CN101910638B

CN101910638B - 带有防止流体泄漏的阻挡件的排量泵

Info

Publication number: CN101910638B
Application number: CN200980102475.9A
Authority: CN
Inventors: 佛朗哥·费尔米尼; 朱塞佩·奥马西尼
Original assignee: VHIT SpA
Current assignee: VHIT SpA
Priority date: 2008-01-16
Filing date: 2009-01-12
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2029-01-12
Also published as: CN101910638A; EP2242927B1; WO2009090079A3; EP2242927A2; ITTO20080033A1; WO2009090079A2

Abstract

一种马达驱动的排量泵，其中适合用于防止或减少流体泄漏的阻挡件(4.1；8；2.2)插入至少一个泵区域中，所述泵区域经受泵内部空间和外侧之间的泄漏影响。在一种实施方式中，在发生相对运动的两个组成部件(2，4)的其中之一上形成至少一个台阶(4.1)，所述台阶确定这两个发生相对运动的组成部件(2、4)之间的有限相互接触区域，因此形成一种有利于防止流体泄漏的密封件的迷宫结构。作为可选方案，在发生相对运动的所述两个组成部件(2、4)其中之一上设置面向用于环形密封元件(8)的支座(2.1)的环形倾斜区域(4.2)，从而由于内部流体和外部流体之间存在压力差，所以所述环形密封元件(8)被偏压成接触所述环形倾斜区域(4.2)。此外，密封阻挡件(2.2)设置在驱动所述转子(4)的耦接接头(5)所在的区域中，通过在支撑构件(2)上形成用作转子(4)闭锁件并保持驱动耦接接头(5)就位的台阶(2.2)，耦接间隙被透过所述部件之间的油料消除。

Description

带有防止流体泄漏的阻挡件的排量泵

技术领域

本发明的主题是装备有防止流体泄漏的阻挡件的排量泵，所述阻挡件的目的是防止或减少泵内部空间与外侧之间的流体交换。

背景技术

根据申请人的研究，发现在排量泵中，并且主要在用于汽车的真空泵中，对泵的良好性能造成负面影响的其中一个关键因素就是流体泄漏，包括从泵内部空间向外侧泄露和从外侧向泵内部空间泄漏。以下展开的主题内容在以下泵中找到用武之地，即设置有与外侧连通的一个或多个滑动区域的泵，或者通过轴或转子的引导区域发生明显泄漏的泵。

泵内部空间和外侧之间的流体泄漏以直接的方式对泵性能造成不良影响，主要原因在于，对于真空泵而言，它涉及空气或流体从外侧再次进入泵内部空间，因此损害了获得的低压水平以及获得低压水平所需的时间。但是，流体泄漏也通过间接方式对性能产生不良影响，因为流体泄漏导致润滑相互位移的组成部件的油料被清除，并且通过这种方式导致对泵进行润滑所需要的油料量的增加，因此供应润滑油的设备的能耗增大，而且增大了组成部件的应变。

发明内容

鉴于上述原因，本发明的主要目标是通过减少由泵内部空间和外侧之间的流体泄漏所导致的性能直接和间接损失，而显著改善排量泵的性能，所述排量泵特别是但不限于是真空泵。本发明的另一个目标是借助不会在泵制造过程引入任何难题的技术上简单的装置来实现所述目标。此外，本发明的另一项目标是实现上述目标，但不显著升高所述泵的成本。

因此，在马达驱动的排量泵中，本发明的目标得到实现，原因是适合防止或减少流体泄漏的阻挡件被插入至少一个泵区域中，所述泵区域遭受泵内部空间和外侧之间的流体泄漏影响。

本发明的所述特征可以实施为不同实施方式。

根据本发明的第一可行实施方式，在发生相对运动的两个组成部件其中之一上形成至少一个台阶，所述台阶确定这两个发生相对运动的组成部件之间的有限相互接触区域，因此形成一种有利于防止流体泄漏的密封件的迷宫结构。

优选地，所述台阶设置在硬度较高的组成部件上，从而在第一操作周期内，所述台阶在硬度较低的组成部件上挖出一支座，因此提供特别有效的迷宫结构。具有优势的是，所述台阶的尺寸设计为：同时考虑组成部件热膨胀系数的差异，在实现防止流体泄露的更好密封更重要的使用条件下，得到更好的操作条件，所述台阶的尺寸在任何情况下都设计成在任何操作条件下都不会发生卡塞（seize up）。

通过考虑润滑条件，可以有利地设计所述台阶的径向延伸部的尺寸。优选地，在其中一个所述组成部件上形成一些孔，所述孔适合向所述台阶的滑动区域引导润滑剂。

具有全部或部分所述特征的本发明的第一实施方式在简单且低成本实施方面，特别具有优势。

根据第二可行实施方式，在发生相对运动的两个组成部件其中之一上设置至少一个环形支座，并且在所述支座中容纳低摩擦系数的环形密封元件，所述环形密封元件因泵内部空间和外侧之间存在不同流体压力而保持与所述组成部件两者密封接触。

