CN101517238B - 具有叶片的旋转泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋转泵，其包括定子(1)，在所述定子(1)中，由周边壁(110)限定一腔室(V)，圆柱形转子(2，2′)与所述腔室(V)的周边壁(110)相切并适于围绕相对于所述腔室偏心的轴线(X)旋转，至少一个叶片(3)也直径穿过转子，在转子中限定两个半壳(4，4a)，这两个半壳(4，4a)由引导叶片(3)的壁(5，5a)相互分开。根据本发明，两个半壳(4，4a)是中空的，在这些半壳内部容纳有弹性板簧(6，6a)，其形成了相对于形成在半壳中的四个通道(7，8，9，10)的单向阀，在离心作用和部分回收之后，空气和油的混合物通过通道(12，13)排放，在泵反转的情况下也是如此。这种构造允许双向使用相同的转子。

Description

具有叶片的旋转泵

技术领域

本发明涉及一种使用叶片的形式的旋转泵。更具体而言，本发明涉及一种如下类型的旋转泵：其包括定子，在该定子中由周边壁限定一腔室，入口连接件和出口通路形成在所述定子中，一入口通路形成在所述定子中并从所述入口连接件延伸到所述腔室，在所述腔室中，安装一转子，该转子围绕相对于所述腔室偏心的轴线旋转，所述转子具有一第一支撑部分、一叶片支撑部分和用于驱动转子旋转的机械连接装置，所述转子的所述叶片支撑部分与所述腔室的周边壁区域相切，所述转子的所述叶片支撑部分具有两个平行的壁，它们限定了沿直径的空间并将叶片支撑部分分成两个半壳，至少一个叶片安装成在所述叶片支撑部分的沿直径的空间中滑动，其端部部分与所述腔室的周边壁相切。

背景技术

上述类型的一些叶片泵是已知的，它们可具有插入在所述转子的沿直径的空间内的单个叶片，所述单个叶片与所述腔室的周边壁的相对的部分配合，在这种情况下其具有特殊的轮廓，类似于椭圆，因此通常描述为椭圆体。此外，这些泵也可以具有两个插在所述转子的沿直径的空间的叶片，沿着相互连续的方向延伸，并且与所述腔室的周边壁的相对的部分配合，这种情况下其可具有圆形轮廓。

在任一情况下，单个或者两个叶片以及转子与腔室的周边壁的相切通过在泵的腔室中限定吸入腔室和压缩腔室来细分该泵腔室，并且转子的旋转使得所述吸入腔室和压缩腔室的体积周期性变化。当转子的旋转沿着合适的方向驱动时，导致来自入口连接件的吸力和来自出口通路的传送。转子沿着相反方向的旋转导致与之相反的操作。油供应到泵的内部空间，这些油具有双重供能，润滑和改进具有相对运动的部件的气密性。

这些泵广泛应用于一些技术领域中，一种延伸的应用是用于在存储器中形成低压，这种低压用于操作一些装置。这些泵是限定的真空泵，他们设有单项阀控制吸入通道。在马达车辆领域，这种真空泵通过发动机的凸轮轴驱动，或者通过另一发动机的驱动的轴，它们特别用于操作用于辅助制动和其它气动受动器的伺服系统。鉴于这种用途的主要特征，下面的描述中考虑相同的问题，但是，应当理解，所描述的泵可以用于马达车辆领域的其它应用中以及用于其它技术领域中。

在已知的实施方式中，这些泵具有满意的性能，但是也具有一些缺陷。具体而言，这种泵不能被沿着与规定的方向相反的方向区域，而不倒转其操作。因此，需要制造不同设计的泵，以便满足沿着相反方向操作相同的需求。此外，如果真空泵沿着与规定方向相反的方向驱动会导致严重后果，因为车辆发动机经受反转。这种情况下，产生超负荷，可导致一些部件损坏。

