CN111480006A - 涡旋泵和涡旋泵防旋转装置 - Google Patents

涡旋泵和涡旋泵防旋转装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111480006A
CN111480006A CN201880083199.5A CN201880083199A CN111480006A CN 111480006 A CN111480006 A CN 111480006A CN 201880083199 A CN201880083199 A CN 201880083199A CN 111480006 A CN111480006 A CN 111480006A
Authority
CN
China
Prior art keywords
scroll
members
rotation device
scroll pump
elongate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201880083199.5A
Other languages
English (en)
Inventor
R.珀西瓦尔-阿尔温
M.P.雷诺兹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Edwards Ltd
Original Assignee
Edwards Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Edwards Ltd filed Critical Edwards Ltd
Publication of CN111480006A publication Critical patent/CN111480006A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0215—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/02—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03C—POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
    • F03C2/00—Rotary-piston engines
    • F03C2/02—Rotary-piston engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/0042—Driving elements, brakes, couplings, transmissions specially adapted for pumps
    • F04C29/005—Means for transmitting movement from the prime mover to driven parts of the pump, e.g. clutches, couplings, transmissions
    • F04C29/0057—Means for transmitting movement from the prime mover to driven parts of the pump, e.g. clutches, couplings, transmissions for eccentric movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C17/00—Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing
    • F01C17/06—Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing using cranks, universal joints or similar elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C17/00—Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing
    • F01C17/06—Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing using cranks, universal joints or similar elements
    • F01C17/066—Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing using cranks, universal joints or similar elements with an intermediate piece sliding along perpendicular axes, e.g. Oldham coupling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/30—Casings or housings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/60—Shafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2225/00—Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/50—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Abstract

公开了一种用于抵抗两个涡旋件之间的相对旋转运动的涡旋泵防旋转装置以及包括这种装置的涡旋泵。所述防旋转装置包括：形成内部环的细长构件；形成围绕内部环的外部环的细长构件；多个连接构件，其在相邻细长构件之间延伸；以及用于将外部环与涡旋件中的一个成固定关系固定到涡旋泵的至少一个固定点和用于将内部环与涡旋件的另一个成固定关系固定到涡旋泵的至少一个另外的固定点。

