罗茨式流体机械.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110205100.4

申请日:

2011.07.13

公开号:

CN102338087A

公开日:

2012.02.01

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):F04C 18/14申请公布日:20120201|||实质审查的生效IPC(主分类):F04C 18/14申请日:20110713|||公开

IPC分类号:

F04C18/14

主分类号:

F04C18/14

申请人:

株式会社丰田自动织机

发明人:

井沢祐弥; 山本真也; 伴孝志; 今井崇行; 山下胜巳; 花冈泰仲

地址:

日本爱知县刈谷市

优先权:

2010.07.14 JP 2010-159389

专利代理机构:

北京集佳知识产权代理有限公司 11227

代理人:

武树辰;黄霖

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内容摘要

一种罗茨式流体机械,包括:壳体,该壳体具有侧壁;一对转动轴,该转动轴设置在壳体中;一对转子,该转子彼此接合并分别固定至一对转动轴从而轴向延伸;吸入空间,该吸入空间由壳体和一对转子形成以便引入流体;排出空间,该排出空间由用于排出流体的壳体和一对转子形成;和传送腔,该传送腔由壳体和转子形成。转子具有转子端部表面。在侧壁与转子端部表面之间形成间隙。根据一对转子的转动,传送腔将引入吸入空间中的气体传送至排出空间。壳体具有形成在面向转子端部表面的侧壁中的引导槽。从排出空间泄漏至间隙中的气体经由引导槽引入至传送腔。

权利要求书

1: 一种罗茨式流体机械, 包括 : 壳体, 所述壳体具有侧壁 ; 一对转动轴, 所述转动轴设置在所述壳体中 ; 一对转子, 所述转子彼此接合并分别固定至所述一对转动轴从而轴向延伸, 所述转子 具有转子端部表面, 其中, 在所述侧壁与所述转子端部表面之间形成间隙 ; 吸入空间, 所述吸入空间由所述壳体和所述一对转子形成以便引入流体 ; 排出空间, 所述排出空间由所述壳体和所述一对转子形成以便排出流体 ; 和 传送腔, 所述传送腔由所述壳体和所述转子形成, 根据所述一对转子的转动, 所述传送 腔将引入所述吸入空间中的气体传送至所述排出空间, 其特征在于, 所述壳体具有形成在 面向所述转子端部表面的所述侧壁中的引导槽, 其中, 从所述排出空间泄漏至所述间隙中 的气体经由所述引导槽引入到所述传送腔中。
2: 如权利要求 1 所述的罗茨式流体机械, 其特征在于, 所述引导槽形成为与所述传送 腔连通。
3: 如权利要求 1 所述的罗茨式流体机械, 其特征在于, 所述引导槽形成为使得在所述 传送腔与所述排出空间连通之前阻止所述引导槽与所述传送腔之间的连通。
4: 如权利要求 1 所述的罗茨式流体机械, 其特征在于, 所述转子具有形成在所述转子 端部表面中并能够与所述引导槽连通的连通槽。
5: 如权利要求 4 所述的罗茨式流体机械, 其特征在于, 所述连通槽形成为从所述转动 轴的轴线径向延伸。
6: 如权利要求 4 所述的罗茨式流体机械, 其中, 所述转子具有多个叶片, 其特征在于, 所述连通槽形成在所述叶片的中央处。
7: 如权利要求 1 所述的罗茨式流体机械, 其特征在于, 所述引导槽包括 : 弧形槽, 所述弧形槽沿所述转动轴的外周形成 ; 和 径向槽, 所述径向槽从所述转动轴的外周延伸并连接至所述弧形槽的一个端部, 根据 所述转子的转动, 所述径向槽与所述传送腔连通。
8: 如权利要求 7 所述的罗茨式流体机械, 其特征在于, 所述引导槽还包括 : 中央槽, 所述中央槽与所述弧形槽的另一端部连通、 并且从所述转动轴的外周且与所 述径向槽相反地径向延伸, 所述中央槽的长度设计为使得当所述转子转动时整个所述中央 槽始终面向所述转子端部表面。

