CN105793571B - 具有模块化结构、级间旁路和过载保护的液体环式泵 - Google Patents

Abstract

模块化液体环式泵具有液体环过载保护系统，液体环过载保护系统包括从工作室直接到泵排放通道的通道以及配置为在压缩机过载期间从工作室释放液体的机械卸压阀。当配置为具有双级时，液体环式泵具有级间旁路系统，该级间旁路系统包括在级间通道中的开口以及压力敏感机械阀，该压力敏感机械阀允许第一级压缩机的排放物在启动时或在低压运转期间直接流动至泵排放部。液体环式泵的模块化结构可易于通过使用相同的轴承、头部件和驱动系统并且仅改变主体、锥形件和转子而从单级泵配置成双级泵以及从双级泵配置成单级泵。

Description

具有模块化结构、级间旁路和过载保护的液体环式泵

技术领域

本发明涉及液体环式泵领域。

背景技术

液体环式泵为大家所熟知。液体环式泵包括壳体、转子、轴以及驱动装置，其中，壳体限定至少一个工作室，转子位于壳体内，具有从轴径向向外延伸且位于工作室内的多个叶轮，轴延伸至壳体中，其中，转子固定至轴，驱动装置为诸如可操作地连接至轴的发动机。驱动装置可以是感应发动机、燃气发动机或本领域中公知的任何其它驱动装置或发动机。转子和轴偏离圆心地定位在工作室内。工作室部分地填充有操作流体，并且当发动机驱动轴和转子时，在工作室的径向外壁的内表面上形成液体环。转子和轴对于所形成的液体环也是偏离圆心的。叶轮之间以及叶轮和液体环之间限定的空间包括桶状部。在液体偏离转子的环的部分中，桶状部的面积在轴转动期间由轴转动而增大，导致用作流体摄入区的区的压力下降。因桶状部的体积在轴的转动期间减少而引起压力增加的区包括流体压缩区。

液体环式泵可具有包括单个工作室和转子的单级。另外，液体环式泵可以是双级泵，双级泵包括摄入第一工作室的排放物以提供更高压力排放物的第二工作室。

发明内容

模块化液体环式泵具有液体环式过载保护系统，液体环式过载保护系统包括从工作室直接到泵排放通道的通道以及配置为在压缩机过载期间从工作室释放液体的机械式卸压阀。当配置为具有双级时，液体环式泵具有级间旁路系统，该级间旁路系统包括在级间通道中的开口以及压力敏感机械阀，该压力敏感机械阀允许第一级压缩机的排放物在启动时或在低压运转期间直接流至泵排放部。液体环式泵的模块化结构通过使用相同的轴承、头部件和驱动系统以及仅改变主体、锥形件和转子即可容易地从单级泵配置成双级泵以及从双级泵配置成单级泵。

附图说明

附图构成说明书的一部分，并应与说明书结合进行阅读，在附图中，采用相同的参考标号来指示各个视图中相同或类似的部件。

图1是根据本发明的教导的双级模块化液体环式泵的不规则剖视图；

图2是图1的相同不规则剖视图；

图3是模块化单级液体环式泵的不规则剖视图，该模块化单级液体环式泵具有多个与图1的泵相同的组件，不同处在于图1中所示的双级模块化组件已经替换成图3中所示的单级模块化组件；

图4是从泵的第二端观察双级主体以及观察图1的锥形件的前端的简略示意图，其中主体的部件被剖开并放大以及省略来举例说明第一级工作室和第二级工作室是椭圆形的且各具有两个瓣轮；

图5a是图1的泵的锥形件的第一侧视图；

图5b是与图5a相比转动180度的、图1的锥形件的第二侧视图；

图6是图1的锥形件的端视图；

图7是除去轴承支承件和端盖的、图1的泵的泵壳体的立体图。

具体实施方式

本发明的以下详细描述参照图示具体实施方式的附图，在具体实施方式中可实践发明。实施方式旨在以充分的细节来描述本发明的各方面，从而使本领域技术人员能够实践本发明。在不背离本发明的精神和范围的情况下，可利用其它实施方式并且可作出改变。本发明由所附权利要求限定，因而，本描述不应以限制性的意义来理解，而且不应限制这些权利要求被赋予权利的等同方案的范围。

如图1所示，本发明针对液体环式泵10，液体环式泵10具有壳体12、转子14、轴16、第一端18和第二端20。图1所示出的液体环式泵是双级液体环式泵。第一端18位于泵10的气体摄入端处。气体摄入端还可称为泵的外侧端。第二端20位于泵10的驱动端处。驱动端还可以称为泵10的内侧端。壳体12包括可移除地联接至第一端轴承支承件24的第一端端盖22。第一端轴承支承件24可移除地联接至头部件26。头部件26可移除地联接至主体27。主体是双级主体。主体具有第一级主体段28a和第二级主体段28b。壳体12还包括可移除地联接至主体27的第二端轴承支承件30以及可移除地联接至第二端轴承支承件30的第二端端盖32。第一端轴承支承件24和第一端端盖22位于泵10的第一端18处。第二端轴承支承30和第二端端盖32位于泵的第二端20处。术语液体环式泵足够宽泛以包括配置为与压缩机应用、液体环式压缩机关联进行操作的液体环式泵。该术语也足够宽泛来涵盖配置为与真空装置应用、液体环式真空泵关联进行操作的液体环式泵。当然，液体环式真空泵可用于压缩机应用，并且液体环式压缩机可用于真空装置应用。