特别是，在真空泵中，泵内侧的压力低于泵外侧的压力，所述密封元件被这种压力差推靠形成在所述组成部件其中之一上的所述支座以及推靠另一组成部件。

还可以并且适当地在所述环形密封元件和发生相对运动的所述两个组成部件其中之一之间设置轻微干涉区域。

具有优势的是，在发生相对运动的所述两个组成部件其中之一上设置面向用于环形密封元件的所述支座的环形倾斜区域，从而由于内部流体和外部流体之间存在压力差，所以所述环形密封元件被偏压成接触所述环形倾斜区域。

根据第三可行实施方式，密封阻挡件设置在驱动所述转子的耦接接头所在的区域中，通过在固定的泵部分上形成用作转子闭锁件并保持驱动耦接接头就位的台阶，耦接间隙被透过所述部件之间的油料消除。

附图说明

参照附图，本发明主题的上述和其他特征、目标和优势将从以下具有非限制性示例的特征的一些实施方式的描述中体现出来，在附图中：

图1表示去掉外壳的排量叶轮泵的轴向视图；

图2以更大比例示出了泵的局部截面图，所述截面沿着穿过转子旋转轴线并穿过转子与泵体之间的接触线的平面截取；

图3示出了发生流体泄漏的泵区域，后面的图4至图7参照该区域；

图4至图7示出了设置在图3所示泵区域中的防止流体泄漏的密封件的不同实施方式；

图8示出了防止流体泄漏的密封件的另一种实施方式。

具体实施方式

符合本发明的排量泵特别适合用作汽车应用场合中的真空泵，因此以下描述针对这种应用场合，但是应该指出，这种应用场合并非唯一的，并且所述泵可以实施为用于排量泵的任何应用场合，以吸入或压缩气体或液体。

参照图1和2，排量叶轮泵（诸如用于汽车应用场合的真空泵）包括界定舱室3的主体1，舱室3中容纳转子4，转子4可旋转地安装在主体1的支撑构件2中，并且借助驱动耦接接头5由马达（未示出）驱动。转子沿着线6与泵主体1相切，并且承载叶轮7，当叶轮借助自身端部部分接触主体1的壁部而通过转子在舱室3中旋转时，叶轮7采用本领域技术人员熟知的方式操作泵送动作。

在真空泵中，发生流体泄漏的主要代表区域是马达一侧的引导构件。内泵舱室3和外侧之间可能发生流体泄漏，特别是沿着转子4与主体1的支撑构件2之间的接触表面发生泄漏，所述表面对应于图2截面中的线L。本发明范围内所述的不同方案所针对的易于发生流体泄漏的区域在图3中详细示出。

在数个排量泵中，特别是在真空泵中，一些组成部件以塑料制成，而另一些以铝合金制成，因为这样保证了在成本、重量和所存在的力的平衡方面的优势，但是这一事实引入了组成部件热系数之间的差异，因此增加了间隙设计方面的难度，在不同的温度范围中发生的流体泄漏源于所述间隙。这一事实使得更迫切地需要减少所述流体泄漏，这正是本发明的目标。

本发明的第一实施方式，在图4中以大比例示出，涉及在引导区域内提供至少一个直径突出的台阶4.1。台阶4.1设置在屈服较少的元件上，在当前情况下，设置在转子4上，但是一般来说，可以设置在转子4或者支撑构件2上，取决于制造组成构件所用的材料。所述台阶的尺寸选择为，在操作条件下，所述耦接关系是不确定型的耦接。根据当前耦接件中选择的材料，可以观察到不同的热膨胀系数，因此，在材料热膨胀系数不同的时候，功能间隙的范围根据操作条件而变化。为此，所述台阶的尺寸设计应该考虑其中实现更好的条件更为重要的操作条件。在任何情况下，所述台阶的尺寸应该设计为在任何操作条件下都不会发生卡塞。

在第一操作周期内，其上设置所述台阶的屈服较少的组成部件在屈服较大的组成部件上挖出一支座，因此提供一种迷宫结构，从而形成有利于防止流体泄流的密封。所述台阶区域的高度尺寸设计应该考虑引导组成部件的高度以及润滑条件。

为了防止发生卡塞现象，适于设置一些孔，所述孔布置成向组成部件发生相对滑动的区域引导润滑剂。

现在所述方案的优势在于其简单且低成本的运行方式。它保证了在可预见的操作范围内的有效优势。为了实施该方案，仅需要在转子加工过程中，预料到形成密封台阶或多个台阶。

本发明的第二实施方式在图5中示出。在这种情况下，在支撑构件2上的马达一侧，形成支座2.1，所述支座2.1中容纳低摩擦系数的环形密封元件8。在转子4上，对应区域的直径被选择成有利于容纳密封元件8。在向真空泵应用这种方案时，应该考虑到泵内的压力低于外侧压力，因此在支撑构件2一侧，环形密封件8被推压地接触支座2.1，并且接触转子4。

