一种用于罗茨泵或螺杆泵的悬臂连接结构

文档序号:1795605 发布日期:2021-11-05 浏览:20次 >En<

阅读说明:本技术 一种用于罗茨泵或螺杆泵的悬臂连接结构 (Cantilever connecting structure for roots pump or screw pump ) 是由 荣易 于 2021-08-23 设计创作,主要内容包括:一种用于罗茨泵或螺杆泵的悬臂连接结构,包括外壳体、轴承端盖、主动轴转子和悬臂转子,主动轴转子与驱动定位套相连接,驱动定位套上设有圆形凸台;悬臂转子包括线性转子、过渡圆柱和悬臂转子定位圈;悬臂转子定位圈与驱动定位套固定连接;外壳体套接在悬臂转子外部,轴承端盖设置在主动轴转子外侧,轴承端盖内设置有第一台阶,主动轴转子外表面设置有第二台阶,第一台阶和第二台阶之间设有轴承腔,轴承腔内安装有轴承。本发明克服了现有技术的不足,通过悬臂转子定位圈与驱动定位套相配合,驱动定位套与主动轴转子相配合,可以确保悬臂转子的刚性和保持整体性能,并且大幅降低了其机加工的要求,并且不再需要延伸的轴与转子的嵌入配合。(A cantilever connecting structure for a roots pump or a screw pump comprises an outer shell, a bearing end cover, a driving shaft rotor and a cantilever rotor, wherein the driving shaft rotor is connected with a driving positioning sleeve, and a circular boss is arranged on the driving positioning sleeve; the cantilever rotor comprises a linear rotor, a transition cylinder and a cantilever rotor positioning ring; the cantilever rotor positioning ring is fixedly connected with the driving positioning sleeve; the outer shell is sleeved outside the cantilever rotor, the bearing end cover is arranged on the outer side of the driving shaft rotor, a first step is arranged in the bearing end cover, a second step is arranged on the outer surface of the driving shaft rotor, a bearing cavity is arranged between the first step and the second step, and a bearing is arranged in the bearing cavity. The cantilever rotor positioning ring is matched with the driving positioning sleeve, and the driving positioning sleeve is matched with the driving shaft rotor, so that the rigidity and the integral performance of the cantilever rotor can be ensured, the machining requirement is greatly reduced, and the embedded matching of the extended shaft and the rotor is not required.)

一种用于罗茨泵或螺杆泵的悬臂连接结构

技术领域

本发明涉及罗茨泵技术领域,具体涉及用于罗茨真空泵,罗茨风机,螺杆真空泵以及多级干式真空泵的采用转子混合式悬臂结构或悬臂结构的一种悬臂轴或转子的连接结构。尤其涉及一种用于罗茨泵或螺杆泵的悬臂连接结构。

背景技术

传统的罗茨真空泵,罗茨风机,螺杆真空泵以及其它类型的多级干式真空泵大多数均是采用非悬臂的结构,即泵腔内的叶轮及轴的两端分别采用轴承支撑,并实现旋转。这种传统的模式最大的优点就是:转子的重量均匀的分布受力在两端的轴承上,两端的轴承是被固定在轴承腔内,因此最大的保证了中间转子的稳定性和最小的跳动。由于茨真空泵,罗茨风机,螺杆真空泵以及其它类型的多级干式真空泵均是属于容积式泵,由两个的转子在旋转同时互为啮合,因此则要确保相邻转子的两端保持稳定,需要转子的在高速旋转时任意的轴的两端的跳动需要最小化,任何一个转子的端面若是出现抖动和偏移的现象,则就导致啮合的转子脱离了啮合接触面,由此发生干涉,碰撞。

但是这种轴承的安装方式虽然确保了轴与转子的两端的最小跳动,但是也有一个非常大的不足之处,就是一旦需要对转子进行维护,必须要拆卸轴承之后,才能把转子和轴从泵腔中取出,而轴承的每一次拆卸必然是会对轴承腔和轴承磨损。随着现在罗茨真空泵,罗茨风机,螺杆真空泵其它类型的多级干式真空泵在工业领域上使用越来越广泛,发现干式真空泵相比其他油旋片泵,液环真空泵具有更节能,更环保的优势,但是也有因为抽吸的物质中一旦含有粉尘,粘性,碳氢化合物以及腐蚀性介质,很容易在内腔转子中发生粘附,残留,腐蚀等情况导致啮合的转子因此出现卡泵故障。很多时候,必须要把转子移除泵腔,才能便于完整的清洗。

