一種螺桿真空泵的螺桿轉(zhuǎn)子冷卻裝置的制作方法

本發(fā)明屬于泵技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種螺桿真空泵，特別是一種螺桿真空泵的螺桿轉(zhuǎn)子冷卻裝置。

背景技術(shù)：
螺桿真空泵是利用一對螺桿轉(zhuǎn)子，在泵殼中作同步高速反向旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的吸氣和排氣作用的抽氣設(shè)備。螺桿真空泵的兩根螺桿轉(zhuǎn)子需要進(jìn)行精細(xì)動平衡校正，并由軸承支撐安裝在泵殼中，兩根螺桿轉(zhuǎn)子之間都有一定的間隙，因此泵工作時，相互之間無磨擦，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低，工作腔無需潤滑油。現(xiàn)有的螺桿真空泵的冷卻方式是直接冷卻泵殼，即在泵殼上開有冷卻水通道，往泵殼或者軸承外側(cè)通冷卻水，用來冷卻螺桿泵體外殼和排氣口溫度。螺桿真空泵如果冷卻效果不好，會造成螺桿轉(zhuǎn)子變形，進(jìn)而引起螺桿卡死的故障。為了提高冷卻效果，螺桿真空泵生產(chǎn)企業(yè)通過螺桿轉(zhuǎn)子加工成中空的結(jié)構(gòu)，以提高冷卻效果。一種方式是，在螺桿轉(zhuǎn)子上加工沿軸向貫通的冷卻液通道，這種方式加工方便，但是冷卻效果相對較差。另一種方式是在螺桿轉(zhuǎn)子的螺旋齒上加工冷卻液通道，例如，中國專利【申請?zhí)?01310125129.0；公開號CN103267015A】熱管內(nèi)冷卻干式螺桿真空泵以及中國專利【申請?zhí)?01310125103.6；授權(quán)公告號CN103195715A】不銹鋼中空螺桿，以上兩篇專利文獻(xiàn)公開了一種不銹鋼中空螺桿，由桿體和螺旋齒組成，螺旋齒的中空結(jié)構(gòu)作為冷卻腔，在冷卻腔內(nèi)注入冷卻介質(zhì)，排除空氣并密封，從而形成熱管式內(nèi)冷卻結(jié)構(gòu)，在后蓋上裝有冷卻油泵對螺桿軸進(jìn)行冷卻。上述的螺桿真空泵的螺桿采用中空的結(jié)構(gòu)，螺桿的螺旋齒為中空結(jié)構(gòu)形成冷卻腔，并通過注入冷卻介質(zhì)用于對螺桿的冷卻。由于現(xiàn)有螺桿通常采用鑄造成型加工，從兩篇專利文獻(xiàn)的文字和圖紙公開的內(nèi)容可知，螺旋齒的中空結(jié)構(gòu)在鑄造過程中得到，這樣的結(jié)構(gòu)存在的問題在于，鑄造難以準(zhǔn)確控制冷卻腔大小，進(jìn)而嚴(yán)重影響了螺桿轉(zhuǎn)子的動平衡性能，鑄造件容易產(chǎn)生各種缺陷，造成成品率底，螺桿真空泵的噪音和震動也會增加。并且，通過冷卻油泵單獨(dú)對螺桿軸進(jìn)行冷卻，沒有很好的利用冷卻腔，冷卻效果不佳。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種螺桿真空泵的螺桿轉(zhuǎn)子冷卻裝置，本發(fā)明解決的技術(shù)問題是如何在螺桿轉(zhuǎn)子的螺旋齒上加工冷卻液通道以提高對螺桿轉(zhuǎn)子的冷卻效果。