CN114174679B - 涡旋泵 - Google Patents
涡旋泵 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114174679B CN114174679B CN202080052944.7A CN202080052944A CN114174679B CN 114174679 B CN114174679 B CN 114174679B CN 202080052944 A CN202080052944 A CN 202080052944A CN 114174679 B CN114174679 B CN 114174679B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- scroll
- pump
- liner
- wall
- gasket
- 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.)
- Active
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 16
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 9
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 7
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 6
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000003562 lightweight material Substances 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
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
- F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
- F04C15/0003—Sealing arrangements in rotary-piston machines or pumps
- F04C15/0023—Axial sealings for working fluid
-
- 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
- F04C18/0246—Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
- F04C18/0253—Details concerning the base
-
- 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
- F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
- F04C2/02—Rotary-piston machines or pumps 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
- F04C2/025—Rotary-piston machines or pumps 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 the moving and the stationary member having co-operating elements in spiral form
-
- 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
- F04C27/00—Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C27/005—Axial sealings for working fluid
-
- 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
- F04C2240/80—Other components
- F04C2240/801—Wear plates
-
- 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
- F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C23/008—Hermetic pumps
-
- 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
- F04C27/00—Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
-
- 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
- F05C2225/04—PTFE [PolyTetraFluorEthylene]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
Abstract
一种涡旋泵(100、200),包括:第一涡盘,其包括第一螺旋壁(124、224);第二涡盘,所述第二涡盘包括第二螺旋壁(134、234),所述第二螺旋壁与所述第一螺旋壁相互啮合;以及由与第一涡盘和第二涡盘不同的材料形成的衬垫(180、280),衬垫位于第一涡盘和第二涡盘之间,在第一螺旋壁和第二螺旋壁的径向内侧或外侧。
Description
技术领域
本发明涉及涡旋泵。
背景技术
涡旋泵是用于各种不同工业(例如,半导体制造)的已知类型的泵。涡旋泵通过使用两个相互啮合的“涡盘(scroll)”的相对运动来泵送流体来操作。
在涡旋泵中,往往期望在两个涡盘之间的接触点处保持密封,以防止不期望的流体泄漏到涡旋泵的某些区域中。还趋于期望提高涡旋泵的部件的耐久性。
发明内容
根据本发明的第一方面,提供了一种涡旋泵,其包括:第一涡盘,所述第一涡盘包括第一螺旋壁;第二涡盘,所述第二涡盘包括第二螺旋壁,所述第二螺旋壁与所述第一螺旋壁相互啮合;以及由与第一涡盘和第二涡盘不同的材料形成的衬垫,衬垫位于第一涡盘和第二涡盘之间,在第一螺旋壁和第二螺旋壁的径向内侧。
涡旋泵可进一步包括偏置装置,其被构造成经由衬垫使第一和第二涡盘抵靠彼此偏置。
衬垫可由聚合物材料形成。
第一涡盘和/或第二涡盘可由金属材料形成。
衬垫可以由聚四氟乙烯材料形成。
第一涡盘和/或第二涡盘可以由铝形成。
涡旋泵可进一步包括位于第一涡盘与第二涡盘之间的通道密封件。
衬垫可与通道密封件一体地形成。
该衬垫可由与通道密封件相同的材料形成。
涡旋泵可包括由与第一涡盘和第二涡盘不同的材料形成的第一衬垫,第一衬垫位于第一涡盘和第二涡盘之间、位于第一螺旋壁和第二螺旋壁的径向外侧,并且位于第一螺旋壁和第二螺旋壁的径向内侧、位于第一涡盘和第二涡盘之间的衬垫可为第二衬垫。
第二衬垫可以由与第一衬垫相同的材料形成。
第一和/或第二衬垫可由与通道密封件相同的材料形成。
第一和/或第二衬垫可与通道密封件一体地形成。
第一涡盘和第二涡盘可各自包括中心孔。第二衬垫可邻近中心孔。
涡旋泵可进一步包括驱动轴,驱动轴联接至第二涡盘且构造成使第二涡盘相对于第一涡盘绕动。
驱动轴可以延伸穿过中心孔。
所述衬垫可以包括多个凸起部。
根据本发明的第二方面,提供了第一方面的涡旋泵的用于泵送流体的用途。
根据本发明的第三方面,提供了一种涡旋泵,其包括:第一涡盘,所述第一涡盘包括第一螺旋壁;第二涡盘,所述第二涡盘包括第二螺旋壁,所述第二螺旋壁与所述第一螺旋壁相互啮合;以及由与第一涡盘和第二涡盘不同的材料形成的衬垫,衬垫位于第一涡盘和第二涡盘之间,在第一螺旋壁和第二螺旋壁的径向外侧。
涡旋泵可进一步包括偏置装置,所述偏置装置被构造成经由衬垫使第一和第二涡盘抵靠彼此偏置。
衬垫可由聚合物材料形成。
第一涡盘和/或第二涡盘可由金属材料形成。
衬垫可以由聚四氟乙烯材料形成。
第一涡盘和/或第二涡盘可以由铝形成。
涡旋泵可进一步包括位于第一涡盘与第二涡盘之间的通道密封件。
衬垫可与通道密封件一体地形成。
该衬垫可由与通道密封件相同的材料形成。
涡旋泵可包括由与第一涡盘和第二涡盘不同的材料形成的第二衬垫,第二衬垫位于第一螺旋壁和第二螺旋壁的径向内侧、在第一涡盘和第二涡盘之间,并且位于第一螺旋壁和第二螺旋壁的径向外侧、在第一涡盘和第二涡盘之间的衬垫可为第一衬垫。
第二衬垫可以由与第一衬垫相同的材料形成。
第一和/或第二衬垫可由与通道密封件相同的材料形成。
第一和/或第二衬垫可与通道密封件一体地形成。
第一涡盘和第二涡盘可各自包括中心孔。第二衬垫可邻近中心孔。
涡旋泵可进一步包括驱动轴,驱动轴联接至第二涡盘且构造成使第二涡盘相对于第一涡盘绕动。
驱动轴可以延伸穿过中心孔。
所述衬垫可以包括多个凸起部。
根据本发明的第四方面,提供了第三方面的涡旋泵的用于泵送流体的用途。
附图说明
图1是示出根据实施例的涡旋泵的横截面图的示意图(未按比例绘制);
图2是示出根据另一实施例的涡旋泵的一部分的截面图的示意图(未按比例绘制);以及
图3是示出图2中所示涡旋泵的动涡盘和通道密封件的透视图的示意图(未按比例绘制)。
具体实施方式
图1是示出根据实施例的涡旋泵100的示意图(未按比例绘制)。
涡旋泵100包括壳体110、固定涡盘120、动涡盘130、驱动轴140、致动器150、多个轴承160、偏置装置170和衬垫180。
在该实施例中,壳体110和固定涡盘120一起形成涡旋泵100的整个外壳,涡旋泵100的其余部件位于该外壳内。然而,将了解的是,在其他实施例中,固定涡盘120可不形成涡旋泵100的整个外壳的一部分,而是可完全位于整个外壳内。