轴16包括第一端34以及与第一端34轴向地相对的第二端36。相对于第二端36，第一端34在轴向上更朝向泵的第一端18。相对于第一端34，第二端36在轴向上更朝向泵的第二端20。如本文中所使用的，术语轴向和径向是相对于轴16的长轴。转子14使用转子销38固定地安装在轴16上。转子14包括具有第一径向延伸壁41的毂40，第一径向延伸壁41在轴向端处形成限制叶轮42的第一轮盖。第一轮盖在叶轮42的第一叶轮42a的轴向端处限制叶轮42。转子具有第二径向延伸壁44，第二径向延伸壁44在与通过第一径向延伸壁41限制的端相对的轴向端处形成限制叶轮42的端的第二轮盖。第二轮盖在叶轮42的第二叶轮42b的轴向端处限制叶轮42。包括第一叶轮42a和第二叶轮42b的叶轮42在第一轮盖41与第二轮盖44之间跨越，并且由第一轮盖41和第二轮盖44在轴向端处限制。包括第一叶轮42a与第二叶轮42b的叶轮42具有叶轮叶片，叶轮叶片从轴16的圆周径向延伸并围绕轴16的圆周。包括第一叶轮42a和第二叶轮42b的叶片的、叶轮42的叶片可围绕轴16等距离分布。轴16形成用于绕其长轴线转动的轴颈，并且延伸至壳体12中。轴16的第一端34形成用于第一端轴承46的转动的轴颈。第一端轴承46可以是径向轴承，并且通过第一端端盖22和第一端内盖48封闭在轴承支承件24内。

轴16还可接近轴16的第二端36形成用于第二端径向轴承50的转动的轴颈。第二端轴向轴承52还可设置为与第二端径向轴承50接近，从而在转动期间承载轴16中的轴向负载。第二端径向轴承50和第二端轴向轴承52可由第二端端盖32和第二端内盖54封闭在第二端轴承支承件30中。轴16的一部分延伸到壳体12外，并且穿过端盖32。该部分可配置为直接或间接地接合诸如电力的、气动的、燃料动力的或液压驱动的发动机或引擎的原动机。

如图1所示，头部件26包括第一侧壁56、第二侧壁58、外壁60、内壁62和内部分隔壁64。第一侧壁和第二侧壁是界定在轴的轴线的轴向方向上前进的头部件26的界限的壁。从头部件的内部中心开始，壁56界定头部件26在从泵的第二端20向泵的第一端18前进的轴向方向上的界限。从头部件的内部中心开始，壁58界定头部件在从泵的第一端18向泵的第二端20前进的轴向方向上的界限。外壁60在从轴16的轴线径向向外前进的方向定头部件的界限。内壁62界定头部件26在从外壁60向内壁62前进的径向方向上的界限。相对于轴16的轴线，内壁62比外壁60更加径向向内。头部件26包括用于轴16通过头部件26的轴开口65。

头部件26包括由外壁60、第二侧壁58和内部分隔壁64限定的气体入口通道66。头部件26的气体入口通道66还包括摄入开口76(如图4所示)以及通向锥形件100内的出口开口(未示出)。头部件26还包括由外壁60、第一侧壁56和内部分隔壁64限定的气体排放通道72。排放通道72还包括在第二侧壁58中的气体排放开口74。图8示出了通常为气体的流体分别进出泵头部件26的、在壳体12上的入口通道66的摄入开口76和在壳体12上的排放通道72的排放出口68。再次参照图1，头部件26还包括在第一侧壁56中的凹进的密封区域77以及在第二侧壁58的一部分中凹进的锥形件接纳表面78。凹进的锥形件接纳表面78可以是第二侧壁58的凹进部分，该凹进部分具有与锥形件100的法兰106互补的尺寸，以容纳锥形件100(在下文中更详细地进行描述)。

主体27包括壁80、第一侧壁82以及限定室120的第二侧壁84。在这种情况下，工作室120包括第一级工作室120a和第二级工作室120b。壁80围绕轴16的轴线形成连续的弯曲部。壁包括弯曲的径向外表面256以及弯曲的径向内表面255。如图所示，主体27包括转子密封表面86a，转子密封表面86a可以是位于壁80的内表面255上的连续弯曲突出部分。第一侧壁82具有径向延伸法兰部分94和开口96，开口96的尺寸确定为为承载锥形件100和转子14。第二侧壁84包括围绕轴开口90的凹进的密封区域92和轴开口90。