说明书


罗茨式流体机械

    【技术领域】
     本发明涉及一种用于通过转动转子而传送流体的罗茨式 (roots type) 流体机械。背景技术
     罗茨式泵 ( 或罗茨式流体机械 ) 广泛用于鼓风机和真空泵。图 15、 16 中示出的单 级罗茨泵具有分别在壳体 100 中固定地安装在转动轴 102、 103 上的一对转子 101A、 101B。 转子 101A 由固定在转动轴 102 上的驱动齿轮 ( 未示出 ) 转动, 而另一转子 101B 则通过与 驱动齿轮接合的从动齿轮 ( 未示出 ) 的转动而与转子 101A 同步转动。该对转子 101A、 101B 以其叶片彼此接合的方式沿相反方向同步转动。通过成对的转子 101A、 101B 的同步转动而 经由入口 105 引入的气体被截留在由壳体 100 和转子 101A、 101B 形成的传送腔 110 中。根 据转子 101A、 101B 的转动, 气体从罗茨泵的入口 105 传送至出口 106。随后, 气体例如由下 一级子泵释放。
     日本专利公开 No.2884067 公开了一种罗茨式鼓风机, 该罗茨式鼓风机在与鼓风 机出口相邻的位置处具有在鼓风机壳体的内壁形成的锯齿形槽。当空气从出口回流时, 该 锯齿槽在空气正流经该锯齿形槽时逐渐减小空气流速, 由此减小在鼓风机操作过程中产生 的噪声。
     由日本专利公开 No.2884067 公开并在图 15 和 16 中示出的罗茨式泵在转子 101A 与转子 101B 之间以及在壳体 100 与各转子 101A、 101B 之间具有预定尺寸 (0.1mm 至 0.3mm) 的间隙。罗茨式泵构造为使得转子 101A、 101B 在保持各自的间隙的同时转动。由于在罗茨 式泵的入口 105 与出口 106 之间存在压力差, 故而气体经由间隙泄漏。具体地, 在由罗茨式 泵的壳体 100 与各转子 101A、 101B 形成的传送腔 110 中, 气体如图 15 中的箭头 B 所指示的 那样经由在内壁 100A 与各转子外表面 101AA、 101BA 之间沿壳体 100 的内壁 100A 形成的间 隙泄漏, 也会如图 16 中的箭头 C 所指示的那样经由在壳体 100 的侧壁 100B 与各转子端部 表面 101AB、 101BB 之间在转动轴 102、 103 的轴向方向上形成的间隙 A 泄漏。经由直接连接 罗茨式泵的高压侧的出口 106 与罗茨式泵的低压侧的入口 105 的间隙 A 的泄漏是降低泵效 率因而造成功率损耗增加的主要因素。
     本发明涉及提供一种罗茨式流体机械, 该罗茨式流体机械可以减少在排出空间与 吸入空间之间经由其转动轴的轴向方向上的间隙的气体泄漏。 发明内容 一种罗茨式流体机械, 包括 : 壳体, 该壳体具有侧壁 ; 一对转动轴, 该转动轴设置 在壳体中 ; 一对转子, 该转子彼此接合并分别固定至一对转动轴从而轴向延伸 ; 吸入空间, 该吸入空间由壳体和一对转子形成以便引入流体 ; 排出空间, 该排出空间由用于排出流体 的壳体和一对转子形成 ; 和传送腔, 该传送腔由壳体和转子形成。转子具有转子端部表面。 传送腔将引入吸入空间中的 在侧壁与转子端部表面之间形成间隙。根据一对转子的转动, 气体传送至排出空间。壳体具有形成在面向转子端部表面的侧壁中的引导槽。从排出空间
     泄漏至间隙中的气体经由引导槽引入至传送腔。
     通过下文结合以示例方式示出本发明原理的附图而给出的描述, 将使本发明的其 他方面和优点变得显而易见。 附图说明 被认为是新的本发明的特征在所附权利要求中具体阐述。本发明连同其目的和 优点可以通过参照下文对目前优选实施方式的描述以及附图而得到最佳理解, 在所述附图 中:
     图 1 是根据本发明第一实施方式的罗茨式泵的截面图 ;
     图 2 是沿图 1 中的 I-I 线截取的截面图 ;
     图 3 是示出了转子 36 已从图 2 所示状态转动 30 度之后图 1 所示罗茨式泵的状态 的截面图 ;
     图 4 是示出了转子 36 已从图 2 所示状态转动 60 度之后图 1 所示罗茨式泵的状态 的截面图 ;
     图 5 是示出了转子 36 已从图 2 所示状态转动 90 度之后图 1 所示罗茨式泵的状态 的截面图 ;
     图 6 是根据本发明第二实施方式的罗茨式泵的截面图 ; 图 7 是示出了转子 36 已从图 6 所示状态转动 30 度之后罗茨式泵的状态的截面 图 8 是示出了转子 36 已从图 6 所示状态转动 60 度之后罗茨式泵的状态的截面 图 9 是根据本发明的替代性实施方式的具有五叶片转子的罗茨式泵的截面图 ; 图 10 是示出了转子 36 已从图 9 所示状态转动 30 度之后罗茨式泵的状态的截面 图 11 是示出了转子 36 已从图 9 所示状态转动 60 度之后罗茨式泵的状态的截面 图 12 是示出了转子 36 已从图 9 所示状态转动 90 度之后罗茨式泵的状态的截面 图 13 是根据本发明的另一替代性实施方式的具有双叶片转子的罗茨式泵的截面 图 14 是根据本发明的又一替代性实施方式的具有四叶片转子的罗茨式泵的截面 图 15 是根据现有技术罗茨式泵的截面图 ; 和 图 16 是沿图 15 中的 Y-Y 线截取的截面图。图;
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     具体实施方式
     下文将参照附图描述作为根据第一实施方式的罗茨式流体机械的罗茨式泵。 如图 1 中示出的, 根据第一实施方式的多级罗茨泵总体上由数字 1 表示。罗茨式泵 1 包括壳体 2、 前部板 3、 马达壳体 4 以及电动马达 5, 所述前部板 3 连结至壳体 2 的一个端部表面, 所述马达壳体 4 连结至壳体 2 的另一端部表面, 而所述电动马达 5 容纳在马达壳体 4 中用于驱 动罗茨式泵 1。
     在壳体 2 的马达壳体 4 侧, 在壳体 2 中形成有容纳驱动齿轮 7 和从动齿轮 ( 未示 出 ) 的齿轮箱 6。驱动齿轮 7 与从动齿轮在齿轮箱 6 中布置成彼此接合以便传递转动动力。
     电动马达 5 和驱动齿轮 7 连接至转动轴 8A。转动轴 8A 在其一端处由在壳体 2 的 齿轮箱 6 侧装配在壳体 2 中的径向轴承 9 可转动地支承, 并且在其另一端处由设置在壳体 2 中且面向前部板 3 的另一径向轴承 10 支承。
     在壳体 2 中已形成从前部板 3 看时以 2A、 2B、 2C、 2D、 2E 这种顺序定位的隔离壁, 以 及由隔离壁 2A-2E 彼此分隔的第一至第六泵腔 11、 12、 13、 14、 15、 16。 第一至第六泵腔 11-16 的容积从第一泵腔 11 朝向第六泵腔 16 逐渐减小。第一至第六泵腔 11-16 中分别形成有 用于引入气体的入口 11A、 12A、 13A、 14A、 15A、 16A 以及用于排出气体的出口 11B、 12B、 13B、 14B、 15B、 16B。第一泵腔 11 的入口 11A 形成用于从外部引入气体的引入口, 而第六泵腔 16 的出口 16B 连接至用于将气体排出至外部的排出通道 16C。第一泵腔 11 的出口 11B 经由通 道 21 连接至第二泵腔 12 的入口 12A, 并且类似地, 第二至第五泵腔 12-15 的出口 12B-15B 分别经由通道 22-25 连接至第三至第六泵腔 13-16 的入口 13A-16A。
     在壳体 2 中转动轴 8B( 见图 2) 设置成与转动轴 8A 平行。转动轴 8A、 8B 穿过隔离 壁 2A 至 2E 以及第一泵腔 11 至第六泵腔 16。 在对应于第一泵腔 11 至第六泵腔 16 的各自位 置处, 六对转子 31 至 36 固定地安装在转动轴 8A、 8B 上, 从而轴向延伸以便随着转动轴 8A、 8B 转动。转动轴 8A、 8B 通过驱动和从动齿轮的转动而沿相反方向同步转动。相应地, 各对 转子 31 至 36 在各自泵腔 11 至 16 中沿相反方向同步转动。转子 31 至 36 中的每个均具有 三个叶片、 转子 31 至 36 的外周处的转子外表面、 以及转子 31 至 36 的轴向方向上的轴向端 部处的转子端部表面。