动涡盘130位于涡旋泵100的整个外壳内,并与固定涡盘120相互啮合。动涡盘130构造成相对于固定涡盘120绕转(orbit)以将流体从涡旋泵100的入口(未示出)泵送到涡旋泵100的出口(未示出)。通过动涡盘130相对于固定涡盘120的绕动来泵送流体的物理机理是公知的,并且在本文将不再描述。
固定涡盘120包括第一基部122、第一螺旋壁124和外壁126。动涡盘130包括第二基部132和第二螺旋壁134。
第一螺旋壁124从第一基部122朝向第二基部132垂直地延伸。外壁126从第一基部122朝向第二基部132垂直地延伸。外壁126位于第一螺旋壁124的径向外侧,并且限定了固定涡盘120的外周。因此,外壁126围绕第一螺旋壁124延伸。第二螺旋壁134从第二基部132垂直地朝向第一基部122延伸。第二基部132包括周边部分136,其位于第二螺旋壁134的径向外侧,并且限定了动涡盘130的外周。在该实施例中,第一基部122、第一螺旋壁124、外壁126彼此一体地形成。此外,在该实施例中,第二基部132和第二螺旋壁134彼此一体地形成。
第一螺旋壁124和第二螺旋壁134彼此相互啮合,使得第一螺旋壁124的端表面与第二基部132的相对表面接触,并且第二螺旋壁134的端表面与第一基部122的相对表面接触。这样,第一基部122、第一螺旋壁124、第二基部132和第二螺旋壁134一起限定了固定涡盘120与动涡盘130之间的空间,该空间在涡旋泵100泵送流体的操作期间由涡旋泵使用。第一和第二螺旋壁124、134各自在螺旋壁的圈数之间限定相应的螺旋形通道。
驱动轴140联接到动涡盘130并构造成旋转以驱动动涡盘130的绕动。驱动轴140位于涡旋泵120的整个外壳内。在该实施例中,驱动轴140经由多个轴承160联接到动涡盘130和壳体110,所述轴承有利于驱动轴140的旋转。
致动器150 (例如,马达)联接到驱动轴140并且被构造成致动驱动轴140以使驱动轴140旋转,从而驱动动涡盘130的绕动。致动器150位于涡旋泵120的整个外壳内。
偏置装置170被构造成使固定涡盘120和动涡盘130彼此抵靠地偏置。更具体地,偏置装置170被构造成将动涡盘130朝向固定涡盘120偏置,使得动涡盘130抵靠固定涡盘120轴向地加载。更详细地,偏置使得第一螺旋壁124的端表面压靠第二基部132的相对表面,并且第二螺旋壁134的端表面压靠第一基部122的相对表面。因此,固定涡盘120和动涡盘130上的轴向载荷的一部分由第一螺旋壁124和第二螺旋壁134的端表面支撑。由偏置装置170引起的轴向载荷保持第一和第二螺旋壁124、134的端表面与第一和第二基部122、132的相应相对表面之间的密封。这趋于起到防止流体在固定涡盘120与动涡盘130之间的空间的不同径向部分之间的不期望的泄漏的作用。在该实施例中,偏置装置170包括一个或多个弹簧,所述弹簧构造成经由驱动轴140在动涡盘130上施加力,以将动涡盘130朝向固定涡盘120偏置。
衬垫180径向地定位在第一和第二螺旋壁124、134的外侧。更具体地,衬垫180位于固定涡盘120的外壁126与动涡盘130的基部132之间。更具体地,衬垫180位于外壁126与第二基部132的周边部分136之间,使得衬垫180与外壁126和周边部分136两者接触。换句话说,衬垫180夹在外壁126与第二基部132的周边部分136之间。这样,衬垫180定位成使得固定涡盘120和动涡盘130上的轴向载荷的一部分由衬垫180支撑。因此,周边部分136经由衬垫180被偏置在外壁126上。衬垫180由与固定涡盘120和动涡盘130不同的材料形成。
在该实施例中,衬垫180是嵌入固定涡盘120的外壁126中的材料的环状环。衬垫180由当抵靠制造固定涡盘120和动涡盘130的一种或多种材料滑动时具有高耐磨性的材料形成。例如,衬垫180能够在0.2m/s至5m/s的滑动速度下承受10N至1000N的接触载荷达1至10年的使用寿命。例如,第一衬垫180可由聚合物材料(例如聚四氟乙烯材料,可选地包括碳和/或玻璃以提高耐磨性)形成,并且固定涡盘120和动涡盘130可由金属材料(例如轻质金属材料,诸如铝、镁或钛)形成。铝可能是特别期望的,因为它是相对低成本的轻质材料。
在该实施例中,在动涡盘130相对于固定涡盘120绕动的涡旋泵100的操作期间,第一螺旋壁124和第二螺旋壁134的端表面抵靠第一基部122和第二基部124的相应的相对表面滑动。这与上述轴向载荷相结合意味着在涡旋泵100的操作期间端表面趋于经受显著的摩擦力。支撑至少部分轴向载荷的衬垫180的存在趋于意味着第一和第二螺旋壁124、134的端表面支撑的轴向载荷的比例较小。这又趋于减小第一螺旋壁124和第二螺旋壁134的端表面上的摩擦力,这趋于减小螺旋壁124、134上的磨损。
图2是示出根据另一实施例的涡旋泵200的一部分的截面图的示意图(未按比例绘制)。
涡旋泵200包括壳体210、固定涡盘220、动涡盘230、驱动轴240、致动器(未示出)、多个轴承(未示出)、偏置装置(未示出)、第一衬垫280、第二衬垫290、第一通道密封件300和第二通道密封件310。