本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種螺桿真空泵的螺桿轉(zhuǎn)子冷卻裝置，所述螺桿真空泵包括泵體和設(shè)置在泵體內(nèi)的螺桿轉(zhuǎn)子，所述螺桿轉(zhuǎn)子采用金屬材料制成，其特征在于，本螺桿轉(zhuǎn)子冷卻裝置包括液壓泵和冷卻液箱，所述螺桿轉(zhuǎn)子上具有螺旋齒，所述螺旋齒上沿螺旋方向開設(shè)有冷卻液通道，所述冷卻液通道的上表面具有相對于外界敞開的開口，所述冷卻液通道的開口處固定有與開口形狀相匹配的鑲塊，所述螺旋齒外側(cè)包覆有工程塑料附層，所述工程塑料附層覆蓋所述鑲塊和開口連接處，所述冷卻液通道的進(jìn)液端通過液壓泵與冷卻液箱連通，所述冷卻液通道的出液端與冷卻液箱連通。本螺桿真空泵的螺桿轉(zhuǎn)子冷卻裝置的工作原理是：當(dāng)螺桿真空泵工作時，螺桿轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動進(jìn)行吸氣和排氣。螺桿轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動過程中，液壓泵抽取冷卻液箱內(nèi)的冷卻液并送往冷卻液通道的進(jìn)液端，冷卻液流過沿螺旋齒的螺旋方向分布在螺旋齒內(nèi)部的冷卻液通道，并通過冷卻液通道的出液端回到冷卻液箱，完成了一次冷卻液的循環(huán)。冷卻液反復(fù)在冷卻液通道中循環(huán)，能夠帶走螺桿轉(zhuǎn)子，特別是螺桿轉(zhuǎn)子螺旋齒上的熱量，改善了螺桿轉(zhuǎn)子的冷卻效果，防止螺桿轉(zhuǎn)子過熱導(dǎo)致變形影響抽氣效率和螺桿轉(zhuǎn)子的使用壽命。螺桿轉(zhuǎn)子的加工過程中，先鑄造出螺桿轉(zhuǎn)子胚料，使用高精度的機(jī)床在螺桿轉(zhuǎn)子的螺旋齒上加工出冷卻液通道，再將鑲塊固定在冷卻液通道敞開的開口上，使冷卻液通道的上表面與外界封閉，最后通過注塑的方式在螺旋齒外側(cè)包覆工程塑料附層。機(jī)加工能保證螺桿轉(zhuǎn)子的動平衡性能，并且，加工出的冷卻液通道可根據(jù)轉(zhuǎn)子的動平衡量的分布情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，再精確加工，可在通道中去除金屬材料進(jìn)行動平衡校正。工程塑料附層覆蓋了開口與鑲塊配合的位置，能夠避免開口與鑲塊之間的縫隙受到腐蝕或者發(fā)生冷卻液的泄漏，同時也提高了螺旋齒的耐腐蝕性能。本螺桿真空泵的螺桿轉(zhuǎn)子冷卻裝置通過對螺桿轉(zhuǎn)子中的冷卻液通道結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，能在保證螺桿轉(zhuǎn)子性能的前提下在螺桿轉(zhuǎn)子的螺旋齒內(nèi)部加工出冷卻液通道，從而提高了對螺桿轉(zhuǎn)子的冷卻效果。作為優(yōu)選，在上述的螺桿真空泵的螺桿轉(zhuǎn)子冷卻裝置中，所述螺桿轉(zhuǎn)子的一端具有沿軸向分布的進(jìn)液通道，所述進(jìn)液通道貫通螺桿轉(zhuǎn)子的一個端面；所述螺桿轉(zhuǎn)子的另一端具有沿軸向分布的出液通道，所述出液通道貫通螺桿轉(zhuǎn)子的另一個端面；所述冷卻液通道的進(jìn)液端通過進(jìn)液通道與液壓泵相連，所述冷卻液通道的出液端通過出液通道與冷卻液箱連通。進(jìn)液通道和出液通道都位于螺桿轉(zhuǎn)子內(nèi)部，并沿軸向分布，經(jīng)過進(jìn)液通道和出液通道的冷卻液可以帶走螺桿轉(zhuǎn)子桿身上的熱量，進(jìn)一步提高冷卻效果，有利于保持整個螺桿轉(zhuǎn)子上的溫度一致性；螺桿轉(zhuǎn)子加工時，進(jìn)液通道和出液通道可以直接從螺桿轉(zhuǎn)子兩端面中心位置打孔加工，加工更方便，并且對螺桿轉(zhuǎn)子動平衡性能影響較小。