具有葉片的旋轉泵的製作方法

2023-06-10 14:23:21

專利名稱：具有葉片的旋轉泵的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種使用葉片的形式的旋轉泵。更具體而言，本發明涉及一
種如下類型的旋轉泵其包括定子，在該定子中由周邊壁限定一腔室，入口 連接件和出口通道形成在所述定子中， 一入口通道形成在所述定子中並從所 述入口連接件延伸到所述腔室，在所述腔室中，安裝一轉子，該轉子圍繞相 對於所述腔室偏心的軸線旋轉，所述轉子具有一支撐部分、 一葉片支撐部分 和用於驅動轉子旋轉的機械連接裝置，所述轉子的所述葉片支撐部分與所述 腔室的周邊壁區域相切，所述轉子的所述葉片支撐部分具有兩個平行的壁， 它們限定了沿直徑的空間並將葉片支撐部分分成兩個半殼，至少一個葉片安 裝成在所述葉片支撐部分的沿直徑的空間中滑動，其端部部分與所述腔室的 周邊壁相切。
背景技術：
上述類型的一些葉片泵是已知的，它們可具有插入在所述轉子的沿直徑 的空間內的單個葉片，所述單個葉片與所述腔室的周邊壁的相對的部分配 合，在這種情況下其具有特殊的輪廓，類似於橢圓，因此通常描述為橢圓體。 此外，這些泵也可以具有兩個插在所述轉子的沿直徑的空間的葉片，沿著相 互連續的方向延伸，並且與所述腔室的周邊壁的相對的部分配合，這種情況 下其可具有圓形輪廓。
在任一情況下，單個或者兩個葉片以及轉子與腔室的周邊壁的相切通過 在泵的腔室中限定吸入腔室和壓縮腔室來細分該泵腔室，並且轉子的旋轉使 得所述吸入腔室和壓縮腔室的體積周期性變化。當轉子的旋轉沿著合適的方 向驅動時，導致來自入口連接件的吸力和來自出口通道的傳送。轉子沿著相 反方向的旋轉導致與之相反的操作。油供應到泵的內部空間，這些油具有雙 重供能，潤滑和改進具有相對運動的部件的氣密性。
這些泵廣泛應用於一些技術領域中， 一種延伸的應用是用於在存儲器中 形成低壓，這種低壓用於操作一些裝置。這些泵是限定的真空泵，他們設有單項閥控制吸入通道。在馬達車輛領域，這種真空泵通過發動機的凸輪軸驅 動，或者通過另一發動機的驅動的軸，它們特別用於操作用於輔助制動和其 它氣動受動器的伺服系統。鑑於這種用途的主要特徵，下面的描述中考慮相 同的問題，但是，應當理解，所描述的泵可以用於馬達車輛領域的其它應用 中以及用於其它技術領域中。
在已知的實施方式中，這些泵具有滿意的性能，但是也具有一些缺陷。 具體而言，這種泵不能被沿著與規定的方向相反的方向區域，而不倒轉其操
作。因此，需要製造不同設計的泵，以便滿足沿著相反方向操作相同的需求。 此外，如果真空泵沿著與規定方向相反的方向驅動會導致嚴重後果，因為車 輛發動機經受反轉。這種情況下，產生超負荷，可導致一些部件損壞。
在轉子和腔室的周邊壁之間相切的區域，形成一死區，其導致性能降低 並增加操作泵所需的功率。該泵需要安裝排出閥，使得將泵安裝在發動機上 更加複雜化。此外，將用於潤滑其部件的油供應到泵上也更加困難。

發明內容
本發明的本發明的主要目的在於彌補已知類型的泵的缺陷。本發明的一 個具體目的是賦予泵轉子正確操作的特性，與賦予其的旋轉方向無關。這允 許統一製造和泵的零部件的存儲，並且防止了在泵的任何意外反轉的情況下 出現任何有害後果。本發明的其它目的在於減小泵吸收的阻力扭矩和瞬間扭 矩，以便使得更更容易安裝，更好的利用潤滑油，消除了死區，並且由於泵 的特點所允許的更好的設計，減小了生產成本和泵的重量。
根據本發明，這些目的通過在技術領域部分描述的泵實現，但其具有如
