本發(fā)明涉及透平機(jī)械領(lǐng)域，特別涉及一種雙端入口多級(jí)高速透平真空泵,適用于石油、化工、電力、輕紡、造紙、醫(yī)藥等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的進(jìn)步與工業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，真空應(yīng)用技術(shù)在生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中對(duì)其抽氣量與真空度范圍的要求越來(lái)越寬，通常情況下，由真空泵和其他設(shè)備組成真空系統(tǒng),廣泛應(yīng)用于石油、化工、機(jī)械、礦山、輕工、醫(yī)藥、食品、電子、冶金、航天等領(lǐng)域,而目前市場(chǎng)上應(yīng)用較廣泛的傳統(tǒng)真空泵產(chǎn)品主要有液環(huán)式真空泵、旋片式真空泵、往復(fù)式真空泵和羅茨真空泵等。
液環(huán)泵屬于粗真空泵，轉(zhuǎn)子偏心安裝在泵體內(nèi),旋轉(zhuǎn)時(shí)以水作為工作液體,靠泵腔容積的變化實(shí)現(xiàn)吸氣、壓縮和排氣,所以,需要消耗水與作用于水的能耗，轉(zhuǎn)速一般低于3000r/min,雖然在國(guó)內(nèi)石油、化工、電力、輕紡、造紙等領(lǐng)域仍有著較大的市場(chǎng)。但一般存在真空度與效率低等問(wèn)題，效率一般在30％左右，最高也只有50％。
旋片式真空泵是一種機(jī)械式低壓真空泵,帶有彈簧的二個(gè)或以上旋片的轉(zhuǎn)子偏心安裝在泵體內(nèi),旋轉(zhuǎn)時(shí),以油作為密封介質(zhì),靠離心力和彈簧的彈力使旋片頂端與泵腔的內(nèi)壁保持接觸與滑動(dòng),周期性地改變進(jìn)排氣口容積來(lái)實(shí)現(xiàn)吸氣與排氣,所以,需要消耗油與作用于油的能耗,效率較低,同時(shí)抽氣量也較小。
往復(fù)真空泵屬于容積式真空泵，通過(guò)連桿曲軸機(jī)構(gòu)在曲軸箱內(nèi)運(yùn)動(dòng)使活塞在氣缸中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，周期性地改變吸排氣腔的容積，并依靠吸排氣閥的作用完成吸排氣動(dòng)作，從而獲得真空。往復(fù)式真空泵對(duì)于抽除腐蝕性或含有顆粒狀灰塵的氣體是不適用的。往復(fù)真空泵屬于低真空獲得設(shè)備，并且對(duì)灰塵顆粒等較為敏感。
總之,以上容積式真空泵普遍存在效率低、能耗高、噪音大、抽氣量小等不足,尤其是對(duì)于需要滿足大抽氣量要求時(shí),雖然水環(huán)真空泵或液環(huán)真空泵能滿足使用要求,但還存在配置數(shù)量多、占地面積大等問(wèn)題。隨著時(shí)代的進(jìn)步發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)化的快速向前推進(jìn)，目前對(duì)大流量、高真空度透平機(jī)械設(shè)備的需求越來(lái)越多，要求也越來(lái)越苛刻，對(duì)于大抽氣量、高效環(huán)保穩(wěn)定可靠的透平機(jī)械設(shè)備的研究提出以及應(yīng)用極為迫切。
根據(jù)容積式真空泵的不足,同時(shí)綜合兼顧考慮軸流式真空透平機(jī)械抽氣量大，效率高但抽吸壓力低與離心式真空透平機(jī)械具有可滿足中高壓力抽吸，穩(wěn)定工況寬等特點(diǎn)，提出了一種雙端入口多級(jí)高速透平真空泵,并以適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)對(duì)大抽氣量的真空抽取與壓縮設(shè)備的高效環(huán)保、與真空度集成化等方面的發(fā)展需要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，結(jié)合透平機(jī)械高效高速的特性，兼顧了軸流式與徑流式透平真空泵結(jié)構(gòu)與性能優(yōu)點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行平穩(wěn)的雙端入口多級(jí)高速透平真空泵，以滿足現(xiàn)代工業(yè)對(duì)高真空度，大抽氣量的抽取，節(jié)能環(huán)保等方面的使用需要。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
