[發明專利]渦旋泵

無效

• 申請號: 201380035940.8
• 申請日: 2013-06-10
• 公開（公告）號: CN104395610A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: A.E.K.霍爾布魯克;M.G.霍克利費
• 申請（專利權）人: 愛德華茲有限公司
• 主分類號: F04C28/06
• 分類號: F04C28/06;F04C18/02;F04C28/26
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;傅永霄

技術領域

本發明涉及一種渦旋泵，其包括兩個相互嚙合的渦旋，渦旋布置成以便在渦旋的相對繞軌移動時，氣體從入口泵送到出口。

背景技術

圖8中示出了現有技術渦旋壓縮機或泵100。泵100包括泵殼102和具有偏心軸部分106的驅動軸104。軸104由馬達108驅動，且偏心軸部分連接到繞軌渦旋110，以便在使用期間，軸的旋轉相對于固定渦旋112將繞軌運動給予繞軌渦旋，以用于沿流體流通路在壓縮機的泵入口114與泵出口116之間泵送流體。

固定渦旋112包括渦旋壁118，渦旋壁118垂直于大體圓形的底板120延伸。繞軌渦旋122包括渦旋壁124，渦旋壁124垂直于大體圓形的底板126延伸。繞軌渦旋壁124在繞軌渦旋的繞軌移動期間與固定渦旋壁118協作或嚙合。渦旋的相對繞軌移動導致大量氣體捕集在渦旋之間，且從入口泵送至出口。

圖9中示出了渦旋布置的更詳細的視圖。在附圖中，固定渦旋122以影線示出為具有渦旋板120和渦旋118，而繞軌渦旋以粗線示為僅具有渦旋壁124。渦旋在去往渦旋布置的入口128與出口130之間具有六個連續的渦旋圈I,II,III,IV,V,VI。入口128從泵入口114接收流體，且出口130將流體傳送至泵出口116。在渦旋的相對繞軌運動期間，通過入口128傳送的流體最初捕集在形成于第一圈I中的凹穴中。當朝出口130推動流體時，凹穴通過連續的圈II,III,IV,V,VI逐漸地被壓縮。圖9中示出的布置為單開端(single-start)，其意味著存在單個大體螺旋流路，該流路在入口處開始，且在出口處結束。

圖10示出了雙開端(double-start)或成對開端(twin-start)布置。正如圖9，固定渦旋以影線示出，而繞軌渦旋以粗線示出。同樣，渦旋在入口128與出口130之間具有六個連續的渦旋圈I,II,III,IV,V,VI。在渦旋的相對繞軌運動期間，通過入口128傳送的流體最初捕集在第一圈I和第二圈II兩者中的凹穴中，從而形成在開端點132,134處開始的兩個流體流路。該流體被沿兩個流路推動，且會聚在會聚點136處，從而形成從會聚點通過渦旋圈III,IV,V,VI到出口130的單個流路。多開端布置通常在要求增大的泵送能力時使用，即，在要求通過泵泵送更大量氣體時。實現了增大的泵送能力，因為流體直接地從入口128泵送穿過兩個圈I,II，而非僅是單開端布置的單個圈。然而，將認識到的是，相比于單開端布置，較少的圈用作壓縮級，且因此可在多開端布置中實現的最終壓力小于通過單開端布置實現的。

圖11示出了當最初在大氣壓力下抽空室時的單開端和成對開端布置的各種特征的圖表。圖表在左軸線上示出室壓力，在右軸線上示出變換器輸出功率，并且在水平軸線上示出經過時間。變換器輸出功率是由泵消耗的功率。圖表中示出四個曲線；單開端布置的消耗功率138和室壓力140，以及雙開端布置的消耗功率142和室壓力144。消耗功率以虛線示出，且室壓力以實線示出。

首先參看室壓力圖140,144，如上文指出那樣，將看到的是，在初始壓力下降到100mbar(單開端和雙開端二者將以類似速率實現其)時，雙開端布置以比單開端布置快的速率減小壓力。然而，單開端布置產生比由雙開端布置實現的最終壓力(0.01mbar)低的最終壓力(0.005mbar)。

在從1000mbar到100mbar的初始周期內，由雙開端布置消耗的功率142大于由單開端步驟消耗的功率138，但隨后由雙開端布置消耗的功率小于由單開端布置消耗的功率。

取決于由真空泵抽空的室中要求的特定壓力狀況，選擇具有適合構造的泵。例如，如果低最終壓力是最重要的特征，則使用單開端泵，或如果壓力降低速率為最重要的特征，則使用雙開端泵。

通常，通過限制入口容量或避免高壓縮比來減小泵的功率消耗。泄壓閥有時用在雙開端泵中來減小功率消耗。

發明內容

本發明提供了一種渦旋泵，其包括兩個相互嚙合的渦旋，渦旋布置成以便在渦旋的相對繞軌移動時，氣體從入口泵送至出口，渦旋在入口與出口之間具有多個連續的渦旋圈，渦旋泵具有單開端狀態和多開端狀態，在單開端狀態下，流體從入口沿單個流路泵送至出口，該單個流路連續延伸通過渦旋圈中的各個，在多開端狀態下，流體從入口沿多個流路泵送，該多個流路平行地延伸通過徑向相鄰的渦旋且在出口之前會聚至單個流路，且閥布置能夠操作成用于在單開端與多開端狀態之間切換渦旋泵。