下特徵所述轉子的葉片支撐部分的每個半殼是中空的；每個半殼在沿圓周 方向的每個端部具有徑向入口通道，這些通道在葉片支撐部分的表面開口並 且與半殼的中空空間連通；每個所述入口通道通過單向閥控制，所述單向閥 布置成允許流體從所述葉片支撐部分的外部朝著半殼的所述中空空間流動； 每個半殼在所述葉片支撐部分的面對所述支撐部分的端部具有釋放開口 。
由於這些特徵，當轉子沿著規定方向旋轉並且轉子在腔室中的移位使得 壓縮腔室壓縮並在吸入腔室中導致吸入時，位於壓縮腔室中的現在被壓縮的 流體可以打開位於腔室中的單向閥，並因此可以流到相應的半殼的中空空間 中，然後流體從中空空間通過相應的釋放開口排出，所有其它的單向閥保持
6關閉和空閒。但是，如果轉子沿著與規定方向相反的方向旋轉(反轉)，在 吸入腔室中操作壓縮，但是不會導致泵卡住和和損害，因為位於吸入腔室中 的現在被壓縮的流體可以打開位於腔室中的單向閥，因此可以流到相應的半 殼的中空空間中，然後流體從中空空間通過相應的釋放開口排出，所有其它 的單向閥保持關閉和空閒。因此，由於泵意外反轉不會帶來嚴重後果。
當然，轉子結構是完全對稱的，該轉子可以用在任何定子中，與定子用 於泵的順時針旋轉或者泵的逆時針旋轉無關，甚至可以用於雙向操作。
才艮據上述限定的旋轉泵可以優選包括一個或者多個如下特徵
-所述轉子葉片支撐部分的每個半殼的每個入口通道位於所述半殼沿 著軸向的中心附近，並且沿著圓周方向朝著葉片支撐壁延伸，並向內形成用 於單向閥之一的閥座。
-對於每個半殼，所述單向閥由支撐在其中心附近的彈性板簧形成，並 且所述彈性板簧在其端部附近形成用於半殼的兩個單向閥。
-在每個半殼的所述中空空間中，設有適於使形成所述閥的彈性板簧定 位、成型並處於預拉伸狀態的結構。
-或者，對於每個半殼，所述單向閥由兩個板閥形成，所述板閥圍繞半 殼著其縱向的中心樞轉，每個板閥設有部分配重，所述配重相對於樞轉中心 與所述^1閥相對地定位。
-形成每個板閥及其配重的元件的形狀是一致的，只是它們在半殼中的 組裝位置不同。
-在每個半殼的中空空間中設有適於限制所述閥的打開的結構。
-所述轉子葉片支撐部分的每個所述平行壁在面對所述葉片的表面上 設有與相應的半殼的中空空間連通的潤滑通道。
-轉子支撐部分在與所述葉片支撐部分相對的一側上具有用於中間驅 動元件的座，所述中間驅動元件用於補償在所述泵和操作所述泵驅動的軸之 間的任何同軸度誤差。
-所述定子不設有用於釋放空氣和油的連接件和閥。
-所述定子具有用於將油供應到吸入腔室中的通道。
-用於供應油的所述通道設有最小壓力的閥。
-所述定子包括沒有引導供能的平面蓋。


下面通過對優選的但非限制性的實施方式的描述結合附圖，清楚地了解
本發明，在附圖中
圖1示出了根據本發明第一實施方式的形成泵的部件的分解立體圖。 圖2示出了由根據圖1的部件形成的泵的截面圖。 圖3示出了轉子的葉片支撐部分的局部剖視放大圖。 圖4示出了沿著圖2的線IV-IV的縱剖面圖。 圖5示出了根據圖2的線V-V的縱剖面圖。
圖6示出了從葉片支撐部分的內側看的彈性板簧的軸向和徑向定位的細。
圖7示出了根據本發明第二實施方式的轉子葉片支撐部分的放大截面圖。
具體實施例方式
在下面的描述中，泵作為例子在該實施方式中為用於汽車應用的真空 泵，但是本領域技術人員容易理解用於將該泵實施到其它應用中的具體變化。
圖1示出了根據本發明第一實施方式的形成泵的部件的分解立體圖，在 該圖中，可以清楚地看出到定子1,轉子2，葉片3,兩個彈性板簧6和 6a，選擇閥14,兩個中間驅動元件24和25，蓋26，三個用於固定蓋26的 螺釘27，過濾器28，兩個密封組件29和30，用於獲取真空的單元31,包 括單向閥。
