CN107208640A - 喷油真空泵元件 - Google Patents

Abstract

喷油真空泵元件，其中，两个配合的螺旋转子(3)可旋转地设置在外壳(2)中，外壳(2)包括入口端口(8)和具有出口端口(9)的出口端面(6)，压缩腔室(11a，1ib)在螺旋转子(3)与外壳(2)之间形成，其特征在于，真空泵元件(1)具有在出口端面(6)处自第一压缩腔室(11a)延伸至较小的第二压缩腔室(1ib)的连接部；第一压缩腔室(11a)处在比第二压缩腔室(1ib)低的压力下；第二压缩腔室(1ib)随螺旋转子(3)转动能与出口端口(9)连接；连接部应使得能自第二压缩腔室(1ib)流动至第一压缩腔室(11a)；连接部不直接连接至出口端口(9)。

Description

喷油真空泵元件

技术领域

本发明涉及喷油真空泵元件。

更具体地，本发明涉及螺杆式喷油真空泵元件，其中，两个配合的螺旋转子可旋转地设置在外壳中。

背景技术

在螺旋转子的叶片与外壳的壁之间限定腔室，其由于转子的转动而自入口侧至出口侧移动并且进而变得越来越小，以便压缩在这些腔室中截获的空气。

众所周知，将油喷射进真空泵元件的压缩腔室中以去除压缩产生的热、润滑螺旋转子、防止腐蚀和确保转子之间的密封。

油来源于将油与出口空气分离的油分离器。

将所有空气从油中除去是不可能的，从而喷射的油含有一定量空气。

空气可以以气泡形式或溶解的形式存在于油中。

因此，存在气蚀的风险。在油流中存在两种类型的气蚀。

-形成油蒸汽泡的气蚀，因为静压力下降至油蒸汽压以下；

-在含有一定量空气的油流中形成气泡的气蚀，因为静压力的减小使空气在油中的溶解度下降。

取决于气蚀的类型，当所形成的气泡或油蒸汽泡在(金属)部件附近内爆时会产生损害。这种损害范围很大，并且会导致机器的破坏。

在静压力下降的影响下，这种气蚀可发生在螺杆式喷油真空泵元件中，更具体地在最后压缩阶段中发生在真空泵的出口处。

在最后压缩阶段中，压缩腔室的容积变为零，从而腔室中的压力可上升到出口压力以上。因此，大的压力差产生在上述腔室与入口之间，其中，压力可为0.3毫巴以下。

在最后压缩阶段期间，上述腔室仅通过转子叶型的单个部分而与连接至入口的另一压缩腔室分隔开。

在该单个部分中，一种通道形成于转子的叶型之间或转子与出口端面之间，通道首先收敛然后发散形成“喷嘴”。

由于上述腔室与入口之间的大压差，气体和油的漏流可穿过该通道自上述腔室流至入口；由于通道和转子的形式，漏流的速度变得很高，使得静压力变得很低，从而会形成气泡。

另外，在该通道中静压力再次增大，使得所形成的气泡内爆，从而对转子和外壳产生损害。由于这种损害，真空泵元件将不能再运行或运行不再好。

发明内容

本发明的目的是对上述和其它缺点提供解决方案。

本发明的主题为螺杆式喷油真空泵元件，其中，两个配合的螺旋转子可旋转地设置在外壳中，外壳包括入口端口、入口端面和具有出口端口的出口端面，压缩腔室在螺旋转子与外壳之间形成，由于螺旋转子的转动，压缩腔室自入口端口至出口端口前进并且进而变得越来越小，其中：喷油真空泵元件在出口端面处具有自第一压缩腔室延伸至较小第二压缩腔室的连接部，第一压缩腔室处在比第二压缩腔室低的压力下，并且随着螺旋转子的转动，第二压缩腔室可与出口端口连接，连接部应使得自第二压缩腔室至第一压缩腔室可流动以便减小在第二压缩腔室中的压力，连接部不直接地连接至出口端口。

由于螺旋转子的转动，第一压缩腔室将变得越来越小并且最终变成第二压缩腔室，此时形成新的第一压缩腔室。

第二压缩腔室为在压缩周期末尾的压缩腔室，在其中存在压缩气体，该压缩气体随后可经由出口端口离开真空泵元件。显然，第二压缩腔室不连接至入口端口。

根据本发明的喷油真空泵元件的优点在于：因为气体和油可经由自较高压力下的第二压缩腔室至较低压力下的第一压缩腔室的连接部流动，在入口与第二压缩腔室之间的压力差减小。

因此，因为经由在螺旋转子的各叶型之间的通道的流动或在将上述第二压缩腔室与连接至入口的压缩腔室分隔开的上述转子叶型单一部分中转子与出口端面之间的流动将具有低得多的速度，所以可防止气蚀。