在该实施例中,壳体210和固定涡盘220一起形成涡旋泵200的整个外壳,涡旋泵200的其余部件位于该整个外壳内。然而,将了解的是,在其他实施例中,固定涡盘220可以不形成涡旋泵200的整个外壳的一部分,而是可以完全位于整个外壳内。
动涡盘230位于涡旋泵200的整个外壳内,并与固定涡盘220相互啮合。动涡盘230构造成相对于固定涡盘220绕动,以将流体从涡旋泵200的入口(未示出)泵送到涡旋泵200的出口(未示出)。通过动涡盘230相对于固定涡盘220的绕动来泵送流体的物理机理是公知的,并且在本文将不再描述。
固定涡盘220包括第一基部222、第一螺旋壁224、外壁226和内壁228。动涡盘230包括第二基部232和第二螺旋壁234。在该实施例中,固定涡盘220和动涡盘230各自具有中心孔。
第一螺旋壁224从第一基部222垂直地朝向第二基部232延伸。外壁226从第一基部222垂直地朝向第二基部232延伸。外壁226位于第一螺旋壁224的径向外侧,并且限定了固定涡盘220的外周。因此,外壁226围绕第一螺旋壁224延伸。第二螺旋壁234从第二基部232朝向第一基部222垂直地延伸。内壁228从第一基部222垂直地朝向第二基部232延伸。内壁228在中心孔和第一螺旋壁224之间径向地位于第一螺旋壁224的内侧。内壁228邻近固定涡盘220的中心孔。
第二基部232包括周边部分236,该周边部分位于第二螺旋壁234的径向外侧,并且限定了动涡盘230的外周。第二基部232还包括径向内部部分238,其位于第二螺旋壁234的径向内侧,在动涡盘230的中心孔与第二螺旋壁234之间。径向内部部分238邻近中心孔。在该实施例中,第一基部222、第一螺旋壁224、外壁226彼此一体地形成。此外,在该实施例中,第二基部232和第二螺旋壁234彼此一体地形成。
第一和第二通道密封件300、310是位于固定涡盘220和动涡盘230之间的通道中的密封件。第一通道密封件300邻近第二基部232,并且完全延伸跨过由第二螺旋壁234限定的通道的宽度。第一通道密封件300位于第一螺旋壁224和第二基部232之间。第二通道密封件310邻近第一基部222,并完全延伸跨过由第一螺旋壁224限定的通道的宽度。第二通道密封件310位于第二螺旋壁234和第一基部222之间。
第一螺旋壁224和第二螺旋壁234彼此相互啮合,使得第一螺旋壁224的端表面与第一通道密封件300的相对表面接触,并且第二螺旋壁234的端表面与第二通道密封件310的相对表面接触。这样,第一通道密封件300、第一螺旋壁224、第二通道密封件310和第二螺旋壁234一起限定了固定涡盘220和动涡盘230之间的空间,该空间在操作期间由涡旋泵200用于泵送流体。
驱动轴240联接到动涡盘230并构造成旋转以驱动动涡盘230绕转。驱动轴240位于涡旋泵220的整个外壳内。在该实施例中,驱动轴240经由多个轴承与动涡盘230和壳体210联接,所述多个轴承有利于驱动轴240的旋转。在该实施例中,驱动轴240延伸穿过固定涡盘220和动涡盘230的中心孔。这种构造趋于能够将轴承放置在泵的排出口中,这趋于使轴承油脂和污染物远离泵的入口。
致动器(例如,马达)联接到驱动轴240并且被构造成致动驱动轴240以使驱动轴240旋转,从而驱动动涡盘230进行绕动。致动器位于涡旋泵220的整个外壳内。
偏置装置被构造成使固定涡盘和动涡盘220、230抵靠彼此偏置。更具体地,偏置装置被构造成将动涡盘230朝向固定涡盘220偏置,使得动涡盘230抵靠固定涡盘220轴向地加载。更详细地,偏置使得第一螺旋壁224的端表面压靠第一通道密封件300的相对表面,并且第二螺旋壁234的端表面压靠第二通道密封件310的相对表面。因此,固定涡盘220和动涡盘230上的轴向载荷的一部分由第一螺旋壁224和第二螺旋壁234的端表面支撑。由偏置装置引起的轴向载荷保持第一和第二螺旋壁224、234的端表面与第一和第二基部222、232的相应相对表面之间的密封。这趋于起到防止流体在固定涡盘220和动涡盘230之间的空间的不同径向部分之间的不期望的泄漏的作用。在该实施例中,偏置装置包括一个或多个弹簧,所述弹簧被构造成经由驱动轴240在动涡盘230上施加力,以将动涡盘230朝向固定涡盘220偏置。
第一衬垫280位于第一和第二螺旋壁224、234的径向外侧。更具体地,第一衬垫280位于固定涡盘220的外壁226与动涡盘230的基部232之间。更具体地,第一衬垫280位于外壁226与第二基部232的周边部分236之间,使得第一衬垫280与外壁226和周边部分236两者接触。换句话说,第一衬垫280夹在外壁226与第二基部232的周边部分236之间。这样,第一衬垫280定位成使得固定涡盘220和动涡盘230上的轴向载荷的一部分由第一衬垫280支撑。因此,周边部分236经由第一衬垫280偏置抵靠外壁226。第一衬垫280由与固定涡盘220和动涡盘230不同的材料形成。
