泵腔14、二级转子泵腔15、三级转子泵腔16、四级转子泵腔17和五级转子泵腔18内的转子均安装在主动轴7、第一从动轴8和第二从动轴9上。

从而在运行时，由电机带动主动轴7的转动，再通过主动轴7上的齿轮10带动左右两边的第一从动轴8和第二从动轴9上的齿轮10同步转动，继而带动第一从动轴8和第二从动轴9转动，通过主动轴7、第一从动轴8和第二从动轴9三根完整的独立轴进行同步旋转。

进一步的，每一根独立轴分别对应一个进气端齿轮机械密封驱动单元2，而进气端齿轮机械密封驱动单元2包括齿轮座19、机械密封座20、机械密封环21和密封轴套22，机械密封座20通过螺栓固定安装在齿轮端盖3上，机械密封环21安装在密封轴套22上，每个密封轴套22分别与每个独立轴活动连接；通过此机械密封能够阻隔一级转子泵腔14的工艺气体与该单元的第一滚子轴承23、齿轮10以及齿轮润滑油箱41中的润滑油相接触；在运行时，齿轮箱中润滑油会由于齿轮10搅动作用飞溅出来，通过机械密封座20的导油通道，进入到机械密封座20和机械密封环21之间的摩擦面提供润滑密封，该润滑油同时也被机械密封环21阻隔，使其不能进入一级转子泵腔14，溢出的润滑油通过机械密封座20与密封轴套22之间的间隙流入到第一滚子轴承23对轴承进行润滑。

机械密封座20内固定第一滚子轴承23，第一滚子轴承23的一侧与密封轴套22相抵，第一滚子轴承23的另一侧与齿轮座19相抵，齿轮座19通过第一锁紧螺母24固定并限位在主动轴7的端部，齿轮10通过螺栓固定安装在齿轮座19上。齿轮座19通过螺栓固定有驱动轴套25的一端，且与驱动轴套25采用定位配合同心轴限位，驱动轴套25的另一端通过键槽与电机连接轴26和轴键相配合，电机连接轴26与主动轴7传动连接。从而当电机转动时，带动驱动轴套25同步转动，并带动齿轮10同步转动，从而通过齿轮座19带动主动轴7同步转动，进而通过主动轴7上的齿轮10带动左右两边的第一从动轴8和第二从动轴9上的齿轮10同步转动。

进一步的，驱动轴套25与电机连接座4之间通过第三唇形密封40进行密封连接。通过第三唇形密封40能够防止齿轮10飞溅出的润滑油流出电机连接座4外。

进一步的，每一根独立轴分别对应一组移动轴承气封单元5，移动轴承气封单元5包括挡尘座27、挡尘轴套28、轴承压盖29和轴承座30，挡尘座27固定安装在轴承端盖6上，且与挡尘轴套28相配合，挡尘轴套28分别套设在主动轴7、第一从动轴8和第二从动轴9上，挡尘座27与挡尘轴套28之间设有间隙，轴承座30上开设有气封通道，气封通道与间隙相通，轴承座30与挡尘轴套28之间设置有第一唇形密封33，轴承座30外表面固定安装有轴承压盖29。由于五级转子泵腔18的气体压力已经高于常压，因此在排气的过程中可能会有气体渗入到此处的轴承腔中，包括腐蚀性气体，粉尘颗粒物等，从而通过将挡尘座27固定在轴承端盖6上，与挡尘轴套28配合，使压缩空气通过轴承座30的气封通道进入挡尘座27内部，再通过挡尘座27的气封通道进入挡尘座27与挡尘轴套28的间隙，由于独立轴的另一侧是轴承压盖29与轴承座30相围成的一个完全密封的轴承腔体，因此该轴承腔的压力与五级转子泵腔18的气体保持均衡压力，形成气帘，确保有害气体和颗粒物无法进入到轴承腔中，同时也确保了在任何时候此处的润滑脂也不会被吸入到转子腔体中。

进一步的，轴承座30内固定有第二滚子轴承31，第二滚子轴承31的一侧被挡尘轴套28进行限定，第二滚子轴承31的另一侧通过第二锁紧螺母32进行限定，第二锁紧螺母32分别固定套接在主动轴7、第一从动轴8和第二从动轴9上。而第二滚子轴承31的外圆可以有轴向位移，因此独立轴的中间处被第二滚子轴承31的内圆锁住，向轴承端盖6的轴向热应力和位移不会对该单元部件产生影响。

进一步的，还包括固定轴承限位单元34，每一根独立轴分别对应一组轴承限位单元34，轴承限位单元34设置在一级泵壳11内，固定轴承限位单元34包括球轴承35和轴承腔挡脂环37，球轴承35的外圆的一端限定在一级泵壳11内，球轴承35的外圆的另一端固定有轴承腔挡脂座36，轴承腔挡脂座36通过一级泵壳11进行限定固定，球轴承35的内圆的一端与轴承腔挡脂环37相抵，轴承腔挡脂环37分别通过主动轴7、第一从动轴8和第二从动轴9表面的轴台阶进行限定，球轴承35的内圆的另一端通过第二锁紧螺母42进行限定，第二锁紧螺母42分别固定安装在主动轴7、第一从动轴8和第二从动轴9外表面；其中的球轴承35为双列角接触球轴承35。在安装、运行过程中，因为受力或者热膨胀，主动轴7、第一从动轴8和第二从动轴9三个独立轴的轴向位移是依此双列角接触球轴承35为固定点向两个轴端进行膨胀。因此在任何时候，一级转子泵腔14内的转子和独立轴只能向齿轮端盖3进行轴向位移。而二级转子泵腔15、三级转子泵腔16、四级转子泵腔17、五级转子泵腔18内的转子和独立轴只能向非驱动端的齿轮端盖3进行轴向位移。即在轴的中心处，采用固定轴承限位单元34不仅起到径向的支撑作用，加强了独立轴的刚性，可以减小轴的直径，同时在力、热的轴向形变过程中，向两轴端均匀进行，避免单一方向形变，减少了近一半的位移量。大幅减少了转子泵腔内的转子与转子腔体预留的端面间隙。从而不仅提高了结构的稳定性，减低碰擦的隐患，同时还提高了系统的密封效率（间隙越大，泄露也越大）。

进一步的，轴承腔挡脂环37与一级泵壳11之间安装有第二唇形密封38。由于在实际运行中，二级转子泵腔15的气体压力要略高于一级转子泵腔14的压力，因此双列角接触球轴承35腔内的润滑脂不会被吸入到二级转子泵腔15。仅在面向一级转子泵腔14处安装第二唇形密封38，防止润滑脂被吸入一级转子泵腔14中。在实际运行中，因为此处的轴承被大量冷却水包裹，散热很好，润滑脂会保持一定的粘度，因此可以有效长久的被固定在此轴承腔中。

进一步的，轴承腔挡脂座36表面开设有导向缺口，一级泵壳11上开设有润滑脂检查孔39，润滑脂检查注入孔39与导向缺口相连通。从而可以实时观察观察润滑脂的情况并补充润滑脂。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。