在转子和腔室的周边壁之间相切的区域，形成一死区，其导致性能降低并增加操作泵所需的功率。该泵需要安装排出阀，使得将泵安装在发动机上更加复杂化。此外，将用于润滑其部件的油供应到泵上也更加困难。

发明内容

本发明的本发明的主要目的在于弥补已知类型的泵的缺陷。本发明的一个具体目的是赋予泵转子正确操作的特性，与赋予其的旋转方向无关。这允许统一制造和泵的零部件的存储，并且防止了在泵的任何意外反转的情况下出现任何有害后果。本发明的其它目的在于减小泵吸收的阻力扭矩和瞬间扭矩，以便使得更更容易安装，更好的利用润滑油，消除了死区，并且由于泵的特点所允许的更好的设计，减小了生产成本和泵的重量。

根据本发明，这些目的通过在技术领域部分描述的泵实现，但其具有如下特征：所述转子的叶片支撑部分的每个半壳是中空的；每个半壳在沿圆周方向的每个端部具有径向入口通道，这些通道在叶片支撑部分的表面开口并且与半壳的中空空间连通；每个所述入口通道通过单向阀控制，所述单向阀布置成允许流体从所述叶片支撑部分的外部朝着半壳的所述中空空间流动；每个半壳在所述叶片支撑部分的面对所述第一支撑部分的端部具有释放开口。

由于这些特征，当转子沿着规定方向旋转并且转子在腔室中的移位使得压缩腔室压缩并在吸入腔室中导致吸入时，位于压缩腔室中的现在被压缩的流体可以打开位于腔室中的单向阀，并因此可以流到相应的半壳的中空空间中，然后流体从中空空间通过相应的释放开口排出，所有其它的单向阀保持关闭和空闲。但是，如果转子沿着与规定方向相反的方向旋转(反转)，在吸入腔室中操作压缩，但是不会导致泵卡住和和损害，因为位于吸入腔室中的现在被压缩的流体可以打开位于腔室中的单向阀，因此可以流到相应的半壳的中空空间中，然后流体从中空空间通过相应的释放开口排出，所有其它的单向阀保持关闭和空闲。因此，由于泵意外反转不会带来严重后果。

