專利名稱：一種羅茨風機用夾層式多功能軸承座的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種軸承座，尤其涉及一種羅茨風機(羅茨真空泵)用夾層式多功能軸承座。
背景技術：
羅茨風機(羅茨真空泵)是目前國內外廣泛應用的氣力源設備和真空設備。該設備壓縮空氣(或抽真空)時產生大量熱量，熱量傳遞至軸承后，軸承容易在高溫環境中燒毀，導致產品損壞，此種情況成為限制羅茨風機使用壽命的主要原因。故羅茨風機(羅茨真 空泵)的機體，很大程度上都圍繞降溫散熱進行設計。目前市場上，羅茨風機(羅茨真空泵)的冷卻有以下幾種方式Ι·水冷卻；ΙΙ·開放式自然冷卻；ΙΙΙ.強制風冷卻；IV.逆流冷卻。I. 一般設計羅茨風機的軸承座(墻板)，可考慮帶有水環道，以冷卻水保證軸承在合適的溫度范圍內運轉。II.另一種主流方式是采用開放式軸承座(又稱“開式墻板”)，利用常溫的大氣將軸承和機體的連接隔斷，避免機體的高溫傳導至軸承。III.強制風冷，是指修改的羅茨風機(真空泵)的主軸結構，在主軸上，安裝一散熱風扇，風扇跟隨主軸旋轉，產生氣流，帶走機體熱量。IV.逆流冷卻，主要應用于羅茨風機(羅茨真空泵，尤其是三葉羅茨真空泵)，由于羅茨真空泵是負壓使用，不再有大量外界空氣被吸入機體，當達到一定真空度時，羅茨真空泵的入口端，氣流極其稀薄，吸入的氣體已經無法為出口端反復壓縮的高溫氣體提供任何冷卻作用，故羅茨真空泵的機體溫度遠遠高于羅茨風機。而逆流冷卻的原理是，利用風機旋轉時，葉輪間產生的負壓空間，吸入外界低溫空氣，降低機體的溫度。比較以上四種方式，各有缺點如下I.水冷是目前效果最好的冷卻方式，也是目前市場占比最大的方式。但水冷方式浪費大量水資源，且加工成本相對較高，目前市場對水冷卻的需求逐步減少。II.開放式自然冷卻，是目前市場較為主流的另一種方式，但由于熱量最終會經過主軸傳遞至軸承，故其效果相當有限，在高壓高溫的環境下，實際是了犧牲軸承壽命乃至整機壽命。在較高的工況下，還是需要水冷卻的方式進行補充，而其結構與水冷式軸承座結構沖突，導致其不可能改裝為水冷式軸承座，大大限制了企業產品線的發展。III.強制風冷式結構，需要對產品進行較大的改裝，并且降低了產品主軸強度。同時附加的機構增加了產品的不穩定性，外置的風扇也不利于安全。最關鍵的是，隨主軸旋轉的扇葉，大大增加了產品的實際功耗，為了節約水資源而浪費了大量的電力能源，得不償失。除特殊應用環境以外，市場上強制風冷的產品不多見。IV.逆流冷卻方式，目前市場運用比較多見于真空，其缺點在于需要定制專門的產品機體，從機體兩側開孔，引入外界空氣，加大了噪音，需要引氣管路和消音器等外置部件，結構復雜，成本高昂。并且僅能使羅茨真空泵達到羅茨風機的正常溫度，對于羅茨風機正壓運用時的溫度下降，意義不大。
發明內容