     下文将详细描述图 2 中示出的第六泵腔 16。入口 16A 形成在壳体 2 的上部, 以便 经由入口 16A 将从第五泵腔 15 排出并流经通道 25 的气体引入到第六泵腔 16 中。出口 16B 形成在壳体 2 的下部, 以便经由出口 16B 排出从第六泵腔 16 传送的气体。出口 16B 连接至 排出通道 16C。成对的转子 36 由驱动侧的固定在转动轴 8A 上的转子 36A 和从动侧的固定 在转动轴 8B 上的转子 36B 组成。转子 36A、 36B 被支承为使得各转子 36A、 36B 的转子外表 面 36AA、 36BA 定位为非常靠近壳体 2 的内壁 2F, 其中各转子外表面 36AA、 36BA 与壳体 2 的 内壁 2F 之间形成最小间隙。在图 2 中, 转子 36A、 36B 安置成使得在转子外表面 36AA 与内 壁 2F 之间形成传送腔 40。在此情况下, 传送腔 40 与吸入空间 41、 也与排出空间 42 分隔。 即, 传送腔 40 根据转子 36A、 36B 的转动构造为使得转子 36A、 36B 与壳体 2 之间的空间与吸 入空间 41 和排出空间 42 分隔从而成为传送腔 40。成对的转子 36A、 36B 在第六泵腔 16 中 彼此接合, 其中在转子 36A、 36B 的转子外表面 36AA、 36BA 之间、 大致在泵腔 16 的中央处形 成最小间隙, 从而防止第六泵腔 16 的入口 16A 侧的吸入空间 41 与出口 16B 侧的排出空间 42 之间的直接流体连通。吸入空间 41 由入口 16A、 转子 36A、 36B 和壳体 2 在第六泵腔 16 的入口 16A 侧形成, 而排出空间 42 由出口 16B、 转子 36A、 36B 和壳体 2 在第六泵腔 16 的出 口 16B 侧形成。
     与图 15、 图 16 中示出的现有技术罗茨泵相似, 本发明的罗茨式泵 1 具有在转动轴 8A、 8B 的轴向方向上形成的间隙 A。换言之, 在第六泵腔 16 的电动马达 5 侧的转子 36A、 36B的转子端部表面 36AB、 36BB 与壳体 2 的内壁 2F—— 具体为面向转子端部表面 36AB、 36BB 的、 壳体 2 的侧壁 2G( 图 1)——之间存在转动轴 8A、 8B 的轴向方向上的最小间隙 A。在第 六泵腔 16 的第五泵腔 15 侧的转子 36A、 36B 的另一转子端部表面与壳体 2 的另一侧壁 ( 即 第六泵腔 16 的隔离壁 2E 侧的侧壁 ) 之间也存在转动轴 8A、 8B 的轴向方向上的最小间隙。 类似地, 在第一至第五泵腔 11 至 15 中, 在各转子 31 至 35 的端部表面与壳体 2( 或隔离壁 2A 至 2E) 的与之对应的侧壁之间形成有转动轴 8A、 8B 的轴向方向上的最小间隙。因此, 设 置转子外表面 36AA、 36BA 与壳体 2 的内壁 2F 之间的最小间隙、 以及转动轴 8A、 8B 的轴向方 向上的间隙 A 防止了各对转子 31 至 36 与壳体 2 彼此接触, 由此允许转子对 31 至 36 在没 有润滑油的情况下转动。
     引导槽 50 在面向转子端部表面 36AB、 36BB 的位置处形成在壳体 2 的侧壁 2G, 其 中, 面向转子端部表面 36AB、 36BB 的位置指的是定位在壳体 2 的壁 2F 上、 位于下述圈内的 位置, 所述圈由当转子转动时各转子端部表面 36AB、 36BB 的径向最外点限定。引导槽 50 形 成在第六泵腔 16 的排出空间侧的各转动轴 8A、 8B 的轴线下方 ( 或位于图 2 中的 J-J 线下 方 ), 并包括具有沿各转动轴 8A、 8B 的外周的弯曲的半圆形弧形槽 50A、 以及在径向水平方 向上从各转动轴 8A、 8B 的外周朝向壳体 2 的内壁 2F 延伸的径向槽 50B。径向槽 50B 与弧 形槽 50A 在其各自的一个端部处彼此连接。壳体 2 在包括转动轴 8A、 8B 的轴线的假想水平 平面 ( 由图 2 中的 J-J 线表示 ) 处分为上部和下部。所述上部和下部以转动轴 8A、 8B 和转 子 31 至 36 布置在下部而上部安装至下部的方式组合在一起。 截面为弧形形状的引导槽 50 可以在将上部安装在下部上之前通过球头铣削而形成在壳体 2 的下部。如图 2 中示出的, 第六泵腔 16 的转子 36A 侧的径向槽 50B 的一部分延伸至面向传送腔 40 的位置, 从而间隙 A 与传送腔 40 连通。
     以从接近转动轴 8A、 8B 的外周的位置径向延伸至接近转子 36 的各外部叶片端部 的位置的方式, 连通槽 55 形成在成对的转子 36 的各叶片的转子端部表面 36AB、 36BB 的中 央处。参照图 2, 连通槽 55 形成为在接近叶片的基部——即各转动轴 8A、 8B 的外周——面 向半圆形弧形槽 50A 的一部分, 以便与弧形槽 50A 连通。但是, 连通槽 55 在其相反的径向 外部端部处封闭, 并且不开口于转子外表面 36AA、 36BA, 以便防止经由连通槽 55 泄漏。 参照 图 2 中的转子 36A, 引导槽 50( 或半圆形弧形槽 50A 和径向槽 50B) 和转子 36A 的连通槽 55 与传送腔 40 连通。
     上文已对第六泵腔 16 中的转子 36 的转子端部表面 36AB、 36BB 中的一个以及侧壁 2G 进行描述。 对于转子 36 的另一转子端部表面及壳体 2 的与之对应的侧壁, 分别形成类似 的引导槽和连通槽。这种引导槽和连通槽可以按相同的方式在第一至第五泵腔 11 至 15 中 形成。
     下文将描述根据第一实施方式的罗茨式泵 1 的操作。当电动马达 5 受到驱动时, 连接至电动马达 5 的转动轴 8A 在罗茨式泵 1 中转动。根据转动轴 8A 的转动, 驱动齿轮 7 转动, 并将转动动力传递至从动齿轮。驱动齿轮 7 和从动齿轮同步转动, 并且连接至从动齿 轮的转动轴 8B 转动, 由此使各对转子 31 至 36 在第一泵腔 11 至第六泵腔 16 中同步转动。
     根据转动轴 8A、 8B 以及第一泵腔 11 至第六泵腔 16 中的转子对 31 至 36 的同步转 动, 气体经由入口 11A 引入到第一泵腔 11 中。之后, 气体传送至第一泵腔 11 并排出至出口 11B 中。出口 11B 中的气体经由通道 21 传送并引入到第二泵腔 12 的入口 12A 中、 传送至第二泵腔 12 中、 并排出至出口 12B。随后, 气体分别经由通道 22 至 25 传送至第三泵腔 13 至 第六泵腔 16 中, 并从第六泵腔 16 的出口 16B 经由排出通道 16C 排出至外部。
     下文将描述第六泵腔 16 中的气体传送。在图 2 中看时, 在第六泵腔 16 中, 转子 36A 沿逆时针方向转动, 而转子 36B 沿顺时针方向转动。图 3 示出转子 36A、 36B 从图 2 所 示状态转动 30 度之后的状态。图 4 示出转子 36A、 36B 从图 3 所示状态转动 30 度之后的状 态。图 5 示出转子 36A、 36B 从图 4 所示状态转动 30 度之后的状态。参照图 2 和 3, 由转子 36A 的转子外表面 36AA 与壳体 2 的内壁 2F 形成并封闭的传送腔 40 根据转子 36A 的转动 朝向排出空间 42 转移。在图 4 中示出的转子 36A 的转动状态中, 传送腔 40 与排出空间 42 完全连通, 并且传送腔 40 中的气体排出至排出空间 42 中。当图 4 中定位在吸入空间 41 附 近的、 转子 36A 的叶片转动至如图 5 中示出的靠近内壁 2F 的位置时, 转子外表面 36AA 与壳 体 2 的内壁 2F 协作以在其间形成传送腔 40。于是, 吸入空间 41 中存在的气体被引入到传 送腔 40 中。根据转子 36A 的转动, 传送腔 40 相继地转移至图 2、 3 中示出的位置, 由此将气 体朝向排出空间 42 传送。类似地, 根据第六泵腔 16 中的转子 36B 的转动, 形成传送腔 40, 由此将吸入空间 41 中的气体引入到传送腔 40 中, 并以与上文参照转子 36A 所描述的相同 的方式将气体传送至排出空间 42。 下文将描述如何实现减少经由在各转动轴 8A、 8B 的轴向方向上形成的间隙 A 的气 体泄漏。由于气体通过传送腔 40 的移动从吸入空间 41 传送至排出空间 42, 故而吸入空间 41 中的气体压力变得低于排出空间 42 中的气体压力。传送腔 40 中的气体被略微压缩, 因 此, 传送腔 40 中的气体压力是高于吸入空间 41 中的气体压力而低于排出空间 42 中的气体 压力的中间压力。气体经由转子端部表面 36AB、 36BB 与壳体 2 的侧壁 2G 之间的间隙 A 从 高压的排出空间 42 略微泄漏至低压的吸入空间 41。