在图6中示出的第三实施方式是图5所示实施方式的改型。在这种情况下，在环形密封元件8和转子4之间提供轻微干涉区域。

而且，图7所示的第四实施方式是图5所示实施方式的改型。在这种情况下，容纳在形成于支撑构件2上的支座2.1中的环形密封元件8在转子一侧抵靠倾斜的环形区域，该环形区域在截面中以斜线4.2示出。由于内外空间之间存在压力差，所以组成部件保持相互接触，并且环形密封元件8受到偏压，将其本身适配由斜线4.2表示的环形表面。

在图8所示第五实施方式中，防止流体泄流的密封件通过在所述泵的支撑构件2上形成台阶或凸缘2.2来实现。形成在支撑构件2上的台阶2.2用作转子4的闭锁件，并将驱动接头5保持就位。进入到马达一侧的接头支座与接头本身之间的油料消除了间隙。

从前述内容可以看出，本发明涉及在排量泵（特别是真空泵）中设置阻挡件以及该阻挡件的几何结构，所述阻挡件可以固定（如果通过机加工或模制形成）或者移动（在插入环形密封元件的情况下），并且如果设置在对应于转子滚动区域内，位于泵内部空间与外侧之间可能连通的区域中，则有助于改善所述泵在所述泵的操作温度范围内以及该温度范围之外的性能。

应用本发明的优势为数众多。

防止流体通过，因此对于真空泵而言，不再存在从外侧向泵内部空间再次进入空气或流体，结果所述泵在实现的真空水平以及实现该真空水平所需时间这两方面都带来了性能优势。

润滑所述泵所需的油料量减少，并且这样允许安排更多的油料用于其他马达部件或者允许使用容积减小的润滑泵。

润滑泵吸收的能量减少，原因是泵的效率更高并且由泵处理的油料量减少。

组成部件的应变减小，原因是需要处理的空气和油料量减少。

根据这些优势，本领域技术人员应该明白应用本发明不会在所述泵的工业制造中引入任何困难或高成本。

应该理解，本发明并不限于作为示例描述和显示的实施方式。在描述过程中已经指出了若干可行的改型方案，并且另一些改型也在本领域技术人员的知识范围内。可以对已经描述和显示的内容进行所述改动和其他改动以及以技术等同装置替换，而不会脱离附带的权利要求书所限定的本发明的范围。

Claims

1.一种马达驱动的排量泵，其特征在于，适合用于防止或减少流体泄漏的阻挡件（4.1；8；2.2）被插入在泵内部空间和外侧之间遭受流体泄漏影响的至少一个泵区域中，在发生相对运动的两个组成部件（2，4）的其中之一上形成至少一个台阶（4.1），所述台阶确定这两个发生相对运动的组成部件（2，4）之间的有限相互接触区域，因此形成一种有利于防止流体泄漏的密封件的迷宫结构，其特征在于，所述台阶（4.1）设置在硬度较高的组成部件（2，4）上，从而在第一操作周期内，所述台阶在硬度较低的组成部件（4，2）上挖出一支座，因此提供特别有效的迷宫结构。

2.如权利要求1所述的排量泵，其特征在于，所述台阶（4.1）的尺寸设计为：同时考虑组成部件（2，4）热膨胀系数的差异，在实现防止流体泄漏的更好密封是非常重要的这一使用条件下，得到更好的操作条件，所述台阶（4.1）的尺寸在任何情况下都设计成在任何操作条件下都不会发生卡塞。

3.如权利要求1所述的排量泵，其特征在于，所述台阶（4.1）的径向延伸部的尺寸设计考虑润滑条件。

4.如权利要求1所述的排量泵，其特征在于，在其中一个所述组成部件（2，4）上形成一些孔，所述孔适合向所述台阶（4.1）的滑动区域引导润滑剂。

5.如权利要求1所述的排量泵，其特征在于，在发生相对运动的两个组成部件（2，4）的其中之一上设置至少一个环形支座（2.1），并且在所述支座（2.1）中容纳低摩擦系数的环形密封元件（8），所述环形密封元件因泵内部空间和外侧之间存在不同流体压力而保持与所述组成部件（2，4）两者密封接触。

6.如权利要求5所述的排量泵，其特征在于，在所述泵为真空泵时，泵内侧的压力低于泵外侧的压力，所述密封元件（8）被这种压力差推靠形成在所述组成部件（2，4）的其中之一上的所述支座（2.1）以及推靠另一组成部件（4，2）。

7.如权利要求5所述的排量泵，其特征在于，在所述环形密封元件（8）和发生相对运动的所述两个组成部件（2，4）其中之一之间设置轻微干涉区域。

8.如权利要求5所述的排量泵，其特征在于，在发生相对运动的所述两个组成部件（2，4）的其中之一上设置面向用于环形密封元件（8）的所述支座（2.1）的环形倾斜区域（4.2），从而由于内部流体和外部流体之间存在压力差，所述环形密封元件（8）被偏压成接触所述环形倾斜区域（4.2）。

9.如权利要求1所述的排量泵，其特征在于，

所述阻挡件（2.2）设置在驱动所述其中一个组成部件（4）的一耦接接头（5）所在的区域中，通过在另一组成部件（2）上形成用作所述其中一个组成部件（4）闭锁件并保持驱动耦接接头（5）就位的台阶（2.2），耦接间隙被透过所述部件之间的油料消除。