锥形件100可移除地联接至头部件26且布置在主体27内，从而协助引导流体穿过泵10流动。锥形件100包括外壁102、内壁104和法兰106，并且接纳于锥形件接纳表面78上，并且可移除地联接至头部件26。如以下进一步所述，内壁104和外壁102配置为引导流体流进泵10的工作室120内或流出泵10的工作室120外。法兰106定向成从外壁102径向向外延伸，并且当所述锥形件的法兰106的某一部分118关闭时，法兰106在某些位置还可从所述内壁104跨越至所述外壁102。法兰106还可以用作锥形件端板。法兰106可具有在锥形件接纳表面78处与头部件26的第二侧壁58邻接的头部件侧114。法兰106还可具有与泵10的第二端20面对的侧116。

为了密封壳体12，第一端密封件110围绕轴16布置，并且接收于凹进的密封区域77中，从而密封头部件26的第一侧壁56的轴开口65。类似地，第二端密封件112围绕轴16布置，并且接收于由凹进的密封区域92形成的开放区域中，从而密封轴开口90。液体环式泵10以公知的方式来操作，从而通过将流体引入头部件26的摄入通道66中、将流体从通道66引入锥形件100中来压缩流体，其中，流体极常见地为气体，诸如由燃料提炼厂或环境空气排出的烟气。流体经由锥形入口通道268流经锥形件100，并流出锥形入口267，并且流入室120中，更具体地，流入第一级工作室120a中，甚至更具体地，流入由第一级主体段28a形成的第一瓣轮500中的第一级120a中的第一气体摄入区1120a中。流体离开工作室120，并且更具体地离开第二级工作室120b，甚至更具体地离开第一压缩区2120b。流体通过经由锥形件排出口278进入锥形件100而离开。来自排出口278的流体进入锥形件出口通道280。流体从通道280经由头部件入口74进入头部件出口通道72。流体从排放通道72经由排放出口68离开泵头部件26。

如上所述，主体27双级主体，具有第一级主体段28a和第二级主体段28b。第一级主体段28a界定第一级工作室120a的界限。第一级主体段28a形成第一瓣轮500，第一瓣轮500形成第一级第一摄入区1120a。第二级主体段28b界定第二级工作室120b的界限。第二级还形成第二级第一瓣轮600。第一级工作室120a具有液体环部分254。双级主体27包括位于转子密封表面86a处的第一壁阶梯部1000。转子密封表面86a是第一级转子密封表面。双级主体27还包括位于第二外壁阶梯部260处的第二级转子密封表面86b。第二级工作室120b具有第二液体环部分264。液体环部分254和液体环部分264是室120a和室120b的部分，其中，当轴16和转子14转动时，室中的液体至少部分地被离心地分配到该部分中。

锥形件100是双级锥形件100。锥形件入口通道268是第一级入口通道268。锥形件入口267是第一级入口。双级锥形件100还包括第一级排放口272，第一级排放口272与锥形件100中的级间通道274流体连通。级间通道274与锥形件100中的第二级进入口276流体连通。级间通道274使第一级工作室120a且更具体地使第一工作室120a的第一压缩区2120a与液体环式泵10的第二级工作室120b流体连通，且更具体地与第二级120b的第一摄入区1120b流体连通。锥形件100的排放排出口278是通向锥形件100中的排放通道280的第二级排放排出口。排放通道280在锥形件100的排放通道出口282处终止，排放通道出口282与头部件26的排放进入开口74流体连通。一个或多个分隔壁284布置在锥形件100的外壁102与内壁104之间，从而将入口通道268、级间通道274和排放通道280隔开。虚线的箭头1002示出了诸如环境空气的可压缩流体在通过各个流道时的流动。

转子14是双级转子。如上所述的，叶轮42具有第一叶轮42a，第一叶轮42a是第一级叶轮。具有第一级叶片的第一级叶轮42a从壁41跨越至分隔壁300，并且由分隔壁300和壁41限制。双级转子14还包括第二叶轮42b，第二叶轮42b是第二级叶轮。具有叶轮叶片的第二级叶轮42b从分隔壁300跨越至端壁44，并且由分隔壁300和端壁44限制。

如图2进一步所示，为了允许液体环式泵10的更有效率的更低压的操作，液体环式泵10包括整合到锥形件100中的级间排放旁路系统400，级间排放旁路系统400允许将空气从第一级室120a经过级间通道274向外排放至头部件26的排放通道72，直到排放通道72中存在某一压力以关闭旁路系统400，从而将第一室120a的排放物推动并引导至第二室120b中。所排放的空气从第一级120a的第一摄入区1120a摄入。由于该特征自动地使得液体环式泵10以更有效的方式达到压力，所以在双级配置中，该特征在液体环式泵10的启动方面是有利的。该特征在不需要第二级的低压应用中也是有利的。

旁路系统400包括位于锥形件100的法兰106中的旁路通道402，旁路通道402与级间通道2以及头部件26的排放通道72两者流体连通，从而允许流体经由旁路通道402流动。旁路通道402可以是法兰106中的孔。该孔可具有直径。旁路系统400还包括可操作地连接至旁路通道402的机械阀404，其中，当泵10处于启动时的操作或在低压应用时，机械阀404打开。在从级间通道2通向通道402的入口402'处的压力比排放通道72中的压力大。该压力上的差值确保阀404保持打开，并且确保流体流出级间，流经通道402并且流到通道72中。旁路通道402定位成使得流体流可从级间通道2线性地连续，与必须转向成经由第二级入口276转移到第二工作室120b中相反。