Description

涡旋泵和涡旋泵防旋转装置
技术领域
本发明的领域涉及涡旋泵和涡旋泵防旋转装置。
背景技术
一种涡旋泵包括两个交错的涡旋件，其中一个涡旋件相对于另一个涡旋件作绕转运动，从而在涡旋件之间捕获和泵送或压缩流体囊（pocket）。在一些情况下，其中一个涡旋件是固定的，而另一个涡旋件安装在带有偏心凸轮的驱动轴上，使得它偏心地绕转而不旋转。产生相对绕转运动的另一种方法是通过使涡旋件以同步运动的方式同向旋转，但是具有偏移的旋转轴线。因此，两个涡旋件安装在平行的轴上，并且相对运动与一个在绕转而另一个静止的情况下相同。
在固定涡旋件和绕转涡旋件的情况下，可以使用连接到涡旋件的防旋转装置来抵抗它们之间的相对旋转，从而允许在涡旋泵泵送时精确地保持径向间隙。防旋转装置应该抵抗旋转运动，但也允许泵送所需的相对绕转运动。在同向旋转涡旋件的情况下，这种装置可以用于将驱动力从一个涡旋件传递到另一个涡旋件，其方式类似于一对齿轮或传动带和滑轮。
由卷曲管形成的波纹管布置已经被用作固定和绕转涡旋泵中的防旋转装置。这种布置位于泵的绕转涡旋件侧，并且抵抗绕转涡旋件的旋转，但是足够柔韧以允许绕转运动。
这种装置的缺点是波纹管需要相当长，以将波纹管中的应力限制在疲劳极限以下，因此，具有波纹管的泵在物理上对于它们的排量来说相当大。在WO2011/135324中公开了一种替代的更紧凑的防旋转布置。这里，防旋转装置包括中心主体部分，两对垂直臂从该中心主体部分延伸，第一对臂连接到固定涡旋件，并且第二对臂连接到绕转涡旋件，第一对臂挠曲以允许绕转涡旋件相对于固定涡旋件在第一方向上运动，并且第二对臂挠曲以允许绕转涡旋件在第二正交方向上运动。这提供了比波纹管更紧凑的布置，但是已经证明很难扩大尺寸，因为只有两对腿来分担应力，并且存在显著的不平衡质量，这将振动引入泵。
希望提供一种涡旋泵和涡旋泵防旋转装置，其中防旋转装置紧凑、坚固并提供有效的相对旋转阻力，同时允许涡旋件之间的相对绕转运动。
发明内容
第一方面提供了一种涡旋泵防旋转装置，用于抵抗两个涡旋件之间的相对旋转运动，所述防旋转装置包括：形成内部环的细长构件；形成围绕所述内部环的外部环的细长构件；多个连接构件，其在相邻细长构件之间延伸；以及至少一个固定点和至少一个另外的固定点，该至少一个固定点用于将所述外部环与所述涡旋件中的一个成固定关系固定到所述涡旋泵，该至少一个另外的固定点用于将所述内部环与所述涡旋件中的另一个成固定关系固定到所述涡旋泵。
涡旋泵提供了两个交错的涡旋件，这两个涡旋件通过提供涡旋件之间的相对运动来泵送流体，这意味着当涡旋件中的中一个绕转并且流体被泵送通过该装置时，涡旋件之间的距离变化。这种相对绕转运动可以通过一个涡旋件被固定而另一个偏心地绕转来产生，或者通过两个涡旋件以同步运动但具有偏移但平行的旋转轴线的方式旋转来产生。两个涡旋件之间的径向间隙被精确地控制，因此重要的是，涡旋件之间的相对旋转被抵抗，而允许绕转运动的平移运动被许可。实施例寻求提供一种紧凑的涡旋泵防旋转装置，其以有效的方式抵抗两个涡旋件之间的相对旋转运动。防旋转装置由两个细长构件形成，这两个构件形成一个安装在另一个内的内部环和外部环，并且具有在每个相邻细长构件之间延伸的多个连接构件。这些内部和外部细长构件通过固定点固定到两个涡旋件。就这一点而言，内部和外部细长构件可以直接固定到相应的涡旋件，或者它们可以固定到泵上与涡旋件成固定关系的构件。在任何情况下，它们都是固定的，使得固定点跟随它所固定的涡旋件的运动。
固定点可以直接在内部和外部细长构件上，或者它们可以在防旋转装置的更坚固的部分上，这些部分本身连接到内部和外部细长构件。因此，固定点可以是防旋转装置的外部支撑环和/或内部部分，外部支撑环连接到外部细长构件，并且内部部分连接到内部细长构件。
