[發(fā)明專利]具有彈性密封件的泵

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080022789.0
• 申請日: 2010-04-21
• 公開（公告）號: CN102449265A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 理查德·保羅·海斯-潘克赫斯特;彼得·威廉·羅斯
• 申請（專利權(quán)）人: 奎安特克斯專利有限公司
• 主分類號: F01C5/04
• 分類號: F01C5/04;F01C19/00;F04C15/00;F04C5/00
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 李冬梅;鄭霞

本發(fā)明涉及泵。

已知形式的泵包括外殼，外殼具有用于連接到流體源的進(jìn)口和用于泵抽流體的出口，其中進(jìn)口和出口在外殼內(nèi)繞著轉(zhuǎn)子的路徑隔開。轉(zhuǎn)子包括至少一個(gè)表面，表面和外殼一起形成封閉室，封閉室繞著外殼運(yùn)行以繞著外殼傳送流體。在本詳細(xì)說明內(nèi)，術(shù)語“流體”氣體和液體兩者。

WO?2006/027548公開了這種類型的泵，其中在外殼內(nèi)提供進(jìn)口和出口之間的密封件以密封在轉(zhuǎn)子上。這種類型泵的第一個(gè)問題是外殼和密封件分別形成，然后配合在一起。如在WO?2006/027548中所述，外殼可以注射模制，并且密封件使用粘合劑固定在外殼內(nèi)。可替換地，密封件可以以二次注射模制工藝模制有外殼。這是個(gè)問題：當(dāng)有兩個(gè)或多個(gè)室時(shí)，因?yàn)橥鈿ず兔芊饧g結(jié)合處的任何失配可造成鄰近室之間的泄漏，特別在進(jìn)口壓強(qiáng)和出口壓強(qiáng)之間的較高壓差處和轉(zhuǎn)子頂部被定位壓入密封件的地方。此泄漏造成泵的流速的不準(zhǔn)確，并且當(dāng)泵停止或在低流速時(shí)可能容許通過泵的不希望回流。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供包括外殼、進(jìn)口、出口、轉(zhuǎn)子、至少一個(gè)第一表面、至少一個(gè)第二表面、彈性密封件的泵，外殼具有界定轉(zhuǎn)子路徑的內(nèi)部，進(jìn)口在所述轉(zhuǎn)子路徑上的第一位置處形成于外殼內(nèi)，出口在所述轉(zhuǎn)子路徑上的與所述第一位置隔開的第二位置處形成于外殼內(nèi)，轉(zhuǎn)子在所述外殼內(nèi)是可旋轉(zhuǎn)的，至少一個(gè)第一表面形成于轉(zhuǎn)子上并對外殼的所述轉(zhuǎn)子路徑密封，至少一個(gè)第二表面形成于所述轉(zhuǎn)子上，與所述第一表面周向地隔開，并和轉(zhuǎn)子路徑一起形成室，在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)此室圍繞所述轉(zhuǎn)子路徑運(yùn)行，以圍繞外殼從進(jìn)口向出口傳送流體，彈性密封件和外殼形成一體，位于所述轉(zhuǎn)子路徑上，且沿著所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向在出口和進(jìn)口之間延伸，以便當(dāng)轉(zhuǎn)子在外殼內(nèi)繞著轉(zhuǎn)子路徑旋轉(zhuǎn)時(shí)第一轉(zhuǎn)子表面通過密封件密封并使密封件彈性地變形，以防止流體越過密封件從出口向進(jìn)口流動。