当然，转子结构是完全对称的，该转子可以用在任何定子中，与定子用于泵的顺时针旋转或者泵的逆时针旋转无关，甚至可以用于双向操作。

根据上述限定的旋转泵可以优选包括一个或者多个如下特征：

-所述转子叶片支撑部分的每个半壳的每个入口通道位于所述半壳沿着轴向的中心附近，并且沿着圆周方向朝着叶片支撑壁延伸，并向内形成用于单向阀之一的阀座。

-对于每个半壳，所述单向阀由支撑在其中心附近的弹性板簧形成，并且所述弹性板簧在其端部附近形成用于半壳的两个单向阀。

-在每个半壳的所述中空空间中，设有适于使形成所述阀的弹性板簧定位、成型并处于预拉伸状态的结构。

-或者，对于每个半壳，所述单向阀由两个板阀形成，所述板阀围绕半壳着其纵向的中心枢转，每个板阀设有部分配重，所述配重相对于枢转中心与所述板阀相对地定位。

-形成每个板阀及其配重的元件的形状是一致的，只是它们在半壳中的组装位置不同。

-在每个半壳的中空空间中设有适于限制所述阀的打开的结构。

-所述转子叶片支撑部分的每个所述平行壁在面对所述叶片的表面上设有与相应的半壳的中空空间连通的润滑通道。

-第一支撑部分在与所述叶片支撑部分相对的一侧上具有用于中间驱动元件的座，所述中间驱动元件用于补偿在所述泵和操作所述泵驱动的轴之间的任何同轴度误差。

-所述定子不设有用于释放空气和油的连接件和阀。

-所述定子具有用于将油供应到吸入腔室中的通道。

-用于供应油的所述通道设有最小压力的阀。

-所述定子包括没有引导供能的平面盖。

附图说明

下面通过对优选的但非限制性的实施方式的描述结合附图，清楚地了解本发明，在附图中：

图1示出了根据本发明第一实施方式的形成泵的部件的分解立体图。

图2示出了由根据图1的部件形成的泵的截面图。

图3示出了转子的叶片支撑部分的局部剖视放大图。

图4示出了沿着图2的线IV-IV的纵剖面图。

图5示出了根据图2的线V-V的纵剖面图。

图6示出了从叶片支撑部分的内侧看的弹性板簧的轴向和径向定位的细节。

图7示出了根据本发明第二实施方式的转子叶片支撑部分的放大截面图。

具体实施方式

在下面的描述中，泵作为例子在该实施方式中为用于汽车应用的真空泵，但是本领域技术人员容易理解用于将该泵实施到其它应用中的具体变化。

图1示出了根据本发明第一实施方式的形成泵的部件的分解立体图，在该图中，可以清楚地看出到：定子1，转子2和2′，叶片3，两个弹性板簧6和6a，选择阀14，两个中间驱动元件24和25，盖26，三个用于固定盖26的螺钉27，过滤器28，两个密封组件29和30，用于获取真空的单元31，包括单向阀。

参照图2和图3的转子细节，定子1包括由周边壁110限定的腔室V和从设有入口单向阀31′的入口连接件31延伸到吸入腔室A的入口通路32。在所述腔室V内容纳有转子的叶片支撑部分2，其安装成围绕相对于所述腔室V偏心的轴线X旋转。所述转子叶片支撑部分2沿着角度β与所述腔室V的周边壁的区域相切，并且包括两个平行的壁5和5a，这两个壁限定了沿直径的空间并且将叶片支撑部分2分成两个半壳4和4a。至少一个叶片3安装成在所述叶片支撑部分2的沿直径的空间内滑动，其端部与所述腔室V的周边壁110相切，并且在该腔室内限定吸入腔室A和压缩与释放腔室S。转子叶片支撑部分2的每个半壳4和4a是中空的，并且在每个端部(沿着周边方向考虑)具有径向入口通道7、8、9和10，这些通道在叶片支撑部分2的表面开口并且与相应的半壳4和4a的中空空间连通。每个所述入口通道7到10通过单向阀控制，所述单向阀布置成用于允许从叶片支撑部分2外部流动到相应的半壳的所述中空空间。每个半壳4和4a在叶片支撑部分2的端部具有释放开口12、13。

入口通道7到10朝着限定了用于叶片3的空间的壁5和5a的端部18和18a延伸逐渐变窄。这样，完全消除了死区。

在该实施方式中，每个半壳4、4a的两个单向阀通过弹性板簧6、6a形成，所述板簧由于形成在相应半壳上的倚靠和支撑元件19，22而呈现所显示的形状，并且所述板簧与限定阀座的结构17，17a协同关闭通道7到10。半壳上的一些凸起20限定了板簧6，6a的抬起能力，以便防止其过度变形。图6示出了从内侧看的优选于轴向和径向定位每个板簧的优选装置。

当转子2、2′根据箭头R逆时针旋转时，叶片3的位移导致吸入腔室A的体积增加，因此通过通路32产生流体吸入，同时叶片3的位移导致压缩腔室S的体积减小。然后，压缩腔室S中存在的经历压力减小的流体适于抬起单向入口阀，关闭入口通道10，并且进入半壳4a的中空空间。从此处流体经过出口开口13并流出泵。

当然，在转子2、2′转动半圈之后，半壳4和4a与其相应的部件一起倒转其位置和操作。这里描述的操作是泵的正常操作。

如果，相反，由于泵的反转，转子2、2′沿着与箭头R相反的方向旋转，导致吸入腔室A压缩，根据已知技术，这将导致严重后果。但是对于根据本发明的泵，在吸入腔室A中压缩的流体能够抬起单向入口阀，关闭入口通道9，并进入半壳4a的中空空间。从此处流体经过出口开口13并流出泵，而不会导致任何有害后果。因此，根据本发明的泵能够经受任何意外的反转而不会遭受损害。