在任一情况下，防旋转装置被构造成使得由两个涡旋件之间的相对运动引起的力通过细长构件和连接构件在固定点之间传递。旋转运动基本上平行于细长构件，并且受到拉力抵抗，位移极小。平移运动基本上垂直于细长构件，并且受到许可大位移的小得多的弯曲力的抵抗。
形成环的细长构件可以由具有两个连续侧边和两个边缘的材料带形成，并且实际上是环形的以附接到自身，从而形成圈、箍或环。当细长构件形成环时，它可以抵抗基本上沿着材料作用并且因此用于压缩或拉伸材料的切向力，但是响应于在基本上垂直于材料的方向上作用的径向力而更加柔韧。以这种方式，提供了一种紧凑、成本有效且高效的方式来抵抗相对旋转运动，同时允许涡旋件之间的相对绕转运动。
尽管涡旋泵防旋转装置可以仅由形成内部环和外部环的两个细长构件形成，但是在一些实施例中，它包括围绕内部环延伸并位于内部环和外部环之间的至少一个另外的细长构件。在另一些实施例中，它包括位于内部环和外部环之间的不同位置处的多个另外的细长构件。提供的细长构件越多，防旋转装置就越坚固。细长构件的数量可以根据所需的特性来选择。这些特性包括对相对旋转运动的阻力和对相对绕转运动的灵活性，以及坚固性和相应的耐磨性。
尽管细长构件可以具有多种形式(只要它们形成某种环或圈)，但是在一些实施例中，细长构件具有圆环形式，而在其他实施例中，它们可以具有多边形形式。
多边形环形式可以在多边形的角之间具有弯曲的弧，或者可以在多边形的角之间具有直边。就这一点而言，细长构件的实际形状是根据所需的特性和可用的制造技术来选择的。多边形的角之间的直边缘提供了一种防旋转装置，该装置在切线方向上更坚固，因此比具有弯曲边的装置更好地抵抗相对旋转。实际上，它在角向上更硬，使得它更好地抵抗相对旋转。
当两个涡旋件都以偏移的轴线旋转时，防旋转装置可以用于在涡旋件之间有效地传递扭矩。
在一些实施例中，所述多个细长构件包括相同多边形形式的环。
尽管这些环可以具有不同的形式，但是通常它们将由相同的形状形成，并且在它们是多边形的情况下，它们将具有相同的多边形形式，使得它们一个恰好地配合在另一个内。
在一些实施例中，所述连接构件在节点处接合到细长构件。
在一些实施例中，所述节点在多边形的角处位于所述细长构件上。
如果连接构件在多边形的角或拐角处邻接细长构件，则可能是有利的。这种布置可以是坚固的并且易于制造。
在一些实施例中，在节点处垂直于环的半径的线将在连接构件和从节点沿连接构件的方向延伸的细长构件的成角度侧边之间穿过，并且在一些实施例中，该切线将平分该角度。提供围绕切线成角度的细长构件和连接构件意味着，尽管连接构件朝向相邻的细长构件延伸，但是它们在其方向上仅具有低的径向分量，使得由连接构件提供的任何径向稳定性较低。因此，这种防旋转装置是径向柔性的，同时是角向刚性的。
在一些实施例中，所述细长构件被构造成在径向力下变形并抵抗切向力。特别地，节点之间的部分可能特别容易在径向方向上变形。
通过具有通过在若干连接构件处连接到另一个细长构件而被支撑的细长构件，细长构件在连接构件之间的部分可以被构造成在径向力下变形，并且在其形成圈时仍然抵抗任何切向力。连接构件用于在细长构件之间传递力，并且可以根据它们延伸的方向提供一定的径向稳定性。在存在显著的角向刚度的情况下，防旋转装置提供了一种将扭矩从内部环传递到外部环的有效方式。在一些实施例中，在相邻节点处的所述连接构件相对于它们从其延伸的所述细长构件交替地成钝角和锐角的角度。
以这种方式成角度地布置连接构件提供了一种结构，在该结构中，构件可以径向地压缩在一起并远离彼此扩张，从而允许内部和外部细长构件之间的径向运动。实际上，在一些实施例中，当沿着内部环和外部环之间的成角度的连接构件从一个细长构件移动到另一个细长构件时，形成螺旋形状。
在其他实施例中，所述连接构件是径向延伸的连接构件，并且在任何半径上相对于彼此偏移。