作為進(jìn)一步優(yōu)選，在上述的螺桿真空泵的螺桿轉(zhuǎn)子冷卻裝置中，所述泵體上設(shè)置有端蓋，所述端蓋內(nèi)具有安裝腔，所述螺桿轉(zhuǎn)子穿過泵體伸入安裝腔內(nèi)，所述液壓泵設(shè)置在安裝腔內(nèi)，所述端蓋側(cè)部還具有進(jìn)液口，所述進(jìn)液口與冷卻液箱連通，所述泵體和螺桿轉(zhuǎn)子之間還設(shè)置有油封。液壓泵安裝在端蓋和泵體之間的安裝腔內(nèi)，使液壓泵更好的與螺桿真空泵集成，減小了設(shè)備的整體體積，并且，這樣的安裝方式更有利于控制冷卻液的流量和流速，可以根據(jù)實(shí)際的負(fù)載大小調(diào)節(jié)冷卻液供給量。作為進(jìn)一步優(yōu)選，在上述的螺桿真空泵的螺桿轉(zhuǎn)子冷卻裝置中，所述螺桿轉(zhuǎn)子的側(cè)面具有與出液通道相連通的出液口，所述出液通道位于螺桿轉(zhuǎn)子端部處通過堵塞封閉。這樣的結(jié)構(gòu)在滿足出液口開設(shè)位置的要求外，保持了出液通道結(jié)構(gòu)所帶來的加工方便、冷卻效果好的優(yōu)點(diǎn)。在上述的螺桿真空泵的螺桿轉(zhuǎn)子冷卻裝置中，所述鑲塊采用金屬材料制成的一體式結(jié)構(gòu)，所述鑲塊呈條形并沿著冷卻液通道的開口分布，所述冷卻液通道的開口處具有卡槽，所述鑲塊上具有與上述卡槽匹配的卡沿。鑲塊采用整體式結(jié)構(gòu)保證螺旋齒開口處的密封性，采用柔韌性好的金屬便于鑲塊的安裝，金屬材料的強(qiáng)度相對較大且熱傳導(dǎo)性能更好。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本螺桿真空泵的螺桿轉(zhuǎn)子冷卻裝置的優(yōu)點(diǎn)在于：1、本螺桿真空泵的螺桿轉(zhuǎn)子冷卻裝置中在螺桿轉(zhuǎn)子的螺旋齒內(nèi)部形成冷卻液通道，并與泵外部的冷卻液箱相連，冷卻液溫度升降，監(jiān)控簡便。冷卻液反復(fù)在冷卻液通道中與冷卻液箱中循環(huán)，能夠帶走螺桿轉(zhuǎn)子，特別是螺桿轉(zhuǎn)子螺旋齒上的熱量，從而確保螺桿轉(zhuǎn)子的冷卻效果更好。2、本螺桿真空泵的螺桿轉(zhuǎn)子冷卻裝置中螺桿轉(zhuǎn)子鑄造好之后，對螺桿轉(zhuǎn)子進(jìn)行機(jī)加工，螺旋齒上加工出沿螺旋方向分布的開口敞開的冷卻液通道，再將鑲塊固定在冷卻液通道的開口處，使鑲塊的開口相對于外界部分封閉，從而使冷卻液能夠在冷卻液通道能循環(huán)流動。通過機(jī)加工形成冷卻液通道，能夠保證螺桿轉(zhuǎn)子的動平衡性能，同時保證了螺桿轉(zhuǎn)子壁厚均勻，在提高對螺桿轉(zhuǎn)子的冷卻效果的同時，也保持了螺桿轉(zhuǎn)子的性能，提高了螺桿轉(zhuǎn)子的成品率。3、本螺桿真空泵的螺桿轉(zhuǎn)子冷卻裝置中螺桿轉(zhuǎn)子的螺旋齒外側(cè)包覆工程塑料附層，工程塑料附層覆蓋了開口與鑲塊配合的位置，能夠密封開口與鑲塊之間的縫隙使螺桿轉(zhuǎn)子基體免受腐蝕或者避免發(fā)生冷卻液的泄漏，同時也提高了螺旋齒的耐腐蝕性能。