通过设有过滤器的连接件18(参见图5)来自发动机润滑系统的油通过通道I导入腔室V中，优选在吸入腔室A中。其润滑经历相互运动的部件，并且改进气密性。所述油与腔室V中的空气一起形成空气和油的混合物，在压缩步骤期间，该混合物通过通道10进入半壳4a的中空空间。该混合物的油组分通过小孔35或者划痕(scratch)36以雾化的形式部分朝着腔室V和吸入腔室A排出，并且通过开孔16和16a进入管道15和15a，以便润滑叶片3和引导壁5和5a之间的接触区域33。在旋转期间，空气和油的混合物被离心分离，并且部分分离，由此从半壳4a的中空空间通过开口13释放的空气已经部分与油分离。润滑孔34设置在半壳4a的周边区域中，在该区域油由于离心作用倾向于集中，该孔引导半壳与转子的径向引导件相连的区域中的油，由此润滑该区域，并改进其气密性。

现在参照图4和5，可以看出，通过释放开口12和13释放的空气横过单向阀14。该阀是一个可选元件，不是必须的，但是有用之处在于其保护供能，其可以由柔性材料例如橡胶形成。空气然后通过定位有中间驱动元件24和25的区域释放，该区域形成出口通道和连接，从这里部分与油混合的空气可以导入发动机或者到达导管用于油回收。

可以看出，在根据本发明的泵中，更好的利用润滑的流体，并且其可以流出，不会遇到阻碍，也没有方向逆转，由此减小了泵吸收的扭矩。由于部件的减小的应力，使得泵的设计可以更加轻便和经济。特别的是，洒在吸入腔室中并且通过低压而雾化的润滑流体润滑了叶片与定子壁的接触，并且在进入转子之后，润滑转子和盖之间的接触面、叶片和转子叶片支撑部分之间的滑动接触面、转子引导件以及中间驱动元件，而离心作用使得油与空气部分分离，允许回收大部分的油，由此相对于已知的泵减小了所需的润滑油的量。

图7中示出了相对于图3中示出的已经描述的实施方式的一种变型实施方式。在该实施方式中，控制半壳4和4a的入口通道7到10的单向阀由板构件41形成，该板构件在轴40上枢转，该轴40相对于半壳4或者4a的纵向位于中心，该板构件与通道7到10配合来控制这些通道。每个板阀41在轴40的相对侧上延伸，形成主体42，该主体42相对于轴40的转动惯量稍小于板阀41相对于该轴40的转动惯量。因此，作用在板阀41上的离心力部分由作用在主体42上的离心力补偿，因此主体42形成部分配重。在任何情况下，板阀41通过离心力推动以便关闭通道7到10，但是以适当方式设计的配重42的存在允许合适地限制板构件41的关闭力，如单向阀一样操作。在图7中，与通道7、8和10对应的单向阀处于关闭位置，而与通道9对应的单向阀处于打开位置。在这种情况下，流体通过通道9根据箭头F进入半壳4a。

通过合适的设计，可以将所有的阀元件41-42分配一致的形状，由此需要制造单个部件，并且其以不太的组装位置安装，以便形成泵的全部的阀。

应当理解，这些阀的不同形状可以由设计者选择，所有已经描述和显示的都不具有限制性，因为在本发明的权利要求确定的范围内，可以在不背离本发明的精神的设计内进行各种变型。

Claims (13)