參照圖2和圖3的轉子細節，定子1包括由周邊壁110限定的腔室V和 從設有入口單向閥3T的入口連接件31延伸到吸入腔室A的入口通道32。 在所述腔室V內容納有轉子的葉片支撐部分2，其安裝成圍繞相對於所述腔 室V偏心的軸線X旋轉。所述轉子葉片支撐部分2沿著角度P與所述腔室V 的周邊壁的區域相切，並且包括兩個平行的壁5和5a，這兩個壁限定了沿直 徑的空間並且將葉片支撐部分2分成兩個半殼4和4a。至少一個葉片3安裝 成在所述葉片支撐部分2的沿直徑的空間內滑動，其端部與所述腔室V的周 邊壁110相切，並且在該腔室內限定吸入腔室A和壓縮與釋放腔室S。轉子 葉片支撐部分2的每個半殼4和4a是中空的，並且在每個端部(沿著周邊方向考慮)具有徑向入口通道7、 8、 9和10，這些通道在葉片支撐部分2 的表面開口並且與相應的半殼4和4a的中空空間連通。每個所述入口通道7 到IO通過單向閥控制，所述單向閥布置成用於允許從葉片支撐部分2外部 流動到相應的半殼的所述中空空間。每個半殼4和4a在葉片支撐部分2的 端部具有釋放開口 12、 13。
入口通道7到IO朝著限定了用於葉片3的空間的壁5和5a的端部18 和18a延伸逐漸變窄。這樣，完全消除了死區。
在該實施方式中，每個半殼4、 4a的兩個單向閥通過彈性板簧6、 6a形 成，所述板簧由於形成在相應半殼上的倚靠和支撐元件19， 22而呈現所顯 示的形狀，並且所述板簧與限定閥座的結構17, 17a協同關閉通道7到10。 半殼上的一些凸起20限定了板簧6， 6a的抬起能力，以便防止其過度變形。 圖6示出了從內側看的優選於軸向和徑向定位每個板簧的優選裝置。
當轉子2根據箭頭R逆時針旋轉時，葉片3的位移導致吸入腔室A的 體積增加，因此通過通道32產生流體吸入，同時葉片3的位移導致壓縮腔 室S的體積減小。然後，壓縮腔室S中存在的經歷壓力減小的流體適於抬起 單向入口閥，關閉入口通道IO，並且進入半殼4a的中空空間。乂人此處流體 經過出口開口 13並流出泵。
當然，在轉子2轉動半圈之後，半殼4和4a與其相應的部件一起倒轉 其位置和操作。這裡描述的操作是泵的正常操作。
如果，相反，由於泵的反轉，轉子2沿著與箭頭R相反的方向旋轉，導 致吸入腔室A壓縮，根據已知技術，這將導致嚴重後果。但是對於根據本發 明的泵，在吸入腔室A中壓縮的流體能夠抬起單向入口閥，關閉入口通道9， 並進入半殼4a的中空空間。從此處流體經過出口開口 13並流出泵，而不會 導致任何有害後果。因此，根據本發明的泵能夠經受任何意外的反轉而不會 遭受損害。
通過設有過濾器的連接件18 (參見圖5)來自發動機潤滑系統的油通過 通道I導入腔室V中，優選在吸入腔室A中。其潤滑經歷相互運動的部件， 並且改進氣密性。所述油與腔室V中的空氣一起形成空氣和油的混合物，在 壓縮步驟期間，該混合物通過通道10進入半殼4a的中空空間。該混合物的 油組分通過小孔35或者劃痕(scratch) 36以霧化的形式部分朝著腔室V和 吸入腔室A排出，並且通過開孔16和16a進入管道15和15a,以便潤滑葉
9片3和引導壁5和5a之間的接觸區域33。在旋轉期間，空氣和油的混合物 被離心分離，並且部分分離，由此從半殼4a的中空空間通過開口 13釋放的 空氣已經部分與油分離。潤滑孔34設置在半殼4a的周邊區域中，在該區域 油由於離心作用傾向於集中，該孔引導半殼與轉子的徑向引導件相連的區域 中的油，由此潤滑該區域，並改進其氣密性。