本發明的目的是解決上述問題的不足之處，提供了一種羅茨風機用夾層式多功能軸承座。為了解決以上技術問題，本發明采用的技術方案是一種羅茨風機用夾層式多功能軸承座，包括軸承座體，軸承座體內設置有沉頭螺塞孔、氣流道和兩個軸承孔；沉頭螺塞孔由流道上沉頭螺塞孔、流道下沉頭螺塞孔、上沉頭螺塞孔、下沉頭螺塞孔、左沉頭螺塞孔和右沉頭螺塞孔組成；上沉頭螺塞孔、下沉頭螺塞孔、左沉頭螺塞孔和右沉頭螺塞孔依次分布在氣流道的邊緣上；流道上沉頭螺塞孔為兩個，分布在兩個軸承孔的上方內側；流道下沉頭螺塞孔為兩個，分布在兩個軸承孔的下方外側。本發明可以通過一次加工完畢之后，以沉頭螺塞(堵頭)堵塞不同的沉頭螺塞孔(通氣孔)，實現不同的氣腔、氣道、水道分布，通過簡單的改裝，本發明的應用使同一臺羅 茨風機根據不同要求實現水冷、風冷、真空逆流冷卻(將羅茨風機變成羅茨泵使用)等多重應用，并兼具現有四種冷卻方式的優點，散熱效果更佳。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。圖I為本發明的結構示意圖。圖2為本發明的側面結構示意圖。圖3、圖4為本發明使用狀態時冷卻水的內、外流動方向(箭頭所示)示意圖。圖5、圖6為本發明正壓工作時外界大氣流入方向(箭頭所示)示意圖。圖7、圖8為本發明負壓工作時外界大氣流入方向(箭頭所示)示意圖。
具體實施例方式如附圖所示，本發明包括軸承座體I、沉頭螺塞孔、氣流道(水流道)2和軸承孔3。沉頭螺塞孔分為流道上沉頭螺塞孔4、流道下沉頭螺塞孔5、上沉頭螺塞孔6、下沉頭螺塞孔7、左沉頭螺塞孔8和右沉頭螺塞孔9。上沉頭螺塞孔6、下沉頭螺塞孔7、左沉頭螺塞孔8和右沉頭螺塞孔9依次分布在氣流道2的邊緣上。流道上沉頭螺塞孔4為兩個，分布在兩個軸承孔3的上方內側；流道下沉頭螺塞孔5為兩個，分布在兩個軸承孔3的下方外側。水冷應用當沉頭螺塞孔中的位左沉頭螺塞孔8、右沉頭螺塞孔9、兩個流道上沉頭螺塞孔4和兩個流道下沉頭螺塞孔5被封堵時即為普通的水冷軸承座，如圖3所示。此時，整個軸承座僅有上沉頭螺塞孔6、下沉頭螺塞孔7貫通，軸承座內部的氣流道2變成水流道，冷卻水從下方的下沉頭螺塞孔7進入軸承座體I內形成封閉水道，然后從上沉頭螺塞孔6流出，帶走軸承部位的熱量。以上過程，即完成羅茨風機(羅茨真空泵)的水冷卻運用。該運用可以有效的降低風機軸承部位的溫度，避免高溫損壞軸承。吸入式風冷應用，如圖5所示正壓運用羅茨風機時，此時封堵左沉頭螺塞孔8、右沉頭螺塞孔9、和兩個流道下沉頭螺塞孔5，則外界大氣在羅茨風機上部進風口微弱負壓的作用下，通過下沉頭螺塞孔7，進入軸承座，流經整個軸承座帶走熱量后，由兩個流道上沉頭螺塞孔4的空腔進入羅茨風機機體。完成吸入式風冷應用。該效應可通過減小羅茨風機的進風口消音器口徑而明顯加快軸承座進氣流速，可更有效的帶走軸承部位熱量，同時不會增加羅茨風機進口處的負壓。而羅茨風機減小進風消音器口徑對于減小羅茨風機的噪音也極為有利，該情況已不屬于本專利內容，此處不予敷述。以上情況即完成羅茨風機的吸入式風冷運用。該運用方式，是一種新穎的羅茨風機冷卻方式，利用羅茨風機工作時的負壓，帶動外界低溫大氣，繞行軸承部位后，最后進入風機機體，實現以下多種功能I.有效的帶走了軸承部位的熱量實現降溫。II.從軸承座部位，沿葉輪軸向進入的外界大氣，避免了氣流從風機進風口進入時難以到達葉輪端面的缺點，使進氣氣流更均勻的分布在機體內，避免了羅茨風機機體的溫度不平衡(傳統羅茨風機機體在進風口正下方的溫度與機體兩端溫差極為顯著)。有效降低了風機靠近軸承座位置的機體溫度，經試驗實測，熱穩定后，最高降溫可達20°C以上。該功能減少了經機體傳導至軸承座的熱量實現了進一步的降溫。