在连接构件是径向延伸的连接构件的情况下，在一些实施例中，它们相对于彼此角向地偏移，使得它们实际上形成围绕防旋转装置的交错辐条，使得没有一组连接构件沿着完整半径延伸，这种布置将被避免，因为它将提供高的平移刚度。平移刚度应尽可能减小，以允许一个涡旋件相对于另一个涡旋件的平移运动，从而允许相对绕转运动，同时抵抗相对旋转运动。因此，内部环和外部环被构造成不沿着单一半径连接，并且在连接构件是径向延伸的连接构件的情况下，它们相对于彼此交错。
在一些实施例中，所述细长构件在不受应力时包括同心环。
细长构件在不受应力时可以由同心环形成，并且当受到径向应力时，这些细长构件将变形并允许一些径向运动，同时抵抗旋转运动。
在一些实施例中，涡旋泵防旋转装置包括连接相邻细长构件的六个或更少的连接构件，优选四个或更少的连接构件。
就这一点而言，环相对于彼此的一些径向运动是期望的，并且通过提供有限数量的连接构件，细长构件在相邻连接构件之间更长，并且因此可以在径向方向上挠曲，从而允许改善的径向运动。在连接构件本身成角度以遵循基本上相切的线(即垂直于装置的半径的一条线)或至少偏离切线小于20°的一条线的情况下，由连接构件提供的径向刚度较低，并且附加的连接构件可以为防旋转装置提供可接受的特性。
在一些实施例中，涡旋泵防旋转装置具有平面盘或轮的形式。这是一种紧凑的形式，并且能够实现紧凑的涡旋泵。
尽管涡旋泵防旋转装置可以由多种不同的材料形成(只要细长构件具有一些柔韧性)，但是在一些实施例中，它由塑料形成。
塑料是一种成本低、坚固耐用、易于制造、抗腐蚀且相对不活泼的柔性材料，因此是用于这种装置的良好材料。此外，防旋转装置的简单二维轮廓使得它容易使用诸如激光切割/水射流技术的低成本制造技术来进行制造。
在一些实施例中，涡旋泵防旋转装置还包括外部支撑环，所述外部支撑环比所述细长构件更厚且柔性更小，并且包括所述固定点中的至少一个。
尽管固定点可以具有多种不同的形式，但是在一些实施例中，存在外部支撑环，该外部支撑环连接到外部细长构件，并且为涡旋件中的一个提供了用于固定点的坚固环境。
在一些实施例中，防旋转装置包括连接到内部环并且包括至少一个固定点中的另一个的内部部分。就这一点而言，固定点可以简单地是孔，螺栓或螺钉可以通过该孔附接，用于将防旋转装置附接到相应的涡旋件。
在一些实施例中，内部部分包括圆盘。在其他实施例中，内部部分包括多个径向延伸的构件。
本发明的第二方面提供了一种涡旋泵，其包括：泵壳体；绕转涡旋件和固定涡旋件；中心驱动轴，其具有连接到所述绕转涡旋件的偏心轴部分，用于在相对于所述固定涡旋件的绕转运动中驱动所述绕转涡旋件；以及根据第一方面的防旋转装置，其以固定关系连接到所述固定涡旋件和所述绕转涡旋件，用于在允许所述绕转运动的同时抵抗所述绕转涡旋件的旋转。
本发明的第三方面提供了一种涡旋泵，其包括泵壳体、安装在偏移的平行轴线上的两个旋转涡旋件、用于驱动所述涡旋件中的一个的驱动轴、以及根据第一方面的防旋转装置，该防旋转装置以固定关系连接到所述涡旋件中的所述一个和所述涡旋件中的另一个，使得所述两个涡旋件彼此同步旋转。
在一些实施例中，所述防旋转装置可操作以将扭矩从一个涡旋件传递到另一个涡旋件，并抵抗所述两个涡旋件的相对角向旋转。
在所附的独立和从属权利要求中阐述了另外的特定和优选方面。从属权利要求的特征可以适当地与独立权利要求的特征相结合，并且以不同于权利要求中明确阐述的那些的组合结合。
在装置特征被描述为可操作来提供功能的情况下，应当理解，这包括提供该功能或者被适配或构造来提供该功能的装置特征。
附图说明
现在将参照附图进一步描述本发明的实施例，在附图中：
图1至图3示出了根据不同实施例的防旋转装置的不同示例；和
图4示出了根据一个实施例的包括防旋转装置的涡旋泵。
附图标记
9 旋转中心
