CN107532596A - 具有防气蚀结构的液环泵端口构件 - Google Patents

Abstract

泵包括壳体和转子，壳体容纳液体，转子包括从轴径向延伸并限定圆锥形空间的多个叶片。端口构件设置在圆锥形空间内。端口构件限定与低压区域连通的进口端口、与高压区域连通的排放端口，以及与具有在低压区域和高压区域之间的压力的流体供应源连通的抗气蚀端口。每对相邻的叶片均与液体和端口构件协作以封闭可变容积斗，其中，转子的旋转选择性地将斗定位在进口位置、抗气蚀位置和排放位置，其中进口位置与进口端口相邻以抽吸流体，在抗气蚀位置，斗与抗气蚀端口相邻并允许流体进入斗中，在排放位置，斗定位成与排放端口相邻以排放流体。

Description

具有防气蚀结构的液环泵端口构件

相关交叉引用

本申请要求于2015年2月12日提交的第62/115,408号美国临时申请的优先权，该申请的内容通过引用泵完全并入本文中。

技术领域

本公开涉及液环泵的抗气蚀结构。

背景技术

液环泵及其操作众所周知。通常情况下，液环泵使用液环，液环在操作期间限定泵室。泵室可包括一个或多个叶。轴使转子旋转。液环是偏心的。在泵的操作期间，液环的径向向表面在吸入区与轴径向间隔开，以允许由转子的相邻叶片形成的斗填充有通过进口端口进入泵的泵室的气体。进口端口在泵头进口的下游。随着斗掠过进口端口，斗填充有气体。进口端口通道从进口端口延伸，并且提供泵头进口与进口端口之间的流体连接。

泵的压缩区中的液环的径向内表面相对于轴定向，以压缩斗中的气体，并强迫气体通过通向泵的出口的出口端口。出口端口通道从出口端口延伸，并且提供出口端口与泵头出口之间的流体连接。

由于液环的偏心定向，液环压缩斗中的气体。该定向意味着与沿着吸入区的途径相比，液环的径向内表面在沿着压缩区的径向方向上到轴的轴线具有更接近的途径。

在泵的操作期间，将密封液引入斗中。密封液通过在外侧道上形成的密封液引入端口进入泵的斗内。密封液引入通道延伸至密封液引入端口，并且提供泵头密封液进口至密封液引入端口之间的流体连接。密封液从密封液引入端口进入斗中。密封液填充空隙，并且以其它方式允许泵的正确操作，诸如，补充形成液环的液体。

斗中的密封液可导致叶片的气蚀，以及具体地，在形成斗的尾部叶片的前侧的基部处。为了减少由气蚀导致的损坏，本领域已使用耐气蚀的材料。本领域还使用了接近端口构件的密封液引入端口的分流器以减少气蚀。美国专利4498844，Bissell，提供了具有圆锥形或圆柱形端口构件的液环泵是如何操作的及其基本结构中的一些的综合描述，该专利的内容通过引用完全并入本文。

发明内容

本发明的示例通过液环泵来实施。该泵具有泵头。泵头具有通过泵头的外部部分开放的气体泵头进口，并且在泵头的一部分中具有气体吸入通道。气体吸入通道对泵头进气口开放。泵还具有形成室的泵室壳体。转子位于该室中。转子具有形成多个斗的多个叶片。端口构件位于由所述多个叶片形成的空腔中。端口构件具有设置在第二侧道周围的第一侧壁。进气端口与出气端口在端口构件的第一侧壁中形成。进气端口和出气端口位于空腔中。抗气蚀通道具有通过第一侧壁的朝外表面的气体开口。该开口位于空腔中。抗气蚀通道具有通过所述端口构件的表面开放的气体入口。该入口在所述斗的外部，并且该入口与从所述斗中的任何一个的气体排放物分离。该入口与泵头气体吸入通道分离。抗气蚀通道开口与所述进气端口分离。

端口构件还可具有通过第一侧壁开放的密封液引入端口。所述端口构件中的密封液引入通道对密封液引入端口开放。密封液引入通道包括每个均沿着远离第一侧壁外表面朝向端口构件的中心轴线的方向上的第一轴线延伸的壁。另外，该壁每个均沿着远离端口构件的第二开口端朝向端口构件的第一开口端的方向上的第二轴线延伸。每个壁均沿着它的第二轴线相对于穿过第一步密封液引入端口的区域的平面形成角度，其中，密封液引入端口通过第一侧壁开放。该平面沿着中心轴线延伸并且与之平行。该角度优选地为10度±2度。通过第一侧壁开放的密封液引入端口的区域可具有包括倒角表面的边。密封液分流器可接近引入端口。