图2所示的机械阀404的一个实施方式包括位于笼状件408中的球形件406。球形件406的直径比通道402的通道出口402"的直径大。球形件406可在笼状件408内滑动，其中，当泵10开始操作时，在第一室120a中且更具体地在第一压缩区2120a中产生的正压力生成通过旁路通道402的流体流，该流体流使笼状件408中的球形件406移置远离通道出口402"和法兰106。一旦排放通道72中的压力增大到足以生成横跨通道402的、足够的压力差，球形件就被推动回以抵靠通道出口402"，从而闭合旁路系统。该闭合迫使并引导流体从级间通道2流动到第二室120b中。球形件406和笼状件408还可配置为保持通道402打开，直至排放通道72具有充足的压力或如果转子转速小于某一速度。还可使用弹簧来保持阀闭合，直至横跨通道402的压力差足以打开该阀。还可使用诸如止回阀或气动阀的其它机械阀。可使用电磁阀来基于电信号的接收来打开和闭合该阀。可基于环境的条件和/或操作条件的检测来发送信号。

在使用中，双级液体环式泵10必须在最佳运行之前启动。在启动泵10时，头部件26的排放通道72中的压力很可能接近大气压。随着驱动系统转动轴16和转子14，空气被抽吸至室120a中，进行压缩，然后被排放到锥形件100的级间通道2中。在低压下，在入口402'处排放的空气的压力比大气压力高。因而，机械阀404被致动，以使得通道402打开，从而允许空气流线性地连续通过级间通道2并且通过通道402。因而，第一工作室的排放物在不经过第二级的情况下直接流通到排放出口通道72中，而不经由第二级入口276被推动到第二工作室120b中。在该流动状态期间，泵10实质上作为单级泵来操作。

随着原动机、轴16和转子14达到速度，排放通道72中的压力增大到比在旁路通道402的入口402'处的压力大的点。在该点或在另一预定的压力或压力差下，机械阀404通过抵靠出口402"就位而自动闭合通道402，其中，从第一工作室120a排放的气体通过级间通道2，改变方向，并且通过第二级入口276被推动到第二室120b中。因而，在该操作状态期间，当泵处于运行速度时，工作室120a和工作室120b都被利用。

通道402在锥形件100的法兰106上的位置使得流经级间通道2的空气能够经由通道402更线性地流动，与必须通过转向90度而进行重新引导、通过第二级入口276并且流入第二级室120b中相反。因而，空气会优选以更线性的流经由通道402行进，而不被重新引导并转向成经由第二级入口276且流到第二级工作室120b中。

第一级主体段28a和第二级主体段28b每个都形成椭圆形的工作室。工作室的椭圆形的性质指室120a具有第一摄入区1120a、第二摄入区1120a'、第一压缩区2120a和第二压缩区2120a'。椭圆形的性质还指第二级120b具有第一摄入区1120b、第二摄入区1120b'、第一压缩区2120b和第二压缩区2120b'。由第一级主体段28a形成的第一瓣轮500形成第一摄入区1120a。由第一级主体段28a形成的第二瓣轮501形成第二摄入区1120a'。由第二级主体段28b形成的第一瓣轮600形成第二级120b的第一摄入区1120b。由第二级主体段28b形成的第二瓣轮601形成第二级120b的第二摄入区1120b'。

每次由第一叶轮42a和第二叶轮42b的相邻叶轮叶片界定界限的桶状部700、桶状部701绕着轴16的轴线做出360度转动时，第一级主体段28a和第二级主体段28b的椭圆形的性质允许双抽吸动作。空气经由入口76进入头部件26。空气从入口76行进至与入口76流体连通的通道66中。空气从通道66行进至锥形件第一级通道268中。空气从锥形件入口267离开，并且到第一级第一摄入区1120a中，并且到桶状部700中。随着桶状部掠过摄入区，桶状部700进入第一级第一压缩区2120a。此时，空气被推出桶状部，并且从第一级排放口272推动到级间通道274中。空气或通过第二级进入口276进入第二级第一摄入区1120b，或通过如上所述的旁路系统400进入头部件26。如果空气进入第二级第一摄入区1120b，则空气随后进入第二级桶状部701中。第二级桶状部进入第二级第一压缩区。从第二级桶状部推动空气，并且通过第二级锥形件出口282将空气推动到第二级锥形件出口通道280中。来自通道280的空气进入如上所述的头部件排放通道72。第一级桶状部和第二级桶状部刚好完成第一抽吸动作。