III.機體的顯著降溫，增加了風機進氣效率，實現了流量的提升。IV.以上過程都是由產品運行時自然產生的負壓效應實現。避免了外置的散熱機構，沒有多余能量消耗，是對羅茨風機能量消耗的有效利用，降低了產品的能耗甚至噪聲。以上多種有利效應皆優于開放式自然冷卻和強制風冷。逆流冷卻應用，如圖7所示負壓運用羅茨風機(羅茨真空泵)時，此時封堵下沉頭螺塞孔7、左沉頭螺塞孔8、右沉頭螺塞孔9 (或上沉頭螺塞孔6、左沉頭螺塞孔8和右沉頭螺塞孔9)和兩個流道上沉頭螺塞孔4，(僅繪制其中一種情況的示意圖)，則外界大氣在羅茨風機中下部位強烈負壓的作用下，通過沉頭螺塞位上沉頭螺塞孔6 (或下沉頭螺塞孔7) 進入軸承座，流經2/3個(或1/3個)軸承座帶走熱量后，由流道下沉頭螺塞孔5的空腔進入羅茨風機機體，以相對低溫的外界大氣帶走機體壓縮腔內的高溫，完成逆流冷卻應用(此時對于三葉式羅茨真空泵并不影響產品的真空度；對于二葉羅茨泵，可在上沉頭螺塞孔6和下沉頭螺塞孔7位置安裝一小型真空安全閥，實現等同傳統羅茨泵溢流閥的效果)。這種逆流冷卻應用，具備以下優點I.相對自帶自重式旁通溢流閥的傳統羅茨泵，大大簡化了機體，統一了羅茨風機和羅茨真空泵的整機結構。II.相對國外從機體兩側引入大氣的方案，簡化了進氣管路和相應消聲器。同時國外方案的外界氣流由機殼徑向吸入，氣流路徑短，散熱效果差，對軸承冷卻沒有任何作用。而本方案中，外界氣流經過軸承座，再沿葉輪軸向吸入，氣流路徑長，散熱效果好，并且附帶軸承冷卻功能。注羅茨風機葉輪腔內屬于精密部件，在以上沉頭螺塞孔打開作為進氣口時，都需要安裝過濾器，以內風機內部吸入雜物卡死。
權利要求
1.一種羅茨風機用夾層式多功能軸承座，包括軸承座體，其特征在于所述軸承座體內設置有沉頭螺塞孔、氣流道和兩個軸承孔；所述沉頭螺塞孔由流道上沉頭螺塞孔、流道下沉頭螺塞孔、上沉頭螺塞孔、下沉頭螺塞孔、左沉頭螺塞孔和右沉頭螺塞孔組成；所述上沉頭螺塞孔、下沉頭螺塞孔、左沉頭螺塞孔和右沉頭螺塞孔依次分布在氣流道的邊緣上；所述流道上沉頭螺塞孔為兩個，分布在兩個軸承孔的上方內側；所述流道下沉頭螺塞孔為兩個，分布在兩個軸承孔的下方外側。
全文摘要
本發明公開了一種羅茨風機用夾層式多功能軸承座，包括軸承座體，軸承座體內設置有沉頭螺塞孔、氣流道和兩個軸承孔；沉頭螺塞孔由流道上沉頭螺塞孔、流道下沉頭螺塞孔、上沉頭螺塞孔、下沉頭螺塞孔、左沉頭螺塞孔和右沉頭螺塞孔組成；上沉頭螺塞孔、下沉頭螺塞孔、左沉頭螺塞孔和右沉頭螺塞孔依次分布在氣流道的邊緣上；流道上沉頭螺塞孔為兩個，分布在兩個軸承孔的上方內側；流道下沉頭螺塞孔為兩個，分布在兩個軸承孔的下方外側。本發明可以通過一次加工完畢之后，以沉頭螺塞堵塞不同的沉頭螺塞孔，實現不同的氣腔、氣道、水道分布，使同一臺羅茨風機根據不同要求實現水冷、風冷、真空逆流冷卻等多重應用，散熱效果更佳。
文檔編號F04C29/00GK102705239SQ20121020613
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月21日 優先權日2012年6月21日
發明者劉康, 吳木兵, 曹旦, 童海業, 龔佳琦 申請人:南通榮恒環保設備有限公司