現在參照圖4和5，可以看出，通過釋放開口 12和13釋放的空氣橫過 單向閥14。該閥是一個可選元件，不是必須的，但是有用之處在於其保護供 能，其可以由柔性材料例如橡膠形成。空氣然後通過定位有中間驅動元件24 和25的區域釋放，該區域形成出口通道和連接，從這裡部分與油混合的空 氣可以導入發動機或者到達導管用於油回收。
可以看出，在根據本發明的泵中，更好的利用潤滑的流體，並且其可以 流出，不會遇到阻礙，也沒有方向逆轉，由此減小了泵吸收的扭矩。由於部 件的減小的應力，使得泵的設計可以更加輕便和經濟。特別的是，灑在吸入 腔室中並且通過低壓而霧化的潤滑流體潤滑了葉片與定子壁的接觸，並且在 進入轉子之後，潤滑轉子和蓋之間的接觸面、葉片和轉子葉片支撐部分之間 的滑動接觸面、轉子引導件以及中間驅動元件，而離心作用使得油與空氣部 分分離，允許回收大部分的油，由此相對於已知的泵減小了所需的潤滑油的 量。
圖7中示出了相對於圖3中示出的已經描述的實施方式的一種變型實施 方式。在該實施方式中，控制半殼4和4a的入口通道7到10的單向閥由板 構件41形成，該板構件在軸40上樞轉，該軸40相對於半殼4或者4a的縱 向位於中心，該板構件與通道7到IO配合來控制這些通道。每個板閥41在 軸40的相對側上延伸，形成主體42,該主體42相對於軸40的轉動慣量稍 小於板閥41相對於該軸40的轉動慣量。因此，作用在板閥41上的離心力 部分由作用在主體42上的離心力補償，因此主體42形成部分配重。在任何 情況下，板閥41通過離心力推動以便關閉通道7到10,但是以適當方式設 計的配重42的存在允許合適地限制板構件41的關閉力，如單向閥一樣操作。 在圖7中，與通道7、 8和IO對應的單向閥處於關閉位置，而與通道9對應 的單向閥處於打開位置。在這種情況下，流體通過通道9根據箭頭F進入半 殼4a。
通過合適的設計，可以將所有的閥元件41-42分配一致的形狀，由此需要製造單個部件，並且其以不太的組裝位置安裝，以便形成泵的全部的閥。
應當理解，這些閥的不同形狀可以由設計者選擇，所有已經描述和顯示 的都不具有限制性，因為在本發明的權利要求確定的範圍內，可以在不背離 本發明的精神的設計內進行各種變型。
權利要求
1.一種旋轉泵，其包括定子(1)，在所述定子(1)中，由周邊壁(110)限定一腔室(V)，入口連接件(31)和出口通道形成在所述定子(1)中，一入口通道(32)形成在所述定子(1)中並從所述入口連接件(31)延伸到所述腔室(V)，在所述腔室中，安裝一轉子(2)，所述轉子(2)圍繞相對於所述腔室(V)偏心的軸線(X)旋轉，所述轉子具有一支撐部分(2′)、一葉片支撐部分(2)和用於驅動轉子旋轉的機械連接裝置(24，25)，所述轉子的所述葉片支撐部分(2)與所述腔室(V)的所述周邊壁(110)區域相切(β)，所述轉子的所述葉片支撐部分(2)具有兩個平行的壁(2，2a)，它們限定了沿直徑的空間並將所述葉片支撐部分分成兩個半殼(4，4a)，至少一個葉片(3)安裝成在所述葉片支撐部分(2)的所述沿直徑的空間中滑動，所述葉片的端部部分與所述腔室的周邊壁(110)相切，其特徵在於所述轉子的葉片支撐部分(2)的每個半殼(4，4a)是中空的；每個半殼(4，4a)在沿圓周方向的每個端部具有徑向入口通道(7，8，9，10)，這些通道在葉片支撐部分(2)的表面開口並且與半殼(4，4a)的中空空間連通；每個所述入口通道(7，8，9，10)通過單向閥(6，6a；41)控制，所述單向閥布置成允許流體從所述葉片支撐部分(2)的外部朝著半殼(4，4a)的所述中空空間流動；每個半殼(4，4a)在所述葉片支撐部分(2)的面對所述支撐部分(2′)的端部具有釋放開口(12，13)。