因此，更进一步地概括，液环泵转子的空腔中的端口构件具有抗气蚀通道。抗气蚀通道具有通过端口构件的第一侧壁朝外表面的气体开口。该开口位于空腔中。抗气蚀通道的气体入口通过所述端口构件的表面开放。该入口在由转子的叶片形成的斗的外部，并且该入口与从所述斗中的任何一个的气体排放物分离。该入口与液环泵的泵头气体吸入通道分离。抗气蚀通道开口与所述进气端口分离。密封液引入端口通过第一侧壁开放。密封液引入通道通向密封液引入端口，并且具有相对于穿过密封液引入端口的区域的平面成角度的壁，其中，密封液引入端口通过第一侧壁开放。该平面沿着中心轴线延伸并且与之平行。

以下详细描述和上面的概述和附图示出了可实践本发明的具体实施方式。实施方式旨在充分详细地描述本发明的各方面，以使本领域的技术人员能够实践本发明。在不脱离本发明的范围的情况下，可使用的其它的实施方式并且可作出改变。本发明由所附权利要求限定。因此，该描述不应认为具有限制性的意义，并且不应限制本发明的等同物的范围。

在一个方面，液环泵包括泵头、泵壳和转子，其中，泵头具有进口开口、出口开口和抗气蚀开口；泵壳联接至泵头，并且限定基本上由泵壳和泵头封闭的室；以及转子至少部分地设置在该室中。端口构件设置在室中，并且定位成与转子相邻。端口构件包括限定每个均与其它分离的进口端口、排放端口和抗气蚀端口的壁。多个叶片布置在转子的转动轴的周围，其中，每对相邻的叶片部分地限定它们之间的斗。每个斗均从第一位置旋转至第二位置，至第三位置，至第四位置，以及至第五位置，其中，在第一位置处，斗位于排放端口与进口端口之间；在第二位置处斗与进口端口流体连通，以将流体抽吸入该斗中；在第三位置处，斗与抗气蚀端口流体连通，以容纳流体；在第四位置处，斗与抗气蚀端口和排放端口流体连通；以及在第五位置处，斗与排放端口流体连通，以排放斗内的流体。

在另一方面，液环泵包括泵壳和转子，其中，泵壳限定基本上封闭并且容纳一定量液体的室；以及转子至少部分地设置在该室中，并且包括支承以用于围绕转动轴旋转的轴和从轴径向地延伸的多个叶片，该多个叶片限定圆锥形内部空间。端口构件至少部分地设置在圆锥形内部空间内。端口构件限定与低压区域流体连通的进口端口、与高压区域流体连通的排放端口、以及与具有低压区域和高压区域之间的压力的流体供应部流体连通的抗气蚀端口。多个叶片设置成使得每对相邻的叶片与液体和端口构件协作，以基本上封闭并限定可变容积斗，其中，转子的旋转选择性地将多个斗中的第一斗定位在进口位置、抗气蚀位置和排放位置，其中，进口位置与进口端口相邻以将低压流体抽吸入斗中，其中，在抗气蚀位置中，斗与抗气蚀端口相邻，并且容许流体进入第一斗中；其中，在排放位置中，第一斗定位成与排放端口相邻，以将流体从斗中排放至高压区域。

在又一方面，减小液环泵中的气蚀的方法包括在转子叶片相邻叶片之间限定多个斗；在叶片周围形成液环；液环与叶片协作，以封闭斗中的每一个，以使得随着斗围绕转动轴旋转，每个斗内的容积均由于液环相对于转子的运动结果变化；以及将多个斗中的第一斗旋转至闭合位置，其中，该斗基本上是密封的，并且斗的容积是最小容积。该方法还包括将多个斗中的第一斗旋转至吸入位置，在吸入位置处，斗与进口端口流体连通；在斗的进一步旋转期间，保持第一斗与进口端口之间的流体连通，其中，在斗的进一步旋转期间，液环远离转动轴相对于第一斗径向地移动，以扩大第一斗的容积，并通过进口端口将流体抽吸入该容积中；以及将多个斗中的第一斗旋转至抗气蚀位置，其中，抗气蚀端口与第一斗处于流体连通。该方法还包括容许流体流通过抗气蚀端口进入第一斗内，以增加第一斗内的压力；将斗旋转至完全排放位置，在该位置处，第一斗与排放端口处于流体连通，且不与抗气蚀端口流体连通；以及在第一斗的进一步旋转期间保持第一斗与排放端口之间的流体连通，其中在第一斗的进一步旋转期间，液环相对于第一斗朝向转动轴径向地移动，以减小第一斗的容积并通过排放端口将流体从容积中排放出去。