在该实施例中,第一衬垫280与第一通道密封件300一体地形成。而且,第一衬垫280与第一通道密封件300具有相同的厚度。换句话说,第一衬垫280可被称为第一通道密封件300的延伸部。在该实施例中,第一衬垫280由当抵靠制造固定涡盘220和动涡盘230的一种或多种材料滑动时具有高耐磨性的材料形成。例如,第一衬垫280能够在0.2m/s至5m/s的滑动速度下承受10N至1000N的接触载荷达1至10年的使用寿命。例如,第一衬垫280可由聚合物材料(例如聚四氟乙烯材料,可选地包括碳和/或玻璃以改善耐磨性)形成,并且固定涡盘220和动涡盘230可由金属材料(例如轻质金属材料,诸如铝、镁或钛)形成。铝可能是特别期望的,因为它是相对低成本的轻质材料。
第二衬垫190位于第一和第二螺旋壁224、234的径向内侧。更具体地说,第二衬垫290位于固定涡盘220的内壁228和动涡盘230的基部232之间。更具体地,第二衬垫290位于内壁228与第二基部232的径向内部部分238之间,使得第二衬垫290与内壁228和径向内部部分238两者接触。换句话说,第二衬垫290夹在内壁228和径向内部部分238之间。第二衬垫290在固定涡盘220和动涡盘230的中心孔与第一和第二螺旋壁224、234之间位于第一和第二螺旋壁224、234的径向内侧。第二衬垫290与中心孔相邻。
这样,第二衬垫290定位成使得固定涡盘220和动涡盘230上的轴向载荷的一部分由第二衬垫290支撑。因此,径向内部部分238经由第二衬垫290偏置抵靠内壁228。第二衬垫290由与固定涡盘220和动涡盘230不同的材料形成。
在该实施例中,第二衬垫290与第一通道密封件300一体地形成。而且,第二衬垫290与第一通道密封件300具有相同的厚度。换句话说,第二衬垫290可以说是第一通道密封件300的延伸部。在该实施例中,第二衬垫290由与第一衬垫280相同的材料形成。在该实施例中,第二衬垫290由当抵靠制造固定涡盘220和动涡盘230的一种或多种材料滑动时具有高耐磨性的材料形成。例如,第二衬垫290能够在0.2m/s至5m/s的滑动速度下承受10N至1000N的接触载荷达1至10年的使用寿命。例如,第二衬垫290可由聚合物材料(例如聚四氟乙烯材料,可选地包括碳和/或玻璃以提高耐磨性)形成,并且固定涡盘220和动涡盘230可由金属材料(例如轻质金属材料,诸如铝、镁或钛)形成。铝可能是特别期望的,因为它是相对低成本的轻质材料。
在该实施例中,在动涡盘230相对于固定涡盘220绕动的涡旋泵200的操作期间,第一螺旋壁224和第二螺旋壁234的端表面抵靠第一通道密封件300和第二通道密封件310的相应的相对表面滑动。这与上述轴向载荷结合意味着第一和第二螺旋壁224、234的端表面以及通道密封件300、310的相应相对表面在涡旋泵200的操作期间趋于经受摩擦力。
支撑至少部分轴向载荷的第一和第二衬垫280、290的存在趋于意味着,较小比例的轴向载荷由第一和第二螺旋壁224、234的端表面以及通道密封件300、310的相应相对表面支撑。这又趋于减小第一螺旋壁224和第二螺旋壁234的端表面以及通道密封件300、310的相应相对表面上的摩擦力。
第二衬垫290还提供了附加的密封,其趋于防止不期望的流体流入和流出固定涡盘与动涡盘之间的空间。这趋于防止在涡旋泵200的其他部件(例如,外壳的包含致动器的部分)中形成真空,并且还趋于防止泵送流体进入涡旋泵200的其他部件(例如,外壳的包含致动器的部分)。
图3是示出动涡盘230和第一通道密封件300的透视图的示意图(未按比例绘制)。
通道密封件300包括与第二螺旋壁234的形状和尺寸匹配的螺旋间隙302,使得第二螺旋壁234能够紧密地配合穿过螺旋间隙302。通道密封件300还包括与动涡盘230的中心孔的形状和尺寸相匹配的中心孔,使得驱动轴240能够延伸穿过通道密封件300。
在该实施例中,第一衬垫280包括多个凸起部282,在它们之间具有切除部分。凸起部之间的切除部分提供了用于使涡旋泵200的其他部件驻留的空间(例如,用于防止动涡盘旋转的机构的空间和/或用于将盖固定在动涡盘上的螺钉的空间)。这趋于使得泵的总体尺寸与没有凸起部282的第一衬垫280相比能够减小。
因此,提供了一种涡旋泵。
有利地,在上述实施例中,螺旋壁在涡旋泵的操作期间趋于经历减少的磨损。因此,涡旋泵趋于具有更好的整体耐久性。
有利地,上述涡旋泵趋于允许涡旋泵的压力-速度值保持相对低,使得涡旋泵的壁和密封件不被损坏。
有利地,在包括通道密封件的实施例中,通道密封件趋于在涡旋泵的操作期间经历减少的磨损。因此,通道密封件趋于具有更好的整体耐久性。
有利地,在衬垫与通道密封件一体地形成的实施例中,衬垫趋于容易地制造,因为其可与通道密封件一起制造而不是单独地制造。而且,将通道密封件和衬垫制成一体趋于使得通道密封件和衬垫能够容易地制造为具有相同的厚度。这样,涡旋壁与通道密封件之间的端部间隙趋于接近零,这趋于使泵送流体的泄漏最小化并使泵性能最大化。
在上述实施例中,偏置装置包括一个或多个弹簧。然而,在其他实施例中,偏置装置包括不同类型的装置,以提供偏置来代替一个或多个弹簧或作为一个或多个弹簧的补充。
在上述实施例中,外壁从固定涡盘延伸。然而,在其他实施例中,外壁改为从动涡盘延伸。