在第一抽吸动作后，第一级桶状部700进入第一级第二摄入区1120a'。空气通过第二第一级锥形件入口2267从第二第一级锥形件入口通道2268进入第一级第二摄入区。随着第一级桶状部掠过第一级第二摄入区1120a'，第一级桶状部进入第二第一级压缩区2120b'。推动第一桶状部中的空气通过第二第一级锥形件排放口2272，并且将空气推动到第二级间锥形件通道2274中。然后，空气通过第二第二级锥形件进入口2276进入第二级第二摄入区1120b'，或者，空气通过第二旁路系统2400而绕过第二级摄入区1120b'。第二旁路系统与第一旁路系统400相同。第二旁路系统具有阀2404，阀2404包括位于笼状件2408中的球形件2406。正如阀404与通道402交界那样，阀2404与旁路通道2402交界。正如阀系统400与级间通道274和第二级入口276共同工作那样，第二阀系统2400与级间通道2274和第二级进入口2276共同工作。

如果空气进入第二级第二摄入区2120b'，则空气进入现已从第二级第一压缩区转动到第二级第二摄入区的第二级桶状部。第二级第二摄入区由第二级主体段28b的第二瓣轮601形成。当桶状部进入第二级第二压缩区2120b'时，第二级桶状部中的空气被推出桶状部。空气通过第二第二级锥形件出口2282从第二级第二压缩区进入第二第二级锥形件出口通道2280。空气从通道2280进入头部件排放通道72。

为防止由上游压力中的峰值或由于加工条件的流体夹带引起液体环式泵10的停顿或对液体环式泵10的损坏，在诸如图3所示的单级配置中或者在双级配置中的液体环式泵10可包括整合到主体29或者主体27和头部件26中的液体环式过载保护系统500。如图2中进一步示出的，过载保护系统500包括从工作室120打开的侧壁通道502，且侧壁通道502更具体地从第二室120b打开，且更具体地从经过主体27的第一侧壁82且与液体环式部分264流体连通的第二级摄入区1120b打开。侧壁通道502可以是圆形孔或其它形状的孔。侧壁通道502具有从室120(具体为第二室120b)和液体环式部分264通向通道502中的入口502'。侧壁通道502与通过头部件26的形成通道504流体连通。形成通道504与排放通道72流体连通。形成通道通过头部件26的第二壁58延伸。

形成通道502和/或形成通道504可具有分隔壁，分隔壁是圆形管或者具有与侧壁通道502基本类似的形状的通路的、其它形状的管。形成通道504和侧壁通道502配置为在将头部件26固定至主体27或主体29时以重叠的方式对准。形成通道504包括内表面508、入口509以及通向排放通道72的出口510。侧壁通道502和形成通道504可共同称为过载卸压通道。当流体体积或液体环过载压力超过预定压力时，对壁80的内壁265上液体环的压力敏感的机械阀512自动打开，从而将流体释放到排放通道72中。机械阀512可以是弹簧阀或现已知或今后开发的其它机械压力卸压阀。当液体体积或过载压力回复正常操作条件时，机械阀512可操作为自动关闭。机械阀可以是气动阀或止回阀。

在使用中，如图2所示，机械阀512在液体环式泵10操作期间保持关闭。随着流体被引入室120、第一室120a和/或第二室120b中，在某些情况下，在正在引入的气态流体中可能存在液体并且累积操作。一些累积可以在泵的操作范围内。然而，如果在液体环部分264中累积的液态流体过多，则增加的液态流体可导致过载压力，而过载压力可导致泵失效或者甚至可导致损坏泵的组件。

随着液体遍及室120的液体环部分264分散，具体地遍及第二室120b分散，在操作期间，在壁80的内表面255上施加向外的离心力，并且在第一侧壁82的内表面82'上施加力。在将压力施加在机械阀512上的操作期间，工作室120(具体为工作室120b)中的液体会流动到通道502和通道504中且填充通道502和通道504。随着流体在工作室120(具体为工作室120b)中积聚，由水的质量施加的离心力会增大。在由室120(具体为室120b)中的流体的离心力引起的预定压力下，机械阀512会打开，从而使得流体环中的流体直接排泄到头部件26的排放通道72中，然后排泄到泵10外。当释放了足够体积的流体，从而使工作室120(具体为工作室120a和工作室120b)中的离心压力减小到预定的最大操作值时，则机械阀512关闭；液体不再通过通道502和通道504流动到通道72中。该过程可依据压缩的气体中的液体含量在泵10的整个操作期间重复。液体流动通过箭头1001示出。

泵可具有第二过载保护系统。系统会具有打开第二摄入区的通道，该第二摄入区可以是第二级中的第二摄入区。正如通道502那样，该通道会通过第一侧壁82打开。该通道会与头部件通道72流体连通。该通道会与通过壁58的通道流体连通。通过壁58的通道将正如通道504那样。通过壁58的通道会具有正如阀512那样的机械阀。该系统将正如系统500那样工作。