通过详细描述和附图，本发明的其它方面将变得显而易见。

附图说明

图la是示出本发明特征的液环泵的侧面示意性不规则图；该示意图示出了转子的空腔中的端口构件；转子位于壳体内，以及壳体联接至泵头。

图1b是液环泵的侧面示意图，示出了体现本发明的特征的进气端口相对于液环泵的泵头、转子和壳体的位置。

图lc是液环泵的侧面示意图，示出了体现本发明的特征的排气端口相对于液环泵的泵头、转子和壳体的位置。

图2是体现本发明特征的液环泵的端口构件和转子的前视示意图。

图3是图2中示出的端口构件的剖视图；该剖面沿端口构件的中心轴线截取。

图4是图2中示出的端口构件的前视示意图，示出了某些角度。

图5是图2中示出的端口构件的侧视图，示出了端口构件的第二侧壁的内径。

图6是体现本发明特征的图4的端口构件与液环泵的泵头结合的后视示意图。

图7是图4的端口构件的后视立体图。

图8是图4的端口构件的侧面立体图。

图9是图4的端口构件的与图8的侧视图不同的侧面立体图。

在详细说明本发明的任何实施方式之前，应理解的是，本发明在应用方面并不受限于以下描述中所阐述的或以下附图中示出的结构的细节和部件的布置。本发明能够有其它的实施方式，并且能够以多种方式实践或实施。另外，应理解的是，本文中使用的用语和术语是出于描述的目的，而不应认为为限制性的。本文中使用的“包括(including)”、“包括(comprising)”或“具有”及其变型意味着包括之后所列出的项和等同物以及附加项。除非另有规定或限制，否则术语“安装”、“连接”、“支承”和“联接”及其变型是广义地使用的，并且包括直接和间接安装、连接、支承和联接两者。另外，“连接”和“联接”不限于物理或机械连接，或者物理或机械联接。

具体实施方式

如图la中所示，液环泵10包括由泵室壳体16形成的室14。泵室中用于泵送气体20的转子18具有围绕转子的中心区域布置的多个叶片18a。更具体地，多个叶片18a周向地布置在转子的中心轴线18b的周围。叶片18a彼此等距的间隔开。每一对相邻的叶片之间的空间可称作为斗18c。存在围绕转子中心轴线18b布置的多个斗18c。当液环泵在其运行速度操作时，每个斗18c都形成由液环22的液体密封的单独密封斗18c。密封斗18c具有空隙空间(容积)，该空隙空间(容积)根据斗18c相对于室中的旋转液环22的内表面22a的角定向而膨胀和收缩。液环的内表面22a限定液环22的径向内边界，并且形成相应密封斗18c的径向外边界。每个密封斗18c的径向向内边界均由端口构件26第二侧壁24的朝外表面24a形成。每个密封斗均可称作为可压缩流体室。

每个转子叶片18a均具有在相对于转子的中心轴线的径向方向上延伸的第一自由端18d。每个转子叶片均具有在相对于转子中心轴线18b的轴向方向上延伸的第二自由端18e。每个第二自由端18e均相对于转子中心轴线18b倾斜或平行。在本示例中，第二自由端18e倾斜。每个叶片的第一自由端和第二自由端均彼此相交。第二自由端形成空腔19。转子固定地连接至轴28。轴延伸通过空腔19，并且通过由转子18的轮毂18h形成的轴接收孔18g。

端口构件26位于空腔19中。空腔19中的端口构件26具有第一侧壁30。第一侧壁30在第一方向上伸长。第一方向是远离端口构件的第一开口端26a、朝向端口构件的第二开口端26b的方向。第一侧壁30在第一方向上延伸，并且位于第一开口端26a与第二开口端26b之间。第一侧壁30是外侧壁，并且可称作为端口壁。第一侧壁设置在第二侧壁24的周围。第二侧壁24是内侧壁。内侧壁24形成轴接收中空部24b。轴28延伸至中空部24b中。