在图2的上述实施例中,涡旋泵包括第二衬垫,并且涡盘包括中心孔。然而,在其他实施例中,涡旋泵包括不存在中心孔的第二衬垫。在一些实施例中,涡旋泵包括中心孔而没有第二衬垫。在一些实施例中,第二衬垫和中心孔都被省略。
在图2的上述实施例中,由于衬垫280、290,在螺旋壁到与衬垫280、290成直线的密封界面(即,由第一螺旋壁224和第一通道密封件300形成的界面)上的磨损率趋于非常低。在一些实施例中,第二螺旋壁234比第一螺旋壁224高(例如高5至10微米)。在这些实施例中,所有的载荷将最初都施加在第二螺旋壁234的端表面上,这将导致第二通道密封件310迅速磨损,直到衬垫280、290和第一通道密封件300与固定涡盘220接触。这趋于确保两个螺旋壁到密封界面在操作期间具有接近零的间隙。替代性地,在一些实施例中,第二通道密封件310是弹簧激励的通道密封件,其趋于确保两个螺旋壁到密封界面从第一操作时刻起具有接近零的间隙。
附图标记列表
100、200:涡旋泵
110、210:壳体
120、220:固定涡盘
122、222:第一基部
124、224:第一螺旋壁
126、226:外壁
130、230:动涡盘
132、232:第二基部
134、234:第二螺旋壁
136、236:周边部分
140、240:驱动轴
150、250:致动器
160:轴承
170:偏置装置
180:衬垫
228:内壁
238:径向内部部分
280:第一衬垫
282:凸起部
290:第二衬垫
300:第一通道密封件
302:螺旋间隙
310:第二通道密封件。
Claims (13)
1.一种涡旋泵,包括:
第一涡盘,所述第一涡盘包括第一螺旋壁;
第二涡盘,所述第二涡盘包括第二螺旋壁,所述第二螺旋壁与所述第一螺旋壁相互啮合;
第一衬垫,所述第一衬垫由与所述第一涡盘和所述第二涡盘不同的材料形成,所述第一衬垫位于所述第一涡盘和所述第二涡盘之间,在所述第一螺旋壁和所述第二螺旋壁的径向外侧;
第二衬垫,所述第二衬垫由与所述第一涡盘和所述第二涡盘不同的材料形成,所述第二衬垫位于所述第一涡盘与所述第二涡盘之间,在所述第一螺旋壁和所述第二螺旋壁的径向内侧;以及
偏置装置,所述偏置装置被构造成经由所述第一衬垫和所述第二衬垫使所述第一涡盘和所述第二涡盘抵靠彼此偏置。
2.根据权利要求1所述的涡旋泵,其中所述第一衬垫和所述第二衬垫中的一者或两者由聚合物材料形成,并且所述第一涡盘和所述第二涡盘由金属材料形成。
3.根据权利要求2所述的涡旋泵,其中所述第一衬垫和所述第二衬垫中的一者或两者由聚四氟乙烯材料形成,并且所述第一涡盘和所述第二涡盘由铝形成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的涡旋泵,其进一步包括位于所述第一涡盘与所述第二涡盘之间的通道密封件。
5.根据权利要求4所述的涡旋泵,其中所述第一衬垫和所述第二衬垫中的一者或两者与所述通道密封件一体地形成。
6.根据权利要求4所述的涡旋泵,其中所述第一衬垫和所述第二衬垫中的一者或两者由与所述通道密封件相同的材料形成。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的涡旋泵,其中所述第二衬垫由与所述第一衬垫相同的材料形成。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的涡旋泵,其中所述第一涡盘和所述第二涡盘各自包括中心孔,并且所述第二衬垫邻近所述中心孔。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的涡旋泵,其进一步包括驱动轴,所述驱动轴联接到所述第二涡盘且被构造成使所述第二涡盘相对于所述第一涡盘绕动。
10.根据权利要求8所述的涡旋泵,其进一步包括驱动轴,所述驱动轴联接到所述第二涡盘且被构造成使所述第二涡盘相对于所述第一涡盘绕动。
11.根据权利要求10所述的涡旋泵,其中所述驱动轴延伸穿过所述中心孔。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的涡旋泵,其中所述第一衬垫包括多个凸起部。
13.一种根据权利要求1至12中任一项所述的涡旋泵的用于泵送流体的用途。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB1910471.0A GB2585903B (en) | 2019-07-22 | 2019-07-22 | Scroll Pump |
GB1910471.0 | 2019-07-22 | ||
PCT/EP2020/070630 WO2021013872A1 (en) | 2019-07-22 | 2020-07-22 | Scroll pump |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114174679A CN114174679A (zh) | 2022-03-11 |
CN114174679B true CN114174679B (zh) | 2023-11-24 |
Family
ID=67839694
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202080052944.7A Active CN114174679B (zh) | 2019-07-22 | 2020-07-22 | 涡旋泵 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP4004372A1 (zh) |
JP (1) | JP2022542034A (zh) |
CN (1) | CN114174679B (zh) |
GB (1) | GB2585903B (zh) |
WO (1) | WO2021013872A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2625552A (en) * | 2022-12-20 | 2024-06-26 | Edwards Ltd | Seal for scroll pump |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000006906A1 (en) * | 1998-07-30 | 2000-02-10 | Varian, Inc. | Scroll-type vacuum pump |
CN102257244A (zh) * | 2008-12-19 | 2011-11-23 | 爱德华兹有限公司 | 涡旋压缩机 |
CN102472272A (zh) * | 2009-07-14 | 2012-05-23 | 爱德华兹有限公司 | 涡盘包含具有不同高度的部分的涡旋压缩机 |
GB2548607A (en) * | 2016-03-23 | 2017-09-27 | Edwards Ltd | Scroll pump tip sealing |
CN207960944U (zh) * | 2018-03-21 | 2018-10-12 | 宁波汇峰聚威科技股份有限公司 | 一种涡旋压缩机的浮动密封结构 |
CN109312744A (zh) * | 2016-06-22 | 2019-02-05 | 爱德华兹有限公司 | 真空涡旋泵 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4160629A (en) * | 1977-06-17 | 1979-07-10 | Arthur D. Little, Inc. | Liquid immersible scroll pump |
US4259043A (en) * | 1977-06-17 | 1981-03-31 | Arthur D. Little, Inc. | Thrust bearing/coupling component for orbiting scroll-type machinery and scroll-type machinery incorporating the same |
JPS5851289A (ja) * | 1981-09-22 | 1983-03-25 | Hitachi Ltd | 流体圧縮機 |
JPS61258989A (ja) * | 1985-05-10 | 1986-11-17 | Hitachi Ltd | スクロ−ル流体機械 |
JP2556099B2 (ja) * | 1988-06-29 | 1996-11-20 | 三菱電機株式会社 | スクロール圧縮機 |
AU632332B2 (en) * | 1989-06-20 | 1992-12-24 | Sanden Corporation | Scroll type fluid displacement apparatus |
JP2855388B2 (ja) * | 1992-07-15 | 1999-02-10 | 株式会社いすゞセラミックス研究所 | 発電・電動機を持つターボチャージャを備えた多気筒型ガスエンジン |
JPH10141255A (ja) * | 1996-11-01 | 1998-05-26 | Nisshin Seisakusho:Kk | スクロール型圧縮機 |
JP2002221170A (ja) * | 2001-01-25 | 2002-08-09 | Toyota Industries Corp | スクロール圧縮機 |
-
2019
- 2019-07-22 GB GB1910471.0A patent/GB2585903B/en active Active
-
2020
- 2020-07-22 EP EP20745157.6A patent/EP4004372A1/en active Pending
- 2020-07-22 CN CN202080052944.7A patent/CN114174679B/zh active Active
- 2020-07-22 JP JP2022503842A patent/JP2022542034A/ja active Pending
- 2020-07-22 WO PCT/EP2020/070630 patent/WO2021013872A1/en unknown
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000006906A1 (en) * | 1998-07-30 | 2000-02-10 | Varian, Inc. | Scroll-type vacuum pump |
CN102257244A (zh) * | 2008-12-19 | 2011-11-23 | 爱德华兹有限公司 | 涡旋压缩机 |
CN102472272A (zh) * | 2009-07-14 | 2012-05-23 | 爱德华兹有限公司 | 涡盘包含具有不同高度的部分的涡旋压缩机 |
GB2548607A (en) * | 2016-03-23 | 2017-09-27 | Edwards Ltd | Scroll pump tip sealing |
CN109312744A (zh) * | 2016-06-22 | 2019-02-05 | 爱德华兹有限公司 | 真空涡旋泵 |
CN207960944U (zh) * | 2018-03-21 | 2018-10-12 | 宁波汇峰聚威科技股份有限公司 | 一种涡旋压缩机的浮动密封结构 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114174679A (zh) | 2022-03-11 |
GB2585903A (en) | 2021-01-27 |
GB2585903B (en) | 2021-12-08 |
GB201910471D0 (en) | 2019-09-04 |
JP2022542034A (ja) | 2022-09-29 |
WO2021013872A1 (en) | 2021-01-28 |
US20220397115A1 (en) | 2022-12-15 |
EP4004372A1 (en) | 2022-06-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107532726B (zh) | 滑动部件 | |
US20130209305A1 (en) | Scroll compressor | |
JP5183938B2 (ja) | シール装置 | |
CN109209866B (zh) | 具有浮动密封件的压缩机 | |
US20120009077A1 (en) | Scroll Fluid Machine | |
CN114174679B (zh) | 涡旋泵 | |
US20240018960A1 (en) | Scroll pump | |
US12049891B2 (en) | Scroll pump having a biasing apparatus for axially movable fixed and orbiting scrolls against each other via first and second pads that formed material from fixed and orbiting scrolls | |
JP6559717B2 (ja) | メカニカルシール | |
JP4121783B2 (ja) | スクロール型圧縮機 | |
CN210141196U (zh) | 涡旋压缩机 | |
US8622724B2 (en) | Scroll pump with isolation barrier | |
JP2010144522A (ja) | スクロール圧縮機 | |
EP1087141A2 (en) | Scroll-type compressor | |
WO2024075740A1 (ja) | シールリング | |
WO2022007256A1 (zh) | 涡旋压缩机 | |
JPH09250467A (ja) | スクロール式流体機械 | |
WO2020008798A1 (ja) | 流体機械 | |
US11976655B2 (en) | Scroll compressor | |
CN106979158B (zh) | 密封组件和包括该密封组件的涡旋压缩机 | |
CN113915124A (zh) | 涡旋压缩机 | |
KR20220100707A (ko) | 슬라이딩 부품 | |
GB2625552A (en) | Seal for scroll pump | |
CN112128099A (zh) | 涡旋压缩机 | |
CN116857185A (zh) | 涡旋压缩机 |
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 | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |