專利名稱：流體環(huán)氣泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種單級(jí)或多級(jí)的流體環(huán)氣泵(Fluessigkeitsring-gaspumpe)，每一級(jí)分別具有一個(gè)工作室、一個(gè)偏心支承在其中的葉輪、在兩側(cè)軸向地限制工作室的平面控制盤以及連接在其上的、用于將輸送氣體輸入和排出工作室的通道或腔室，其中控制盤具有相同的吸入孔(Saugoeffnung)和壓出孔(Druckoeffnung)地彼此間一致地構(gòu)成。
在流體環(huán)氣泵中，一個(gè)葉輪在一個(gè)偏心回轉(zhuǎn)的流體環(huán)內(nèi)旋轉(zhuǎn)。在運(yùn)行期間所述流體環(huán)或多或少地進(jìn)入到在葉輪葉片之間構(gòu)成的小室中。由此使葉輪小室中的自由容積交替地增大和減小。在小室容積增大的那個(gè)回轉(zhuǎn)區(qū)域中，所述吸入孔在一個(gè)控制盤中位于端面處，通過該吸入孔使要被輸送的氣體吸入到小室中。在進(jìn)行壓縮的那個(gè)旋轉(zhuǎn)部件的端部區(qū)域中具有壓出孔，通過該壓出孔將已壓縮的氣體排出到泵的壓力室中。
流體環(huán)氣泵不僅用作為真空泵，在其中將輸送氣體從一個(gè)負(fù)壓壓縮到近似大氣壓；而且用作為壓縮機(jī)，在其中將輸送氣體從大氣壓壓縮到一個(gè)過壓。流體環(huán)氣泵可以設(shè)計(jì)成單級(jí)的和多級(jí)的。單級(jí)流體環(huán)氣泵由于較低的壓縮比可以用作為上方的粗真空中的真空泵或用作為壓縮機(jī)。兩級(jí)機(jī)型的優(yōu)選使用范圍是在真空的低壓范圍中的真空泵。
所述工作室在軸向的一端或兩端通過一個(gè)控制盤限定，在工作室內(nèi)部葉輪旋轉(zhuǎn)并且形成流體環(huán)。對(duì)于多級(jí)流體環(huán)泵的情況，以適當(dāng)?shù)臄?shù)量沿軸向前后地設(shè)置這些具有葉輪和控制盤的工作室。
一個(gè)流體環(huán)氣泵通常由許多結(jié)構(gòu)部件組成，它們?cè)诒玫难b配期間在軸向相鄰地設(shè)置。每個(gè)結(jié)構(gòu)部件的貼靠面同時(shí)也是泵內(nèi)部對(duì)外部環(huán)境的設(shè)備密封面。所述外部的殼體軸向向外地連接到控制盤上，在該殼體中含有用于導(dǎo)引氣體流和液態(tài)流的通道或腔室。在控制盤和外部殼體之間也仍然存在要被密封的表面。
所述控制盤具有開孔，它們保證將輸送氣體從外部的壓縮機(jī)外部殼體輸入到工作室中、或從工作室中排出。根據(jù)流體環(huán)氣泵的級(jí)數(shù)和結(jié)構(gòu)形式，在這些盤上設(shè)有一個(gè)或兩個(gè)開孔用于流入(吸入孔)或流出(壓出孔)輸送介質(zhì)。由于在每一個(gè)流體環(huán)級(jí)中壓縮氣體，因此壓出孔通常設(shè)計(jì)得比吸入孔小。這些孔的準(zhǔn)確位置和幾何形狀對(duì)可達(dá)到吸入體積流和效率有很大的影響。因此在實(shí)踐中吸入孔和壓出孔的形狀和大小也不相同。
在這種傳統(tǒng)的泵結(jié)構(gòu)中，所述控制盤在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上不同地構(gòu)成。例如，在兩級(jí)泵中四個(gè)控制盤的每一個(gè)都具有不同的幾何形狀。軸向外側(cè)的兩個(gè)控制盤分別具有一個(gè)吸入孔和一個(gè)壓出孔；第一級(jí)的中間控制盤只具有壓出孔，而第二級(jí)的中間控制盤只具有吸入孔。因?yàn)樗隹刂票P通常由鑄件構(gòu)成，甚至所述兩個(gè)外側(cè)控制盤在結(jié)構(gòu)上也是不同的，因?yàn)殚_孔和中心相對(duì)于殼體鏡像地設(shè)置。這種傳統(tǒng)泵設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是存在大量不同的結(jié)構(gòu)部件，這導(dǎo)致在生產(chǎn)、毛坯制備、部件加工和倉儲(chǔ)方面的較高的復(fù)雜性。由此造成高的單位成本和加工成本。