     在第一实施方式中, 形成有引导槽 50( 或弧形槽 50A 和径向槽 50B) 和连通槽 55。 图 2 的状态示出, 第六泵腔 16 的中央处的连通槽 55 部分地面向弧形槽 50A 并与弧形槽 50A 连通, 而弧形槽 50A 与径向槽 50B 和传送腔 40 连通。因此, 从排出空间 42 泄漏至转子端部 表面 36AB 与内壁 2G 之间的间隙 A 中的气体如图 2 中的箭头 D 所指示的那样经由例如连通 槽 55 和弧形槽 50A 引入到作为中间压力空间的传送腔 40 中。如图 4 中示出的, 在第六泵 腔 16 的转子 36A 侧引入到传送腔 40 中的气体连同已从吸入空间 41 传送至传送腔 40 中的 气体朝向排出空间 42 传送。
     另一方面, 在图 2 的状态中, 在第六泵腔 16 的转子 36B 侧, 泄漏至转子端部表面 36BB 与侧壁 2G 之间的间隙 A 中的气体被在图 2 中的箭头 D 方向上流动的气体抽吸, 从而一 部分泄漏气体被引入到第六泵腔 16 的转子 36A 侧的传送腔 40 中, 同时另一部分泄漏气体 则如图 2 中的箭头 E 所指示的那样流经第六泵腔 16 的转子 36B 侧的连通槽 55 以及引导槽 50( 或弧形槽 50A 以及径向槽 50B)。此时, 在转子 36B 侧不形成传送腔 40, 因此, 转子 36B 侧的径向槽 50B 与传送腔 40 之间不建立流体连通。流入引导槽 50 和连通槽 55 的气体由 于迷宫效应而暂时储存在这种槽中。根据转子 36B 的转动而如图 3 中示出地在转子 36B 侧 形成传送腔 40 之后, 径向槽 50B 立即与传送腔 40 连通, 而流经间隙 A 的气体以及储存在引 导槽 50 和连通槽 55 中的气体被引入到传送腔 40 中。随后, 引入到传送腔 40 中的气体由 传送腔 40 运送, 并在传送腔 40 与排出空间 42 连通时排出至排出空间 42。
     参照图 3, 转子 36B 和引导槽 50 的尺寸确定为使得在第六泵腔 16 的转子 36B 侧形
     成传送腔 40 之后径向槽 50B 与传送腔 40 连通。在图 3 的状态中, 第六泵腔 16 的转子 36A 侧的传送腔 40 恰好将要与排出空间 42 连通。在第六泵腔 16 的转子 36A 侧的传送腔 40 与 排出空间 42 连通之前, 整个径向槽 50B 面向转子 36A 的叶片, 因此, 可以防止引导槽 50 与 传送腔 40 之间的连通。
     本发明第一实施方式提供以下有益效果。
     (1) 在侧壁 2G 上形成的引导槽 50( 或弧形槽 50A 以及径向槽 50B) 允许将经由间 隙 A 泄漏的气体经由引导槽 50 引入到传送腔 40 中。因此, 可以减少经由间隙 A 从排出空 间 42 至吸入空间 41 的气体泄漏。
     (2) 在转子端部表面 36AB、 36BB 上形成的用于与引导槽 50 连通的连通槽 55 允许 在与转动轴 8A、 8B 的轴向方向相垂直的方向上、 在广范围上收集经由间隙 A 泄漏的气体并 使其引入到传送腔 40 中。
     (3) 在径向槽 50B 与传送腔 40 之间的连通切断之后, 传送腔 40 与排出空间 42 连 通。因此, 气体不从排出空间 42 经由径向槽 50B 和弧形槽 50A 引入到间隙 A 中, 由此防止 气体泄漏增加。
     (4) 由于在传送腔 40 形成之后径向槽 50B 与传送腔 40 连通, 故而防止经由引导槽 50 至吸入空间 41 的气体泄漏。 (5) 具有弧形槽 50A 和径向槽 50B 的引导槽 50 允许在转动轴 8A、 8B 附近流动的气 体引入到传送腔 40 中。
     (6) 在转子 36 的各叶片的中央处形成从而从与各转动轴 8A、 8B 的轴线相邻的位置 径向延伸的连通槽 55 有助于维持转子的强度。
     (7) 设置引导槽 50 和连通槽 55 可以由于迷宫效应而防止气体经由间隙 A 泄漏至 吸入空间 41, 即使在引导槽 50 不与传送腔 40 连通时也如此。
     下文将描述根据本发明第二实施方式的罗茨式泵。 参照图 6, 根据第二实施方式的 罗茨式泵与根据第一实施方式的罗茨式泵的不同之处在于省掉了连通槽 55, 取而代之地, 除了弧形槽 50A 和径向槽 50B 以外再设置中央槽 50C。下面的描述对于在第一与第二实施 方式中共同的元件或部件将使用相同的参考数字。中央槽 50C 在第六泵腔 16 的中央形成 在侧壁 2G, 从而与弧形槽 50A 的端部连接以便与弧形槽 50A 连通。中央槽 50C 形成为从各 转动轴 8A、 8B 的外周且与径向槽 50B 相反地径向延伸。中央槽 50C 的长度设计为使得整个 中央槽 50C 总是面向各转子端部表面 36AB、 36BB。 换言之, 中央槽 50C 的长度形成为使得整 个中央槽 50C 定位在下述圈内, 所述圈由当转子 36A、 36B 转动时各转子端部表面 36AB、 36BB 的外周的最内点限定。
     下文将参照图 6 至 8 描述如何实现减少在第六泵腔 16 中经由间隙 A 的气体泄漏。
     转子 36A、 36B 同步转动并由此形成传送腔 40, 以将气体从吸入空间 41 传送至排 出空间 42。经由转子端部表面 36AB、 36BB 与侧壁 2G 之间形成的间隙 A, 气体从高压的排出 空间 42 朝向低压的吸入空间 41 略微泄漏。从排出空间 42 泄漏至间隙 A 中的气体被引入 到弧形槽 50A 或中央槽 50C 中, 随后被引入至径向槽 50B。在图 6 的在第六泵腔 16 的转子 36A 侧形成传送腔 40 的状态中, 径向槽 50B 中的气体如箭头 D 所指示的那样被引入传送腔 40 中。另一方面, 在第六泵腔 16 的转子 36B 侧, 径向槽 50B 尚未与传送腔 40 连通, 因此, 一 部分气体被引入到转子 36A 侧的传送腔 40 中, 而另一部分气体如箭头 E 所指示的那样被暂
     时保持在转子 36B 侧的径向槽 50B、 弧形槽 50A 和中央槽 50C 中。
     当转子 36A、 36B 从图 6 中示出的状态转动 30 度而变为图 7 中示出的状态时, 在转 子 36B 侧形成传送腔 40, 从而径向槽 50B 与传送腔 40 连通, 而间隙 A 中的气体部分引入到 传送腔 40 中。当转子 36A、 36B 从图 7 中示出的状态进一步转动 30 度而变为图 8 中示出的 状态时, 转子 36A 侧的径向槽 50B 与传送腔 40 连通被阻止, 随后传送腔 40 与排出空间 42 连通, 结果从间隙 A 引入到径向槽 50B 中的气体返回到排出空间 42。
     本发明第二实施方式除了由第一实施方式提供的有益效果 (1)、 (3)、 (4)、 (5) 以 外还提供以下有益效果。
     (8) 设置中央槽 50C 允许在不使用根据第一实施方式的连通槽 55 的情况下将气体 从第六泵腔 16 的中央引入到传送腔 40 中。
     (9) 设置引导槽 50 提供了当引导槽 50 不与传送腔 40 连通时防止气体从间隙 A 泄 漏至吸入空间 41 中的迷宫效应。
     上述实施方式可以做如下修改。
     - 在上述实施方式中, 叶片 36 具有三个叶片, 但转子可以如图 9 至 12 中示出的那 样具有五个叶片。在此情况下, 各叶片中形成的连通槽 55 和引导槽 50( 或弧形槽 50A 以及 径向槽 50B) 也允许泄漏至间隙 A 中的气体流入传送腔 40。转子可以如图 13 中示出的那样 具有两个叶片, 或者可以如图 14 中示出的那样具有四个叶片。
     - 在上述实施方式中采用了六级罗茨泵, 但本发明并不局限于六级罗茨泵。 除了六 级罗茨泵以外, 可以采用单级或任意多级罗茨泵。本发明可应用于真空泵以及鼓风机。
     - 在上述实施方式中, 引导槽 50 形成在第六泵腔 16 的排出空间 42 侧的转动轴 8A、 8B 的轴线下方, 但其可以形成在第六泵腔 16 的吸入空间 41 侧。引导槽 50 的截面形状可以 是矩形, 而不局限于特定形状。
     - 在上述实施方式中, 连通槽 55 在叶片的中央径向地形成, 但其可以形成在除了 叶片的中央以外的任意位置。在叶片中可以形成多个连通槽。连通槽 55 的宽度和深度并 不局限于任意特定尺寸。连通槽 55 的宽度和深度可以形成为朝向转动轴的轴线扩大。
     - 转子 36 的形状不局限于在上述实施方式中已示出或描述的形状。 叶片的曲率以 及叶片的端部形状可以根据需要确定, 而引导槽和连通槽的形状可以根据转子的形状或轮 廓确定。