端口构件26具有在第一侧壁30中形成的排气端口36和进气端口32。进气端口32通过第一侧壁30开放。排气端口36通过第一侧壁30开放。进气端口32和排气端口36每个均具有各自的起始端33、起始端37。每个各自的起始端33、起始端37均在圆周方向上与各自的闭合端34、闭合端38间隔开。排气端口的起始端37与排气端口的闭合端38间隔开。进气端口的起始端33与进气端口的闭合端34间隔开。进气端口的起始端33和排气端口的起始端37每个均包括起始边缘，以及进气端口的闭合端34和出气端口的闭合端38每个均包括闭合边缘。第一侧壁30的内表面30a的一部分在第二方向上限定进气端口通道35(在图7中示出)。第二方向是从端口构件的中心轴线沿径向方向向外的方向。进气端口通道35从端口构件的第一开口端26a延伸，并且通过端口构件的第一开口端26a通向进气端口32。进气端口32通向进气端口通道35。进气端口通道35提供泵头44中的气体吸入通道42与进气端口32之间的气体流动连接。进气端口通道35通向泵头中的气体吸入通道42。泵头气体吸入通道42通向泵头进口43。泵头进口43通向泵头44。

第一侧壁30的内表面30a的一部分在第二方向上限定排气通道39。排气通道39从出口端口延伸并通过端口构件26的第一端26a。排气端口36通向排气通道39。排气通道39提供至泵头中的排气通道45的气体流动连接。泵头排气通道45通向端口构件排气通道39。泵头排气通道45通向泵头出气口46。出气口46开放至泵头的外部。

端口构件26具有抗气蚀通道50(在图6和图7中示出)，抗气蚀通道50包括通过第一侧壁30的外表面30b开放的气体开口51。抗气蚀气体开口51是用于抗气蚀通道的出口。抗气蚀通道气体开口51与抗气蚀通道50的气体入口52气体流动连接。气体入口52位于端口构件26中。气体入口52不与室14中的任何斗18c接收流动连接或接收排气连接。气体入口52在斗18c的外部。气体入口52与气体供应通道56流动连接。气体入口52通向气体供应通道56。气体供应通道在所述泵室的外部。气体供应通道可延伸通过泵头44。气体供应通道56不通向泵头进口43或泵头气体吸入通道42。气体供应通道56与泵头气体吸入通道42和泵头进口43分离，包括流体分离。气体供应通道56从在泵室和泵头外的源接收气体。气体供应通道56和抗气蚀通道50是连续的。抗气蚀通道不通向进气端口通道35或进气端口32。抗气蚀通道与对象35、对象32分离，包括流体分离。用于气体供应通道56的气体源可以是室14和泵头44周围环境中的环境空气。下面会更详细地说明抗气蚀通道的更多细节。

端口构件26还具有通过第一侧壁30开放的密封液引入端口60。密封液引入端口60定向在转子旋转的圆周方向上，在进气端口32的闭合端34与排气端口36的起始端37之间。密封液引入端口60通向端口构件26的密封液引入通道61。密封液引入通道61提供用于密封液供应通道62的流动连接。密封液引入通道61通向密封液供应通道62。密封液供应通道62可延伸通过泵，具体地，延伸通过泵头。端口构件的密封液引入通道61包括壁63，壁63在远离第一侧壁外表面30b的方向上朝向端口构件的中心轴线40延伸。该壁与第二侧壁24和第一侧壁30连接。密封液引入通道61通过第二侧壁24开放，并且通向轴28。密封液引入通道61从端口构件的第一开口端26a延伸，并且通过端口构件的第一开口端26a通向密封液引入端口60。随着斗18c在旋转的圆周方向上掠过密封液引入端口，密封液21从密封液引入端口60进入斗18c中。密封液填充空隙，并且以其它方式允许泵的正确操作。

在操作中，密封斗18c旋转至位置K(如图2中所示)，在该位置K，密封斗18c与所述抗气蚀出口51气体流动接收连接。在位置K，密封斗通向抗气蚀出口51。抗气蚀出口51通向密封斗18c。当在位置K时，密封斗与所述排气端口36气体流动排放连接。密封斗18c通向排气端口36。在位置K，密封斗不与所述进气端口32或进气端口通道35气体流动接收连接。密封斗不对进气端口32或进气端口通道35开放。密封斗已完全掠过进气端口32。在位置K，密封斗对密封液引入端口60不开放。密封斗的至少一部分周向地位于所述进气端口的闭合端34与所述排气端口的起始端37之间。当密封斗处于位置K处时，在无需首先流经进气端口32的情况下，外部供应的气体已通过气体入口52进入抗气蚀通道50。在无需首先经过进气端口32的情况下，抗气蚀通道中的气体经过所述抗气蚀开口51进入所述密封斗18c中。进入密封斗中的流增大了密封斗中的气体容积和压力。因而，在位置K处的密封斗具有来自从所述抗气蚀通道50接收的气体的、增大的气体容积和增大的气体压力。从所述抗气蚀通道接收的气体来自外部气体源。在无需所述气体首先经过进气端口32的情况下，气体被接收。