已知第一附件，該附件作為等厚的平板更簡單地構(gòu)成控制盤(EP 0678674 A2)。由此能夠使對(duì)稱的控制盤由一個(gè)統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成。在生產(chǎn)中，這些控制盤可以由平坦的板材沖出，或通過激光工藝機(jī)械加工。另外，經(jīng)常需要使相鄰流體通道如此適合于相鄰的殼體部件，以獲得最優(yōu)的通流特性。例如，在上述背景技術(shù)中在壓出縫隙中從工作室的流出口階梯形地構(gòu)成，因此以逼近方式地加工一個(gè)彎曲的通流通道模型。
由平坦的結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成的、普遍統(tǒng)一的控制盤目前只應(yīng)用于單級(jí)流體環(huán)氣泵，因?yàn)閷?duì)于統(tǒng)一結(jié)構(gòu)這些盤總是具有一個(gè)吸入孔和一個(gè)壓出孔(DE 10 57 284 B，DE 197 58 340 A1)。例如，對(duì)于多級(jí)泵需要至少三個(gè)不同的控制盤結(jié)構(gòu)，其中中間控制盤分別只允許具有一個(gè)孔。
因此本發(fā)明的目的是提供一種流體環(huán)氣泵，其中減少不同控制盤的數(shù)量。
按照本發(fā)明的解決方案是，在泵的運(yùn)行期間使所述開孔中的至少一個(gè)沒有輸送氣體流過，并且所述不需要的開孔在背離葉輪的側(cè)面上被覆蓋。
本發(fā)明可用于單級(jí)流體環(huán)氣泵、但特別適用于多級(jí)流體環(huán)氣泵。
按照本發(fā)明的流體環(huán)氣泵只具有幾何結(jié)構(gòu)完全相同的控制盤。這一點(diǎn)由此得以實(shí)現(xiàn)，即所述不需要的開孔在背離葉輪的側(cè)面上被相鄰部件覆蓋。在此不必將在控制盤中不需要孔的多余敞開空間填上，盡管可能會(huì)認(rèn)為，由于這些附加空間(在其中也存在要被泵出的氣體)使效率降低。但是令人驚奇的是，按照本發(fā)明的流體環(huán)氣泵與控制盤上沒有相應(yīng)敞開空間的流體環(huán)氣泵一樣具有相同的功能數(shù)據(jù)，因?yàn)榉謩e從外面被覆蓋的開孔在工作室中軸向位于通向從屬的通流通道的開孔的對(duì)面。在葉輪的這一位置中，在壓縮過程期間在相鄰的葉輪小室中間呈現(xiàn)相同的壓力，因此實(shí)際上不會(huì)發(fā)生逆流。實(shí)驗(yàn)上已經(jīng)驗(yàn)證對(duì)流體環(huán)氣泵的吸入體積流沒有負(fù)面影響。
即使對(duì)于對(duì)角通流的單級(jí)泵(其中在吸入和壓出端分別只利用一個(gè)開孔)，如果分別將不用的吸入孔和壓出孔覆蓋，也可以使用本發(fā)明。因此按照本發(fā)明，整個(gè)流體環(huán)氣泵結(jié)構(gòu)系列—包括單級(jí)和多級(jí)設(shè)備以及具有不同軸向長度的壓縮級(jí)—在所有位置都可以裝配相同的統(tǒng)一的控制盤。通過本發(fā)明極大地減少了不同結(jié)構(gòu)部件的數(shù)量。由此顯著簡化了加工和組裝過程。因此使這種流體環(huán)氣泵的生產(chǎn)成本明顯更低。
以有利的方式規(guī)定，所述控制盤還可以包括用于壓縮機(jī)功能所需的開孔(鉆孔)，例如用于流體，它們可選擇地被打開或覆蓋。
在單級(jí)結(jié)構(gòu)泵中，所述外部控制盤在兩側(cè)不僅需要吸入孔而且需要壓出孔，因此吸入孔和壓出孔都不被覆蓋。
所述統(tǒng)一的控制盤以適宜的方式是平板，并且具有一個(gè)吸入孔和一個(gè)壓出孔。但是所述統(tǒng)一的控制盤也可以是鑄件，并且同樣包括一個(gè)吸入孔和一個(gè)壓出孔。
如果控制盤通過沖壓、激光燒蝕(Laserbrennen)或水射束切割產(chǎn)生，在多數(shù)情況下不需要其它的加工。
下面借助于優(yōu)選實(shí)施例參照附圖來描述本發(fā)明。附圖中

圖1以橫截面圖示出一個(gè)背景技術(shù)的流體環(huán)氣泵；圖2示出一個(gè)按照本發(fā)明的流體環(huán)氣泵的第一實(shí)施方式；圖3示出一個(gè)按照本發(fā)明的流體環(huán)氣泵的第二實(shí)施方式；圖4以俯視圖示出一個(gè)按照本發(fā)明的控制盤。
