[發(fā)明專(zhuān)利]流體盤(pán)形泵

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980159669.2
• 申請(qǐng)日: 2009-06-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102459900A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 理查德·揚(yáng)瑟·范·倫斯堡
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 技術(shù)合伙公司
• 主分類(lèi)號(hào): F04B43/04
• 分類(lèi)號(hào): F04B43/04
• 代理公司: 北京德琦知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11018
• 代理人: 周艷玲;羅正云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明例示性實(shí)施例大致涉及一種用于流體的泵，更具體而言，涉及一種泵，該泵中的泵腔為具有基本圓形端壁和側(cè)壁的基本盤(pán)形、圓柱形腔。

背景技術(shù)

在熱聲壓縮機(jī)和泵型壓縮機(jī)領(lǐng)域，在封閉腔中高振幅壓力振蕩的產(chǎn)生已經(jīng)得到相當(dāng)程度的關(guān)注。當(dāng)前在非線性聲學(xué)方面的研究已經(jīng)允許產(chǎn)生具有比先前所能想到的更高的振幅的壓力波。

已知的是使用聲學(xué)諧振來(lái)實(shí)現(xiàn)從限定的入口和出口進(jìn)行流體泵送。這能夠通過(guò)使用在一端具有聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器的圓柱形腔實(shí)現(xiàn)，該聲學(xué)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)聲學(xué)駐波。在這種圓柱形腔中，聲學(xué)壓力波具有有限的振幅。橫截面變化的腔，諸如圓錐形、角錐形、球形，已經(jīng)被用于實(shí)現(xiàn)高振幅壓力振蕩，從而顯著地增大泵送效應(yīng)。在這種高振幅波中，具有能量消散的非線性機(jī)制已經(jīng)被抑制。然而，高振幅聲學(xué)振蕩還沒(méi)有在盤(pán)形腔中采用，在該盤(pán)形腔中的徑向壓力振蕩直到當(dāng)前還被激勵(lì)。被公布為WO2006/111775(′487申請(qǐng))的國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)No.PCT/GB2006/001487公開(kāi)了一種泵，該泵包括具有高縱橫比(即，腔的半徑與腔的高度之比)的基本盤(pán)形的腔。

這種泵具有包括在每個(gè)端部處通過(guò)端壁封閉的基本圓柱形的腔。該泵還包括致動(dòng)器，該致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)端壁中的任意個(gè)與被驅(qū)動(dòng)端壁的表面基本垂直的方向振蕩。被驅(qū)動(dòng)端壁的運(yùn)動(dòng)的空間輪廓被描述為與腔內(nèi)的流體壓力振蕩的空間輪廓相匹配，如本文中所描述的振型匹配狀態(tài)。當(dāng)泵振型匹配時(shí)，致動(dòng)器施加在腔中流體上的作用相長(zhǎng)性地增加到被驅(qū)動(dòng)端壁表面上，從而加強(qiáng)腔中壓力振蕩的振幅并傳遞高的泵效率。在非振型匹配的泵中，端壁上可存在這樣的區(qū)域，其中端壁施加在流體上的作用使腔內(nèi)流體中的流體壓力振蕩的振幅減小而不是加強(qiáng)。因此，致動(dòng)器施加在流體上的有用作用減小，泵變得效率更低。振型匹配泵的效率基于被驅(qū)動(dòng)端壁與側(cè)壁之間的接觸面。期望的是通過(guò)構(gòu)造接觸面而維持這種泵的效率，使得不會(huì)削弱或抑制被驅(qū)動(dòng)端壁的運(yùn)動(dòng)從而減輕腔內(nèi)流體壓力振蕩的振幅中的任何減小。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，上文所描述的泵的致動(dòng)器引起被驅(qū)動(dòng)端壁沿與端壁基本垂直或與圓柱形腔的縱軸線基本平行的方向的振蕩運(yùn)動(dòng)(“位移振蕩”)，在下文中被提及為腔內(nèi)被驅(qū)動(dòng)端壁的“軸向振蕩”。被驅(qū)動(dòng)端壁的軸向振蕩產(chǎn)生基本成比例的腔內(nèi)流體“壓力振蕩”，形成如通過(guò)引用并入本文的487’申請(qǐng)所述的近似第一類(lèi)貝塞爾函數(shù)的徑向壓力分布，這種振蕩在下文中被提及為腔內(nèi)流體壓力的“徑向振蕩”。被驅(qū)動(dòng)端壁的在致動(dòng)器與側(cè)壁之間的部分提供與泵的側(cè)壁的接觸面，其降低了對(duì)位移振蕩的阻尼以減輕腔內(nèi)壓力振蕩的任何減小，該部分在下文中被提及為“隔離件”。所例示的隔離件的實(shí)施例與被驅(qū)動(dòng)端壁的外圍部分操作性地關(guān)聯(lián)以減小位移振蕩的阻尼。

根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，泵包括具有基本圓柱形形狀的泵體，該泵體限定了在兩個(gè)端部處由基本圓形端壁封閉的側(cè)壁形成的腔，所述端壁中的至少一個(gè)為具有中心部分和鄰近側(cè)壁的外圍部分的被驅(qū)動(dòng)端壁，其中所述腔在使用中包含流體。所述泵進(jìn)一步包括致動(dòng)器，該致動(dòng)器與被驅(qū)動(dòng)端壁的中心部分操作性地關(guān)聯(lián)以引起被驅(qū)動(dòng)端壁沿與被驅(qū)動(dòng)端壁基本垂直的方向的振蕩運(yùn)動(dòng)，最大振幅在約被驅(qū)動(dòng)端壁的中心處，從而在使用時(shí)產(chǎn)生被驅(qū)動(dòng)端壁的位移振蕩。所述泵進(jìn)一步包括隔離件，該隔離件與被驅(qū)動(dòng)端壁的外圍部分操作性地關(guān)聯(lián)以減小由腔的端壁與側(cè)壁之間的連接引起的位移振蕩的阻尼。所述泵進(jìn)一步包括設(shè)置在端壁中的一個(gè)的約中心處的第一孔和設(shè)置在泵體中的任何其它位置處的第二孔，從而位移振蕩在所述泵體的腔內(nèi)使流體壓力產(chǎn)生徑向振蕩，引起流體流過(guò)所述孔。

例示性實(shí)施例的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)下文的附圖和詳細(xì)描述而變得明顯。

附圖說(shuō)明

圖1A示出了根據(jù)本發(fā)明一例示性實(shí)施例的提供正壓力的第一泵的示意性剖視圖、泵的被驅(qū)動(dòng)端壁的位移振蕩的曲線圖和泵的腔內(nèi)的壓力振蕩的曲線圖。

圖1B示出圖1A的第一泵的示意性俯視圖。

圖2A示出用于根據(jù)本發(fā)明例示性實(shí)施例的泵閥的示意性剖視圖。

圖2A(1)和圖2A(2)示出圖2A的閥在操作中的剖視圖。

圖2B示出圖2A所示的閥示意性俯視圖。

圖3示出根據(jù)本發(fā)明例示性實(shí)施例的第二泵的示意性剖視圖，該第二泵提供負(fù)壓力。

圖4示出根據(jù)本發(fā)明例示性實(shí)施例的第三泵的示意性剖視圖，該第三泵具有截頭圓錐形底座。

圖5示出根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的第四泵的示意性剖視圖，該第四泵包括兩個(gè)致動(dòng)器。

圖6示出圖1A和圖1B的泵的邊緣分解示意性剖視圖，其例示出隔離件的第一實(shí)施例和腔內(nèi)的位移振蕩和壓力振蕩的相應(yīng)曲線圖。