通过第一侧壁开放的密封液引入端口60的区域由边65限定。该边包括倒角表面。倒角表面与第一侧壁和第一侧壁30的一部分无缝。该表面可以是连续的周边。该表面限定周边长度的至少一半。密封液引入通道61对轴28开放。密封液引入通道的壁63相对于经过密封进口端口的区域的平面67形成角度，其中，密封进口端口通过第一侧壁开放，更具体地，密封进口端口的区域通过第一侧壁的外表面30b开放。经过的该平面沿着端口构件的中心轴线40延伸并且与之平行。该壁在从第一端26a远侧的该壁的第一端远离至接近第一端26a的该壁的第二端的方向上每个均形成角度。因而，从该壁的第一端延伸至该壁的第二端的最短直线相对于平面67形成角度。壁沿着该线相对于平面每个均形成有10±2度的角度。该壁沿着沿所述线区域延伸的轴线相对于该平面以相同的量形成角度。该壁可视为已从先前的位置相对于该平面在圆周方向上旋转了10度±2度。在先前位置中，在从第一端至第二端的方向上，该壁与该平面平行延伸。由于成角度的壁以相对于平面67的角度引导密封液体通过密封液体引入端口，所以成角度的壁63使密封斗中的压力降减小。成角度的流动降低密封液的速度，因而增大密封斗中的压力。倒角边65以相同原理上操作。

在密封液引入端口60附近的是对密封液21的流具有干扰定向的分流器69。该干扰是在液体经过密封液引入端口60之前。分流器69分散密封液21，从而当液体掠过密封液引入端口时，减小液体沿限定密封斗的尾部叶片的前缘面运行的速度。所得到的速度方面的减小增大密封斗中的压力，从而降低密封斗中的压力降，并且从而减少在尾部叶片的前缘面的基部处的气蚀。

更详细地，抗气蚀通道50包括具有第一部分53和第二部分55的通道。第一部分包括到端口构件的抗气蚀通道的气体入口52。气体入口52通过端口构件26的表面开放。该表面可以是位于端口构件的第一开口端26a处的工作表面。当端口构件26连接至泵头时，该面表面面向泵头44。气体入口配置成联接至气体供应通道56。第一部分在第一方向上延伸。第一部分不通过第一侧壁30的内工作表面30a开放。第一部分不通向进气端口通道35或排放通道39。第一部分在第一方向上在端口构件26的附加结构71内延伸。附加结构71位于所述第二侧壁24的内表面24c与所述第一侧壁30的所述外表面30b之间。附加结构可视为第一侧壁30的一部分，该部分在远离第一侧壁的外表面朝向端口构件的中心轴线的方向上具有增加的厚度。该方向包括远离第一侧壁外表面朝向端口构件的中心轴线的径向方向。该结构可以是从第一侧壁30延伸至第二侧壁24的部分。该结构可在与旋转方向相反的圆周方向上限定气体排放通道39。附加结构71具有这样的长度，在远离端口构件的第一开口端26a朝向端口构件的第二开口端26b的方向上测量的该长度小于沿着中心轴线测量的排气端口36的长度。排气端口36的长度是从排气端口36的开口的第一端73开始，通过最接近端口构件第一端26a的外表面30b，到端口构件第一端26a的最远侧的排放端口36的开口的第二端75来测量的。附加结构的长度是排气端口的长度的至少1.5倍，更优选地是约2倍。

通道的第二部分55包括通道50的开口(出口)51。第一部分53通向第二部分55。第二部分不通过第一侧壁的内表面30a开放。第一部分和第二部分气体流动连接并且彼此连续。

抗气蚀通道不通过第一侧壁30的内表面30a开放。抗气蚀通道不通向进气端口32或进气端口通道35。除了入口之外，抗气蚀通道不通过附加结构71的表面开放。通道50与进气端口32、进气端口通道35、排气端口36和排气通道39分离，包括流体分离。当位于位置K处时，斗18c可将出口51联接至排气端口36。