实际上，由于在第二压缩腔室中的减压，跨上述通道的压力差太小以致不会导致会引起气蚀的穿过通道的流动。

连接部的精确位置及其设计将取决于螺旋转子的叶型和出口端口的形状和位置。取决于真空泵元件的不同，这两种因素会有很大不同。

总之，必须防止连接部与出口端口接触，即，连接部不能直接连接至出口端口。

附图说明

为了更好地展现本发明的特征，在下文中参照附图通过非限制性示例来描述根据本发明的喷油真空泵元件的一些优选实施方式，其中：

图1示意性地示出螺杆式喷油真空泵元件；

图2示意性地示出沿图1的线II-II截取的图1的喷油真空泵元件的剖视图；

图3示出与图2类似的剖视图，但是为根据本发明的喷油真空泵元件的剖视图；

图4示出图3的剖视图，但是螺旋转子处于一不同位置中；

图5至图7示出图3的替代实施方式。

具体实施方式

在图1中示出的喷油真空泵元件1为螺杆式元件。

元件1大体上包括外壳2，两个配合的螺旋转子3可旋转地设置在外壳2中。

外壳2包括在入口侧5上的入口端面4和在出口侧7上的出口端面6。

入口端口8固定在外壳2中。入口端口8在图1中通过虚线表示。

出口端口9在出口端面6的位置处固定在外壳中。这在图2中示出。

压缩腔室11a、11b形成在螺旋转子3的叶片10与外壳2之间。由于螺旋转子3的转动，压缩腔室11a、11b自入口端口8向出口端口9移动。

只要压缩腔室11a、11b与入口端口8接触，其容积将增大，以便产生气体的抽吸。

当压缩腔室11a、11b不再与入口端口8接触时，随着螺旋转子3的进一步转动，压缩腔室11a、11b的容积将减小，以便气体(例如空气)在这些腔室中被压缩。

在第一压缩阶段中经由入口端口8进入压缩腔室11a的空气通过螺旋转子3的转动而传送至出口端口9，并且进而被压缩至较高的压力。

在螺旋转子3转动期间的某个时间，压缩腔室11b将与出口端口9接触，以便在压缩腔室11b中的压缩空气可在最后的压缩阶段期间被去除。

属于两个上述压缩阶段的相关压缩腔室11a、11b，即接触入口端口8和出口端面6的第一压缩腔室11a和仅接触出口端面6但不接触入口端口8或入口端面4的第二压缩腔室11b，在图2中示出。

如在此图中可看出，两个压缩腔室11a、11b通过螺旋转子3的单个部分而彼此分隔开，从而具有“喷嘴”形状的通道12形成在螺旋转子3的叶型之间。

空气和/或油可经由通道12在自第二压缩腔室11b至第一压缩腔室11a的方向上流动，从而由于通道12的形状，流速变得很高从而会产生气蚀。

在根据本发明的喷油真空泵元件1中，如在图3中示出，在出口端面中有连接部，在本例中为槽13的形式。

槽13自第一压缩腔室11a延伸至第二压缩腔室11b。

因此，槽13的第一端14a将至少部分地重叠第一压缩腔室11a，槽13的第二端14b将重叠第二压缩腔室11b。

在较高压力下的气体和/或油可经由槽13自第二腔室11b至第一压缩腔室11a流动，以便减小在第二压缩腔室11b中的压力。

以这种方式，可防止在第二压缩腔室11b中的压力变得过高，使得气体和/或油经由上述通道12的流动变得较慢。

以这种方式，防止了气蚀及其有害后果。

尽管在示出的示例中，槽13与连接至入口端口8的第一压缩腔室11a接触，但这不是必须的。对本发明必需的仅是，连接至槽13的第一压缩腔室11a处在比第二压缩腔室11b低的压力下。