1.一种旋转泵，其包括定子(1)，在所述定子(1)中，由周边壁(110)限定一腔室(V)，入口连接件(31)和出口通路形成在所述定子(1)中，一入口通路(32)形成在所述定子(1)中并从所述入口连接件(31)延伸到所述腔室(V)，在所述腔室中，安装一转子(2，2′)，所述转子(2，2′)围绕相对于所述腔室(V)偏心的轴线(X)旋转，所述转子具有一第一支撑部分(2′)、一叶片支撑部分(2)和用于驱动转子旋转的机械连接装置(24，25)，所述转子的所述叶片支撑部分(2)与所述腔室(V)的所述周边壁(110)区域相切(β)，所述转子的所述叶片支撑部分(2)具有两个平行的壁(5，5a)，它们限定了沿直径的空间并将所述叶片支撑部分分成两个半壳(4，4a)，至少一个叶片(3)安装成在所述叶片支撑部分(2)的所述沿直径的空间中滑动，所述叶片的端部部分与所述腔室的周边壁(110)相切，其特征在于：所述转子的叶片支撑部分(2)的每个半壳(4，4a)是中空的；每个半壳(4，4a)在沿圆周方向的每个端部具有径向入口通道(7，8，9，10)，这些通道在叶片支撑部分(2)的表面开口并且与半壳(4，4a)的中空空间连通；每个所述入口通道(7，8，9，10)通过单向阀(6，6a；41)控制，所述单向阀布置成允许流体从所述叶片支撑部分(2)的外部朝着半壳(4，4a)的所述中空空间流动；每个半壳(4，4a)在所述叶片支撑部分(2)的面对所述第一支撑部分(2′)的端部具有释放开口(12，13)。

2.根据权利要求1所述的旋转泵，其特征在于，所述转子叶片支撑部分(2)的每个半壳(4，4a)的每个入口通道(7，8，9，10)位于所述半壳沿着轴向的中心附近，并且沿着圆周方向朝着叶片支撑壁(5，5a)延伸，并向内形成用于单向阀之一的阀座。

3.根据权利要求1所述的旋转泵，其特征在于，对于每个半壳(4，4a)，所述单向阀(6，6a)由支撑在其中心附近的弹性板簧形成，并且所述弹性板簧在其端部附近形成用于半壳(4，4a)的两个单向阀。

4.根据权利要求3所述的旋转泵，其特征在于，在每个半壳(4，4a)的所述中空空间中，设有适于使形成所述阀的弹性板簧(6，6a)定位、成型并处于预拉伸状态的结构(19，21，22)。

5.根据权利要求1所述的旋转泵，其特征在于，对于每个半壳(4，4a)，所述单向阀由两个板阀(41)形成，所述板阀围绕半壳(4，4a)沿着其纵向的中心(40)枢转，每个板阀(41)设有部分配重(42)，所述配重(42)相对于枢转中心(40)与所述板阀(41)相对地定位。

6.根据权利要求5所述的旋转泵，其特征在于，形成每个板阀(41)及其配重(42)的元件的形状是一致的，只是它们在半壳(4，4a)中的组装位置不同。

7.根据权利要求3或者5所述的旋转泵，其特征在于，在每个半壳(4，4a)的中空空间中设有适于限制所述阀的打开的结构(20)。

8.根据权利要求1所述的旋转泵，其特征在于，所述转子叶片支撑部分(2)的每个所述平行的壁(5，5a)在面对所述叶片(3)的表面(33)上设有与相应的半壳(4，4a)的中空空间连通的润滑通道(15，15a)。

9.根据权利要求1所述的旋转泵，其特征在于，所述第一支撑部分(2′)在与所述叶片支撑部分(2)相对的一侧上具有用于中间驱动元件(24，25)的座，所述中间驱动元件用于补偿在所述泵和操作所述泵驱动的轴之间的任何同轴度误差。

10.根据权利要求1所述的旋转泵，其特征在于，所述定子(1)不设有用于释放空气和油的连接件和阀。

11.根据权利要求1所述的旋转泵，其特征在于，所述定子(1)具有用于将油供应到吸入腔室(A)中的通道(I)。

12.根据权利要求11所述的旋转泵，其特征在于，用于供应油的所述通道(I)设有最小压力的阀。

13.根据权利要求1所述的旋转泵，其特征在于，所述定子(1)包括没有引导功能的平面盖(26)。

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