整機(jī)主要包括外進(jìn)氣段(1)，軸流式葉輪(2)，軸流式導(dǎo)葉(3)，內(nèi)進(jìn)氣段(4)，徑流式葉輪(5)，徑流式導(dǎo)葉(6)，排氣段(7)，高速電機(jī)(8)，軸承(9)和軸承(10)，其特征在于：整機(jī)總體采用臥式結(jié)構(gòu)，泵段分別位于高速電機(jī)(8)兩端呈左右對(duì)稱形式，整機(jī)具有兩個(gè)氣體吸入口(13)，(14)和兩個(gè)氣體排出口(15)，(16)，葉輪為懸臂式，采用軸流式葉輪與徑流式葉輪混合使用的結(jié)構(gòu)形式，泵段內(nèi)既裝有軸流式葉輪與導(dǎo)葉，又裝有徑流式葉輪與導(dǎo)葉，并且徑流式葉輪與導(dǎo)葉為多級(jí)；
連接方式：
外進(jìn)氣段(1)內(nèi)分別裝有軸流式導(dǎo)葉(3)，內(nèi)進(jìn)氣段(4)和徑流式導(dǎo)葉(6)，并且外進(jìn)氣段與排氣段(7)以螺栓連接的方式固接于排氣段(7)上，而排氣段(7)則安裝在高速電機(jī)(8)上；
軸流式葉輪安裝在軸的端部，位于軸流式導(dǎo)葉內(nèi)；
徑流式葉輪安裝在軸上，其中：首級(jí)徑流式葉輪位于內(nèi)進(jìn)氣段(4)與徑流式導(dǎo)葉形成的腔體內(nèi)，次級(jí)徑流式葉輪位于兩徑流式導(dǎo)葉形成的腔體內(nèi)，末級(jí)徑流式葉輪位于徑流式導(dǎo)葉(6)與排氣段所形成的腔體內(nèi)；
軸流式葉輪(2)，徑流式葉輪(5)，軸承(9)與電機(jī)定子(12)均安裝與同一根軸(10)上，軸兩端裝有軸頭螺母(11)固定。
一種雙端入口多級(jí)高速透平真空泵，所述徑流式葉輪(2)可為半開式葉輪或閉式葉輪。
一種雙端入口多級(jí)高速透平真空泵，為提高真空泵的抽吸能力，并且減小整機(jī)的尺寸與占地面積，高速透平真空泵需要提高到更高的轉(zhuǎn)速，優(yōu)選地，所述的軸(10)做成空心軸可降低轉(zhuǎn)子的重量，從而有效提高轉(zhuǎn)子的固有頻率，達(dá)到更高速穩(wěn)定的運(yùn)行。
一種雙端入口多級(jí)高速透平真空泵，優(yōu)選地，所述軸承(9)采用磁懸浮軸承以滿足本發(fā)明中真空泵高速平穩(wěn)的運(yùn)行。
一種雙端入口多級(jí)高速透平真空泵，所述排氣段(7)內(nèi)腔可為環(huán)形壓出室也可為蝸殼式壓出室，其內(nèi)腔截面可為圓形，梨形或梯形。
一種雙端入口多級(jí)高速透平真空泵，由于氣流先經(jīng)過(guò)了軸前端的軸流式葉輪與導(dǎo)葉，進(jìn)入到內(nèi)進(jìn)氣段的內(nèi)腔之中進(jìn)行了混合再流入徑流式葉輪之中，但由于徑流式葉輪的進(jìn)口直徑相對(duì)軸流式葉輪外徑要小很多，會(huì)產(chǎn)生一定的流動(dòng)變換，所以，為了使氣流從軸流式導(dǎo)葉更好更平穩(wěn)地過(guò)渡到徑流式葉輪進(jìn)口，優(yōu)選地，所述內(nèi)進(jìn)氣段(4)前腔的軸向?qū)挾萳0取為內(nèi)進(jìn)氣段前腔進(jìn)口直徑d0的0.1-0.18倍。
一種雙端入口多級(jí)高速透平真空泵，優(yōu)選地，所述軸流式葉輪葉片數(shù)采用26-32枚。
本發(fā)明的有益效果為：
(1)兼顧考慮了軸流式真空透平機(jī)械與離心式真空透平機(jī)械的優(yōu)缺點(diǎn)，本發(fā)明中高速透平真空泵具有抽氣量大，效率高，可滿足中高壓力抽吸，且穩(wěn)定工況寬等優(yōu)點(diǎn)。
(2)雙端對(duì)稱入口的結(jié)構(gòu)型式，在滿足大流量工況抽吸的同時(shí)，可有效消除了透平真空泵的軸向力，整機(jī)的穩(wěn)定性大幅度提升。
(3)空心軸等結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，相對(duì)于一般的高速透平真空泵，本發(fā)明中的透平機(jī)械整機(jī)尺寸小緊湊、轉(zhuǎn)速相對(duì)更高、高效環(huán)保、穩(wěn)定可靠。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明一實(shí)施例一種雙端入口多級(jí)高速離心透平真空泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
