液環(huán)真空泵及壓縮機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及真空泵壓縮機(jī)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種液環(huán)真空泵及壓縮機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]液環(huán)真空泵及壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)、制造和使用已有近百年的歷史，期間不斷改進(jìn)，性能不斷提高。由于液環(huán)真空泵及壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造水平要求不高、性能穩(wěn)定、運(yùn)行可靠、易于維護(hù)、低噪音等特點(diǎn)，且可實(shí)際大型化制造要求，因而得到廣泛使用。然而，目前市場(chǎng)上液環(huán)真空泵及壓縮機(jī)由于其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上原因，普遍存在以下幾個(gè)方面的缺點(diǎn)。
[0003]1、效率低下，費(fèi)水費(fèi)電嚴(yán)重。
[0004]目前市場(chǎng)上的液環(huán)真空泵及壓縮機(jī)普遍存在效率低下的問(wèn)題，無(wú)論是平圓盤(pán)結(jié)構(gòu)液環(huán)真空泵及壓縮機(jī)還是錐體結(jié)構(gòu)的液環(huán)真空泵及壓縮機(jī)，其運(yùn)行效率均比較低，大型液環(huán)真空泵及壓縮機(jī)運(yùn)行效率在50%以下，小型液環(huán)真空泵及壓縮機(jī)的工作效率甚至低于30%。出現(xiàn)這種情況的原因是由于形成、容納和約束液環(huán)的部件(對(duì)平圓盤(pán)而言主要是泵體和分配板，對(duì)錐體結(jié)構(gòu)的液環(huán)真空泵及壓縮機(jī)而言是泵體和泵蓋)ο但無(wú)論哪種結(jié)構(gòu)的液環(huán)真空泵及壓縮機(jī)均由于形成液環(huán)所需的軸向和徑向約束機(jī)構(gòu)是靜止的，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)液環(huán)的外柱面和端面與上述部件存在大面積的高速摩擦，相對(duì)于靜止的腔壁，液環(huán)的運(yùn)動(dòng)速度達(dá)每秒十幾米到每秒幾十米，這種摩擦產(chǎn)生較大的能量損耗，又由于液體的粘滯系數(shù)較大，液環(huán)內(nèi)部存在較大的速度梯度，形成內(nèi)部的粘滯消耗，其兩者相互疊加，導(dǎo)致了很大的能量消耗，這種消耗轉(zhuǎn)變成熱量，使液環(huán)溫度迅速升高，由于液環(huán)的飽和分壓隨溫度的升高而升高，為了維護(hù)持液環(huán)真空泵及壓縮機(jī)的有效抽速，必須將液環(huán)的溫度控制在合理的范圍內(nèi)，因此需要不斷的補(bǔ)充大量溫度較低的工作液，以帶走由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原因持續(xù)形成的熱量?？傊壳笆袌?chǎng)上的液環(huán)真空泵及壓縮機(jī)費(fèi)水費(fèi)電嚴(yán)重。
[0005]2、所形成的液環(huán)遠(yuǎn)非理想液環(huán)，因而進(jìn)一步降低效率。
[0006]由于其結(jié)構(gòu)的原因，液環(huán)在泵腔內(nèi)的運(yùn)功形式非常不規(guī)則，除了由于速度差的原因存在的層流為主的運(yùn)動(dòng)形式，液環(huán)內(nèi)還有大量大小不等的漩渦運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)在整個(gè)液環(huán)內(nèi)呈不規(guī)則的分布狀態(tài)，從而破壞理想層流的形成。這種漩渦運(yùn)功也使流體運(yùn)功路徑加長(zhǎng)，液環(huán)內(nèi)部摩擦加劇，導(dǎo)致發(fā)熱嚴(yán)重，效率降低。
[0007]3、液環(huán)的約束部件易受到工作的強(qiáng)烈沖刷而損壞。
[0008]如I所述，液環(huán)在約束部件的束縛下，由于殼體是靜止的，運(yùn)功的液環(huán)與約束部件產(chǎn)生劇烈摩擦，偏心切點(diǎn)(葉輪與泵體最近處)與液環(huán)的摩擦更是劇烈(葉輪與泵體的切點(diǎn)處距離只有幾毫米，速度差則達(dá)每秒十幾米到每秒幾十米)，液環(huán)端面也存在相同的情況，因而約束部件受損嚴(yán)重，部件使用壽命大大降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種液環(huán)真空泵及壓縮機(jī)，解決液環(huán)在泵腔內(nèi)的不規(guī)則運(yùn)功狀態(tài)，解決現(xiàn)存的能效低、費(fèi)水費(fèi)電的傳統(tǒng)液環(huán)真空泵及壓縮機(jī)普通存在的問(wèn)題。
[0010]本發(fā)明所述的液環(huán)真空泵及壓縮機(jī)，包括外殼，外殼內(nèi)裝有主軸，主軸兩端通過(guò)主軸軸承支撐，主軸上裝有葉輪，葉輪外設(shè)有轉(zhuǎn)筒，轉(zhuǎn)筒包括泵體，泵體兩端固定有泵體端蓋，轉(zhuǎn)筒上設(shè)有轉(zhuǎn)筒軸承，轉(zhuǎn)筒和轉(zhuǎn)筒軸承同軸；葉輪兩側(cè)連接有錐體分配器，錐體分配器上開(kāi)有錐體軸孔，主軸穿過(guò)錐體軸孔，錐體分配器穿過(guò)轉(zhuǎn)筒軸承和泵體端蓋，錐體軸孔、主軸和葉輪同軸，轉(zhuǎn)筒和主軸的軸線偏離。