根据本发明，连接部设计成使得槽13不直接地连接至出口端口9。

这可在图3中明显看出：槽13在距出口端口9一定距离处终止，以便槽13的第二端14b不与出口端口9接触。

这将确保漏流不可能经由槽13和第一压缩腔室11a直接自出口端口9流至入口端口8，该漏流会对喷油真空泵元件1的效率具有负面影响。

在图3的情况下，槽13的第二端14b不与第二压缩腔室11b接触。随着螺旋转子3的进一步转动，第二压缩腔室11b变得越来越小，第二端14b也将越发地重叠第二压缩腔室11b。因此，在第二压缩腔室11b中的压力增加将被抵消，因为该腔室仍然通过槽13而与第一压缩腔室11a接触，以便气体和/或油可自第二压缩腔室11b流动至第一压缩腔室11a。

图4示出第二压缩腔室11b的容积几乎变为零的情况。这里，槽13的第二端14b仍然连接至第二压缩腔室11b。

此刻，第二压缩腔室11b中的压力会变得很高，但通过借助槽13而连接至第一压缩腔室11a，第二压缩腔室11b中的压力将足够低以防止气蚀。

必须适当地选择第二端14b的位置(槽13通过第二端与第二压缩室11b接触)，以便实现与第二压缩室11b的连接，而不与出口端口9接触。

槽13的最终位置，尤其第二端14b，将取决于转子叶型和出口端口9的形状。

槽13的最终形式和大小以及可经由槽13流动的气体和/或油的流量将取决于两个准则：

-流量必须足够高以便第二压缩腔室11b中的压力可以下降到足以防止气蚀；

-流量不能过高，因为在这种情况下喷油真空泵元件1的性能或效率将下降。

可经由槽13流动的流量将取决于槽13的最小横截面。

优选地，槽13的最小横截面(单位：平方毫米)为元件1的最大体积流量(单位：升/秒)的0.0l倍与0.04倍之间。

然而，不排除的是，最小横截面(单位：平方毫米)为元件1的最大体积流量(单位：升/秒)的0.0l与0.l倍之间或0.01与0.08倍之间或0.01与0.06倍之间。

最小横截面较小的槽13将不能允许充足的流量以使第二压缩腔室11b中的压力下降到足以防止气蚀。

最小横截面较大的槽13将会使自第二压缩腔室11b至第一压缩腔室11a有大流量，使得喷油真空泵元件1的效率将下降太多。

优选地，在出口端面6处连接至第二压缩腔室11b的槽13的第二端14b设计成使得在槽与上述压缩腔室11b之间的最大接触面积(单位：平方毫米)为元件1的最大体积流量(单位：升/秒)的0.01与0.04倍之间。

不排除的是，上述最大接触面积为元件l的最大体积流量(单位：升/秒)的0.0l与0.l倍之间或0.0l与0.08倍之间或0.0l与0.06倍之间。

因为在槽13与第二压缩腔室11b之间的接触面积可以小于槽13本身的最小横截面，所以优选地为了获得所需效果，上述接触面积在较高上述条件下就足够。

关于槽13的最终设计，可以有不同的选项。

优选地，槽包括至少一个狭缝形部15。

狭缝形部15此处意指槽13的一部分，在穿过槽13的流动方向上观察，其横截面不变化或几乎不变化。

狭缝形部15可为直的或弯的。

在图3至图6中，槽13仅包括狭缝形部15。

如在这些图中看出，狭缝形槽13具有不同的取向。

连接至狭缝形部15的槽13可包括增宽部16，从而槽13至少部分地重叠第一压缩腔室11a。

这在图7中示出，其中可看出，槽13的第一端14a通过增宽部16形成，增宽部16的横截面比通过狭缝形部15形成的第二端14b宽。

增宽部16的确切形状是次要的。

第一端14a的唯一条件是：第一端14a延伸足够远，以便槽13总是连接至第一压缩腔室11a。

优选地，在槽13与第一压缩腔室11a之间的重叠应使得：随着螺旋转子2的转动，通过槽13维持第一压缩腔室11a与第二压缩腔室11b之间的连接，直到第二压缩腔室11b的容积变为零为止。

此刻，第二压缩腔室11b中压力非常高，第二压缩腔室11b不再连接至出口端口9，从而第二压缩腔室11b中的高压仅可经由上述喷嘴形通道12而逸散。

为了防止这种情况，确保第二压缩室11b通过槽13连接到第一压缩室11a并从而连接到入口端口8。

以这种方式，可防止在压缩腔室11b中的容积变为零的此阶段期间第二压缩腔室11b中的压力变得过高，并且可防止气蚀。

尽管在上文示出的示例中总是通过出口端面6中的槽13而产生连接，但不排除的是通过在出口端面6中与第二压缩腔室11b至少部分地重叠的槽部以及与之连接的通向压力比第二压缩腔室11b低的第一压缩腔室11a的通道或管而实现连接。