圖中，1.外進(jìn)氣段；2.軸流式葉輪；3.軸流式導(dǎo)葉；4.內(nèi)進(jìn)氣段；5.徑流式葉輪；6.徑流式導(dǎo)葉；7.排氣段；8.高速電機(jī)；9.軸承；10.軸；11.軸頭螺母；12.電機(jī)定子；13.氣體吸入口m；14.氣體吸入口n；15.氣體排出口m；16.氣體排出口n；a:首級(jí)徑流式葉輪；b:次級(jí)徑流式葉輪；c:末級(jí)徑流式葉輪；d0:內(nèi)進(jìn)氣段進(jìn)口直徑；l0:內(nèi)進(jìn)氣段進(jìn)口前腔軸向?qū)挾取?/p>
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行介紹。
如圖1所示：
整機(jī)主要包括外進(jìn)氣段(1)，軸流式葉輪(2)，軸流式導(dǎo)葉(3)，內(nèi)進(jìn)氣段(4)，徑流式葉輪(5)，徑流式導(dǎo)葉(6)，排氣段(7)，高速電機(jī)(8)，軸承(9)和軸承(10)，其特征在于：整機(jī)總體采用臥式結(jié)構(gòu)，泵段分別位于高速電機(jī)(8)兩端呈左右對(duì)稱形式，整機(jī)具有兩個(gè)氣體吸入口(13)，(14)和兩個(gè)氣體排出口(15)，(16)，葉輪為懸臂式，采用軸流式葉輪與徑流式葉輪混合使用的結(jié)構(gòu)形式，泵段內(nèi)既裝有軸流式葉輪與導(dǎo)葉，又裝有徑流式葉輪與導(dǎo)葉，并且徑流式葉輪與導(dǎo)葉為多級(jí)，本實(shí)施例中徑流式葉輪為三級(jí)；
連接方式：
外進(jìn)氣段(1)內(nèi)分別裝有軸流式導(dǎo)葉(3)，內(nèi)進(jìn)氣段(4)和徑流式導(dǎo)葉(6)，并且外進(jìn)氣段與排氣段(7)以螺栓連接的方式固接于排氣段(7)上，而排氣段(7)則安裝在高速電機(jī)(8)上；
軸流式葉輪安裝在軸的端部，位于軸流式導(dǎo)葉內(nèi)；
徑流式葉輪安裝在軸上，其中：首級(jí)徑流式葉輪位于內(nèi)進(jìn)氣段(4)與徑流式導(dǎo)葉形成的腔體內(nèi)，次級(jí)徑流式葉輪位于兩徑流式導(dǎo)葉形成的腔體內(nèi)，末級(jí)徑流式葉輪位于徑流式導(dǎo)葉(6)與排氣段所形成的腔體內(nèi)；
軸流式葉輪(2)，徑流式葉輪(5)，軸承(9)與電機(jī)定子(12)均安裝與同一根軸(10)上，軸兩端裝有軸頭螺母(11)固定。
一種雙端入口多級(jí)高速透平真空泵，所述徑流式葉輪(2)可為半開式葉輪或閉式葉輪。
一種雙端入口多級(jí)高速透平真空泵，為提高真空泵的抽吸能力，并且減小整機(jī)的尺寸與占地面積，高速透平真空泵需要提高到更高的轉(zhuǎn)速，優(yōu)選地，所述的軸(10)做成空心軸可降低轉(zhuǎn)子的重量，從而有效提高轉(zhuǎn)子的固有頻率，達(dá)到更高速穩(wěn)定的運(yùn)行。
一種雙端入口多級(jí)高速透平真空泵，優(yōu)選地，所述軸承(9)采用磁懸浮軸承以滿足本發(fā)明中真空泵高速平穩(wěn)的運(yùn)行。
一種雙端入口多級(jí)高速透平真空泵，所述排氣段(7)內(nèi)腔可為環(huán)為蝸殼式壓出室，其內(nèi)腔截面為圓形。
一種雙端入口多級(jí)高速透平真空泵，由于氣流先經(jīng)過(guò)了軸前端的軸流式葉輪與導(dǎo)葉，進(jìn)入到內(nèi)進(jìn)氣段的內(nèi)腔之中進(jìn)行了混合再流入徑流式葉輪之中，但由于徑流式葉輪的進(jìn)口直徑相對(duì)軸流式葉輪外徑要小很多，會(huì)產(chǎn)生一定的流動(dòng)變換，所以，為了使氣流從軸流式導(dǎo)葉更好更平穩(wěn)地過(guò)渡到徑流式葉輪進(jìn)口，優(yōu)選地，所述內(nèi)進(jìn)氣段(4)前腔的軸向?qū)挾萳0取為內(nèi)進(jìn)氣段前腔進(jìn)口直徑d0的0.1-0.18倍，本實(shí)施例去為0.13倍。
一種雙端入口多級(jí)高速透平真空泵，優(yōu)選地，所述軸流式葉輪葉片數(shù)采用26-32枚，本實(shí)施例中取28枚。
本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于上述實(shí)施例，也包含本實(shí)用新型構(gòu)思范圍內(nèi)的其它實(shí)施例和變形例。