如图8和图9所示，抗气蚀通道50的开口51(更具体地，开口51的中点)是与第一开口端26a的轴向距离X。该轴向距离沿着端口构件26的中心轴线测量。距离X大于从端口构件26的第一端26a到最接近端口构件第一开口端26a的进气端口32的端77的轴向距离Y。优选地，该距离是最小化的。轴向距离Y沿着端口构件的中心轴线测量。距离X小于从端口构件26的第一端26a到在端口构件第一端26a最远侧的、进气端口32的端79的轴向距离Z。同样，轴向距离Z沿着端口构件的中心轴线测量。参照图2，在旋转的圆周方向上，开口51(更具体地，开口51的中点)与进气端口32的闭合端34成A度的角度。它与排气端口36的起始端37成B度的角度。优选地，A大于B。优选地，A是B的2倍±0.2。在示出的示例中，A是66度±5度，以及B是32度±5度。

分流器具有在圆周方向上从一端至另一端测量的第一长度，第一长度优选地与密封液引入通道的宽度相同或大致相同，其中，密封液引入通道的宽度在圆周方向上、在通过第一侧壁30的外表面30b开放的密封液引入端口60的边处测量。该长度应该是密封液引入端口的宽度的至少0.5倍。分流器应具有沿着端口构件的中心轴线的半径测量的最近距离d。距离d应大于第二侧壁的内半径r。距离d约是r的1.22倍±0.02。

填充件82的表面81限定所述抗气蚀通道50，因而所述抗气蚀通道对所述填充件的所述表面81开放。因而，表面81形成所述通道的表面。填充件82可以是塞子。填充件82填充通道85的至少一部分。具有填充件82的通道85位于附加结构71中。除了填充件82之外，通道85具有从所述附加结构通向所述抗气蚀通道50的开口85a。填充件82填充件该开口。通道85还具有通过附加结构表面的开口85b。这个开口85b没有被填充。通道85是设置成结合提供抗气蚀通道50而提供的定位通道。

在优选的操作模式中，泵10作为真空泵进行操作，该真空泵在进气端口32处产生低的绝对压力(高真空压力)，并且在排气端口36处以较高的绝对压力(例如，大气压力)排放泵送的流体。在某些操作条件期间，随着斗经过进气端口32的闭合端34时，斗内部的压力低于形成液环的液体的蒸汽压。这个情况可导致液体的沸腾(即，气泡的形成)。这种沸腾液体突然暴露于高压区域(诸如，排气端口36处的大气压力)可造成气泡的突然破裂(内爆)，这导致气蚀。

参照图2，可最好地理解包括抗气蚀装置的泵的操作。图2示出由若干径向虚线刻划的、斗的多个位置。每个斗均旋转通过多个位置，其中，标识位置G、H、I、J、K和L以进行描述。斗在位置G处开始其旋转循环。如图2中所示，在这个位置处，斗对排气开口36和进气开口32闭合，并且以顺时针方向旋转。在位置G处，液环在其最接近轴的位置或附近，以使得斗的容积在其最小值处或附近。进一步地旋转将斗定位在位置H处。在该位置处，随着液环从轴撤回，斗对进气开口32开放，并且斗的容积增大。增大的容积将流体抽吸入增大的容积内。进一步地旋转将斗定位在位置I处。在这个位置处，斗再次对进气端口32和排气端口36两者闭合。另外，在位置I处，液环在其距离转子的最大距离处或附近，以使得斗的容积在其最大值处或附近。在位置I处，斗处于其最低压力(最高真空压力)，并且最有可能形成气泡。继续的旋转将斗定位在位置“J”处。随着斗接近这个位置，液环朝向轴移动以减少容积并增大斗内的压力。一旦在位置“J”处，斗对抗气蚀开口51开放。抗气蚀开口51流体联接至相对高压(例如，大气压力)的源，并且容许大量的高压流体进入斗内。抗气蚀开口51或流体通路确定尺寸以控制进入斗内的流体的数量，从而慢慢地增大斗中的压力。然后，斗旋转至位置K处，在该位置处，斗对抗气蚀开口51和排气开口36两者开放。在该点，流体自由进入斗内以使压力增大至大气压力。斗最终旋转至位置L处，在该位置处，容积基本上处于大气压力，以及容积随着液环移动更靠近轴而降低，并且斗容积降低。最后，斗回到位置G处以及该过程从新开始。在将斗暴露于排气端口36之前，允许高压流体通过抗气蚀进口，使得允许斗内压力更平缓的增加，允许任何气泡更慢地消散，从而降低气蚀损坏的可能性。