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1、10申请公布号CN102338087A43申请公布日20120201CN102338087ACN102338087A21申请号201110205100422申请日20110713201015938920100714JPF04C18/1420060171申请人株式会社丰田自动织机地址日本爱知县刈谷市72发明人井沢祐弥山本真也伴孝志今井崇行山下胜巳花冈泰仲74专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人武树辰黄霖54发明名称罗茨式流体机械57摘要一种罗茨式流体机械,包括壳体,该壳体具有侧壁;一对转动轴,该转动轴设置在壳体中;一对转子,该转子彼此接合并分别固定至一对转动轴从而轴向延伸;吸。

2、入空间,该吸入空间由壳体和一对转子形成以便引入流体;排出空间,该排出空间由用于排出流体的壳体和一对转子形成;和传送腔,该传送腔由壳体和转子形成。转子具有转子端部表面。在侧壁与转子端部表面之间形成间隙。根据一对转子的转动,传送腔将引入吸入空间中的气体传送至排出空间。壳体具有形成在面向转子端部表面的侧壁中的引导槽。从排出空间泄漏至间隙中的气体经由引导槽引入至传送腔。30优先权数据51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书7页附图11页CN102338100A1/1页21一种罗茨式流体机械,包括壳体,所述壳体具有侧壁;一对转动轴,所述转动轴设置在所述壳体中;一。

3、对转子,所述转子彼此接合并分别固定至所述一对转动轴从而轴向延伸,所述转子具有转子端部表面,其中,在所述侧壁与所述转子端部表面之间形成间隙;吸入空间,所述吸入空间由所述壳体和所述一对转子形成以便引入流体;排出空间,所述排出空间由所述壳体和所述一对转子形成以便排出流体;和传送腔,所述传送腔由所述壳体和所述转子形成,根据所述一对转子的转动,所述传送腔将引入所述吸入空间中的气体传送至所述排出空间,其特征在于,所述壳体具有形成在面向所述转子端部表面的所述侧壁中的引导槽,其中,从所述排出空间泄漏至所述间隙中的气体经由所述引导槽引入到所述传送腔中。2如权利要求1所述的罗茨式流体机械,其特征在于,所述引导槽形。

4、成为与所述传送腔连通。3如权利要求1所述的罗茨式流体机械,其特征在于,所述引导槽形成为使得在所述传送腔与所述排出空间连通之前阻止所述引导槽与所述传送腔之间的连通。4如权利要求1所述的罗茨式流体机械,其特征在于,所述转子具有形成在所述转子端部表面中并能够与所述引导槽连通的连通槽。5如权利要求4所述的罗茨式流体机械,其特征在于,所述连通槽形成为从所述转动轴的轴线径向延伸。6如权利要求4所述的罗茨式流体机械,其中,所述转子具有多个叶片,其特征在于,所述连通槽形成在所述叶片的中央处。7如权利要求1所述的罗茨式流体机械,其特征在于,所述引导槽包括弧形槽,所述弧形槽沿所述转动轴的外周形成;和径向槽,所述径。

5、向槽从所述转动轴的外周延伸并连接至所述弧形槽的一个端部,根据所述转子的转动,所述径向槽与所述传送腔连通。8如权利要求7所述的罗茨式流体机械,其特征在于,所述引导槽还包括中央槽,所述中央槽与所述弧形槽的另一端部连通、并且从所述转动轴的外周且与所述径向槽相反地径向延伸,所述中央槽的长度设计为使得当所述转子转动时整个所述中央槽始终面向所述转子端部表面。权利要求书CN102338087ACN102338100A1/7页3罗茨式流体机械技术领域0001本发明涉及一种用于通过转动转子而传送流体的罗茨式ROOTSTYPE流体机械。背景技术0002罗茨式泵或罗茨式流体机械广泛用于鼓风机和真空泵。图15、16中。

6、示出的单级罗茨泵具有分别在壳体100中固定地安装在转动轴102、103上的一对转子101A、101B。转子101A由固定在转动轴102上的驱动齿轮未示出转动,而另一转子101B则通过与驱动齿轮接合的从动齿轮未示出的转动而与转子101A同步转动。该对转子101A、101B以其叶片彼此接合的方式沿相反方向同步转动。通过成对的转子101A、101B的同步转动而经由入口105引入的气体被截留在由壳体100和转子101A、101B形成的传送腔110中。根据转子101A、101B的转动,气体从罗茨泵的入口105传送至出口106。随后,气体例如由下一级子泵释放。0003日本专利公开NO2884067公开了一。

7、种罗茨式鼓风机,该罗茨式鼓风机在与鼓风机出口相邻的位置处具有在鼓风机壳体的内壁形成的锯齿形槽。当空气从出口回流时,该锯齿槽在空气正流经该锯齿形槽时逐渐减小空气流速,由此减小在鼓风机操作过程中产生的噪声。0004由日本专利公开NO2884067公开并在图15和16中示出的罗茨式泵在转子101A与转子101B之间以及在壳体100与各转子101A、101B之间具有预定尺寸01MM至03MM的间隙。罗茨式泵构造为使得转子101A、101B在保持各自的间隙的同时转动。由于在罗茨式泵的入口105与出口106之间存在压力差,故而气体经由间隙泄漏。具体地,在由罗茨式泵的壳体100与各转子101A、101B形成。

8、的传送腔110中,气体如图15中的箭头B所指示的那样经由在内壁100A与各转子外表面101AA、101BA之间沿壳体100的内壁100A形成的间隙泄漏,也会如图16中的箭头C所指示的那样经由在壳体100的侧壁100B与各转子端部表面101AB、101BB之间在转动轴102、103的轴向方向上形成的间隙A泄漏。经由直接连接罗茨式泵的高压侧的出口106与罗茨式泵的低压侧的入口105的间隙A的泄漏是降低泵效率因而造成功率损耗增加的主要因素。0005本发明涉及提供一种罗茨式流体机械,该罗茨式流体机械可以减少在排出空间与吸入空间之间经由其转动轴的轴向方向上的间隙的气体泄漏。发明内容0006一种罗茨式流体。

9、机械,包括壳体,该壳体具有侧壁;一对转动轴,该转动轴设置在壳体中;一对转子,该转子彼此接合并分别固定至一对转动轴从而轴向延伸;吸入空间,该吸入空间由壳体和一对转子形成以便引入流体;排出空间,该排出空间由用于排出流体的壳体和一对转子形成;和传送腔,该传送腔由壳体和转子形成。转子具有转子端部表面。在侧壁与转子端部表面之间形成间隙。根据一对转子的转动,传送腔将引入吸入空间中的气体传送至排出空间。壳体具有形成在面向转子端部表面的侧壁中的引导槽。从排出空间说明书CN102338087ACN102338100A2/7页4泄漏至间隙中的气体经由引导槽引入至传送腔。0007通过下文结合以示例方式示出本发明原理。

10、的附图而给出的描述,将使本发明的其他方面和优点变得显而易见。附图说明0008被认为是新的本发明的特征在所附权利要求中具体阐述。本发明连同其目的和优点可以通过参照下文对目前优选实施方式的描述以及附图而得到最佳理解,在所述附图中0009图1是根据本发明第一实施方式的罗茨式泵的截面图;0010图2是沿图1中的II线截取的截面图;0011图3是示出了转子36已从图2所示状态转动30度之后图1所示罗茨式泵的状态的截面图;0012图4是示出了转子36已从图2所示状态转动60度之后图1所示罗茨式泵的状态的截面图;0013图5是示出了转子36已从图2所示状态转动90度之后图1所示罗茨式泵的状态的截面图;001。

11、4图6是根据本发明第二实施方式的罗茨式泵的截面图;0015图7是示出了转子36已从图6所示状态转动30度之后罗茨式泵的状态的截面图;0016图8是示出了转子36已从图6所示状态转动60度之后罗茨式泵的状态的截面图;0017图9是根据本发明的替代性实施方式的具有五叶片转子的罗茨式泵的截面图;0018图10是示出了转子36已从图9所示状态转动30度之后罗茨式泵的状态的截面图;0019图11是示出了转子36已从图9所示状态转动60度之后罗茨式泵的状态的截面图;0020图12是示出了转子36已从图9所示状态转动90度之后罗茨式泵的状态的截面图;0021图13是根据本发明的另一替代性实施方式的具有双叶片。

12、转子的罗茨式泵的截面图;0022图14是根据本发明的又一替代性实施方式的具有四叶片转子的罗茨式泵的截面图;0023图15是根据现有技术罗茨式泵的截面图;和0024图16是沿图15中的YY线截取的截面图。具体实施方式0025下文将参照附图描述作为根据第一实施方式的罗茨式流体机械的罗茨式泵。如图1中示出的,根据第一实施方式的多级罗茨泵总体上由数字1表示。罗茨式泵1包括壳体2、前部板3、马达壳体4以及电动马达5,所述前部板3连结至壳体2的一个端部表面,所述说明书CN102338087ACN102338100A3/7页5马达壳体4连结至壳体2的另一端部表面,而所述电动马达5容纳在马达壳体4中用于驱动罗。

13、茨式泵1。0026在壳体2的马达壳体4侧,在壳体2中形成有容纳驱动齿轮7和从动齿轮未示出的齿轮箱6。驱动齿轮7与从动齿轮在齿轮箱6中布置成彼此接合以便传递转动动力。0027电动马达5和驱动齿轮7连接至转动轴8A。转动轴8A在其一端处由在壳体2的齿轮箱6侧装配在壳体2中的径向轴承9可转动地支承,并且在其另一端处由设置在壳体2中且面向前部板3的另一径向轴承10支承。0028在壳体2中已形成从前部板3看时以2A、2B、2C、2D、2E这种顺序定位的隔离壁,以及由隔离壁2A2E彼此分隔的第一至第六泵腔11、12、13、14、15、16。第一至第六泵腔1116的容积从第一泵腔11朝向第六泵腔16逐渐减小。

14、。第一至第六泵腔1116中分别形成有用于引入气体的入口11A、12A、13A、14A、15A、16A以及用于排出气体的出口11B、12B、13B、14B、15B、16B。第一泵腔11的入口11A形成用于从外部引入气体的引入口,而第六泵腔16的出口16B连接至用于将气体排出至外部的排出通道16C。第一泵腔11的出口11B经由通道21连接至第二泵腔12的入口12A,并且类似地,第二至第五泵腔1215的出口12B15B分别经由通道2225连接至第三至第六泵腔1316的入口13A16A。0029在壳体2中转动轴8B见图2设置成与转动轴8A平行。转动轴8A、8B穿过隔离壁2A至2E以及第一泵腔11至第六。

15、泵腔16。在对应于第一泵腔11至第六泵腔16的各自位置处,六对转子31至36固定地安装在转动轴8A、8B上,从而轴向延伸以便随着转动轴8A、8B转动。转动轴8A、8B通过驱动和从动齿轮的转动而沿相反方向同步转动。相应地,各对转子31至36在各自泵腔11至16中沿相反方向同步转动。转子31至36中的每个均具有三个叶片、转子31至36的外周处的转子外表面、以及转子31至36的轴向方向上的轴向端部处的转子端部表面。0030下文将详细描述图2中示出的第六泵腔16。入口16A形成在壳体2的上部,以便经由入口16A将从第五泵腔15排出并流经通道25的气体引入到第六泵腔16中。出口16B形成在壳体2的下部,。

16、以便经由出口16B排出从第六泵腔16传送的气体。出口16B连接至排出通道16C。成对的转子36由驱动侧的固定在转动轴8A上的转子36A和从动侧的固定在转动轴8B上的转子36B组成。转子36A、36B被支承为使得各转子36A、36B的转子外表面36AA、36BA定位为非常靠近壳体2的内壁2F,其中各转子外表面36AA、36BA与壳体2的内壁2F之间形成最小间隙。在图2中,转子36A、36B安置成使得在转子外表面36AA与内壁2F之间形成传送腔40。在此情况下,传送腔40与吸入空间41、也与排出空间42分隔。即,传送腔40根据转子36A、36B的转动构造为使得转子36A、36B与壳体2之间的空间与。

17、吸入空间41和排出空间42分隔从而成为传送腔40。成对的转子36A、36B在第六泵腔16中彼此接合,其中在转子36A、36B的转子外表面36AA、36BA之间、大致在泵腔16的中央处形成最小间隙,从而防止第六泵腔16的入口16A侧的吸入空间41与出口16B侧的排出空间42之间的直接流体连通。吸入空间41由入口16A、转子36A、36B和壳体2在第六泵腔16的入口16A侧形成,而排出空间42由出口16B、转子36A、36B和壳体2在第六泵腔16的出口16B侧形成。0031与图15、图16中示出的现有技术罗茨泵相似,本发明的罗茨式泵1具有在转动轴8A、8B的轴向方向上形成的间隙A。换言之,在第六泵。

18、腔16的电动马达5侧的转子36A、36B说明书CN102338087ACN102338100A4/7页6的转子端部表面36AB、36BB与壳体2的内壁2F具体为面向转子端部表面36AB、36BB的、壳体2的侧壁2G图1之间存在转动轴8A、8B的轴向方向上的最小间隙A。在第六泵腔16的第五泵腔15侧的转子36A、36B的另一转子端部表面与壳体2的另一侧壁即第六泵腔16的隔离壁2E侧的侧壁之间也存在转动轴8A、8B的轴向方向上的最小间隙。类似地,在第一至第五泵腔11至15中,在各转子31至35的端部表面与壳体2或隔离壁2A至2E的与之对应的侧壁之间形成有转动轴8A、8B的轴向方向上的最小间隙。因此。

19、,设置转子外表面36AA、36BA与壳体2的内壁2F之间的最小间隙、以及转动轴8A、8B的轴向方向上的间隙A防止了各对转子31至36与壳体2彼此接触,由此允许转子对31至36在没有润滑油的情况下转动。0032引导槽50在面向转子端部表面36AB、36BB的位置处形成在壳体2的侧壁2G,其中,面向转子端部表面36AB、36BB的位置指的是定位在壳体2的壁2F上、位于下述圈内的位置,所述圈由当转子转动时各转子端部表面36AB、36BB的径向最外点限定。引导槽50形成在第六泵腔16的排出空间侧的各转动轴8A、8B的轴线下方或位于图2中的JJ线下方,并包括具有沿各转动轴8A、8B的外周的弯曲的半圆形弧。

20、形槽50A、以及在径向水平方向上从各转动轴8A、8B的外周朝向壳体2的内壁2F延伸的径向槽50B。径向槽50B与弧形槽50A在其各自的一个端部处彼此连接。壳体2在包括转动轴8A、8B的轴线的假想水平平面由图2中的JJ线表示处分为上部和下部。所述上部和下部以转动轴8A、8B和转子31至36布置在下部而上部安装至下部的方式组合在一起。截面为弧形形状的引导槽50可以在将上部安装在下部上之前通过球头铣削而形成在壳体2的下部。如图2中示出的,第六泵腔16的转子36A侧的径向槽50B的一部分延伸至面向传送腔40的位置,从而间隙A与传送腔40连通。0033以从接近转动轴8A、8B的外周的位置径向延伸至接近转。

21、子36的各外部叶片端部的位置的方式,连通槽55形成在成对的转子36的各叶片的转子端部表面36AB、36BB的中央处。参照图2,连通槽55形成为在接近叶片的基部即各转动轴8A、8B的外周面向半圆形弧形槽50A的一部分,以便与弧形槽50A连通。但是,连通槽55在其相反的径向外部端部处封闭,并且不开口于转子外表面36AA、36BA,以便防止经由连通槽55泄漏。参照图2中的转子36A,引导槽50或半圆形弧形槽50A和径向槽50B和转子36A的连通槽55与传送腔40连通。0034上文已对第六泵腔16中的转子36的转子端部表面36AB、36BB中的一个以及侧壁2G进行描述。对于转子36的另一转子端部表面及。

22、壳体2的与之对应的侧壁,分别形成类似的引导槽和连通槽。这种引导槽和连通槽可以按相同的方式在第一至第五泵腔11至15中形成。0035下文将描述根据第一实施方式的罗茨式泵1的操作。当电动马达5受到驱动时,连接至电动马达5的转动轴8A在罗茨式泵1中转动。根据转动轴8A的转动,驱动齿轮7转动,并将转动动力传递至从动齿轮。驱动齿轮7和从动齿轮同步转动,并且连接至从动齿轮的转动轴8B转动,由此使各对转子31至36在第一泵腔11至第六泵腔16中同步转动。0036根据转动轴8A、8B以及第一泵腔11至第六泵腔16中的转子对31至36的同步转动,气体经由入口11A引入到第一泵腔11中。之后,气体传送至第一泵腔1。

23、1并排出至出口11B中。出口11B中的气体经由通道21传送并引入到第二泵腔12的入口12A中、传送至第说明书CN102338087ACN102338100A5/7页7二泵腔12中、并排出至出口12B。随后,气体分别经由通道22至25传送至第三泵腔13至第六泵腔16中,并从第六泵腔16的出口16B经由排出通道16C排出至外部。0037下文将描述第六泵腔16中的气体传送。在图2中看时,在第六泵腔16中,转子36A沿逆时针方向转动,而转子36B沿顺时针方向转动。图3示出转子36A、36B从图2所示状态转动30度之后的状态。图4示出转子36A、36B从图3所示状态转动30度之后的状态。图5示出转子36。

24、A、36B从图4所示状态转动30度之后的状态。参照图2和3,由转子36A的转子外表面36AA与壳体2的内壁2F形成并封闭的传送腔40根据转子36A的转动朝向排出空间42转移。在图4中示出的转子36A的转动状态中,传送腔40与排出空间42完全连通,并且传送腔40中的气体排出至排出空间42中。当图4中定位在吸入空间41附近的、转子36A的叶片转动至如图5中示出的靠近内壁2F的位置时,转子外表面36AA与壳体2的内壁2F协作以在其间形成传送腔40。于是,吸入空间41中存在的气体被引入到传送腔40中。根据转子36A的转动,传送腔40相继地转移至图2、3中示出的位置,由此将气体朝向排出空间42传送。类似。

25、地,根据第六泵腔16中的转子36B的转动,形成传送腔40,由此将吸入空间41中的气体引入到传送腔40中,并以与上文参照转子36A所描述的相同的方式将气体传送至排出空间42。0038下文将描述如何实现减少经由在各转动轴8A、8B的轴向方向上形成的间隙A的气体泄漏。由于气体通过传送腔40的移动从吸入空间41传送至排出空间42,故而吸入空间41中的气体压力变得低于排出空间42中的气体压力。传送腔40中的气体被略微压缩,因此,传送腔40中的气体压力是高于吸入空间41中的气体压力而低于排出空间42中的气体压力的中间压力。气体经由转子端部表面36AB、36BB与壳体2的侧壁2G之间的间隙A从高压的排出空间。

26、42略微泄漏至低压的吸入空间41。0039在第一实施方式中,形成有引导槽50或弧形槽50A和径向槽50B和连通槽55。图2的状态示出,第六泵腔16的中央处的连通槽55部分地面向弧形槽50A并与弧形槽50A连通,而弧形槽50A与径向槽50B和传送腔40连通。因此,从排出空间42泄漏至转子端部表面36AB与内壁2G之间的间隙A中的气体如图2中的箭头D所指示的那样经由例如连通槽55和弧形槽50A引入到作为中间压力空间的传送腔40中。如图4中示出的,在第六泵腔16的转子36A侧引入到传送腔40中的气体连同已从吸入空间41传送至传送腔40中的气体朝向排出空间42传送。0040另一方面,在图2的状态中,在。

27、第六泵腔16的转子36B侧,泄漏至转子端部表面36BB与侧壁2G之间的间隙A中的气体被在图2中的箭头D方向上流动的气体抽吸,从而一部分泄漏气体被引入到第六泵腔16的转子36A侧的传送腔40中,同时另一部分泄漏气体则如图2中的箭头E所指示的那样流经第六泵腔16的转子36B侧的连通槽55以及引导槽50或弧形槽50A以及径向槽50B。此时,在转子36B侧不形成传送腔40,因此,转子36B侧的径向槽50B与传送腔40之间不建立流体连通。流入引导槽50和连通槽55的气体由于迷宫效应而暂时储存在这种槽中。根据转子36B的转动而如图3中示出地在转子36B侧形成传送腔40之后,径向槽50B立即与传送腔40连通。