如图3所示，单级液体环式泵10'的单级主体29与第一端轴承支承件24、头部件26、第二端轴承支承件30以及原动机一起使用，该原动机和与双级液体环式泵10一起使用的原动机相同。主体29用紧固件150联接至头部件26。第二轴承支承件30和第一轴承支承件24用紧固件150联接至主体29。可使用相同的紧固件来将头部件26联接至主体27以及将第一轴承支承件24和第二轴承支承件30联接至主体27。紧固件150可以是螺栓、夹钳、螺钉或本领域中其它已知的紧固件，或者是它们的任一组合。单级主体29包括具有液体环部分204的单级工作室120c。液体环部分204是室120c的一部分，当单级转子14a转动时，室中的液体被离心地分配至该部分中。液体环部分204依据室120c中存在的流体的体积从外壁81a的内表面205径向向内延伸一个距离。主体29或主体27可包括图3所示的一个或多个放泄塞98来排放一个或多个室。

单级锥形件100a安装成与头部件26和单级主体29流体连通。单级锥形件100a包括入口通道208、进入口以及出自入口通道的排放口212。第一级入口通道208与头部件26的入口通道66流体连通，并且第一级出口212与单级室120c流体连通。单级锥形件100a包括分隔壁214，分隔壁214将入口通道208与锥形件100a的排放通道216隔开。锥形件100a的排放通道216包括排放通道入口217和排放通道出口218。排放通道入口217与单级室120c流体连通，并且排放通道出口218与通向头部件26的排放通道72的、头部件26的排放进入开口流体连通。

如图3进一步示出，单级主体29还包括与第一级转子密封区域86c的位置相对应的外壁阶梯部220，其中第一级转子密封区域86c沿着第一级叶轮42c的第一壁41a(第一轮盖)密封。叶轮42c安装在单级轴16a上。单级轴具有为单工作室120c配置的长度。叶轮42c形成单级转子14a的一部分。转子包括毂40a。转子16a的壁41a从毂40a径向地延伸。壁41a是端壁。形成转子16a的一部分的第二壁44a(第二轮盖)在与第一壁44a轴向相对的端部处。壁44a和壁41a在相对的轴向端部处限制叶轮42c。叶轮叶片从单级轴16b且绕着单级轴16b径向地延伸。叶轮42c和叶轮叶片从壁41a跨越至端壁44a。叶轮42c的叶轮叶片远离单级轴16a且绕着单级轴16a径向地延伸。

正如主体27那样，主体29可以是椭圆形的。椭圆形结构会指主体形成第一瓣轮和第二瓣轮。第一瓣轮会形成第一摄入区。第二瓣轮会形成第二摄入区。锥形件会具有通向第二锥形件入口的第二锥形件入口通道。锥形件会具有通向第二排放通道中的第二排放口。第一入口212会通向第一摄入区1120c。第二入口会通向第二摄入区。第二排放通道会通向头部件出口通道72。

液体环式泵10允许模块化结构，其中，液体环式泵10可仅通过更换主体27、锥形件100、转子14和轴16而容易地在双级泵和单级泵之间或单级泵与双级泵之间变化。管道系统也会改变。换言之，单级主体29、锥形件100a、转子14a、和轴16a以及双级主体27、锥形件100、转子14和轴16的配置使得本发明的双级泵10可容易地转化成本发明的单级泵10'，或者本发明的单级泵10'可容易转化成本发明的双级泵10，而不用必须改变头部件26、轴承支承件24和轴承支承件30、径向轴承46、径向轴承52、轴向轴承50、端盖22、端盖32、内盖48、内盖54、密封件110和密封件112、原动机、布线或其它固定组件。这些组件对于单级泵10'和双级泵10两者是共用的。

例如，为了将液体环式泵10从双级压缩机转化成单级压缩机，技术人员可以：从轴承支承件30移除第二端端盖32；从头部件26移除第二端轴承支承件30；从头部件26移除双级主体27，从头部件26移除转子14以及从头部件26移除锥形件100。密封件110和密封件112也会被移除。

一旦泵10被拆卸，技术人员就可以：使用单级主体29代替双级主体27；使用单级锥形件100a代替双级锥形件100；使用单级转子14a代替双级转子14c，以及使用单级轴16a代替双级轴16，从而重新组装液体环式泵10。双级主体27和双级轴16的长度比用于单级主体29和单级轴16a的长度长。技术人员可重新组装液体环式泵来形成单级泵10'，该单级泵10'保留头部件26、轴承支承件24和轴承支承件30、径向轴承46、径向轴承52、轴向轴承50、端盖22、端盖32、内盖48、内盖54、密封件110和密封件112、原动机、布线或双级泵10中所使用的其它固定组件。

将液体环式泵10'从单级泵转化成双级泵的过程在保持部件方面与上述相反。技术人员用双级主体27替换单级主体29；用双级锥形件100替换单级锥形件100a；用双级转子14c替换单级转子14a，以及用双级轴16替换单级轴16a。技术人员可重新组装液体环式泵来形成双级泵10，该双级泵10保留头部件26、轴承支承件24和轴承支承件30、径向轴承46、径向轴承52、轴向轴承50、端盖22、端盖32、内盖48、内盖54、密封件110和密封件112、原动机、布线或单级泵10'中所使用的其它固定组件。

