CN109154294A - 干式运行的叶片气泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种干式运行的叶片气泵(10)，其具有泵壳体(20)，泵壳体(20)形成泵室(22)，具有至少一个可移位的滑动元件(32,34,36,38,40)的泵转子(30)可旋转地安装在泵室(22)中，其中至少一个流体入口开口(60)和至少两个流体出口开口(52,54)与泵室(22)相关联，其中第一流体出口开口(52)可以通过止回阀(70)关闭并且第二流体出口开口(54)永久打开，并且其中第一流体出口开口(52)在泵转子(30)的旋转方向上设置在第二流体出口开口(54)之前。

Description

干式运行的叶片气泵
技术领域
本发明涉及一种干式运行的叶片气泵。
背景技术
这种叶片气泵在现有技术中是已知的并且在机动车辆中用作所谓的真空泵，通常与制动力助力器组合。当以这种方式使用时，叶片泵提供操作制动力助力器所需的真空，其中该真空通常具有100mbar或更小的绝对值。
在通常情况下，现有技术中已知的叶片气泵是干式运行的或油润滑式叶片气泵，其中，在干式运行的气泵中，没有润滑剂被引导到泵室中。在油润滑的叶片气泵中，从泵室排出的空气已与润滑剂混合，其中，在处理该空气-润滑剂混合物之前，必须通过复杂的过程将空气-润滑剂混合物分离成其组分。通过省略润滑剂，可以避免离开泵室的空气的污染。然而，省略润滑剂将导致相对于彼此移动的部件的磨损增加，特别是滑动元件的磨损。通常，通过针对彼此邻接并相对于彼此移动的部件而以目标明确的方式选择合适的材料配对，将磨损减少到最小。
在EP 2 568 180 A1中公开了一种上述类型的干式运行的叶片气泵。该叶片气泵包括限定泵室的泵壳体。在泵室中布置有泵转子，泵转子包括五个可径向移位的滑动元件。泵转子与电马达连接，以与其共同旋转，并由其驱动。在旋转泵转子中，滑动元件将在作用在滑动元件上的离心力的作用下以使得它们相应的头部邻接在泵室的圆周壁上的方式移位，其中相应的两个相邻的滑动元件与泵转子和泵壳体一起限定了泵送隔室。在泵壳体中，形成流体入口开口和两个流体出口开口，其中流体入口开口和流体出口开口与泵室相关联。两个流体出口开口都包括相应的止回阀，使得仅当泵送隔室中存在预定的过压时才能清除流体出口开口。
EP 2 568 180 A1中公开的装置的缺点在于，在经由两个流体出口开口排出空气期间，与第一流体出口开口相关联的止回阀和与第二流体出口开口相关联的止回阀都将阻止无压空气的流出，使得于泵送隔室中在出口区段中总是存在一定的过压。这将在滑动元件上引起机械应力，导致滑动元件的机械磨损、电马达的功率消耗和可获得的端部压力的增加。
发明内容
因此，本发明的目的是避免上述缺点。
该目的通过一种干式运行的叶片气泵来实现，其包括在主权利要求中限定的特征。
干式运行的气泵包括限定泵室的泵壳体。在泵室中布置有泵转子，该泵转子由电马达电驱动或由内燃发动机机械驱动。泵转子偏心地布置在泵室中，并且在密封区段中设置为邻接在泵室的周壁上，从而形成镰刀形工作室。
在泵转子中布置有至少一个可移位的滑动元件。为了支撑所述至少一个滑动元件，泵转子包括滑动槽，所述至少一个滑动元件被布置在该滑动槽中，用于滑动移位。在旋转泵转子中，所述至少一个滑动元件将在作用于滑动元件的离心力的作用下以使滑动元件的头部始终抵接在泵室的周壁上的方式被移位。另外，所述至少一个滑动元件可以是弹簧偏置的，使得在弹簧力的作用下，所述至少一个滑动元件的头部也将在低旋转速度的情况下邻接在泵腔的周壁上。
在功能方面，泵室分为入口区段、出口区段和密封区段。在入口区段中布置有流体入口开口，该流体入口开口例如流体连接到制动力助力器的真空室。在出口区段中，布置第一流体出口开口和第二流体出口开口，其中，经由流体出口开口，泵室可连接到周围环境。在旋转方向上观察时，在流体出口开口和流体入口开口之间设置密封区段，该密封区段防止气体在流体入口开口和流体出口开口之间流动。
在泵转子的旋转方向上观察看，第一流体出口开口布置在第二流体出口开口之前，其中止回阀与第一流体出口开口相关联。止回阀可操作以关闭第一流体出口开口并在超过泵送隔室中存在的预定过压时清除开口。第二流体出口开口不包括止回阀，使得第二流体出口开口永久打开。
在操作中，空气经由流体入口开口吸入到通过的泵送隔室中，并经由第一和第二流体出口开口从泵送隔室排出。只要泵送隔室中存在的压力高于止回阀操作所需的压力，空气就通过第一流体出口开口排出。另外，空气通过第二流体出口开口排出，其中第二流体出口开口不具有与其相关联的止回阀，因此允许空气从泵送隔室流出而不受阻碍。由于不存在与第二流体出口开口相关联的止回阀并且由于从泵送隔室无阻碍地排出空气，因此避免了该区域中的过压。因此，降低了所述至少一个滑动元件上的机械应力，并且减小了所述至少一个滑动元件的磨损。
优选地，至少两个滑动元件支撑在泵转子中，由此提高了叶片气泵的液压效率，因为随着滑动元件数量的增加，压力侧和吸入侧之间的泄漏显着减少。
根据优选实施例，第一流体出口开口和第二流体出口开口之间的角度距离小于泵送隔室角度。角度距离被定义为第一流体出口开口的后缘和第二流体出口开口的前缘之间的角度距离。泵送隔室角度由两个相邻的滑动元件限定。由于第一和第二流体出口开口之间的角度距离小于泵送隔室角度，因此出口区段中的泵送隔室始终与至少一个流体出口开口流体连通。以这种方式，避免了泵送隔室中的压力积累，如在泵送隔室在出口区段中暂时性地不连接到两个流体出口开口中的任一个并且待排出的空气将不被允许流出的情况下将导致这种压力积累。由此，减小了滑动元件上的机械切向应力。
优选地，所述至少一个滑动元件的切向宽度B1至少对应于第一流体出口开口的切向宽度B2，由此在所述至少一个滑动元件在第二流体出口开口上行进时将完全覆盖并暂时关闭第二流体出口开口。因此，防止了由所述至少一个滑动元件界定的泵送隔室之间的短路，并且提高了气泵的气动效率。
根据优选实施例，所述至少一个滑动元件的至少头部由石墨制成。以这种方式，实现了干润滑，其中由石墨制成的滑动元件头部将在提高使用寿命的情况下经受受控磨损。石墨相对较软。特别是在由石墨制成的滑动元件头部的情况下，本发明可以显着减少头部的机械磨损。
优选地，泵壳体包括阀盖、行程环和底盖。行程环形成泵室的周表面，并且使其一个端侧布置为邻接在阀盖上，其另一端侧布置为邻接在底盖上。阀盖在一侧密封泵室并包括至少两个流体出口开口。优选地，底部元件包括流体入口开口。
根据优选实施例，止回阀是具有路径定界符的簧片阀。这种类型的阀可以低成本生产并且可以以可靠和简单的方式安装。
附图说明
下面将参考附图更详细地解释本发明。在附图中，示出了以下内容：
图1示出了干式运行的叶片气泵的分解图；和
图2示出了根据图1的干式运行的叶片气泵的示意性正视图。
具体实施方式
图1示出了设计为所谓的真空泵的叶片气泵10，其特别设置为用于机动车辆并且适于产生例如100mbar或更少的绝对压力。该叶片气泵10包括限定泵室22的金属泵壳体20。泵壳体20基本上由行程环(stroke ring)74、底板76和阀盖72组成。
在泵室22内，泵转子30相对于泵室22的重心偏心地旋转地布置。泵转子30包括五个滑动槽321、341、361、381、401，相应的滑动元件32、34、36、38、40可移位地布置在滑动槽321、341、361、381、401中。五个相应的滑动元件32、34、36、38、40将泵室22分成五个旋转的泵送隔室，每个泵送隔室包括相同的泵送隔室角度α。在本实施例中，泵转子30由电马达90驱动。
泵室22可以分成几个区段，即具有流体入口开口60的入口区段42、具有第一流体出口开口52和第二流体出口开口54的出口区段44以及密封区段46，当在旋转方向上观察时，该密封区段46布置在出口区段44和入口区段42之间，并且有效地防止气体从流体出口开口52、54流到流体入口开口60。
流体入口开口60形成在底板76中。两个流体出口开口52、54形成在阀盖72中。当在泵转子30的旋转方向上观察时，第一流体出口开口52布置在第二流体出口开口54之前。第一流体出口开口52具有与其流体地关联的止动阀70，其中止动阀70是簧片阀并且包括阀舌80和路径定界符(path delimiter)82，阀舌80和路径定界符82都固定地布置在阀盖上72。第二流体出口开口54没有与其相关联的阀，使得第二流体出口开口54是永久打开的并且将允许无阻碍的流体流动。
第二流体出口开口54与第一流体出口开口52隔开角度距离b，其中在第二流体出口开口54的前缘和第一流体出口开口52的后缘之间测得角度距离b。角度距离b小于由两个相邻的滑动元件32、34、36、38、40包围的泵送隔室角度α，使得穿过出口区段44的泵送隔室将始终与至少一个流体出口开口52、54流体连接。
在气泵10的操作期间，由于泵转子30的旋转，空气将通过流体入口开口60被吸入，并且将通过两个流体出口开口52、54从泵送隔室排出。只要在泵送隔室中存在预定的过压，第一流体出口开口52就被清除，并且空气将通过第二流体出口开口54排出。另外，空气将通过第二流体出口开口54排出。由于第二流体出口开口54没有与之相关联的阀，因此空气将以不受阻碍的方式排出，而不会存在由于止回阀导致的压力积累。以这种方式，滑动元件32、34、36、38、40上的切向应力降低，并且滑动元件32、34、36、38、40的磨损减小。此外，降低了电马达90的功耗和可获得的端压。
显而易见的是，与上述实施例相比，干式运行的叶片气泵的其他结构实施例也是可行的，而不脱离主要权利要求的保护范围。例如，可以改变滑动元件的数量，或者可以在其他壳体部件上形成流体入口开口和/或流体出口开口。

Claims (8)

1.一种干式运行的叶片气泵(10)，包括
泵壳体(20)，其形成泵室(22)，具有至少一个可移位的滑动元件(32,34,36,38,40)的泵转子(30)可旋转地支撑在所述泵室(22)中，
其中，至少一个流体入口开口(60)和至少两个流体出口开口(52,54)与所述泵室(22)相关联，
其中，第一流体出口开口(52)能够通过止回阀(70)关闭，第二流体出口开口(54)能够永久打开，并且
其中，第一流体出口开口(52)在泵转子(30)的旋转方向上布置在第二流体出口开口(54)之前。
2.根据权利要求1所述的干式运行的叶片气泵(10)，
其特征在于，
在泵转子(30)中，支撑至少两个滑动元件(32,34,36,38,40)。
3.根据权利要求1或2所述的干式运行的叶片气泵(10)，
其特征在于，
第一流体出口开口(52)和第二流体出口开口(54)之间的角度距离b小于泵送隔室角度α，其中，泵送隔室角度α被两个相邻的滑动元件(32,34,36,38,40)包围。
4.根据前述权利要求中任一项所述的干式运行的叶片气泵(10)，其中，
其特征在于，
滑动元件(32,34,36,38,40)的宽度B1至少对应于第一流体出口开口(52)的切向宽度B2。
5.根据前述权利要求中任一项所述的干式运行的叶片气泵(10)，其中，
其特征在于，
所述至少一个滑动元件(32,34,36,38,40)的至少头部(62)由石墨制成。
6.根据前述权利要求中任一项所述的干式运行的叶片气泵(10)，其中，
其特征在于，
泵壳体(20)包括限定泵室(22)的阀盖(72)、行程环(74)和底盖(76)，其中阀盖(72)包括至少两个流体出口开口(52,54)。
7.根据权利要求6所述的干式运行的叶片气泵(10)，
其特征在于，
流体入口开口(60)形成在底板中。
8.根据前述权利要求中任一项所述的干式运行的叶片气泵(10)，其中，
其特征在于，
止回阀(70)是具有路径定界符(82)的簧片阀(80)。
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