附圖說明圖1是本螺桿真空泵的螺桿轉(zhuǎn)子冷卻裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中A處的局部放大圖。圖中，1、泵體；2、螺桿轉(zhuǎn)子；21、螺旋齒；211、冷卻液通道；22、進(jìn)液通道；23、出液通道；24、出液口；3、液壓泵；4、鑲塊；41、卡沿；5、工程塑料附層；6、端蓋；61、安裝腔；62、進(jìn)液口；7、油封；8、堵塞。具體實(shí)施方式以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。螺桿真空泵包括泵體1和螺桿轉(zhuǎn)子2，螺桿轉(zhuǎn)子2安裝在泵體1內(nèi)，螺桿轉(zhuǎn)子2采用金屬材料制成。本螺桿真空泵的螺桿轉(zhuǎn)子冷卻裝置包括液壓泵3、冷卻液箱和冷卻液通道211。具體來說，如圖1所示，螺桿轉(zhuǎn)子2上具有螺旋齒21，冷卻液通道211沿螺旋齒21螺旋方向開設(shè)在螺桿轉(zhuǎn)子2的螺旋齒21上。冷卻液通道211的上表面具有相對于外界敞開的開口，冷卻液通道211的開口處固定有與開口形狀相匹配的鑲塊4。本實(shí)施例中，如圖2所示，鑲塊4采用金屬材料制成的一體式結(jié)構(gòu)，呈條形的鑲塊4沿著冷卻液通道211的開口分布，冷卻液通道211的開口處具有卡槽，鑲塊4上具有與卡槽匹配的卡沿41。鑲塊4將冷卻液通道211的開口封閉，保留冷卻液通道211位于螺桿轉(zhuǎn)子2的螺旋齒21內(nèi)的部分，用于冷卻液的循環(huán)。冷卻液通道211的進(jìn)液端通過液壓泵3與冷卻液箱連通，冷卻液通道211的出液端與冷卻液箱連通。在實(shí)際的產(chǎn)品中，冷卻液箱可以為螺桿泵本身具有的齒輪箱，冷卻液由齒輪箱供給，使用過的冷卻液回到齒輪箱進(jìn)行降溫冷卻后重復(fù)利用。如圖1所示，作為優(yōu)選方案，螺桿轉(zhuǎn)子2的一端具有沿軸向分布的進(jìn)液通道22，進(jìn)液通道22貫通螺桿轉(zhuǎn)子2的一個端面。螺桿轉(zhuǎn)子2的另一端具有沿軸向分布的出液通道23，出液通道23貫通螺桿轉(zhuǎn)子2的另一個端面。冷卻液通道211的進(jìn)液端通過進(jìn)液通道22與液壓泵3相連，冷卻液通道211的出液端通過出液通道23與冷卻液箱連通。在實(shí)際的加工過程中，可以在冷卻液通道211中分別與進(jìn)液通道22和出液通道23正對的位置處打孔，使進(jìn)液通道22和出液通道23分別與冷卻液通道211連通。進(jìn)液通道22和出液通道23都位于螺桿轉(zhuǎn)子2內(nèi)部，并沿軸向分布，經(jīng)過進(jìn)液通道22和出液通道23的冷卻液可以帶走螺桿轉(zhuǎn)子2桿身上的熱量，進(jìn)一步提高冷卻效果，有利于保持整個螺桿轉(zhuǎn)子2上的溫度一致性。螺桿轉(zhuǎn)子2加工時，進(jìn)液通道22和出液通道23可以直接從螺桿轉(zhuǎn)子2兩端面中心位置打孔加工，加工更方便，并且對螺桿轉(zhuǎn)子2動平衡性能影響較小。作為進(jìn)一步優(yōu)選，泵體1上固定有端蓋6，端蓋6具有安裝腔61，螺桿轉(zhuǎn)子2穿過泵體1伸入安裝腔61內(nèi)，液壓泵3安裝在端蓋6和泵體1之間的安裝腔61內(nèi)，液壓泵3工作能將冷卻液通過螺桿轉(zhuǎn)子2端部的進(jìn)液通道22送到冷卻液通道211中。