如前所述，该压缩腔室11a可为连接至入口端口8的压缩腔室11a，但这对于本发明不是必须的。

该通道或该管可以被构造在外壳本身中或是其它方式，但当然也可以在外壳上构造。

在此实施方式中，优选地必须确保槽部和通道的最小横截面以及在槽部与第二压缩腔室11b之间的最大接触面积都满足上述条件，即，最小横截面和最大接触面积(单位：平方毫米)为元件1的最大体积流量(单位：升/秒)的0.01与0.1倍之间，优选地在0.01与0.08倍之间，甚至更好在0.01与0.06倍之间，甚至更优选地在0.01与0.04倍之间。

上述槽部可以例如是如在图7中示出的槽13的狭缝形部15的形式。

优选地，也要确保通道或管设计成使得：随着螺旋转子3的转动，维持在第一压缩腔室11a与通道或管之间的连接，直到第二压缩腔室11b的容积变为零为止。

本发明不限于在示例中描述和在图中示出的实施方式，根据本发明的喷油真空泵元件可在不脱离本发明的范畴的情况下以各种形式实现。

Claims (9)

1.一种螺杆式喷油真空泵元件，其中，两个配合的螺旋转子(3)可旋转地设置在外壳(2)中，外壳(2)包括入口端口(8)、入口端面(4)和具有出口端口(9)的出口端面(6)，压缩腔室(11a，11b)在螺旋转子(3)与外壳(2)之间形成，由于螺旋转子(3)的转动，压缩腔室自入口端口(8)至出口端口(9)前进并且进而变得越来越小，其特征在于，喷油真空泵元件(1)具有在出口端面(6)处自第一压缩腔室(11a)延伸至较小的第二压缩腔室(11b)的连接部；第一压缩腔室(11a)处在比第二压缩腔室(11b)低的压力下；第二压缩腔室(11b)随着螺旋转子(3)的转动能够与出口端口(9)连接；连接部应使得能够自第二压缩腔室(11b)流动至第一压缩腔室(11a)以便减小在第二压缩腔室(11b)中的压力；连接部不直接地连接至出口端口(9)。

2.根据权利要求1的螺杆式喷油真空泵元件，其特征在于，第一压缩腔室(11a)与入口端口(9)以及出口端面(6)接触。

3.根据权利要求1或2的螺杆式喷油真空泵元件，其特征在于，连接部是通过形成在出口端面(6)中的槽(13)而实现的，槽(13)自第一压缩腔室(11a)延伸至第二压缩腔室(11b)。

4.根据权利要求3的螺杆式喷油真空泵元件，其特征在于，槽(13)至少包括直或弯的狭缝形部(15)。

5.根据权利要求4的螺杆式喷油真空泵元件，其特征在于，槽(13)包括与狭缝形部(15)相邻的增宽部(16)，槽(13)通过增宽部而至少部分地重叠第一压缩腔室(11a)。

6.根据权利要求1或2的螺杆式喷油真空泵元件，其特征在于，连接部是通过在出口端面(6)中至少部分地重叠第二压缩腔室(11b)的槽部和与该槽部连接的通至第一压缩腔室(11a)的通道或管而实现的，通道或管被构造在外壳中或是其它方式。

7.根据前述权利要求任一项的螺杆式喷油真空泵元件，其特征在于，单位为平方毫米的连接部最小横截面是单位为升/秒的喷油真空泵元件(1)最大体积流量的0.01与0.1倍之间，优选地在0.01与0.08倍之间，甚至更好地在0.01与0.06倍之间，更优选地在0.01与0.04倍之间。

8.根据前述权利要求任一项的螺杆式喷油真空泵元件，其特征在于，在出口端面(6)处连接至第二压缩腔室(11b)的连接部端部(14b)设计成使得：单位为平方毫米的在连接部与第二压缩腔室(11b)之间的最大接触面积是单位为升/秒的喷油真空泵元件最大体积流量的0.01与0.1倍之间，优选地在0.01与0.08倍之间，更好地在0.01与0.06倍之间，更优选地在0.01与0.04倍之间。

9.根据前述权利要求任一项的螺杆式喷油真空泵元件，其特征在于，在连接部与第一压缩腔室(11a)之间的重叠应使得：随着螺旋转子(3)的转动，维持在第一压缩腔室(11a)与第二压缩腔室(11b)之间的连接，直到第二压缩腔室(11b)的容积变为零或几乎为零为止。