[發明專利]模塊化推力補償轉子組件

有效

• 申請號: 201680046127.4
• 申請日: 2016-05-11
• 公開（公告）號: CN108350876B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: H·恩格爾曼;S·沃納;Y·馬;J·布羅德斯
• 申請（專利權）人: 色蔻泵北美有限責任公司
• 主分類號: F04C2/16
• 分類號: F04C2/16;F01C1/16;F04C2/08;F04C14/28;F04C15/00;F04C18/16;F04C28/28
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 林振波

一種用于螺桿泵的模塊化轉子組件，包括主動轉子和從動轉子，主動轉子和從動轉子分別具有適于設置在螺桿泵吸入側中的第一端以及適于設置在螺桿泵排出側中的第二端，主動轉子包括適于設置在螺桿泵泵殼內的平衡活塞，平衡活塞的整個圓周與泵殼之間的徑向間隙在1微米與200微米之間的范圍內，其中，主動轉子設置有斜削支承面，斜削支承面被構造用來限定在軸向位于主動轉子與從動轉子之間的楔形徑向間隙。

技術領域

本發明的實施例大體上涉及流體泵領域，更具體地涉及用于螺桿泵的模塊化推力補償轉子組件。

背景技術

常規的螺桿泵一般包括伸長的泵蓋，泵蓋具有鄰近第一縱向端或“吸入側”的流體入口以及鄰近第二縱向端或“排出側”的流體出口。通常稱為“主動轉子”的可旋轉驅動的螺桿以及兩個或更多個相互嚙合的非驅動的“從動轉子”延伸穿過泵蓋，并且用來夾帶和驅動流體從流體入口到流體出口。排出側上的主動轉子端部終止于平衡活塞，平衡活塞將泵的排出側與更下游的低壓空腔分開，該低壓空腔一般用作密封室并且與泵的吸入側連接。在一些構造中，平衡活塞可以抵接從動轉子并限制從動轉子的軸向移動。主動轉子延伸穿過支撐主動轉子的滾珠軸承，并且允許主動轉子在最小摩擦阻力的情況下圍繞其軸線自由旋轉。替代地，可以實施成也可包含平衡活塞功能的滑動軸承。

在運行期間，螺桿泵的從動轉子會受顯著的液壓力和摩擦力，這些力需要軸向抗衡，以將從動轉子保持定位。已實施了各種機械布置來提供這種抗衡。例如，在特別適用于處理低壓和/或高粘度流體的“懸掛從動”構造螺桿泵中，主動轉子的平衡活塞在徑向上的側面有由形成在泵蓋中的從動轉子膛孔的下游端限定的低壓室。這些低壓室緊鄰從動轉子下游面的下游，并且因此允許泵送的流體以相對較小的阻力向下游流過從動轉子。因此，從動轉子下游面處的背壓相對較低，從而在從動轉子上產生相對較小的朝向排放側的凈軸向力。由于凈軸向力相對較小，因此從動轉子下游面與平衡活塞上游面之間的軸向接合能夠足以抗衡軸向力并使從動轉子穩定。此外，在這種構造中，在泵的組裝和/或重新定向過程中作用在從動轉子上的其它力(例如重力)相對較小，并且可以通過與泵蓋一體的簡單抗衡面來抗衡，以限制從動轉子朝向吸入側軸向移動。

因此，懸掛從動構造相對便宜，并且可以容易地在模塊化易拆卸的轉子組件中實施，但是這種構造通常不適用于處理高壓和/或低粘度流體，因為對于這種流體來說，在懸掛從動構造可接受并且會導致較低容積效率的在平衡活塞處泄漏是不可接受的，為此需要更大的抗衡。

對于需要處理高壓和/或低粘度流體的應用和/或如果需要減輕泵送流體泄漏的應用來說，可以實施具有“推力面”構造的螺桿泵。與上述懸掛從動構造相比，推力面構造采用了這樣的布置方式，其中，平衡活塞的整個圓周由泵蓋以徑向緊密間隙的關系圍繞(即，不是如在懸掛從動構造中那樣在平衡活塞側面有低壓室)，從而基本上防止流體在平衡活塞周圍泄漏。這種布置方式在排出側處產生顯著的背壓，從而在從動轉子上產生相對較大的朝向吸入側的凈軸向力。由于主動轉子支承面與從動轉子支承面之間的軸向接合和/或泵蓋支承面與從動轉子支承面之間的軸向接合不足以抗衡凈軸向力并使從動轉子穩定，所以在吸入側的從動轉子上游端處需要替代的抗衡結構。例如，泵蓋的吸入側可以設置有支承面或“推力面”，可供從動轉子的上游端在運行期間抵靠。因此，盡管相對于懸掛從動構造而言推力面構造提供了減少的泄漏，但是這樣做的代價是因從動轉子與泵蓋推力面之間的接合而產生較大的摩擦損失。此外，實施推力面構造所需的結構元件增加了構造的成本和復雜性。進一步，如果推力面結合到泵蓋中，那么推力面構造通常無法在模塊化易拆卸的轉子組件中實施。