圖1示出一個(gè)通常的兩級(jí)流體環(huán)氣泵。它有兩個(gè)葉輪2，該葉輪設(shè)置在兩個(gè)工作室8中，并且由一個(gè)軸9支承。所述工作室8在軸向由控制盤3、4限定?？梢钥吹?，需要四個(gè)不同的控制盤。
圖2以類似的視圖示出一個(gè)按照本發(fā)明的泵，其中具有吸入孔6和壓出孔7的控制盤3、4彼此間一致地構(gòu)成。在此通過一個(gè)中間壁10覆蓋左邊(第二)級(jí)的內(nèi)部控制盤4的壓出孔7和右邊(第一)級(jí)的內(nèi)部控制盤4的吸入孔6。右邊級(jí)的內(nèi)部控制盤4的壓出孔通過一個(gè)通道11與左邊級(jí)的內(nèi)部控制盤4的吸入孔相連。通過12表示其它的用于泵功能所需的開孔。
圖3示出了一個(gè)單級(jí)泵，其中具有吸入孔6和壓出孔7的兩個(gè)控制盤3一致地構(gòu)成。
最后，在圖4中以俯視圖示出一個(gè)具有吸入孔6和壓出孔7的控制盤3、4。
權(quán)利要求
1.具有單級(jí)或多級(jí)的流體環(huán)氣泵，每一級(jí)分別具有一個(gè)工作室(8)、一個(gè)偏心地支承在其中的葉輪(2)、在兩側(cè)軸向地限定工作室的平面控制盤(3，4)以及連接在其上的、用于將輸送氣體吸入和排出工作室(8)的通道或腔室，其中控制盤(3，4)具有相同的吸入孔(6)和壓出孔(7)地彼此間一致地構(gòu)成，其特征在于，在泵的運(yùn)轉(zhuǎn)期間所述開孔(6，7)中的至少一個(gè)沒有輸送氣體流過，并且該不需要的開孔在背離葉輪(2)的側(cè)面上被覆蓋。
2.如權(quán)利要求1所述的流體環(huán)氣泵，其特征在于，在多級(jí)結(jié)構(gòu)形式中對(duì)于設(shè)置在兩個(gè)葉輪之間的控制盤所述不需要輸送氣體的開孔被覆蓋。
3.如權(quán)利要求1所述的流體環(huán)氣泵，其特征在于，在單級(jí)結(jié)構(gòu)形式中對(duì)于控制盤在所述一個(gè)側(cè)面上覆蓋吸入孔而在另一側(cè)面上覆蓋壓出孔。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的流體環(huán)氣泵，其特征在于，所述控制盤的不需要的開孔通過相鄰的殼體部件覆蓋。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的流體環(huán)氣泵，其特征在于，所述控制盤(3，4)包括其它的對(duì)于壓縮機(jī)功能所需的開孔(鉆孔)(12)，該開孔可選擇被打開或被覆蓋。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的流體環(huán)氣泵，其特征在于，所述統(tǒng)一的控制盤(3，4)是平板，并且包括一個(gè)吸入孔(6)和一個(gè)壓出孔(7)。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的流體環(huán)氣泵，其特征在于，所述控制盤(3，4)通過沖壓、激光燒蝕或水射束切割制成。
8.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的流體環(huán)氣泵，其特征在于，所述統(tǒng)一的控制盤(3，4)是鑄件，并且包括一個(gè)吸入孔(6)和一個(gè)壓出孔(7)。
全文摘要
具有單級(jí)或多級(jí)的流體環(huán)氣泵，每一級(jí)分別具有一個(gè)工作腔(8)、一個(gè)偏心支承在其中的葉輪(2)、在軸向兩側(cè)限制工作腔的平面控制盤(3，4)以及連接在其上的、用于將輸送氣體吸入并排出工作室(8)的通道或腔室，其特征在于，控制盤(3，4)具有相同的吸入孔(6)和壓出孔(7)彼此間一致地構(gòu)成，并且不需要的開孔(6，7)在背離葉輪(2)的側(cè)面上被覆蓋。
文檔編號(hào)F01C21/00GK1791751SQ200480013438
公開日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2004年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月16日
發(fā)明者B·溫克巴赫, S·希特施, A·于內(nèi)曼 申請(qǐng)人:施特靈流體系統(tǒng)(德國)股份公司