端蓋6側(cè)部還具有進(jìn)液口62，進(jìn)液口62與冷卻液箱連通，泵體1和螺桿轉(zhuǎn)子2之間設(shè)置有油封7，防止冷卻液進(jìn)入泵體1內(nèi)。這樣的安裝方式更有利于控制冷卻液的流量和流速，可以根據(jù)實(shí)際的負(fù)載大小，調(diào)節(jié)冷卻液供給。作為進(jìn)一步優(yōu)選，螺桿轉(zhuǎn)子2的側(cè)面具有與出液通道23相連通的出液口24，出液通道23位于螺桿轉(zhuǎn)子2端部處通過堵塞8封閉。這樣的結(jié)構(gòu)在滿足出液口24開設(shè)位置的要求外，保持了出液通道23結(jié)構(gòu)所帶來的加工方便、冷卻效果好的優(yōu)點(diǎn)。如圖1所示，螺桿轉(zhuǎn)子2的螺旋齒21外側(cè)包覆有工程塑料附層5，工程塑料附層5覆蓋鑲塊4。工程塑料附層5覆蓋了開口與鑲塊4配合的位置，能夠避免開口與鑲塊4之間的縫隙受到腐蝕或者發(fā)生冷卻液的泄漏，同時也提高了螺旋齒21的耐腐蝕性能。本螺桿真空泵的螺桿轉(zhuǎn)子冷卻裝置中的螺桿轉(zhuǎn)子2的加工過程，先鑄造出螺桿轉(zhuǎn)子2胚料，使用高精度的機(jī)床在螺桿轉(zhuǎn)子2的螺旋齒21上加工出冷卻液通道211，冷卻液通道211采用機(jī)加工能保證螺桿轉(zhuǎn)子2的動平衡性能。再將鑲塊4固定在冷卻液通道211敞開的開口上，使冷卻液通道211的上表面與外界封閉，最后通過注塑的方式在螺旋齒21外側(cè)包覆工程塑料附層5，提高了螺旋齒21的耐腐蝕性能。本螺桿真空泵的螺桿轉(zhuǎn)子冷卻裝置的工作原理是：當(dāng)螺桿真空泵工作時，螺桿轉(zhuǎn)子2轉(zhuǎn)動進(jìn)行吸氣和排氣。螺桿轉(zhuǎn)子2轉(zhuǎn)動過程中，液壓泵3抽取冷卻液箱內(nèi)的冷卻液并送往冷卻液通道211的進(jìn)液端，冷卻液流過沿螺旋齒21的螺旋方向分布在螺旋齒21內(nèi)部的冷卻液通道211，并通過冷卻液通道211的出液端回到冷卻液箱，完成了一次冷卻液的循環(huán)。冷卻液反復(fù)在冷卻液通道211中循環(huán)，能夠帶走螺桿轉(zhuǎn)子2，特別是螺桿轉(zhuǎn)子2螺旋齒21上的熱量，改善了螺桿轉(zhuǎn)子2的冷卻效果，防止螺桿轉(zhuǎn)子2過熱導(dǎo)致變形，影響抽氣效率和螺桿轉(zhuǎn)子2的使用壽命。本螺桿真空泵的螺桿轉(zhuǎn)子冷卻裝置通過對螺桿轉(zhuǎn)子2中的冷卻液通道211結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，能在保證螺桿轉(zhuǎn)子2性能的前提下在螺桿轉(zhuǎn)子2的螺旋齒21內(nèi)部加工出冷卻液通道211，從而提高了對螺桿轉(zhuǎn)子2的冷卻效果。螺桿空壓機(jī)的工作原理與螺桿真空泵類似，本螺桿真空泵的螺桿轉(zhuǎn)子冷卻裝置還可以直接應(yīng)用于螺桿空壓機(jī)中，以改善螺桿空壓機(jī)的冷卻效果。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。盡管本文較多地使用了泵體1、螺桿轉(zhuǎn)子2、螺旋齒21、冷卻液通道211、進(jìn)液通道22、出液通道23、出液口24、液壓泵3、鑲塊4、卡沿41、工程塑料附層5、端蓋6、安裝腔61、進(jìn)液口62、油封7、堵塞8等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。