10 防旋转装置
11 外部支撑环
12 外部细长构件
13 内部部分
14 中间细长构件
15 节点
19 连接构件
18 内部细长构件
20 涡旋泵
22 泵壳体
24 驱动轴
25 气体入口
26 偏心凸轮
27 气体出口
28 配重
30 固定涡旋件
31 绕转涡旋件
42 用于将防旋转装置附接到绕转涡旋件的螺栓
44 用于将防旋转装置附接到固定涡旋件的螺栓。
具体实施方式
在更详细地讨论实施例之前，首先将提供概述。
提供了一种用于涡旋泵的防旋转装置，该防旋转装置具有呈带的形式的细长构件，该带环绕，使得该带包括两个相对的连续表面和连接这两个相对表面的两个边缘表面。在使用中，细长构件围绕涡旋件的旋转中心布置，并且涡旋件之间的任何旋转力或者至少这些旋转力的主要分量沿着形成细长构件的材料作用，并且因此作为压缩力或张力作用在材料上，该力由此可以被材料有效地抵抗。由于涡旋件中的一个相对于另一个的平移运动而产生的径向力作用在垂直于细长构件的材料的方向上，或者至少这种力的主要分量起作用。与旋转力的阻力相比，这些力的阻力较小，因为这些力不沿着材料作用，并且细长材料能够响应于这些力而移动和挠曲。
以这种方式，提供了一种根据与WO2011/135324的装置相似的原理操作的装置，在一些实施例中，该装置具有多个细长构件以分担负载，从而增加坚固性。
此外，该装置不需要与WO2011/135324中要求的相同的刚性框架来支撑柔性细长构件，因此，该装置可以更轻，并且因此更容易平衡。就这一点而言，由于刚性框架往复运动而不是沿着轨道运动，它没有自旋的配重。
这种防旋转装置有许多不同的设计，图1至图3仅提供了三个示例。重要的原理是几个大体上“环形”的同心环(可以是圆形的，也可以是多边形的，或者可以是圆形和多边形的组合)通过交错的径向或成角度的辐条连接。
扭矩通过环形部件中的张紧从内部毂传递到外部边沿，并且“径向”部件(在一些实施例中仅是相邻环形部件之间的短部段)抵抗弯曲。因此，单位扭矩的角位移较低。在径向力下，较长的“环形”部件受到弯曲力，并且较短的“径向”元件张紧或压缩。该设计是灵活的，允许内部细长构件和外部细长构件在装置的平面内线性位移。
基本原理是，细长特征在被拉动时是刚性的，但容易弯曲，以提供抗扭刚度和横向柔顺性。
这样的装置因此提供了有效的防旋转装置。该装置可以用于提供稳定性并控制具有固定涡旋件和绕转涡旋件的涡旋泵的涡旋件之间的径向间隙。它也可以用在其中两个涡旋件都作为扭矩传递装置绕偏移轴线旋转的涡旋泵中。在这种情况下，涡旋件中的一个可以安装在驱动轴上，而另一个可以安装成围绕未被驱动的轴旋转。非从动涡旋件的驱动可以通过防旋转装置提供，该防旋转装置用于将扭矩从一个涡旋件传递到另一个涡旋件。对相对旋转运动的阻力高而对相对绕转运动的阻力低的特性使得这种装置在这方面特别有效。此外，与提供齿轮来驱动第二轴或提供两个驱动马达的替代解决方案相比，这是一种更具成本效益的解决方案，需要更少的维护。
图1示出了根据一个实施例的防旋转装置10的示例。防旋转装置10包括外部支撑环11，其包括固定点(未示出)，以将该装置固定到涡旋件中的一个。固定点可以包括孔口，螺栓可以穿过这些孔口安装，或者它们可以包括一些其他机构，这些机构可以与其他附接机构结合使用，以将外部支撑环和因此防旋转装置的外部细长构件12附接到涡旋件中的一个。
外部细长构件12具有围绕旋转中心9布置的环形式。它在四个点处附接到外部支撑环11，并且通过四个连接构件19连接到内部细长构件18。连接构件19在节点15处与细长构件12、18相遇。在该实施例中，连接构件19成角度，使得垂直于装置的半径(穿过旋转中心9的半径)的线平分细长构件和连接构件之间的角度。