2. 根據權利要求1所述的旋轉泵，其特徵在於，所述轉子葉片支撐部 分(2)的每個半殼(4， 4a)的每個入口通道(7， 8, 9, 10)位於所述半 殼沿著軸向的中心附近，並且沿著圓周方向朝著葉片支撐壁(5, 5a)延伸， 並向內形成用於單向閥之一的閥座。
3. 根據權利要求1所述的旋轉泵，其特徵在於，對於每個半殼(4, 4a)， 所述單向閥(6, 6a)由支撐在其中心附近的彈性板簧形成，並且所述彈性 板簧在其端部附近形成用於半殼(4, 4a)的兩個單向閥。
4. 根據權利要求3所述的旋轉泵，其特徵在於，在每個半殼(4， 4a)的所述中空空間中，設有適於使形成所述閥的彈性板簧(6， 6a)定位、成 型並處於預拉伸狀態的結構(19, 21， 22)。
5. 根據權利要求1所述的旋轉泵，其特徵在於，對於每個半殼(4， 4a)， 所述單向閥由兩個板閥(41)形成，所述板閥圍繞半殼(4， 4a)沿著其縱 向的中心(40)樞轉，每個板閥(41)設有部分配重(42)，所述配重(42) 相對於樞轉中心(40)與所述板閥(41)相對地定位。
6. 根據權利要求5所述的旋轉泵，其特徵在於，形成每個板閥(41) 及其配重(42)的元件的形狀是一致的，只是它們在半殼(4, 4a)中的組 裝位置不同。
7. 根據權利要求3或者5所述的旋轉泵，其特徵在於，在每個半殼(4， 4a)的中空空間中設有適於限制所述閥的打開的結構(20)。
8. 根據權利要求1所述的旋轉泵，其特徵在於，所述轉子葉片支撐部 分(2)的每個所述平行壁(5, 5a)在面對所述葉片(3)的表面(33)上 設有與相應的半殼(4， 4a)的中空空間連通的潤滑通道(15, 15a)。
9. 根據權利要求1所述的旋轉泵，其特徵在於，轉子支撐部分(2') 在與所述葉片支撐部分(2)相對的一側上具有用於中間驅動元件(24， 25) 的座，所述中間驅動元件用於補償在所述泵和操作所述泵驅動的軸之間的任 何同軸度誤差。
10. 根據權利要求1所述的旋轉泵，其特徵在於，所述定子(1)不設 有用於釋放空氣和油的連接件和閥。
11. 根據權利要求1所述的旋轉泵，其特徵在於，所述定子(1)具有 用於將油供應到吸入腔室(A)中的通道(1)。
12. 根據權利要求11所述的旋轉泵，其特徵在於，用於供應油的所述通道(I)設有最小壓力的閥。
13.根據權利要求1所述的旋轉泵，其特徵在於，所述定子(1)包括 沒有引導供能的平面蓋(26)。
全文摘要
本發明涉及一種旋轉泵，其包括定子(1)，在所述定子(1)中，由周邊壁(110)限定一腔室(V)，圓柱形轉子(2)與所述腔室(V)的周邊壁(110)相切並適於圍繞相對於所述腔室偏心的軸線(X)旋轉，至少一個葉片(3)也直徑穿過轉子，在轉子中限定兩個半殼(4，4a)，這兩個半殼(4，4a)由引導葉片(3)的壁(5，5a)相互分開。根據本發明，兩個半殼(4，4a)是中空的，在這些半殼內部容納有彈性板簧(6，6a)，其形成了相對於形成在半殼中的四個通道(7，8，9，10)的單向閥，在離心作用和部分回收之後，空氣和油的混合物通過通道(12，13)排放，在泵反轉的情況下也是如此。這種構造允許雙向使用相同的轉子。
文檔編號F04C18/344GK101517238SQ200780033790
公開日2009年8月26日 申請日期2007年9月11日 優先權日2006年9月21日
發明者萊奧納爾多·卡代杜 申請人:Vhit公司