如本文中所使用的术语气体足够宽泛以包括环境空气、环境空气和其它气体的混合物以及诸如空气和水的、可压缩和不可压缩的流体的混合物。如从上述描述中显而易见的，本发明的某些方面不限于本文中所图示的示例的具体描述。因此，预期本领域技术人员会想到其它修改和使用其它类似或相关特征或技术的应用。因此，旨在将不背离本发明的精神和范围的所有的这种修改、变化以及其它用途和应用视为由本发明涵盖。

本发明的其它方面、目的和优点可通过研究附图、公开和所附权利要求获得。

Claims (15)

1.液体环式泵，包括∶

头部件，具有入口通道和排放通道；

主体，包括第一级工作室和第二级工作室；

级间通道，与从所述第一级工作室打开的排放出口流体连通，所述级间通道还与通向所述第二级工作室中的入口流体连通；

级间排放旁路通道，包括旁路通道，所述旁路通道从所述级间通道通向所述头部件的所述排放通道；以及

阀，与所述级间排放旁路通道流体连通，所述阀能够操作以当所述旁路通道内的压力处于或低于特定压力时，允许流体流经所述级间排放旁路通道，从而绕过所述第二级工作室。

2.根据权利要求1所述的液体环式泵，还包括：

锥形件，联接至所述头部件，所述锥形件包括所述级间通道；以及

所述锥形件具有法兰和通道，其中，所述法兰具有头部件侧和主体侧，所述通道穿过所述法兰的所述头部件侧和所述主体侧两者；以及

所述阀远离所述法兰的所述头部件侧和所述级间通道延伸。

3.根据权利要求2所述的液体环式泵，其中，所述阀包括笼状件以及能够在所述笼状件内移动的球形件；以及

其中，所述级间排放旁路通道是具有第一直径的圆形，并且所述球形件具有比所述第一直径大的第二直径。

4.根据权利要求1所述的液体环式泵，还包括：

液体环式过载保护系统，包括过载卸压通道，所述过载卸压通道从所述第二级工作室通向所述头部件的所述排放通道，所述过载卸压通道延伸通过所述主体的第一侧壁和所述头部件的壁，所述过载卸压通道径向位于所述主体的连续弯曲的壁的弯曲外表面的内部。

5.模块化液体环式泵，具有第一端和第二端，所述模块化液体环式泵包括：

第一端轴承支承件；

头部件，具有入口通道和排放通道，所述头部件联接至所述第一端轴承支承件；

主体，限定工作室；

锥形件，具有入口，所述入口与所述工作室以及所述入口通道流体连通，所述工作室与所述头部件的所述排放通道流体连通；

第二端轴承支承件；

轴，具有第一端和第二端，所述轴的所述第一端形成用于与第一轴承一起转动的轴颈，所述第一轴承在所述第一端轴承支承件中，以及所述轴的所述第二端形成用于与所述第二端轴承支承件中的第二轴承一起转动的轴颈；

转子，联接至所述轴，所述转子具有叶轮、第一径向延伸壁和第二径向延伸壁，其中，所述第一径向延伸壁在所述叶轮的一端处限制所述叶轮，所述第二径向延伸壁在所述叶轮的第二端处限制所述叶轮，所述叶轮配置为在所述工作室中转动；以及

驱动系统，用于使所述轴和所述转子转动；

其中，所述主体、所述锥形件、所述轴以及所述转子是单级组或双级组中的一个；

其中，所述单级组包括单级主体、单级锥形件、单级轴和单级转子；以及所述双级组包括双级主体、双级锥形件、双级轴和双级转子；

其中，所述单级组和所述双级组能够互换；以及

其中，所述第一端轴承支承件、所述头部件、所述第二端轴承支承件能够与所述单级组和所述双级组中的每个接合；

其中，当所述双级主体形成所述工作室时，所述双级主体的所述工作室包括第一级工作室和第二级工作室；

其中，所述双级锥形件包括级间排放旁路系统，所述级间排放旁路系统具有级间通道、旁路通道和阀的至少一部分，其中所述旁路通道从所述双级锥形件的所述级间通道延伸至所述头部件的所述排放通道中，所述阀的至少一部分与所述旁路通道流体连通；以及

其中，所述阀能够操作以当所述旁路通道内的压力处于或低于特定压力时，允许流体流经所述旁路通道，从而绕过所述第二级工作室。

6.根据权利要求5所述的模块化液体环式泵，其中，当所述模块化液体环式泵的所述主体、所述锥形件、所述轴和所述叶轮是所述单级组时：

所述单级主体限定所述工作室，所述工作室是单级工作室；

所述单级锥形件具有第一入口通道，所述第一入口通道与所述头部件的所述入口通道流体连通且与所述单级工作室流体连通，并且所述单级锥形件具有第一排放通道，所述第一排放通道与所述单级工作室流体连通且与所述头部件的所述排放通道流体连通；