为了制造端口构件26，设置所述端口构件26的第一侧壁30和第二侧壁24。进气端口32和排气端口36设置在第一侧壁30中。密封液引入端口60设置在第一侧壁30中。密封液通道61具有相对于平面67成角度的壁63。附加结构71设置为延伸比排气端口36的长度小的长度。上述特征可通过浇铸结合机械加工来提供。

抗气蚀通道的通道第一部分53设置在附加结构71中，以具有进入抗气蚀通道内的入口52。定位通道85设置在附加结构71中，以通向第一部分53，并且通过附加结构71的表面开放。通道的第二部分55设置为具有抗气蚀通道50的开口51，并且通向第一部分53。对第一部分53开放的、定位通道的开口85a使用填充件82填充。在端口构件已浇铸或以其它方式形成之后，将第一部分53和第二部分55以及定位通道85机械加工至端口构件26中。

液环泵10可具有室壳体16，该室壳体16具有限定室14的圆形内表面。在这种情况下，压缩机组是具有单个吸入区和压缩区的单叶设计。该泵可以是多叶设计。在这种情况下，工作室壳体16会具有限定椭圆形室14的椭圆形内表面。该室会以交替的样式具有两个吸入区和两个压缩区。两个吸入区会位于椭圆的短轴的相对端，以及两个压缩区位于长轴的相对端。

如本文中所使用，术语气体是非常广义地，足以包括但不限于环境空气、除了环境空气之外的气态流体、除了环境空气之外的气体与环境空气和/或非环境空气的混合物，以及不可压缩流体和可压缩流体的混合物、与环境空气混合的汽化液体；以及汽化液体。

以下权利要求中阐明了本发明的各种特征和有益效果。

Claims (20)

1.液环泵，包括：

泵头，具有进口开口、出口开口和抗气蚀开口；

泵壳，联接至所述泵头，并且限定基本上由所述泵壳和所述泵头封闭的室；

转子，至少部分地设置在所述室中；

端口构件，设置在所述室中，并且定位成与所述转子相邻，所述端口构件包括壁，所述壁限定进口端口、排放端口和抗气蚀端口，所述进口端口、所述排放端口和所述抗气蚀端口每个均彼此分离；以及

多个叶片，布置在所述转子的转动轴周围，

其中，每对相邻的叶片之间部分地限定斗，以及

其中，每个斗均从第一位置旋转至第二位置，至第三位置，至第四位置，以及至第五位置，

其中，在所述第一位置，所述斗定位在所述排放端口与所述进口端口之间；在所述第二位置，所述斗与所述进口端口流体连通，以将流体抽吸至所述斗中；在所述第三位置，所述斗与所述抗气蚀端口流体连通，以容纳流体；在所述第四位置，所述斗与所述抗气蚀端口和所述排放端口流体连通；以及在所述第五位置，所述斗与所述排放端口流体连通，以排放所述斗内的所述流体。

2.根据权利要求1所述的液环泵，其中，所述转子限定圆锥形内部空间。

3.根据权利要求2所述的液环泵，其中，所述端口构件的壁是圆锥形外壁，并且至少部分地设置在所述圆锥形内部空间内。

4.根据权利要求1所述的液环泵，还包括设置在所述室内的液体，所述液体与所述端口构件和所述多个叶片协作，以封闭所述斗中的每个。

5.根据权利要求4所述的液环泵，其中，由于在每个斗从所述第二位置朝向所述第三位置的运动期间，所述液体相对于所述叶片远离所述轴运动，每个斗的容积均扩大。

6.根据权利要求4所述端口液环泵，其中，

当位于所述第二位置时，每个斗内的压力均为第一压力，以及

当所述斗位于所述第五位置时，每个斗内的压力均为大于所述第一压力的第二压力，以及

其中，流体供应源以所述第一压力和所述第二压力之间的第三压力将流体供应至所述抗气蚀端口。

7.根据权利要求6所述的液环泵，其中，当位于所述第三位置时，每个斗内的压力均大于所述第一压力并且小于所述第二压力。

8.根据权利要求1所述的液环泵，还包括：

液体引入端口，形成于所述端口构件的所述壁中，所述液体引入端口位于所述进口端口的闭口端与所述排放端口的开口端之间。

9.根据权利要求8所述的液环泵，其中，所述端口构件包括接近所述密封液引入端口的分流器。

10.根据权利要求9所述的液环泵，其中，所述分流器具有在旋转的圆周方向上测量的、从一端至相对端的第一长度，所述第一长度与在所述圆周方向上测量的、所述密封液引入端口的宽度大致相同。