如果第一用于在轉(zhuǎn)子和外殼之間形成密封所需的力和第二在進(jìn)口或出口處流體的壓強(qiáng)之間有失配，此泵引起另一問題。在較高壓強(qiáng)下需要較大的密封力，但是如果此較高的力用在較低壓強(qiáng)處，則摩擦力不必要地增加，并且驅(qū)動轉(zhuǎn)子所需的扭矩不必要地高。如果較低的密封力用在較高壓強(qiáng)處，則密封件和轉(zhuǎn)子之間可能有泄漏，并且不能獲得較高的出口壓強(qiáng)。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了包括外殼、進(jìn)口、出口、轉(zhuǎn)子、至少一個(gè)第一表面、至少一個(gè)第二表面、彈性密封件、通道的泵，外殼具有界定轉(zhuǎn)子路徑的內(nèi)部，進(jìn)口在所述轉(zhuǎn)子路徑上的第一位置處形成于外殼內(nèi)，出口在所述轉(zhuǎn)子路徑上的與所述第一位置隔開的第二位置處形成于外殼內(nèi)，轉(zhuǎn)子在所述外殼內(nèi)是可旋轉(zhuǎn)的，至少一個(gè)第一表面形成于轉(zhuǎn)子上并對外殼的所述轉(zhuǎn)子路徑密封，至少一個(gè)第二表面形成于所述轉(zhuǎn)子上，與所述第一表面周向地隔開，并和轉(zhuǎn)子一起形成室，在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)此室圍繞所述轉(zhuǎn)子路徑運(yùn)行，以圍繞外殼從進(jìn)口到出口傳送流體，彈性密封件位于所述轉(zhuǎn)子路徑上，且沿著所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向在進(jìn)口和出口之間延伸，以便當(dāng)轉(zhuǎn)子在外殼內(nèi)繞著轉(zhuǎn)子路徑旋轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子表面通過密封件密封并使密封件彈性地變形，以防止流體越過密封件從所述出口向所述進(jìn)口流動，密封件具有密封件的與轉(zhuǎn)子接觸的表面相對的下表面，通道設(shè)置成在一定壓強(qiáng)下向所述下表面供應(yīng)所述流體，此壓強(qiáng)用于推動密封件抵靠在轉(zhuǎn)子上。

在WO2006/027548中，轉(zhuǎn)子設(shè)有一個(gè)或多個(gè)室，其中每個(gè)室具有短于進(jìn)口通道和出口通道之間的周向距離的周向長度。這限制了可泵抽流體的體積。

根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了包括外殼、進(jìn)口、出口、轉(zhuǎn)子、一個(gè)第一表面、單個(gè)第二表面、彈性密封件的泵，外殼具有界定轉(zhuǎn)子路徑的內(nèi)部，進(jìn)口在所述轉(zhuǎn)子路徑上的第一位置處形成于外殼內(nèi)，出口在所述轉(zhuǎn)子路徑上的與所述第一位置隔開的第二位置處形成于外殼內(nèi)，轉(zhuǎn)子在所述外殼內(nèi)是可旋轉(zhuǎn)的，該一個(gè)第一表面形成于轉(zhuǎn)子上并對外殼的所述轉(zhuǎn)子路徑密封，所述第一表面具有長于進(jìn)口和出口之間的周向長度的周向長度，該單個(gè)第二表面形成在所述轉(zhuǎn)子上，與所述第一表面周向地隔開，具有長于進(jìn)口和出口之間的周向長度的周向長度并和外殼一起形成室，在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)此室圍繞所述轉(zhuǎn)子路徑運(yùn)行，以圍繞外殼從進(jìn)口向出口傳送流體，彈性密封件位于所述轉(zhuǎn)子路徑上，且沿著所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向在出口和進(jìn)口之間延伸，以便當(dāng)轉(zhuǎn)子在外殼內(nèi)繞著轉(zhuǎn)子路徑旋轉(zhuǎn)時(shí)第一表面和單個(gè)第二表面通過密封件密封并使密封件彈性地變形，以防止流體越過密封件從出口向進(jìn)口流動。

在此類型的泵中，轉(zhuǎn)子和外殼的室具有大體圓柱形的形狀，其中轉(zhuǎn)子的圓柱配合進(jìn)入圓柱形的室并在圓柱形的室內(nèi)旋轉(zhuǎn)。不同部件之間所需的配合緊密度在制造期間確定，并且在裝配或使用期間難于調(diào)節(jié)。