[0011]該泵的轉(zhuǎn)子部分包括主軸和葉輪，轉(zhuǎn)筒部件包括泵體和泵體端蓋，這兩部分為兩獨(dú)立的軸承支撐系統(tǒng)，兩者偏心，滿足于各自自轉(zhuǎn)的需要，偏移量滿足液環(huán)真空泵及壓縮機(jī)完整吸排氣設(shè)計(jì)需要。轉(zhuǎn)筒中容納也約束液環(huán)，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，工作液被驅(qū)動(dòng)，形成液環(huán)，液環(huán)由于摩擦力帶動(dòng)轉(zhuǎn)筒一道高速旋轉(zhuǎn)。葉輪的最外緣線速度與轉(zhuǎn)筒線速度差很小(其差值由轉(zhuǎn)筒運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)阻力決定，阻力主要來(lái)原為轉(zhuǎn)筒軸承、氣流通道與泵蓋之間的密封件阻力之和)。液環(huán)與轉(zhuǎn)筒之間摩擦力很小，液環(huán)內(nèi)部速率差很小，液環(huán)在轉(zhuǎn)筒內(nèi)呈接近理想液環(huán)狀態(tài)，摩擦損耗基本消除，無(wú)用功減少，因而效率大大提高。
[0012]所述的兩個(gè)錐體分配器外均連接有圓筒，圓筒與轉(zhuǎn)筒同軸。錐體分配器被偏心安裝在圓筒上，兩者可通過(guò)焊接方式連接為一體，圓筒和錐體分配器內(nèi)均設(shè)有配套的氣體和液體通道，保證了應(yīng)用的可行性，控制好葉輪與錐體之間的間隙即可保證吸排氣要求，它們之間的位置關(guān)系是由主軸軸承控制的，且相應(yīng)部位安裝有密封件；圓筒通過(guò)調(diào)節(jié)主軸軸承架之間的距離和主軸在主軸軸承架的位置即可控制錐體分配器與葉輪之間的間隙。主軸軸承架通過(guò)底座及支撐桿固定，增加穩(wěn)定性。
[0013]所述的泵體端蓋上固定有軸承臺(tái)，軸承臺(tái)上設(shè)有軸承架，轉(zhuǎn)筒軸承安裝在軸承臺(tái)和軸承架之間，軸承臺(tái)用于安裝軸承的內(nèi)圈，軸承外圈被安裝在固定在底座的軸承架上，軸承架采用對(duì)開(kāi)式軸承架以便于安裝操作。
[0014]所述的泵體上設(shè)有環(huán)形軸承臺(tái)和環(huán)形軸承架，環(huán)形軸承架上裝有轉(zhuǎn)筒軸承，環(huán)形軸承臺(tái)和環(huán)形軸承架設(shè)有2組，每道環(huán)形軸承臺(tái)外側(cè)各有四套小型軸承支撐泵體，小軸承被安裝在環(huán)形軸承架上，每套小軸承在泵體的軸向和徑向方向均可調(diào)節(jié)，軸向用于調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)筒的位置，徑向方向用于轉(zhuǎn)筒的軸心位置和軸承對(duì)泵體環(huán)形軸承臺(tái)的壓力大小。
[0015]所述的泵體端蓋內(nèi)圓與圓筒之間設(shè)有擋液圈，擋液圈設(shè)有兩道，用于隔離泵腔內(nèi)的高壓液體，擋液圈固定在泵蓋內(nèi)圓內(nèi)，與圓筒之間間隙很小，兩擋液圈之間設(shè)有回流孔，回流孔與進(jìn)氣管相通，用于液體回流到泵內(nèi)。
[0016]所述的葉輪為兩端面密閉結(jié)構(gòu)，葉輪葉片間的吸排氣通過(guò)錐體進(jìn)出，該結(jié)構(gòu)的應(yīng)用解決了像平圓盤(pán)結(jié)構(gòu)真空泵及壓縮機(jī)葉輪端面與泵蓋端面的間隙控制難題，泵體端蓋與葉輪端面之間沒(méi)有氣流通過(guò)，使設(shè)備性能與該間隙量變得不敏感，降低了轉(zhuǎn)筒定位的難度，兩者之間的間隙要求降為毫米級(jí)，使機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性大大提高。
[0017]所述的轉(zhuǎn)筒軸承為調(diào)心滾子軸承或圓錐滾子軸承，目的是為了使轉(zhuǎn)筒圍繞其軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)阻力越小越好，具體采用哪種軸承支撐形式視泵的大小規(guī)格、軸承種類(lèi)以及安裝布局空間決定。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的有益效果是:
[0019]第一，轉(zhuǎn)筒結(jié)構(gòu)的運(yùn)用，將液環(huán)與約束機(jī)構(gòu)大面積的高速摩擦、液環(huán)內(nèi)部各層流之間的摩擦、液環(huán)內(nèi)部的漩渦運(yùn)功導(dǎo)致的摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)承的滾動(dòng)摩擦，使液環(huán)在泵內(nèi)的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)形式改變?yōu)橐?guī)律的近似于理想的液環(huán)運(yùn)行形式，這種形式使液環(huán)既有很好的強(qiáng)度，內(nèi)部摩擦也很小，是對(duì)現(xiàn)有液環(huán)形式的徹底改變。由于滾動(dòng)摩擦