11.液环泵，包括：

泵壳，限定室，所述室基本上封闭并容纳一定量的液体；

转子，至少部分地设置在所述室中，所述转子包括轴和多个叶片，所述轴支承为围绕转动轴旋转，所述多个叶片从所述轴径向地延伸，所述多个叶片限定圆锥形内部空间；以及端口构件，至少部分地设置在所述圆锥形内部空间内，所述端口构件限定进口端口、排放端口、以及抗气蚀端口，所述进口端口与低压区域流体连通，排放端口与高压区域流体连通，抗气蚀端口与流体供应源流体连通，所述流体供应源具有所述低压区域和所述高压区域之间的压力；

所述多个叶片布置成使得每对相邻的叶片与所述液体和所述端口构件协作，以基本上封闭并限定可变容积斗，

其中，所述转子的旋转选择性地将所述多个斗中的第一斗定位在进口位置、抗气蚀位置和排放位置，其中，所述进口位置与所述进口端口相邻，以将低压流体抽吸至所述斗中；在所述抗气蚀位置，所述斗与所述抗气蚀端口相邻，并且容许流体进入所述第一斗中；在所述排放位置，所述第一斗定位成与所述排放端口相邻，以将流体从所述斗中排放至所述高压区域。

12.根据权利要求11所述的液环泵，其中，

当位于所述进口位置时，所述第一斗内的压力是第一压力，以及

当所述斗位于所述排放位置时，所述第一斗内的压力是大于所述第一压力的第二压力，以及

其中，流体供应源以在所述第一压力和所述第二压力之间的第三压力将流体提供至所述抗气蚀端口。

13.根据权利要求12所述的液环泵，其中，当位于所述抗气蚀位置时，所述第一斗内的压力大于所述第一压力并且小于所述第二压力。

14.根据权利要求11所述的液环泵，还包括：

液体引入端口，形成于所述端口构件中，所述液体引入端口位于所述进口开口的闭口端与所述排放开口的开口端之间。

15.根据权利要求14所述的液环泵，其中，所述端口构件包括接近所述密封液引入端口的分流器。

16.根据权利要求15所述的液环泵，其中，所述分流器具有在旋转的圆周方向上测量的从一端至相对端的第一长度，所述第一长度与在所述圆周方向上测量的、所述密封液引入端口的宽度大致相同。

17.减小液环泵中的气蚀的方法，包括：

在转子的相邻叶片之间限定多个斗；

在所述叶片周围形成液环，所述液环与所述叶片协作以封闭所述斗中的每个，以使得随着所述斗围绕转动轴旋转，每个斗内的容积均由于所述液环相对于所述转子的运动而变化；以及

将所述多个斗中的第一斗旋转至闭合位置，在所述闭合位置中，所述斗基本上密封，并且所述斗的容积是最小容积；将所述多个斗中的所述第一斗旋转至吸入位置，在所述吸入位置，所述斗与进口端口流体连通；在所述斗的进一步旋转期间，保持所述第一斗与所述进口端口之间的流体连通，其中，在所述斗的进一步旋转期间，所述液环远离所述转动轴相对于第一斗径向地移动，以扩大所述第一斗的容积，并通过所述进口端口将流体抽吸入所述容积中；

将所述多个斗中的所述第一斗旋转至抗气蚀位置，在所述抗气蚀位置中，抗气蚀端口与所述第一斗流体连通；容许流体流通过所述抗气蚀端口进入所述第一斗内，以增加所述第一斗内的压力；将所述斗旋转至完全排放位置，在所述完全排放位置，所述第一斗与排放端口流体连通，且不与所述抗气蚀端口流体连通；以及在所述第一斗的进一步旋转期间，保持所述第一斗与所述排放端口之间流体连通，其中，在所述第一斗的进一步旋转期间，所述液环相对于所述第一斗朝向所述转动轴径向地移动，以减小所述第一斗的容积，并通过所述排放端口从所述容积排放流体。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，当所述多个斗中的第一斗位于所述吸入位置时，所述第一斗中的压力是第一压力，以及

当所述多个斗中的所述第一斗位于所述完全排放位置时，所述第一斗中的压力是第二压力，所述第二压力大于所述第一压力。

19.根据权利要求18所述的方法，还包括将所述流体流从源引导至所述抗气蚀端口，所述源具有在所述第一压力和所述第二压力之间的第三压力。

20.根据权利要求18所述的方法，其中，通过所述抗气蚀端口将所述流体流引导至所述第一斗中，将所述第一斗内的所述压力增大至大于所述第一压力且小于所述第二压力的压力。