特别是对于螺杆泵,多级干式真空泵来说,其排气口是高与大气压的,因此在抽吸的是含有粉尘,粘性,碳氢化合物以及腐蚀性介质,通过压缩后排出泵腔时,这些气体夹带着有害介质必然会对排气口测的轴承造成污染,从而使得改侧轴承和容易损毁。这个也是现在螺杆真空泵,多级干式真空泵在化工应用(腐蚀,粘稠环境下),以及粉尘较多的应用中故障率非常高的主要原因。即使很多螺杆真空泵采用氮气气封,机械密封,唇型密封多重保护,但无法完全杜绝排气口侧的轴承接触到有害介质,这个是因为其排气压力高于大气压,且必然高于轴承的腔的压力,导致长期运行下必然会有气体介质会接触到轴承。

采用悬臂转子结构后,则可以在低真空度侧配备轴承,这样可以完全杜绝含有粉尘,粘性,碳氢化合物以及腐蚀性介质在排气口侧对轴承的影响。而在真空侧的轴承,因为轴承腔的压力均衡且完全高于进气压力,因此任何时候有害介质都无法对真空侧的轴承造成任何影响。

但是采用悬臂转子的最大问题,根据力臂的原理,则轴与转子的无轴承一端则缺乏稳定性,当在高速旋转时,很容易出现巨大的跳动,导致相邻的转子无法啮合。而且悬臂转子的安装方式相对比较复杂,首先它要满足端面间隙,又要满足方位度,较为常见的悬臂方式是一根通轴,叶轮套在轴上,通过键来确保方位度。此刻悬臂轴的强度和悬臂的长度就很关键,悬臂过长,转子的重量全部加载在轴上,扭矩就越大,旋转起来必然无法保证跳动。而且由于是悬臂轴,轴无法采用较大直径满足刚度。所以这种结构必然是非常不稳定的。

发明内容

针对现有技术的不足,本发明提供了一种用于罗茨泵或螺杆泵的悬臂连接结构,克服了现有技术的不足,设计合理,通过悬臂转子定位圈与驱动定位套相互配合,驱动定位套与主动轴转子相互配合,可以最大的确保悬臂转子的刚性和保持整体性能,并且大幅降低了其机加工的要求,仅需要在其外表机加工型线,而不需要在轴向开深孔套轴,减少了内外圆同心圆偏差的风险,更不需使用线切割要开键槽,同时由于悬臂转子只有外表面而没有内孔洞,因此对于该加工后的悬臂转子也便于做防腐处理,并且在安装上,是依靠螺栓和定位销确保方位度和紧固,而不再需要延伸的轴与转子的嵌入配合。

为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:

一种用于罗茨泵或螺杆泵的悬臂连接结构,包括外壳体、轴承端盖、主动轴转子和悬臂转子,所述主动轴转子的一端通过锁紧螺栓与驱动定位套的一侧固定连接,所述驱动定位套的另一侧内圆处设置有圆形凸台,所述驱动定位套的另一侧外圆处分别设置有螺栓孔;

所述悬臂转子与主动轴转子同轴心设置,所述悬臂转子包括线性转子、过渡圆柱和悬臂转子定位圈,所所述线性转子的一侧通过过渡圆柱与悬臂转子定位圈同轴心连接,所述悬臂转子定位圈外侧表面开设有凹槽,所述凹槽与圆形凸台过盈配合;所述悬臂转子定位圈外圆通过固定螺栓与驱动定位套外圆处的螺栓孔固定连接;

所述外壳体套接在悬臂转子外部,所述轴承端盖设置在主动轴转子靠近悬臂转子的一侧外表面,且所述轴承端盖与外壳体固定连接,所述轴承端盖内设置有第一台阶,所述主动轴转子外表面设置有第二台阶,所述第一台阶和第二台阶之间设有轴承腔,所述轴承腔内安装有轴承,所述轴承的外圆的一侧在轴向与第一台阶相紧靠,所述轴承的外圆的另一侧与轴承压盖相抵触,所述轴承压盖通过螺栓固定在轴承端盖上,所述轴承的内圆的一侧在轴向与第二台阶相紧靠,所述轴承的内圆的另一侧与驱动定位套相抵触。

优选地,所述圆形凸台外表面与凹槽内表面之间固定安装有波形弹簧。

优选地,所述主动轴转子靠近悬臂转子的一侧设置为平键结构,所述驱动定位套侧表面开设有平键孔,所述驱动定位套通过平键孔与平键结构相配合。

优选地,所述驱动定位套的外圆处均匀设置有两个第一定位销孔,所述悬臂转子定位圈上均匀设置有四个第二定位销孔,所述第二定位销孔与第一定位销孔通过定位销连接。

优选地,所述外壳体内腔设置有密封盖板,所述密封盖板通过螺栓固定安装在轴承端盖侧表面,且所述密封盖板中间开设有第一密封圈和第二密封圈,所述第一密封圈和第二密封圈分别套接在过渡圆柱和悬臂转子定位圈外表面。

优选地,所述密封盖板从中间水平线等分为第一盖板和第二盖板,所述第一盖板和第二盖板侧面均开设有螺栓孔,所述第一盖板和第二盖板通过螺栓固定连接。

优选地,所述线性转子、过渡圆柱和悬臂转子定位圈为一体式设计。

优选地,所述轴承腔下方设置有保护气通道,所述保护气通道与外部保护气管线相连接,所述轴承压盖与驱动定位套间隙配合,所述密封盖板与悬臂转子间隙配合。

本发明提供了一种用于罗茨泵或螺杆泵的悬臂连接结构。具备以下有益效果:通过悬臂转子定位圈与驱动定位套相互配合,通过凹槽与圆形凸台过盈配合,以确保悬臂转子通过驱动定位套与主动轴转子都是处于同心轴,并悬臂转子通过采用上述的安装方式,可以最大的确保悬臂转子的刚性和保持整体性能,并且大幅降低了其机加工的要求,仅需要在其外表机加工型线,而不需要在轴向开深孔套轴,减少了内外圆同心圆偏差的风险,更不需使用线切割要开键槽,同时由于悬臂转子只有外表面而没有内孔洞,因此对于该加工后的悬臂转子也便于做防腐处理,并且在安装上,是依靠螺栓和定位销确保方位度和紧固,而不再需要延伸的轴与转子的嵌入配合;

通过波形弹簧使得主动轴转子与驱动定位套在锁紧时能够起到一个反向推动力,从而使得驱动定位套的锁紧螺栓与主动轴转子端面螺栓孔中的螺牙锁紧,增加了锁紧力度,消除了其中的空隙,从而不会因为高速旋转时以及震动引起松动;通过该密封盖板从而确保了悬臂转子的端面间隙。

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 为本发明的截面结构示意图;

图2 为图1中A处的局部放大图;

图3 为本发明安装时主动轴转子的截面示意图;

图4 为本发明中悬臂转子的结构示意图;

图5 为本发明中悬臂转子的截面结构示意图;

图6 为本发明中驱动定位套的结构示意图一;

图7 为本发明中驱动定位套的结构示意图二;

图8 为本发明中轴承压盖的结构示意图;

图9 为本发明中密封盖板的结构示意图;

图10 为本发明中密封盖板的截面结构示意图;

图中标号说明:

1、外壳体;2、轴承端盖;3、主动轴转子;4、悬臂转子;5、锁紧螺栓;6、驱动定位套;7、圆形凸台;8、波形弹簧;9、第一台阶;10、第二台阶;11、轴承腔;12、轴承;13、轴承压盖;14、螺栓孔;15、固定螺栓;16、第一定位销孔;17、第二定位销孔;18、密封盖板;19、第一密封圈;20、第二密封圈;21、保护气通道;22、气流通道槽;41、线性转子;42、过渡圆柱;43、悬臂转子定位圈;44、凹槽;61、平键孔;181、第一盖板;182、第二盖板。

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。

实施例一,如图1-10所示,一种用于罗茨泵或螺杆泵的悬臂连接结构,包括外壳体1、轴承端盖2、主动轴转子3和悬臂转子4,主动轴转子3的一端通过锁紧螺栓5与驱动定位套6的一侧固定连接,驱动定位套6的另一侧内圆处设置有圆形凸台7,驱动定位套6的另一侧外圆处分别设置有螺栓孔14;悬臂转子4与主动轴转子3同轴心设置,悬臂转子4包括线性转子41、过渡圆柱42和悬臂转子定位圈43,所线性转子41的一侧通过过渡圆柱42与悬臂转子定位圈43同轴心连接,悬臂转子定位圈43外侧表面开设有凹槽44,凹槽44与圆形凸台7过盈配合;悬臂转子定位圈43外圆通过固定螺栓15与驱动定位套6外圆处的螺栓孔14固定连接;外壳体1套接在悬臂转子4外部,轴承端盖2设置在主动轴转子3靠近悬臂转子4的一侧外表面,且轴承端盖2与外壳体1固定连接,轴承端盖2内设置有第一台阶9,主动轴转子3外表面设置有第二台阶10,第一台阶9和第二台阶10之间设有轴承腔11,轴承腔11内安装有轴承12,轴承12的外圆的一侧在轴向与第一台阶9相紧靠,轴承12的外圆的另一侧与轴承压盖13相抵触,轴承压盖13通过螺栓固定在轴承端盖2上,轴承12的内圆的一侧在轴向与第二台阶10相紧靠,轴承12的内圆的另一侧与驱动定位套6相抵触。

工作原理:

在本申请中,主动轴转子3的两端分别由两个轴承进行固定和支撑,因此主动轴转子3在高速旋转时是非常稳定的,跳动幅度可以满足相邻叶轮的啮合。通过将轴承12安装在轴承腔11内,并通过轴承压盖13和第一台阶9将轴承12的外圆紧固在轴承腔内,由于轴承端盖2是固定不动,因此主动轴转子3与轴承12的轴向位移,只能是以第二台阶10远离轴承12的方向。而又由于驱动定位套6顶住轴承12的内圆的另一侧,并通过驱动定位套6的锁紧螺栓5与主动轴转子3的端面的螺栓孔紧固,从而使得驱动定位套6把主动轴转子3拉紧,由于轴承12的外圆已经被牢牢的固定在轴承端盖2和轴承压盖13中,则此时主动轴转子3在轴向被锁定,因此主动轴转子3上的叶轮与轴承端盖2之间间隙也就确定了;因此后续悬臂转子4的安装也不会影响主动轴转子3与轴承端盖2在轴向上的间隙。

从而使主动轴转子3的一侧属于固定侧,使所有的轴向的间隙均被固定,而通过另一侧齿轮的安装,则非悬臂转子所有的轴的方位度也能被快速确定。

悬臂转子4包括具有啮合线性的线性转子41,并使线性转子41、过渡圆柱42和悬臂转子定位圈43为一体式设计,在本申请中悬臂转子4采用了非金属材质,这样确保了整个悬臂转子的刚性;并通过悬臂转子定位圈43与驱动定位套6相互配合,通过凹槽44与圆形凸台7过盈配合,这样可以确保了悬臂转子4通过驱动定位套6与主动轴转子3都是处于同心轴,因此主动轴转子3旋转时,悬臂转子4也是可以确保相同转速、同心圆的同步旋转。

本申请的悬臂转子4采用上述的安装方式,可以最大的确保悬臂转子4的刚性和保持整体性能,并且大幅降低了其机加工的要求,仅需要在其外表机加工型线,而不需要在轴向开深孔套轴,减少了内外圆同心圆偏差的风险,更不需使用线切割要开键槽(这种方式对于转子的方位度的确定非常不精确),同时由于悬臂转子4只有外表面而没有内孔洞,因此对于该加工后的悬臂转子4也便于做防腐处理,并且在安装上,是依靠螺栓和定位销确保方位度和紧固,而不再需要延伸的轴与转子的嵌入配合。

实施例二,作为实施例一的进一步优选方案,圆形凸台7外表面与凹槽44内表面之间固定安装有波形弹簧8。通过波形弹簧8使得主动轴转子3与驱动定位套6在锁紧时能够起到一个反向推动力,从而使得驱动定位套6的锁紧螺栓5与主动轴转子3端面螺栓孔中的螺牙锁紧,增加了锁紧力度,消除了其中的空隙,从而不会因为高速旋转时以及震动引起松动,类似传统结构的锁紧螺母和止推垫圈。在本实施例中,锁紧螺栓5采用内六角螺栓结构,并优选采用细牙螺栓,使效果更加明显。

实施例三,如图6所示,作为实施例一的进一步优选方案,主动轴转子3靠近悬臂转子4的一侧设置为平键结构,驱动定位套6侧表面开设有平键孔61,驱动定位套6通过平键孔61与平键结构相配合。利用主动轴转子3一侧平键结构所构成的平键槽,从而使得主动轴转子3在插入驱动定位套6中,在主动轴转子3旋转过程中,能够更好的带动驱动定位套6一起旋转。

实施例四,作为实施例一的进一步优选方案,驱动定位套6的外圆处均匀设置有2个180°的第一定位销孔16,悬臂转子定位圈43上均匀设置有4个90°均分的第二定位销孔17,相邻的两个主动轴转子3在齿轮确定方位度必然构成90°平面角度(这个是由于啮合转子的型线决定,例如是主动轴转子是两叶罗茨转子就是构成90°,但若是主动轴转子是三叶罗茨转子就是构成60°,则悬臂转子定位圈有是一个60°均分的6个定位销孔,而在驱动定位套上则只有3个120°的定位销孔)。并通过定位销的错位,可以确保悬臂转子的方位度,最后通过螺栓紧固。使得悬臂转子紧紧的与驱动定位套紧固。

并且通过在悬臂转子定位圈43上设置有4个90°均分的第二定位销孔17,而在驱动定位套6上则只有2个180°的第一定位销孔16,则两个啮合的悬臂转子4的水平面必然构成90°或者0°,从而非常便于安装悬臂转子4(该悬臂转子的啮合型线就是水平交角度为90°),而且在安装时,并不需要已经安装好的非悬臂转子需要进行任何方位度再度调节。

实施例五,如图9-10所示,作为实施例一的进一步优选方案,对于罗茨真空泵,罗茨风机,螺杆真空泵来说,转子端面的间隙是确定其真空度和抽气量的重要参数,若是间隙过大,则会导致真空度变差,抽气效率明显下降。悬臂转子在定位圈的端面并非是啮合的转子,无法直接与端面保留应用的间隙。

因此为了解决上述问题,通过在外壳体1内腔设置有密封盖板18,密封盖板18通过螺栓固定安装在轴承端盖2侧表面,且密封盖板18中间开设有第一密封圈19和第二密封圈20,第一密封圈19和第二密封圈20分别套接在过渡圆柱42和悬臂转子定位圈43外表面。通过该密封盖板18从而确保了悬臂转子的端面间隙。

实施例六,作为实施例五的进一步优选方案,并且由于在安装时,在确定悬臂转子方位和螺栓,螺母锁紧时,必然是先安装悬臂转子与驱动定位套的连接,安装完毕后才能安装密封盖板,此时密封盖板若是一个整体盖板,则是无法安装。

因此为了解决上述问题,本申请将密封盖板18从中间水平线等分为第一盖板181和第二盖板182,第一盖板181和第二盖板182侧面均开设有三个螺栓孔,第一盖板181和第二盖板182通过螺栓固定连接。

在实际安装时,先将第一盖板181和第二盖板182分离开,在将第一盖板181和第二盖板182分别从已经安装好的悬臂转子4的上下方分别插入,使过渡圆柱42外表面和悬臂转子定位圈43外表面正好与密封盖板18中间的第一密封圈19和第二密封圈20间隙配合,再通过螺栓将第一盖板181和第二盖板182锁紧,并在悬臂转子定位圈43的外圆导向下,将两个密封盖板通过螺栓固定安装在轴承端盖2侧表面上,通过塞尺确定此时密封盖板18与悬臂转子4端面的间隙,若是间隙过大或者过小,可通过调整垫片,或者锉刀来进行调整。

实施例七,作为实施例五的进一步优选方案,为了确保悬臂转子4的抗腐蚀能力或者粉尘,特别是对悬臂转子连接螺栓孔,以及悬臂转子连接的驱动定位套6,轴承12的保护。通过在轴承腔11下方设置有保护气通道21,保护气通道21与外部保护气管线相连接,轴承压盖13与驱动定位套6间隙配合,密封盖板18与悬臂转子4间隙配合。

在实际运行中,从轴承12到悬臂转子4的区域全是负压状态,从而使略带压或者常压的外部的保护气则通过外部保护气管线充满保护气通道21,然后通过轴承压盖13的气流通道槽22渗透进来,填充在轴承靠近悬臂转子的一侧。而由于轴承压盖13与驱动定位套6间隙配合,密封盖板18与悬臂转子4间隙配合,因此保护气会随着这些间隙填充到密封盖板18的空腔内,而这些空腔正是悬臂转子4的螺栓紧固的地方,从而起到了非常好的保护作用;最终保护气会不断的渗透到悬臂转子4的吸入口,与工艺气体被压缩后被排放出泵体,从而彻底确保了对于那些无法做到完全防腐处理的螺栓,轴承等元件的保护,免受粉尘和腐蚀性气体的伤害。由于是正压气体渗透进入负压腔室,所以就与现有的螺杆泵或罗茨风机的排气口气体与保护气产生正面冲击的气帘的运行方式完全不一样,也避免了现有螺杆泵,罗茨风机,多级干式真空泵在运行过程中,排气口侧的轴承必然受到工艺介质影响的问题。

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。

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