CN1930396B - 气体叶轮泵及操作该气体叶轮泵的方法 - Google Patents

气体叶轮泵及操作该气体叶轮泵的方法 Download PDF

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Abstract

一种气体叶轮泵，其中在转子(40)旋转期间，润滑油经通过泵壳和转子形成的润滑油供给通路(100)被间歇地供入泵壳(10)中，具有直径方向孔(112)的转子和具有连通槽(130)的泵壳之间的相对位置确定为，当转子(40)被置于相对于泵壳(10)处于预定角度范围中间的角位置处，且其中孔(112)与槽(130)连通时，由转子可移动地保持的叶片(70)和泵壳(10)的内周面之间的接触点位于内周面的最低位置处，从而当转子(40)停止在预定角度范围内的一角位置处时，叶片(70)将残留润滑油量分成两部分，该两部分润滑油分两次顺序排出，因此能够在重新启动叶轮泵时减小作用在叶片上的负荷。

Description

气体叶轮泵及操作该气体叶轮泵的方法
技术领域
本发明一般地涉及一种当转子旋转时润滑油(润滑剂)被间歇地供给到泵壳中的气体叶轮泵，还涉及一种操作该气体叶轮泵的方法。更具体而言，本发明涉及减小负荷的技术，该负荷是在暂时停止转动的转子恢复旋转运动时，由于残留在泵壳中的润滑油而导致作用在叶轮泵的叶片和其他元件上的负荷。
背景技术
叶轮泵是一种例如真空泵和压缩机等被安装用于抽吸和输送气体的气体泵。所述叶轮泵包括泵壳(壳体)、转子和至少一个叶片，它们一起限定多个可变容积的腔室。在转子旋转期间，每个可变容积腔室的容积增大和减小，从而抽吸和输送气体。气体叶轮泵可以是间歇润滑类型的，其中，当转子旋转时，用于润滑泵壳、转子和叶片的滑动部分的润滑油被间歇地供给到泵壳中。JP-3-115792A公开了一种气体叶轮泵，该泵装有计量装置，用于当转子每旋转一周将所计量的一定量的润滑油供给到泵壳中，以防止将过大量的润滑油供给到泵壳中。这种计量装置还起到在转子的旋转动作结束之后防止将不需要的润滑油供给到泵壳中。
发明内容
然而，配备上述的计量装置增加了间歇润滑类型的气体叶轮泵的结构复杂性，导致气体叶轮泵的制造成本增加。因此，本发明的一个目的是使负荷最小化，该负荷是在暂时停止转动的转子恢复旋转运动时，由于残留在泵壳中的润滑油而导致作用在叶轮泵的至少一个叶片和其他元件上的负荷。
上述第一目的可以根据本发明的第一方面实现，本发明的第一方面提供一种操作气体叶轮泵的方法，所述气体叶轮泵包括(a)泵壳，(b)可旋转地设置在所述泵壳中的转子，该转子与所述泵壳配合以限定沿所述转子的径向具有一尺寸的泵室，所述尺寸沿所述转子的旋转方向变化，(c)由所述转子保持可相对于所述转子移动且将所述泵室分成多个可变容积室的至少一个叶片，和(d)通过所述泵壳和所述转子形成的润滑油供给通路，当所述转子被置于相对于所述泵壳处于沿所述转子的旋转方向的预定角度范围之外的一角位置时，所述润滑油供给通路被关闭，当所述转子被置于处于所述预定角度范围内的一角位置时，所述润滑油供给通路被打开以与外部润滑油供给源连通，该方法的特征在于，操作所述叶轮泵以满足一个条件，即，当所述转子停止在相对于所述泵壳处于所述预定角度范围内的一角位置处时，残留在所述泵室的最低部分中的一定量的润滑油被最初分隔叶片分成第一部分和第二部分，所述最初分隔叶片由所述至少一个叶片中的一个形成。
在根据本发明的操作气体叶轮泵的方法中，当转子停止在预定角度范围之外的一角位置时，润滑油供给通路关闭.因此，当转子停止在预定角度范围之外的该角位置处时，所述润滑油供给通路防止将过大量的润滑油供给到泵壳中.当转子停止在预定角度范围内的一角位置处时，即，当叶轮泵关闭，且润滑油供给通路处于打开状态时，供入泵壳中的润滑油的供给量几乎与已知的叶轮泵相同.在气体叶轮泵用作真空泵时，当转子保持静止时，泵壳的内部空间(泵室)保持在减小的压力或负压下，因此由于所述减小的压力，润滑油就被抽或吸入泵壳中.在气体叶轮泵用作压缩机时，当压缩机处于静止时，抽吸侧的可变容积室可被保持在减小的压力下.在这种情况下，当压缩机关闭时，润滑油也被供入泵壳中.在从外部润滑油供给源将加压的润滑油输送入泵壳中的情况下，在气体叶轮泵停止时，加压润滑油就被供入泵壳中，而不论叶轮泵被用作真空泵还是压缩机.
与已知叶轮泵类似，由于重力作用，供入泵壳中的润滑油被容纳在泵室的最低部分。在本方法中，当转子停止时的角位置处于相对于泵壳的预定角度范围内时，残留在泵室的最低部分中的润滑油量被位于泵室的最低点附近的一位置处的最初分隔叶片分成第一和第二部分。当随后转子重新开始旋转时，第一部分润滑油量被最初分隔叶片排出，然后第二部分润滑油量被跟在最初分隔叶片之后的叶片排出。
可以理解，残留在泵壳中的泵室的最低部分的润滑油量是否被位于泵室的最低点附近的最初分隔叶片分隔成第一和第二部分，主要取决于最初分隔叶片停止的位置。在最初分隔叶片与泵壳的内周面的接触点位于泵室(内周面)的最低点的情况下，例如，不考虑润滑油量的大小，润滑油量理论上被最初分隔叶片分成基本上相同量的两部分。更准确地说，如果忽略最初分隔叶片相对于垂线的倾斜以及泵室形状关于经过泵室的最低点的垂直平面的不对称，这两部分具有基本上相同的体积。因此，简单地说，理想的是当转子停止的角位置处于预定角度范围的中间时，最初分隔叶片和泵壳的内周面之间的接触点位于泵室的最低点处。
然而，实际上，当润滑油量(一定量的润滑油)的第一部分被最初分隔叶片从泵室的最低部分转移到泵壳的排出部分时，第一部分的一定量粘在泵壳的内周面和叶片的侧面上。在气体叶轮泵工作期间，上述内周面和侧面被润滑油膜覆盖。在叶轮泵保持静止相对较长时间的情况下，在叶轮泵工作期间，粘在上述表面上的润滑油向下流入泵室的最低部分，那些表面基本上干燥，基本上没有润滑油覆盖那些表面。因此，在第一部分润滑油被最初分隔叶片从最低部分移动到泵壳的排出部分时，第一部分润滑油易于粘在那些表面上。另一方面，当第二部分润滑油量被排出时，上述表面已经被润滑油膜覆盖，因此第二部分的几乎全部量被排出。因此，第一部分的体积优选是稍大于第二部分的体积。
另外还注意到，虽然最初旋转速度根据叶轮泵的驱动装置的类型而发生变化，在气体叶轮泵刚启动后转子的旋转速度通常小于随后气体叶轮泵处于稳定状态的工作期间的转子速度。因此，第一部分润滑油量的排出流速低于第二部分的排出流速，因此在排出第一部分期间作用在最初分隔叶片上的负荷小于在排出第二部分期间作用在随后的叶片上的负荷。因此，第一部分的体积优选的也是稍大于第二部分的体积。从而，将润滑油量分成具有基本上相同体积的两部分实际上并不理想。
在本发明的操作气体叶轮泵的方法中，由于在不同时间连续发生的第一和第二部分润滑油量的分别排出操作，因此作用在叶片上的负荷小于其中残留在泵室的最低部分中的润滑油量全部被一次排出的已知气体叶轮泵.不论润滑油量的第一和第二部分的体积如何，都能获得根据本发明的优点.因此，“残留在泵室的最低部分中的一定量的润滑油被由多个叶片之一提供的最初分隔叶片分成第一部分和第二部分”的条件，也取决于转子停止时残留在泵室的最低部分中的润滑油的量.换言之，上述条件不仅包括转子的预定角度范围和最初分隔叶片相对于泵壳的位置之间的关系，还包括处于泵室的最低部分中的润滑油的量.
上述目的还可根据本发明的第二方面实现，本发明的第二方面提供一种气体叶轮泵，包括：(a)泵壳，(b)可旋转地设置在所述泵壳中的转子，该转子与所述泵壳配合以限定沿所述转子的径向具有一尺寸的泵室，所述尺寸沿所述转子的旋转方向变化，(c)由所述转子保持可相对于所述转子移动且将所述泵室分成多个可变容积室的至少一个叶片；和(d)通过所述泵壳和所述转子形成的润滑油供给通路，当所述转子被置于相对于所述泵壳处于沿所述转子的旋转方向的预定角度范围之外的一角位置时，所述润滑油供给通路关闭，当所述转子被置于处于所述预定角度范围内的一角位置时，所述润滑油供给通路打开，用于与外部润滑油供给源连通，所述气体叶轮泵的特征在于，处于打开状态的所述润滑油供给通路和作为所述至少一个叶片中的一个的最初分隔叶片之间的相对位置被确定为，当所述转子停止在相对于所述泵壳处于所述预定角度范围中间的角位置处时，所述最初分隔叶片与所述泵壳的内周面的接触点位于所述泵室的最低点或位于邻近所述最低点的位置处。
上述“处于打开状态的所述润滑油供给通路”解释为：在转子位于预定角度范围的中间角位置处，润滑油供给通路与外部润滑油供给源相连通的断面(截面)积最大时的润滑油供给通路。按照如上所述的本发明的方法，由于润滑油流过润滑油供给通路而残留在泵壳中的泵室的最低部分中的润滑油量，在转子相对于泵壳停止的角位置处于预定角度范围之内时，较转子停止的角位置处于预定角度范围之外时更大。当转子停止在预定角度范围内的一角位置处时，残留在泵室的最低部分中的润滑油量被最初分隔叶片分成两部分，所述两部分润滑油在随后分两次先后从泵壳排出。
如上所述，根据本发明的操作气体叶轮泵的方法和根据本发明的气体叶轮泵，在转子停止且润滑油供给通路被置于其打开状态之后，容许残留在泵室的最低部分中的润滑油量被最初分隔叶片分成两部分，所述两部分润滑油随后被分两次先后从泵壳排出。因此，作用在最初分隔叶片和随后的叶片上的负荷，小于残留在泵室中的全部润滑油量被一次排出泵室的情形时的负荷。这能够通过简单地确定润滑油供给通路打开状态下的转子的角位置的预定范围和转子停止时的最初分隔叶片的位置之间的关系而实现。因此，本发明的原理不需要增加气体叶轮泵的制造成本。
下面将借助示例来描述本发明的一些方式，以清楚地阐释本发明的原理。本发明的这些方式包括由所附的权利要求限定的发明方式，可以包括所要求保护的发明的优选类型或形式，和较由所附权利要求限定的发明方式范围更宽的方式或发明理念与之不同的方式。本发明的以下方式的标号类似于所附权利要求，这些方式中的每一个在合适的情况下从属于其它一个或多个方式，以便于理解本申请公开的技术特征以及那些特征的可能组合。然而，应当理解，本发明并不限于那些技术特征或它们的组合，如下所述的相应于本发明的任何一个方式的多个技术特征中的任何一个，在没有其它一个或多个技术特征与之结合的情况下都可以是本发明的主题。
以下方式(1)相当于权利要求1，而以下方式(4)相当于权利要求7。
(1)一种操作气体叶轮泵的方法，所述气体叶轮泵包括(a)泵壳，(b)可旋转地设置在所述泵壳中的转子，该转子与所述泵壳配合以限定沿所述转子的径向具有一尺寸的泵室，所述尺寸沿所述转子的旋转方向变化，(c)由所述转子保持可相对于所述转子移动且将所述泵室分成多个可变容积室的至少一个叶片，和(d)通过所述泵壳和所述转子形成的润滑油供给通路，当所述转子处于相对于所述泵壳的预定角度范围之外的一角位置时，所述润滑油供给通路被关闭，当所述转子处于所述预定角度范围内的一角位置时，所述润滑油供给通路被打开以与外部润滑油供给源连通；所述方法的特征在于，操作所述叶轮泵以满足一个条件，即，当所述转子停止在相对于所述泵壳处于所述预定角度范围内的一角位置处时，残留在所述泵室的最低部分中的一定量的润滑油被最初分隔叶片分成第一部分和第二部分，所述最初分隔叶片由所述多个叶片之一提供.
(2)如上述方式(1)所述的方法，其特征在于，所述第一部分的体积(volume)与所述第二部分的体积比在4∶1和1∶4之间的范围内。
上述比率优选是在3∶1和1∶3之间，更优选的是在2∶1和1∶2之间，最优选是在1.5∶1和1∶1.5之间。
(3)如上述方式(1)或(2)所述的方法，其特征在于，所述气体叶轮泵可作为真空泵工作。
(4)一种气体叶轮泵，包括：(a)泵壳；(b)可旋转地设置在所述泵壳中的转子，该转子与所述泵壳配合以限定沿所述转子的径向具有一尺寸的泵室，所述尺寸沿所述转子的旋转方向变化；(c)由所述转子保持可相对于所述转子移动且将所述泵室分成多个可变容积室的至少一个叶片；和(d)通过所述泵壳和所述转子形成的润滑油供给通路，当所述转子处于相对于所述泵壳的沿所述转子的旋转方向的预定角度范围之外的一角位置时，所述润滑油供给通路被关闭，当所述转子处于所述预定角度范围内的一角位置时，所述润滑油供给通路被打开以与外部润滑油供给源连通通；所述气体叶轮泵的特征在于，处于打开状态的所述润滑油供给通路和作为所述至少一个叶片中的一个的最初分隔叶片之间的相对位置被确定为，当所述转子停止在相对于所述泵壳处于所述预定角度范围中间的角位置处时，所述最初分隔叶片与所述泵壳的内周面的接触点位于所述泵室的最低点或位于邻近所述最低点的位置处。
(5)如上述方式(4)所述的气体叶轮泵，其特征在于，所述邻近(所述气体叶轮泵的)所述最低点的位置，在垂直于所述转子的旋转轴的平面中的所述泵壳的断面上，位于相对于所述泵壳的内部空间的重心30°的中心角度范围内，所述最低点位于所述中心角度范围的中间。
例如，所述中心角度范围优选是20°(±10°)，更优选的是10°(±5°)，最优选是6°(±3°)。
(6)如上述方式(4)所述的气体叶轮泵，其特征在于，所述邻近所述最低点的位置，在垂直于所述转子的旋转轴的平面中的断面上，位于相对于所述泵壳的内部空间的重心的预定的中心角度范围内，所述预定的中心角度范围不大于所述转子的预定角度范围的4倍，所述最低点位于所述中心角度范围的中间。
所述中心角度范围优选是不大于转子的预定角度范围的两倍，更优选是不大于转子的预定角度范围.通常，在转子停止时，供入到泵壳中的润滑油的量，随着润滑油供给通路的通向泵室处的一部分的润滑油流路的断面积的增加而增加.通常，其中润滑油供给通路为打开状态的转子的角位置的预定角度范围随着润滑油供给通路的上述部分的润滑油流路的最大断面积的增加而增加.因此，供入到泵壳中的润滑油量随着转子的预定角度范围的增加而增加.在供入到泵壳中的润滑油量相对较大时，即使“邻近所述最低点的位置”在相对于泵壳的中心线的相对较大的中心角度范围内进行选择时，泵壳中的润滑油量也被最初分隔叶片分成两部分.因此，根据其中润滑油供给通路打开的预定角度范围来确定“邻近所述最低点的位置”的中心角度范围是合理的.
附图说明
图1为正视图，显示了根据本发明的一个实施例构造的叶轮泵，该叶轮泵处于操作状态，且其盖部被去除；
图2为沿着图1的叶轮泵的轴向断面的侧剖图；
图3为正视图，显示了处于另一操作状态且其盖部被去除的图1的叶轮泵；和
图4为正视图，显示了处于又一操作状态且其盖部被去除的图1的叶轮泵。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的一个实施例进行说明。然而，应当理解，本发明可以如上述的本发明的优选形式那样以本领域技术人员可以作出的各种改变和变化来实施。
图1到图4显示了根据本发明的一个实施例构造的气体叶轮泵。该叶轮泵作为机动车辆用制动助力器的真空泵使用。该叶轮泵具有泵壳10和盖部14，所述泵壳包括具有相对的开口和封闭的轴向端部的主体部12，所述盖部关闭主体部12的开口轴向端部。所述主体部12包括在本实施例的叶轮泵中彼此一体形成的周壁部18、端壁部20和轴承部22。端壁部20构成主体部12的与由盖部14关闭的开口端部相对的上述封闭的轴向端部。所述轴承部22从端壁部20沿着轴向远离周壁部18地延伸。如图2所示，泵壳10固定在曲轴箱26上。所述曲轴箱26包括具有能够装配轴承部22的装配孔28的壁部。泵壳10固定在曲轴箱26上，轴承部22装配在装配孔28中，从而其中装配孔28开口的曲轴箱26的端面与端壁部20的环形外端面保持邻接。通过这样将主体部12相对于曲轴箱26定位，泵壳10借助螺钉或任何其它适合的紧固方式固定于曲轴箱26。主体部12具有容纳空间30和轴孔36，所述容纳空间用于容纳叶片和转子(将在下文描述)，所述轴孔被形成为沿其轴向延伸并在端壁部20的内端面32中开口，其中该内端面32限定了容纳空间30的一个轴向端部。所述轴孔36的内径小于容纳空间30的内径。轴孔36沿着主体部12的横断面呈圆形形状，且相对于容纳空间30偏心设置。在本申请中，容纳空间30的内周面可称作“泵壳10的内周面”或“(一个或多个)泵室的内周面”。
在泵壳10中容纳有可旋转的转子40.在本叶轮泵中，转子40具有一沿水平方向延伸的旋转轴，该轴相对于周壁部18偏心.在本实施例中，转子40的外周面与泵壳10的主体部12的周壁部18的内周面基本上保持点接触.即，转子40的外周面相对于周壁部18的内周面内接.此外，转子40的两端面与盖部14的内表面和端壁部20的内端面32(限定远离盖部14的容纳空间30的轴向端部)保持彼此接触或彼此靠近.在这种配置中，泵壳10(主体部12和盖部14)和转子40彼此配合限定一泵室42，该泵室沿转子40径向的尺寸沿着周壁部18的周向即沿转子40的旋转方向变化.转子40包括轴部46，该轴部可旋转地装配在轴孔36中并轴向延伸贯通轴孔36，用于与驱动源机械连接(将在下文说明).轴部36最初可以作为与转子40的主体部分离的一个元件制造，然后通过焊接(摩擦焊接)、钎焊或其它方式固定在主体部分上，或者可以与主体部分一体形成.在这些情况的任何一种中，轴部46作为转子40的一部分.轴部46在其远离转子40的主体部分的轴端部处通过联轴节52形式的旋转传递装置与机动车辆的发动机的凸轮轴50的一个端部相连.凸轮轴40用作可使转子40旋转的转子驱动轴.联轴节52将凸轮轴50和轴部46彼此机械连接在一起，以容许它们之间的较短距离的相对轴向运动.
转子40具有沿着一直径方向贯通地形成并通过其中心(旋转轴)的叶片槽60。叶片70由转子40保持，从而该叶片70可沿其纵向移动，与叶片槽60的两相对内表面滑动接触。盖部14的内表面和形成在转子40中的叶片槽60的底面基本上防止了叶片70相对于转子40沿转子40轴向的运动。叶片70沿其纵向(转子40的直径方向)的尺寸大于叶片槽60沿转子40的直径方向的尺寸，从而叶片70的相对纵向端部72、74能够从转子40的主体部分的外周面突出，因此使得这些端部72、74与泵壳10的周壁部18的内周面保持接触或位于其附近。在这方面，单个叶片70可以考虑为由两个彼此一体形成的叶片部构成。叶片70和转子40将泵壳10中的上述泵室42分成多个可变容积的室80。即，泵壳10、转子40和叶片70，如图1和4所示，在叶轮泵的几乎所有角相位限定三个可变容积的室80，如图3所示，仅在叶轮泵的一个角相位(即在转子40相对于周壁部18的一个角位置，该角位置处在预定角度范围内)限定两个可变容积的室80。
如图1、3和4所示，所述可变容积室80包括吸气室80a，其中，贯穿与泵壳10一体形成的吸入管90而形成的吸入通路在其内端开口，作为吸入部92。吸入管90的吸入通路与真空助力器或真空罐(未示出)保持连通。如图1所示，吸气室80a采取三种不同形式中的一种。在第一种形式中，如图1所示，沿泵壳10的主体部12的周向观察的吸气室80a的两相对端由叶片70的相对端部72、74限定。在第二种形式中，如图4所示，吸气室80a的两相对端中的一端由转子40与周壁部18的内周面的接触点限定，而吸气室80a的另一端由叶片70的端部72限定。在第三种形式中，如图3所示，吸气室80a的两相对端中的一端由叶片70的端部72和转子40与周壁部18的内周面的接触点共同限定，而吸气室80a的另一端由叶片70的另一端部74限定。在第一和第二种形式中，泵室42被分成包括吸气室80a的三个泵室80a、80b和80c(80d)。在第三种形式中，泵室42被分成包括吸气室80a的两个泵室80a、80b。泵室42还包括排出室80b，其中排出通路的排出口96打开(开口)。
当叶片70随转子40转动时，每个可变容积室80的内容积发生变化，从而气体被吸入吸气室80a，同时从排出室80b排出气体。具体而言，转动凸轮轴50以转动转子40，以使叶片70在泵室42中旋转，从而叶片70的两相对端72、74与泵壳10的周壁部18的内周面保持滑动接触。结果是，吸气室80的容积逐渐增加，吸气室80a中的压力逐渐降低，即吸气室80a被排空，气体(通常是空气)通过吸入部92被吸入吸气室80，从而，与吸入口92连通的真空助力器的负压室或与负压室连通的真空罐被抽空。与此同时，排出室80b的内容积逐渐减小，从而气体通过与排出室80b连通的排出口96排出泵壳10。
本发明的叶轮泵是一种间歇润滑型的气体叶轮泵，其中，在转子40转动期间，润滑油被间歇地供给到泵壳10中.即，本发明的叶轮泵具有通过泵壳10和转子40而形成的润滑油供给通路100，因此，来自机动车辆的发动机的润滑油经过润滑油供给通路100被间歇地供入泵室42中，用于润滑泵壳10的内表面、转子40和叶片70.如图2所示，凸轮轴50具有中心孔102，该孔贯穿其径向中心部分从而沿其轴向延伸并在其位于转子40一侧的端面开口.另一方面，转子40的轴部46具有轴向孔110，该孔贯穿其径向中心部分从而沿其轴向延伸并在其位于凸轮轴50一侧的远端面开口.轴部46还具有与轴向孔110的远离前述远端面的一个轴向端部连通的直径方向孔112.该直径方向孔112沿着轴部46的一个直径方向形成，从而该直径方向孔112在轴部46的周面上的两个沿直径方向相对的周面位置处开口.该直径方向孔112可以考虑为沿着一条直线形成的两个径向孔.凸轮轴50的中心孔102和轴部46的轴向孔110通过具有内部通路的连通管116保持彼此连通.两个密封元件118设置在连通管116的外周面的各相对端部与中心孔102和轴孔110的对应端部之间.所述密封元件118防止润滑油从连通管116和中心孔102、轴孔110之间的接合处泄漏.直径方向孔112沿其延伸的轴部46的直径方向平行于叶片槽60沿其延伸的直径方向.轴部46还具有沿直径方向形成的直径方向通路120，该直径方向平行于叶片槽60延伸贯穿转子40的直径方向.所述直径方向通路120由一凹槽限定，该凹槽被形成为与叶片槽60平行且连通，且当从叶片70的厚度方向观察时，该凹槽的宽度尺寸小于叶片槽60.上述凹槽由叶片70的相对两侧面中的位于轴部46侧的一个封闭，从而形成该直径方向通路120.所述直径方向通路120可以由一个径向(半径方向)通路代替，该径向通路仅在轴部46的周面上的一个周面位置处开口.
泵壳10的主体部12具有形成在限定轴孔36的内周面上的连通槽130.该连通槽130在其两相对端的一端处朝着容纳空间30开口(即，在端壁部20的内端面32上开口)，而在轴承部22的外端面上不开口.所述连通槽130在转子40的轴部46的轴向上具有一长度，该长度大于其中形成了直径方向孔112和直径方向通路120的轴部46的近端部的长度.当转子40被置于相对于泵壳10的周壁部18的角位置的预定范围内时，如下文所详细地说明的那样，所述连通槽130与直径方向孔112的两相对端之一和直径方向通路120的两相对端之一连通.主体部12还具有形成在限定轴孔36的内周面上的通气槽134，其位于与连通槽130的周向位置沿直径方向相对的周向位置处.该通气槽134在其两相对端中的一端在轴承部22的外端面上开口(即，朝空气开口)，但不朝容纳空间30开口.通气槽134具有一长度，该长度被确定为，当转子40被置于相对于泵壳10的周壁部18的预定角度范围内的角位置处时，通气槽134与直径方向孔112的另一端连通，而不与直径方向通路120的另一端连通.在转子40相对于泵壳10的周壁部18的角位置的预定范围内，直径方向孔112在其一端(在图2中为其上端)与连通槽130保持连通，而直径方向通路120也在其一端(在其上端)与连通槽130保持连通.在本实施例中，上述润滑油供给通路100由通过连通管116、轴向孔110、直径方向孔112、直径方向通路120和连通槽130形成的通路限定.如图3和4所示的示例，当转子40被置于上述预定角度范围之外的角位置时，润滑油供给通路100关闭.另一方面，当转子40被置于如图1所示的角位置的预定范围之内时，润滑油供给通路100被打开，从而泵壳10的内部由从设置在发动机中的润滑油供给源供给的润滑油润滑.在润滑油供给通路100的该打开状态中，从发动机输送来的加压润滑油通过润滑油供给通路100供给到转子40和叶片70，特别是，叶片70和转子40的叶片槽60之间的滑动接触表面，以及叶片70和泵壳10之间的滑动接触表面.应当注意到，中心孔102可以被考虑为润滑油供给通路100的一部分.当转子40被置于相对于周壁部18的预定角度范围内的一角位置处时，直径方向孔112在其另一端与通气槽134连通.然而，从通气槽134流回发动机的润滑油的流速(流率)相对较低，这是因为通气槽134的深度较连通槽130的深度小很多.
在当发动机和本叶轮泵被关闭或停止时，在转子40的旋转期间润滑油从发动机向泵壳100的内部的间歇供给停止。如果转子40停止而使得其角位置处于上述预定角度范围内，则由于泵室42中的负压或减小的压力，润滑油经处于打开状态的润滑油供给通路100被供入泵室42。在这种情况下，一定量的润滑油容纳在泵室42的下部中。由于通气槽134与润滑油供给通路100保持连通，空气也被吸入泵室42中，因此供给到泵室42中的润滑油的量减少一个通过通气槽134吸入泵室42中的空气的量。通过调节润滑油供给通路100和通气槽134的流路断面积的比率，可以调节供给到泵室42中的润滑油的减少量。
沿转子40的旋转方向在具有直径方向孔112和直径方向通道120的转子40和叶片70之间的相对位置，以及沿转子40的旋转方向在转子40和具有连通槽130的泵壳10之间的相对位置，根据上述方式确定。即，这些相对位置被确定为，当如图1所示转子40被置于相对于周壁部18的角位置预定范围的中间时，叶片70的端部74与周壁部18的内周面的接触点位于内周面最低位置处，即，位于泵室42的最低点处。因此，在图1的转子40的相对角位置中，残留在泵壳10的内部空间的最低部分中(泵室42的最低部分中)的润滑油被叶片70的端部74分成基本上相等的两部分。当转子40停止使得转子40相对于泵壳10的角位置处于预定角度范围内时，残留在泵壳10的内部空间的最低部分中的润滑油被端部74分成第一部分和第二部分。在本实施例中，叶片70的两部分中包括端部74的那一部分起最初分隔叶片(initial divider vane)的作用，当转子40停止在相对于泵壳10的处于预定范围内的角位置处时，该部分将残留在泵室42的最低部分中的润滑油分成第一部分和第二部分。当泵壳10中的一定量的润滑油被分成第一和第二部分，叶轮泵重新开始工作时，沿转子40的旋转方向观察，位于最初分隔叶片(包括端部74)的上游或前侧的第一部分润滑油经排出口96被最初分隔叶片排出。随后，位于最初分隔叶片的下游或后侧的第二部分润滑油经排出口96被随后的叶片排出，该随后叶片是叶片70的上述两部分中包括另一端部72的那一部分。
当转子40停止在处于预定范围内的一角位置处(其中润滑油供给通路100打开)时，由于泵壳10中的负压，润滑油被供入泵壳10中，且供入的一定量的润滑油被叶片70分成两部分。因此，当转子40重新开始旋转时，两部分润滑油量被先后分两次排出，从而避免了在随后启动叶轮泵时由于残留在泵壳10中的润滑油量而施加在叶片70上的过大负荷。因此，叶轮泵的操作噪声被降低，且叶轮泵的耐久性提高。而且，本发明的叶轮泵不需要润滑油计量装置，因此成本比较低。当转子40停止在预定范围之外的角位置处时，泵室42的最低部分中的润滑油量并不被最初分隔叶片所分隔。然而，在这种情况下，润滑油供给通路100关闭，因此供入泵壳10中的润滑油量较小，使得能够在不对叶片70施加过大负荷的情况下重新启动叶轮泵。
在上述举例说明的实施例中，凸轮轴50的旋转运动经由联轴器52传递给转子40。然而，联轴器52可以被齿轮、皮带或任何其它适合的旋转传递装置代替。虽然根据示范性实施例的叶轮泵被配置成润滑油最初被供给转子40的轴部46，但叶轮泵可以变更而使得润滑油最初被供给泵壳10，然后间歇地供给转子40。
虽然根据示范性实施例的叶轮泵仅使用一个由转子40可滑动支撑的叶轮泵70，本发明的原理同样适用于各种其它类型的叶轮泵，例如，在JP-3-115792A中披露的这样一种类型的叶轮泵，其中两个叶片由形成在转子中的单独叶片槽可滑动地保持，再如这样一种类型的叶轮泵，其中多个叶片(例如三个叶片)由形成在转子中的各叶片槽可滑动地保持.

Claims (16)

1.一种操作气体叶轮泵的方法，所述气体叶轮泵包括(a)泵壳(10)，(b)可旋转地设置在所述泵壳中的转子(40)，该转子与所述泵壳配合以限定沿所述转子的径向具有一尺寸的泵室(42)，所述尺寸沿所述转子的旋转方向变化，(c)由所述转子保持可相对于所述转子移动且将所述泵室分成多个可变容积室(80)的至少一个叶片(70)，和(d)通过所述泵壳和所述转子形成的润滑油供给通路(100)，当所述转子处于相对于所述泵壳的沿所述转子的旋转方向的预定角度范围之外的一角位置时，所述润滑油供给通路被关闭，当所述转子处于所述预定角度范围内的一角位置时，所述润滑油供给通路被打开以与外部润滑油供给源连通；
其特征在于，操作所述叶轮泵以满足一个条件，即，当所述转子(40)停止在相对于所述泵壳处于所述预定角度范围内的一角位置处时，残留在所述泵室(42)的最低部分中的一定量的润滑油被最初分隔叶片(74)分成第一部分和第二部分，所述最初分隔叶片由所述至少一个叶片(70)中的一个形成。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一部分的体积与所述第二部分的体积比在4∶1和1∶4之间的范围内。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一部分的体积与所述第二部分的体积比在3∶1和1∶3之间。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一部分的体积与所述第二部分的体积比在2∶1和1∶2之间。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一部分的体积与所述第二部分的体积比在1.5∶1和1∶1.5之间。
6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述气体叶轮泵为真空泵。
7.一种气体叶轮泵，包括：
泵壳(10)；
可旋转地设置在所述泵壳中的转子(40)，该转子与所述泵壳配合以限定沿所述转子的径向具有一尺寸的泵室(42)，所述尺寸沿所述转子的旋转方向变化；
由所述转子保持可相对于所述转子移动且将所述泵室分成多个可变容积室(80)的至少一个叶片(70)；和
通过所述泵壳和所述转子形成的润滑油供给通路(100)，当所述转子处于相对于所述泵壳的沿所述转子的旋转方向的预定角度范围之外的一角位置时，所述润滑油供给通路被关闭，当所述转子处于所述预定角度范围内的一角位置时，所述润滑油供给通路被打开以与外部润滑油供给源连通；
其特征在于，处于打开状态的所述润滑油供给通路(100)和作为所述至少一个叶片中的一个的最初分隔叶片(74)之间的相对位置被确定为，当所述转子(40)停止在相对于所述泵壳处于所述预定角度范围中间的角位置处时，所述最初分隔叶片与所述泵壳的内周面的接触点位于所述泵室的最低点或位于邻近所述泵室的所述最低点的位置处。
8.如权利要求7所述的气体叶轮泵，其特征在于，所述邻近所述泵室(42)的所述最低点的位置，在垂直于所述转子(40)的旋转轴的平面中的所述泵壳的断面上，位于相对于所述泵壳的(10)内部空间的重心30°的中心角度范围内，所述最低点位于所述中心角度范围的中间。
9.如权利要求8所述的气体叶轮泵，其特征在于，所述中心角度范围为20°。
10.如权利要求8所述的气体叶轮泵，其特征在于，所述中心角度范围为10°。
11.如权利要求8所述的气体叶轮泵，其特征在于，所述中心角度范围为6°。
12.如权利要求7所述的气体叶轮泵，其特征在于，所述邻近所述泵室(42)的所述最低点的位置，在垂直于所述转子(40)的旋转轴的平面中的所述泵壳的断面上，位于相对于所述泵壳的内部空间的重心的预定的中心角度范围内，所述预定的中心角度范围不大于所述转子的预定角度范围的4倍，所述最低点位于所述中心角度范围的中间。
13.如权利要求12所述的气体叶轮泵，其特征在于，所述中心角度范围不大于所述转子(40)的预定角度范围的2倍。
14.如权利要求12所述的气体叶轮泵，其特征在于，所述中心角度范围不大于所述转子(40)的预定角度范围。
15.一种操作气体叶轮泵的方法，该叶轮泵包括：(a)泵壳(10)，(b)可旋转地设置在所述泵壳中的转子(40)，该转子与所述泵壳配合以限定沿所述转子的径向具有一尺寸的泵室(42)，所述尺寸沿所述转子的旋转方向变化，(c)由所述转子保持可相对于所述转子移动且将所述泵室分成多个可变容积室(80)的至少一个叶片(70)，和(d)用于将润滑油从外部润滑油供给源供入所述泵室中的润滑油供给通路(100)；
其特征在于，将所述转子(40)停止在相对于所述泵壳的一角位置处，在该位置处，残留在所述泵室(42)的最低部分中的一定量的润滑油被最初分隔叶片(74)分成第一部分和第二部分，所述最初分隔叶片由所述至少一个叶片(70)中的一个形成，并且，当所述转子重新开始旋转时，所述第一部分被所述最初分隔叶片首先从所述泵室排出，然后借助跟随在所述最初分隔叶片之后的叶片将所述第二部分从所述泵室排出。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述润滑油供给通路(100)通过所述泵壳(10)和所述转子(40)形成，当所述转子被置于相对于所述泵壳处于沿所述转子的旋转方向的预定角度范围之外的一角位置时，所述润滑油供给通路被关闭，当所述转子被置于处于所述预定角度范围内的一角位置时，所述润滑油供给通路被打开以与所述外部润滑油供给源连通，操作所述叶轮泵以满足一个条件，即，当所述转子停止在处于所述预定角度范围内的所述角位置处时，残留在所述泵室(42)的所述最低部分中的所述一定量的润滑油被所述最初分隔叶片分成所述第一部分和所述第二部分。
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