28、,而流经间隙A的气体以及储存在引导槽50和连通槽55中的气体被引入到传送腔40中。随后,引入到传送腔40中的气体由传送腔40运送,并在传送腔40与排出空间42连通时排出至排出空间42。0041参照图3,转子36B和引导槽50的尺寸确定为使得在第六泵腔16的转子36B侧形说明书CN102338087ACN102338100A6/7页8成传送腔40之后径向槽50B与传送腔40连通。在图3的状态中,第六泵腔16的转子36A侧的传送腔40恰好将要与排出空间42连通。在第六泵腔16的转子36A侧的传送腔40与排出空间42连通之前,整个径向槽50B面向转子36A的叶片,因此,可以防止引导槽50与传送腔40。

29、之间的连通。0042本发明第一实施方式提供以下有益效果。00431在侧壁2G上形成的引导槽50或弧形槽50A以及径向槽50B允许将经由间隙A泄漏的气体经由引导槽50引入到传送腔40中。因此,可以减少经由间隙A从排出空间42至吸入空间41的气体泄漏。00442在转子端部表面36AB、36BB上形成的用于与引导槽50连通的连通槽55允许在与转动轴8A、8B的轴向方向相垂直的方向上、在广范围上收集经由间隙A泄漏的气体并使其引入到传送腔40中。00453在径向槽50B与传送腔40之间的连通切断之后,传送腔40与排出空间42连通。因此,气体不从排出空间42经由径向槽50B和弧形槽50A引入到间隙A中,由。

30、此防止气体泄漏增加。00464由于在传送腔40形成之后径向槽50B与传送腔40连通,故而防止经由引导槽50至吸入空间41的气体泄漏。00475具有弧形槽50A和径向槽50B的引导槽50允许在转动轴8A、8B附近流动的气体引入到传送腔40中。00486在转子36的各叶片的中央处形成从而从与各转动轴8A、8B的轴线相邻的位置径向延伸的连通槽55有助于维持转子的强度。00497设置引导槽50和连通槽55可以由于迷宫效应而防止气体经由间隙A泄漏至吸入空间41,即使在引导槽50不与传送腔40连通时也如此。0050下文将描述根据本发明第二实施方式的罗茨式泵。参照图6,根据第二实施方式的罗茨式泵与根据第一实。

31、施方式的罗茨式泵的不同之处在于省掉了连通槽55,取而代之地,除了弧形槽50A和径向槽50B以外再设置中央槽50C。下面的描述对于在第一与第二实施方式中共同的元件或部件将使用相同的参考数字。中央槽50C在第六泵腔16的中央形成在侧壁2G,从而与弧形槽50A的端部连接以便与弧形槽50A连通。中央槽50C形成为从各转动轴8A、8B的外周且与径向槽50B相反地径向延伸。中央槽50C的长度设计为使得整个中央槽50C总是面向各转子端部表面36AB、36BB。换言之,中央槽50C的长度形成为使得整个中央槽50C定位在下述圈内,所述圈由当转子36A、36B转动时各转子端部表面36AB、36BB的外周的最内点限。

32、定。0051下文将参照图6至8描述如何实现减少在第六泵腔16中经由间隙A的气体泄漏。0052转子36A、36B同步转动并由此形成传送腔40,以将气体从吸入空间41传送至排出空间42。经由转子端部表面36AB、36BB与侧壁2G之间形成的间隙A,气体从高压的排出空间42朝向低压的吸入空间41略微泄漏。从排出空间42泄漏至间隙A中的气体被引入到弧形槽50A或中央槽50C中,随后被引入至径向槽50B。在图6的在第六泵腔16的转子36A侧形成传送腔40的状态中,径向槽50B中的气体如箭头D所指示的那样被引入传送腔40中。另一方面,在第六泵腔16的转子36B侧,径向槽50B尚未与传送腔40连通,因此,一。

33、部分气体被引入到转子36A侧的传送腔40中,而另一部分气体如箭头E所指示的那样被暂说明书CN102338087ACN102338100A7/7页9时保持在转子36B侧的径向槽50B、弧形槽50A和中央槽50C中。0053当转子36A、36B从图6中示出的状态转动30度而变为图7中示出的状态时,在转子36B侧形成传送腔40,从而径向槽50B与传送腔40连通,而间隙A中的气体部分引入到传送腔40中。当转子36A、36B从图7中示出的状态进一步转动30度而变为图8中示出的状态时,转子36A侧的径向槽50B与传送腔40连通被阻止,随后传送腔40与排出空间42连通,结果从间隙A引入到径向槽50B中的气体。

34、返回到排出空间42。0054本发明第二实施方式除了由第一实施方式提供的有益效果1、3、4、5以外还提供以下有益效果。00558设置中央槽50C允许在不使用根据第一实施方式的连通槽55的情况下将气体从第六泵腔16的中央引入到传送腔40中。00569设置引导槽50提供了当引导槽50不与传送腔40连通时防止气体从间隙A泄漏至吸入空间41中的迷宫效应。0057上述实施方式可以做如下修改。0058在上述实施方式中,叶片36具有三个叶片,但转子可以如图9至12中示出的那样具有五个叶片。在此情况下,各叶片中形成的连通槽55和引导槽50或弧形槽50A以及径向槽50B也允许泄漏至间隙A中的气体流入传送腔40。转。

35、子可以如图13中示出的那样具有两个叶片,或者可以如图14中示出的那样具有四个叶片。0059在上述实施方式中采用了六级罗茨泵,但本发明并不局限于六级罗茨泵。除了六级罗茨泵以外,可以采用单级或任意多级罗茨泵。本发明可应用于真空泵以及鼓风机。0060在上述实施方式中,引导槽50形成在第六泵腔16的排出空间42侧的转动轴8A、8B的轴线下方,但其可以形成在第六泵腔16的吸入空间41侧。引导槽50的截面形状可以是矩形,而不局限于特定形状。0061在上述实施方式中,连通槽55在叶片的中央径向地形成,但其可以形成在除了叶片的中央以外的任意位置。在叶片中可以形成多个连通槽。连通槽55的宽度和深度并不局限于任意。

36、特定尺寸。连通槽55的宽度和深度可以形成为朝向转动轴的轴线扩大。0062转子36的形状不局限于在上述实施方式中已示出或描述的形状。叶片的曲率以及叶片的端部形状可以根据需要确定,而引导槽和连通槽的形状可以根据转子的形状或轮廓确定。说明书CN102338087ACN102338100A1/11页10图1说明书附图CN102338087ACN102338100A2/11页11图2说明书附图CN102338087ACN102338100A3/11页12图3说明书附图CN102338087ACN102338100A4/11页13图4图5说明书附图CN102338087ACN102338100A5/11页14图6图7说明书附图CN102338087ACN102338100A6/11页15图8图9说明书附图CN102338087ACN102338100A7/11页16图10说明书附图CN102338087ACN102338100A8/11页17图11说明书附图CN102338087ACN102338100A9/11页18图12图13说明书附图CN102338087ACN102338100A10/11页19图14图15说明书附图CN102338087ACN102338100A11/11页20图16说明书附图CN102338087A。

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