所述单级转子包括所述叶轮，所述叶轮具有叶轮叶片，所述叶轮叶片远离所述轴并绕着所述轴径向延伸。

7.根据权利要求5所述的模块化液体环式泵，其中，当所述模块化液体环式泵的所述主体、所述锥形件、所述轴和所述叶轮是所述双级组时：

所述双级锥形件具有入口通道，所述入口通道与所述头部件的所述入口通道以及所述第一级工作室流体连通；

所述级间通道与所述第一级工作室和所述第二级工作室流体连通；所述双级锥形件具有第二级排放通道，所述第二级排放通道与所述第二级工作室以及所述头部件的所述排放通道流体连通；

所述双级转子包括所述叶轮，所述叶轮具有第一级叶轮和第二级叶轮，所述第一级叶轮由第一壁和分隔壁限制，所述第二级叶轮由所述分隔壁和第二壁限制。

8.根据权利要求7所述的模块化液体环式泵，其中，所述双级锥形件还包括法兰，其中，所述法兰包括所述级间排放旁路系统。

9.根据权利要求5所述的模块化液体环式泵，还包括液体环式过载保护系统，所述液体环式过载保护系统包括过载卸压通道和机械阀，其中所述过载卸压通道与所述头部件的所述排放通道流体连通且与所述工作室流体连通，当所述工作室中的液体环压力超过预定量时，所述机械阀能够操作以允许液体流经所述过载卸压通道，所述液体环式过载保护系统径向地位于所述主体的连续弯曲的壁的弯曲外表面内部。

10.液体环式泵，包括：

第一端轴承支承件；

头部件，具有入口通道和排放通道；

主体，限定工作室；

锥形件，能够操作以将所述工作室放置成与所述头部件的所述排放通道和所述入口通道流体连通；

第二端轴承支承件；

轴，具有第一端和第二端，所述轴形成用于与所述第一端轴承支承件内的第一轴承一起转动的轴颈，以及所述轴形成用于与所述第二端轴承支承件内的第二轴承一起转动的轴颈；

转子，固定至所述轴，所述转子包括用于在所述工作室中转动的叶轮；以及

驱动系统，用于使所述轴和所述转子转动；以及

液体环式过载保护系统，包括过载卸压旁路通道和机械阀，所述过载卸压旁路通道使所述头部件的所述排放通道与所述工作室流体连通，所述机械阀能够操作以当由所述工作室中的液体环施加的压力超过预定压力时允许液体通过所述过载卸压旁路通道流动到所述头部件的所述排放通道中，所述液体环式过载保护系统径向位于所述主体的连续弯曲的壁的弯曲外表面内部。

11.根据权利要求10所述的液体环式泵，其中，所述过载卸压旁路通道包括：穿过所述主体的侧壁的通道，所述通道邻近所述工作室的液体环部分；以及穿过所述头部件的所述入口通道的形成通道。

12.根据权利要求10所述的液体环式泵，其中，所述机械阀固定至所述头部件的分隔壁，所述分隔壁限定所述头部件的所述排放通道的一部分。

13.根据权利要求10所述的液体环式泵，其中，所述主体、所述锥形件、所述轴和所述转子是单级组或双级组中的一个，其中，所述单级组包括单级主体、单级锥形件、单级轴和单级转子；以及所述双级组包括双级主体、双级锥形件、双级轴和双级转子，其中，所述单级组和所述双级组能够互换。

14.根据权利要求1所述的液体环式泵，其中，所述主体包括第一级主体段和第二级主体段；所述第一级主体段具有第一瓣轮，所述第一瓣轮在所述第一级工作室中形成第一摄入区，所述第一级主体段具有第二瓣轮，所述第二瓣轮在所述第一级工作室中形成第二摄入区；

所述第二级主体段具有第三瓣轮和第四瓣轮，所述第三瓣轮形成所述第二级工作室的第一摄入区，所述第四瓣轮形成所述第二级工作室的第二摄入区；

通向所述第二级工作室的入口通向所述第二级工作室中的所述第一摄入区；

第二级间通道从所述第一级工作室与第二排放出口流体连通，所述第二级间通道与通向所述第二级工作室的第二摄入区的第二入口流体连通，所述第二级间通道与第二级间旁路系统流体连通。

15.根据权利要求8所述的液体环式泵，其中，所述双级主体包括第一级主体段和第二级主体段；所述第一级主体段具有第一瓣轮，所述第一瓣轮在所述第一级工作室中形成第一摄入区，所述第一级主体段具有第二瓣轮，所述第二瓣轮在所述第一级工作室形成第二摄入区；

所述第二级主体段具有第三瓣轮和第四瓣轮，所述第三瓣轮形成所述第二级工作室的第一摄入区，所述第四瓣轮形成所述第二级工作室的第二摄入区；

所述双级锥形件的所述入口通道与所述第二级工作室的所述第一摄入区流体连通，

所述双级锥形件的第二入口通道与所述第一级工作室的第二摄入区流体连通，

所述双级锥形件的所述级间通道与所述第二级工作室的第一摄入区流体连通；

所述双级锥形件的第二级间通道与所述双级锥形件的第二第二级入口流体连通，所述双级锥形件的所述第二第二级入口通向所述第二级工作室的第二摄入区，所述第二级间通道还与第二第一级排放出口和第二级间排放旁路系统流体连通。