在该实施例中，内部细长构件由细长部分和防旋转装置10的内部部分13的部段形成。该内部部分13包括呈孔形式的固定点17，用于接纳螺栓以将防旋转装置附接到涡旋件中的另一个。以这种方式，当安装在涡旋泵上时，外部细长构件12通过外部支撑环11固定到涡旋件中的一个，并且内部细长构件18通过内部部分13固定到涡旋件中的另一个。因此，涡旋件的相对运动将通过防旋转装置的内部和外部细长构件传递，并且其构造使得相对旋转力基本上沿着细长构件作用且将被抵抗，而基本上以直角作用于细长构件的平移力将经历低得多的阻力。
图2示出了替代实施例，其中内部部分13包括与外部支撑环11同心的内部支撑环。在该实施例中，存在三个细长构件12、14和18，并且这些细长构件通过连接构件19接合，连接构件19在节点15处从细长构件延伸。细长构件形成同心六边多边形且在节点15之间具有直边。存在六个成角度的连接构件，使得围绕旋转中心的圆的切线平分连接构件和细长构件之间的角度。在交替的节点处，连接构件在相反的方向上延伸。以这种方式，提供了一种装置，其中内部环13可以通过细长构件的挠曲而在外部环11内移动，但是不能相对于外部环11旋转。
图3示出了另一个实施例，其包括内部支撑环13和外部支撑环11，形成八个细长构件的八个同心环位于内部支撑环13和外部支撑环11之间。每个细长构件连接到至少一个相邻的细长构件，并且内部和外部细长构件通过五个径向辐条连接到内部和外部支撑环。从相邻细长构件延伸的径向辐条相对于彼此偏移。以这种方式，允许内部环相对于外部环的径向运动，因为没有连续的径向辐条，同时抵抗相对旋转运动。
图4示意性地示出了根据一个实施例的涡旋泵20，该涡旋泵20包括防旋转装置10，该防旋转装置10安装有连接到绕转涡旋件31的内部细长构件和连接到固定涡旋件30的外部细长构件。
本领域技术人员将会清楚，这仅仅是一个示例性实施例，并且内部细长构件可以连接到固定涡旋件，并且外部细长构件可以连接到绕转涡旋件。此外，在另一个实施例中，涡旋泵可以包括具有偏移轴线的两个旋转涡旋件，并且在这种情况下，防旋转装置将以与上述类似的方式安装，但是内部和外部细长构件固定到两个旋转涡旋件中相应的一个。在每种情况下，由两个涡旋件的相对运动产生的力通过中间的细长构件和连接构件从防旋转装置的内部细长构件传递到外部细长构件。
涡旋泵20包括泵壳体22和具有偏心凸轮26的驱动轴24。驱动轴24由马达40驱动，并且偏心凸轮26连接到绕转涡旋件31，使得在使用期间驱动轴的旋转赋予绕转涡旋件相对于固定涡旋件30的绕转运动。绕转运动沿着泵入口25和泵出口27之间的流体流动路径泵送流体。在图4中，固定涡旋件30大体上显示在左侧，绕转涡旋件31大体上显示在右侧。
在这种布置中，固定涡旋件包括轴24延伸穿过的开口。该轴在固定涡旋件的与马达40相对的一侧上连接到绕转涡旋件31。高真空区位于入口25处，并且低真空或大气压区位于出口27处。
配重28平衡包括绕转涡旋件31和驱动轴的偏心部分在内的泵的绕转部件的重量。绕转涡旋件31构成绕转部件的大部分重量，并且其质心定位成相对靠近绕转涡旋件的涡旋板。
根据一个实施例(诸如图1至图3所示)的防旋转装置10位于泵的高真空区中，并且在该实施例中，内部部分通过穿过防旋转装置的内部部分上的孔的螺栓42连接到绕转涡旋件31。外部支撑环连接到泵壳体22，泵壳体22与固定涡旋件成固定关系。因此，外部支撑环和固定涡旋件保持固定在一起，而内部部分与绕转涡旋件一起移动。防旋转装置10对两个涡旋件之间的相对旋转运动提供高阻力，而对绕转运动提供显著更低的阻力。
防旋转装置是免润滑剂的，并且在该示例中由塑料材料制成，并且可以是单件聚合物部件。
尽管本文已经参考附图详细公开了本发明的说明性实施例，但是应当理解，本发明不限于精确的实施例，并且本领域技术人员可以在不脱离由所附权利要求及其等同物限定的本发明的范围的情况下进行各种改变和修改。

Claims (25)

1.一种用于抵抗两个涡旋件之间的相对旋转运动的涡旋泵防旋转装置，所述防旋转装置包括：
形成内部环的细长构件；
形成围绕所述内部环的外部环的细长构件；
在相邻细长构件之间延伸的多个连接构件；和
用于将所述外部环与所述涡旋件中的一个成固定关系固定到所述涡旋泵的至少一个固定点和用于将所述内部环与所述涡旋件中的另一个成固定关系固定到所述涡旋泵的至少一个另外的固定点。
2.根据权利要求1所述的涡旋泵防旋转装置，包括至少一个另外的细长构件，所述至少一个另外的细长构件围绕所述内部环延伸并位于所述内部环和所述外部环之间。
3.根据权利要求1或2所述的涡旋泵防旋转装置，包括多个另外的细长构件，所述多个另外的细长构件各自围绕所述内部环延伸并位于所述内部环和所述外部环之间的不同位置处。
4.根据前述权利要求中任一项所述的涡旋泵防旋转装置，其中，所述细长构件中的至少一个具有圆环形式。
5.根据前述权利要求中任一项所述的涡旋泵防旋转装置，其中，所述细长构件中的至少一个具有多边形环形式。
6.根据权利要求5所述的涡旋泵防旋转装置，其中，所述多边形环形式包括在所述多边形的角之间具有弯曲的弧的环。
7.根据权利要求5所述的涡旋泵防旋转装置，其中，所述多边形环形式包括在所述多边形的角之间具有直边缘的环。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的涡旋泵防旋转装置，其中，所述多个细长构件包括具有相同多边形形状的环。
9.根据前述权利要求中任一项所述的涡旋泵防旋转装置，其中，所述连接构件在节点处接合到细长构件。
10.根据从属于权利要求5至8中任一项的权利要求9所述的涡旋泵防旋转装置，其中，所述节点在所述多边形的所述角处位于所述细长构件上。
11.根据权利要求9或10所述的涡旋泵，其中，所述细长构件被构造在所述节点之间，以在径向力下变形并抵抗切向力。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的涡旋泵，其中，在相邻节点处的所述连接构件相对于所述连接构件从其延伸的所述细长构件交替地成钝角和锐角的角度。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的涡旋泵防旋转装置，其中，所述连接构件是径向延伸的连接构件，并且从相邻细长构件延伸的连接构件在任何半径上相对于彼此偏移。
14.根据前述权利要求中任一项所述的涡旋泵防旋转装置，其中，所述细长构件在不受应力时包括同心环。
15.根据前述权利要求中任一项所述的涡旋泵防旋转装置，包括连接每个相邻细长构件的六个或更少的连接构件。
16.根据权利要求15所述的涡旋泵防旋转装置，包括连接每个相邻细长构件的四个或更少的连接构件。
17.根据前述权利要求中任一项所述的涡旋泵防旋转装置，所述涡旋泵防旋转装置具有平面盘形式。
18.根据前述权利要求中任一项所述的涡旋泵防旋转装置，其中，所述涡旋泵防旋转装置由塑料形成。
19.根据前述权利要求中任一项所述的涡旋泵防旋转装置，包括外部支撑环，所述外部支撑环比所述细长构件更厚且柔性更低，并且包括所述固定点中的至少一个。
20.根据前述权利要求中任一项所述的涡旋泵防旋转装置，包括内部部分、中间部分和所述外部环，所述内部部分由至少一个构件形成，并且所述中间部分由多个细长构件和连接构件形成，所述多个细长构件和连接构件比所述内部部分的所述至少一个构件更窄且更柔韧。
21.根据权利要求20所述的涡旋泵防旋转装置，其中，所述内部部分包括圆盘。
22.根据权利要求20所述的涡旋泵防旋转装置，其中，所述内部部分包括多个径向延伸构件。
23.一种涡旋泵，包括：泵壳体；绕转涡旋件和固定涡旋件；中心驱动轴，其具有连接到所述绕转涡旋件的偏心轴部分，用于在相对于所述固定涡旋件的绕转运动中驱动所述绕转涡旋件；以及根据前述权利要求中任一项所述的防旋转装置，其以固定关系连接到所述固定涡旋件和所述绕转涡旋件，用于在允许所述绕转运动的同时抵抗所述绕转涡旋件的旋转。
24.一种涡旋泵，包括泵壳体、安装在偏移的平行轴线上的两个旋转涡旋件、用于驱动所述涡旋件中的一个的驱动轴、以及根据权利要求1至22中任一项所述的防旋转装置，所述防旋转装置以固定关系连接到所述涡旋件中的所述一个和所述涡旋件中的另一个，使得所述两个涡旋件彼此同步旋转。
25.根据权利要求24所述的涡旋泵，其中，所述防旋转装置可操作以将扭矩从所述一个涡旋件传递到另一个涡旋件，并抵抗所述两个涡旋件的相对角向旋转。
CN201880083199.5A 2017-12-22 2018-12-19 涡旋泵和涡旋泵防旋转装置 Pending CN111480006A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1721826.4 2017-12-22
GB1721826.4A GB2569658B (en) 2017-12-22 2017-12-22 Scroll pump and scroll pump anti-rotation device
PCT/GB2018/053686 WO2019122870A1 (en) 2017-12-22 2018-12-19 Scroll pump and scroll pump anti-rotation device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111480006A true CN111480006A (zh) 2020-07-31

Family

ID=61131417

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880083199.5A Pending CN111480006A (zh) 2017-12-22 2018-12-19 涡旋泵和涡旋泵防旋转装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20210088047A1 (zh)
EP (1) EP3728852A1 (zh)
CN (1) CN111480006A (zh)
GB (1) GB2569658B (zh)
WO (1) WO2019122870A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2624401A (en) * 2022-11-16 2024-05-22 Edwards Ltd Scroll pump and anti-rotation device for a scroll pump
GB2624400A (en) * 2022-11-16 2024-05-22 Edwards S R O Scroll pump, anti-rotation device for a scroll pump and method of reducing vibrations in ascroll pump

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102062097A (zh) * 2011-01-26 2011-05-18 西安交通大学 一种用于涡旋压缩机的防自转机构
KR20120122311A (ko) * 2011-04-28 2012-11-07 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기
KR20130143325A (ko) * 2012-06-21 2013-12-31 학교법인 두원학원 스크롤 압축기의 올댐 커플링
CN204299873U (zh) * 2013-11-22 2015-04-29 三菱电机株式会社 涡旋式压缩机

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59108889A (ja) * 1982-12-13 1984-06-23 Hitachi Ltd スクロ−ル流体機械
JP2918308B2 (ja) * 1990-08-14 1999-07-12 株式会社デンソー スクロール型圧縮機
JP3211593B2 (ja) * 1994-12-02 2001-09-25 ダイキン工業株式会社 スクロール型流体装置
DE102013200807A1 (de) * 2013-01-18 2014-07-24 Mahle International Gmbh Spiralverdichter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102062097A (zh) * 2011-01-26 2011-05-18 西安交通大学 一种用于涡旋压缩机的防自转机构
KR20120122311A (ko) * 2011-04-28 2012-11-07 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기
KR20130143325A (ko) * 2012-06-21 2013-12-31 학교법인 두원학원 스크롤 압축기의 올댐 커플링
CN204299873U (zh) * 2013-11-22 2015-04-29 三菱电机株式会社 涡旋式压缩机

Also Published As

Publication number Publication date
GB201721826D0 (en) 2018-02-07
EP3728852A1 (en) 2020-10-28
GB2569658B (en) 2020-07-08
WO2019122870A1 (en) 2019-06-27
US20210088047A1 (en) 2021-03-25
GB2569658A (en) 2019-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101305404B1 (ko) 막 펌프
US10655706B2 (en) Modified parallel eccentric rotary actuator
CN101952550B (zh) 安装在轴上的配重、方法和包含配重的涡旋压缩机
AU2015233594B2 (en) A gear arrangement
CN111480006A (zh) 涡旋泵和涡旋泵防旋转装置
WO1991013240A1 (en) Gearing system
US4911621A (en) Scroll fluid device using flexible toothed ring synchronizer
JP5303174B2 (ja) 軸受装置
US20230151804A1 (en) Pump head of diaphragm booster pump, diaphragm booster pump, water treatment device and method of operating pump head
JPS6115276B2 (zh)
EP1761707B1 (en) Scroll pump with load bearing synchronization device
EP1442220A1 (en) Nutating centrifugal pump
EP1611369A1 (en) Ratio changing method and apparatus
WO1992001873A1 (en) Diaphragm pack coupling with integral fillers
WO2019145677A1 (en) Scroll pump
US6148716A (en) Low noise high efficiency positive displacement pump
CN115053077A (zh) 轴承结构
CN1938530A (zh) 齿轮传动装置
EP4375481A1 (en) Scroll pump, anti-rotation device for a scroll pump and method of reducing vibrations in a scroll pump
JP7116723B2 (ja) 真空ポンプ
EP3924623B1 (en) Scroll pump
WO2019078754A1 (ru) Вечный двигатель вращения
WO2024105392A1 (en) Scroll pump and anti-rotation device for a scroll pump
KR20230029652A (ko) 헬리콥터
RU2027914C1 (ru) Лопастный ротор

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20200731

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication