一种适用于高压差的真空泵转子及真空泵

本发明涉及真空泵，涉及一种真空泵转子及真空泵，具体涉及一种适用于高压差的真空泵转子及真空泵。

背景技术：

1、真空泵是一种广泛应用于集成电路、航空航天、化工制药、光伏等领域的重要的工业基础设备，具体是指利用各种方法对被抽容器进行抽气而获得真空的器件或设备。真空泵一般包括两个转子，转子的一端通过刚性连接与旋转轴配合，两个转子通过一对高精度齿轮来实现其相对同步运转。

2、真空泵靠间隙密封实现对容器气体的抽除。真空泵的转子运动间隙包括转子与转子之间的间隙和转子与壳体之间的间隙。密封间隙一般为0.1mm—0.5mm之间。若密封间隙过大，真空泵转子间的密封性能下降明显，直接影响真空泵的性能(如，极限压力下降明显，抽速损失显著增大)；若密封间隙过小，真空泵转子受到气体压缩产热的影响，转子会热膨胀造成转子之间剐蹭，尤其在高压差下，尤为严重，甚至造成转子卡死，会直接导致真空泵的损坏。

3、为了使真空泵在较高的压差下工作，以扩大使用范围，增加泵的可靠性，就必须设法散出转子产生的热量，也就是说要对转子进行冷却。目前，为保证真空泵的稳定运行，通常在真空泵壳体设计水冷通道，实现对泵体的降温。但是转子在设计间隙不变的条件下，增加真空泵的运行压力范围的方法是在排气口对空气进行冷却，并将部分冷却空气重新导入进气口，实现对转子的降温，这种真空泵成为风冷式真空泵。但这种真空泵需要在排气口辅助制冷系统，系统结构复杂，另外，冷却后的空气重新回到泵进气口，会直接影响真空泵的抽速。

4、如中国专利文献cn105715513 a公开了一种风冷式真空泵包括泵壳与置于泵壳内的转轴，所述转轴的开设有轴线方向的贯穿孔，包括套接且转动密封于转轴一端部的封座、连通于封座并向贯穿孔进气或吸气的风机、转轴另一端部与外部连通；所述泵壳内开设有密封腔、所述密封腔设有至少两个用于与外界进出气的气口，所述封座与其中一气口密封连通以实现风机对密封腔输气，达到对转轴与泵壳有效散热的目的。该专利方案采用风机抽取空气进入泵壳内的密封腔与转轴内的贯穿孔，通过空气的流动带走泵壳与转轴内的热量进行有效降温。首先该方案主要是实现对泵壳与转轴的降温，而在泵的运转过程中，尤其是在较高压差的情况下工作，热膨胀的主要是转子，因此最主要是要将转子的热量散发出处，实现对转子的冷却，才能根本解决真空泵的散热问题；另一方面该专利方案中设置密封腔包裹泵壳实现降温，密封腔的设置也会使得整个真空泵的结构复杂化，体积增加，并且散热效果仍然受限于风机的抽速，并且存在散热不均的问题。

5、为了解决现有技术存在的上述问题，本发明拟提供一种适用于高压差的真空泵转子及真空泵。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种适用于高压差的真空泵转子及真空泵。其目的在于，针对现有技术存在的技术问题，通过在转子轴上预设进气流道、排气流道，并通过设置气冷流道部在转子内部形成气冷流道，各流道依次连通，通过外置的小型抽气风机即可实现转子内部气流的强制流动，实现对转子高效的冷却，并且结构简单，能实现在不影响真空泵性能的前提下实现真空泵高压差的运行。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种适用于高压差的真空泵转子，所述真空泵转子包括转子本体和转子轴；

4、所述转子轴设有进气端、排气端，且转子轴内预设空气流道，空气流道中间实心被隔断形成进气流道与排气流道；

5、所述转子本体包括壳体及壳体围成的空腔，转子本体设有至少两个转子叶片，在每个转子叶片的空腔内均设有气冷流道部，气冷流道部与转子叶片相应位置壳体的内壁形成气冷流道；气冷流道部朝向气冷流道的一面上设有凸起部；

6、所述转子本体的每个转子叶片的空腔内还均设有连接部，每个转子叶片的连接部连接其气冷流道部与其对应转子轴的外壁，并将气冷流道部远离气冷流道一侧与转子轴的外壁之间的空间分隔成进气部和排气部；

7、所述转子轴的进气端设有进气孔，排气端设有排气孔；每一个转子叶片的进气部通过进气孔与进气流道连通；每一个转子叶片的排气部通过排气孔与排气流道连通；所述进气流道、进气部、气冷流道、排气部以及排气流道依次连通形成通道。

8、优选地，进气流道与排气流道对称设置。转子本体与转子轴一体成型，两者密封连接。

9、进一步地，所述气冷流道部为空心结构，包括第一板件、第二板件、第三板件和第四板件，第一板件与连接部连接，第二板件与相应位置的转子叶片的壳体内壁形成气冷流道，第一板件与第二板件连接形成两端开口的中空结构，第三板件、第四板件设于中空结构的两端实现封口。

10、具体地，气冷流道部可以一体成型。优选地，所述气体流道部可以通过螺栓与转子本体的壳体内壁固定连接。

11、优选地，所述第二板件的形状与相应位置的壳体内壁轮廓一致，即气冷流道为等高度流道，高度为h。

12、进一步地，凸起部设置在所述第二板件朝向气冷流道的一面上。

13、进一步地，所述凸起部通过一体冲压成型，或焊接，或螺栓固定设于气冷流道部朝向气冷流道的一面上。在可实施的方案中，即固定设于第二板件上。

14、优选地，所述凸起部均匀设置于气冷流道部朝向气冷流道的一面。如：多行多列阵列式排布。更优选的，所述凸起部朝向壳体的内壁面沿周向均匀排布，轴向也均匀分布，且不同轴向位置周向分布的凸起部交错设置。如此，可以实现更好地均匀冷却。

15、进一步地，

16、设凸起部的高度为h，h＝(0.1～0.9)*h。

17、进一步地，

18、所述转子本体的壳体包括一体成型构成转子本体外轮廓的两端开口的第一壳体，及用于两端封口的两个端面封盖，第一壳体与端面封盖密封连接；

19、进一步地，所述第一壳体上设有安装槽，所述端面封盖通过螺栓固定在安装槽上，保证转子本体内部与外部空间隔绝，且结构简单、安装方便。

20、进一步地，所述真空泵转子为二叶转子、三叶转子、四叶转子、六叶转子、多叶转子。即，所述转子的叶数包括但不限于2、3、4、6、8等。

21、第二方面，本发明还提供一种真空泵，所述真空泵包括上述的适用于高压差的真空泵转子。

22、进一步地，所述真空泵为单级泵或多级泵。

23、本发明的有益效果如下：

24、本发明提供的真空泵转子，通过在转子轴上预设进气流道、排气流道，进气流道与排气流道不连通，并通过在转子本体内部设置气冷流道部与转子本体的壳体内壁形成气冷流道，各流道依次连通，通过外置的小型抽气风机即可实现转子内部气流的强制流动，实现对转子高效的冷却，并且结构简单、安装方便。

25、冷却过程中的具体冷却效率可通过控制抽气风机的转速调节气体流量和流速，实现空气与转子本体的壳体内壁面的换热性能的控制，进而实现对转子冷却效果的控制。本发明能极大的简化现有风冷真空泵的系统复杂性，同时在不影响真空泵性能的前提下实现真空泵高压差的运行。

26、本发明提供的真空泵转子，以环境空气为介质，环境空气从转子轴的进气端吸入转子轴的进气通道，然后从进气孔分别进入每一个转子叶片的进气部，再依次经过气冷流道、排气部，再经过排气孔进入排气流道，最后经过排气流道排出。过程中，环境空气可以对运转状态下的转子进行冷却降温，尤其是能对转子的每个叶片实施降温。本发明的冷却过程能直接采用环境空气充当介质，相较于传统水冷式、风冷式真空泵具有结构简单、稳定性高等优势。

27、并且，每个叶片内的气冷流道部朝向气冷流道的一面设有凸起部，凸起部均匀、交错分布设置，有利于气冷流道内气体温度的均匀分布，避免出现气体堆积造成局部温度过热，提高真空泵运转的稳定性。