TW201207245A - Pump - Google Patents

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Description

201207245 · · 六、發明說明： 【發明所屬之技;f标領域】 本發明係關於一種幫浦，特定言之（但非專屬）係關於一 種渦捲幫浦及其軸承座。本發明亦能發現其他應用，舉例 而言，諸如電動馬達。 【先前技術】 —渦捲幫浦包括一固定渦捲及一繞轉渦捲。該繞轉渦捲 由一驅動轴之一偏心軸部分驅動以相對於該固定渦捲繞 轉。該驅動轴係藉由一馬達旋轉。該驅動軸之旋轉對該繞 轉渦捲賦予相對於該固定渦捲之一繞轉運動以自渦捲配置 之一入口泵抽流體至該渦捲配置之一出口。 在圖6中更加詳細地展示一先前技術渦捲幫浦之部分。 出於簡明未展示該固定渦捲。該幫浦包括具有一同心軸部 分104及一偏心軸部分！ 〇6之一驅動軸丨〇2。該軸由具有相 對於幫浦外殼112固定之一第一零件丨1〇及相對於該同心軸 部分固定之一第二零件114的一馬達1〇8驅動。 同心軸部分104由一第一軸承116及一第二軸承118支撐 以進行旋轉。第二轴承11 8支樓相對於該偏心軸部分之繞 轉渦捲120以允許相對角度移動使得對該繞轉渦捲賦予軸 繞轉運動的旋轉。 第轴承U6具有相對於軸1〇2固定之一内座圈122及抵 罪一軸承座126而定位之一外座圈124。該軸承座可形成外 殼之部分或相對於該外殼固定。若干球128允許該軸相對 於該軸承座旋轉。 156246.doc -4- 201207245. 一緊固部件130使内座圈122抵靠該同心軸部分之一徑向 延伸肩部而將内座圈122固定於適當位置，使得該内座圈 在t向方向及軸向方向兩者上相對於該驅動轴固定。該外 ' 座圈可在轴向方向上相對於軸承座126滑動以允許該軸在 、 °亥軸向方向上的膨脹與收縮（例如，由於熱量）^此滑動運 動亦使機構適應由零件容差引起之軸向零件尺寸的變化。 彈簧部件132係定位於該軸承座之一徑向向内引導唇緣 134與s亥外座圈之間，且在軸向方向上（圖6中朝右）使該外 座圈及该軸偏移。由此預負載系統產生之力係藉由線136 展不且對該軸之軸向移動提供一阻力以減小來回移動量。 在第二軸承118中產生類似力但為互補力》軸承座126係一 固定邛件且因此防止徑向移動。因為需要繞轉渦捲12〇與 一固定渦捲之間的軸向及徑向間隙較小以進行有效栗抽， 在該渦捲配置係非潤滑之情況下尤為如此，所以應限制該 軸的軸向及徑向移動。 然而，第一軸承116及軸承座126上之轴向與徑向負載通 常會由於磨損而導致損壞，從而需要定期更換轴承，這將 增加營運成本。 ’ 【發明内容】 本發明提供-種用於-幫浦之一改良轴承總成。 本發明提供-種包括-轴的幫浦，該軸由_軸承支樓以 進行旋轉，該車由承由一軸承座承載。該轴承座具有相對於 一幫浦外殼S)定之-大體上外徑㈣分及相對於該轴承固 定之-大體上内徑向部分，其中該轴承座在該内部分與該 156246.doc 201207245 外部分之間的一徑向方向上係剛性的且在—軸向方向上係 撓性的以限制該軸承的徑向移動並允許軸向移動。 【實施方式】 為充分瞭解本發明，現在將參考圖式描述本發明之一些 實施例（僅藉由實例給出）。 圖1展示一渦捲壓縮機或渦捲幫浦10。幫浦1〇包括一幫 浦外殼12及具有—同心、軸部分丨5及—偏心轴部分丨6之一驅 動軸14。軸14由一馬達18驅動且該同心軸部分連接至一繞 轉渴捲20使得在使用期間該軸之旋轉對繞㈣捲賦予相對 於一固定渦捲22之一繞轉運動以泵抽沿介於該壓縮機之一 幫浦入口 24與一幫浦出口 26之間的一流體流動路徑的流 體。 固定渦捲22包括一渦捲壁28，該渦捲壁28垂直延伸至一 大體上圆形底板30且具有一軸向端面或表面29。繞轉渦捲 20包括一渦捲壁34，該渦捲壁34垂直延伸至一大體上圓形 底板36且具有一軸向端面或表面35。繞轉渦捲壁34在繞轉 渦捲之繞轉移動期間與固定渦捲壁28共同操作或嚙合。渦 捲之相對繞轉移動導致一些氣體被截獲於該等渦捲之間並 自該入口泵抽至該出口。 一渦捲幫浦可為一乾式幫浦且不潤滑。尤其當不潤滑 時，為防止背面洩漏，該等渦捲之間之軸向間隙與徑向間 隙必須維持精確。一渦捲之一渦捲壁的軸端29、35與其他 渦捲之底板30、36之間的間隔由一密封配置密封，該密封 配置一般包括尖端密封。 156246.doc 201207245. 在使用期間該幫浦溫度增加’然而並非該f浦内之所有 組件以相同速率增加且亦由於不同熱膨服係數，轴14以比 幫浦外设12更大之程度回應於溫度變化。因此在不影響繞 ㈣捲與E]定㈣之間之軸向㈣與徑㈣隙的情況下， ‘ 1亥同心軸部分之第-軸承38與第二軸承40必須適應該軸的 膨脹與收縮。此外，第一軸承38與第二轴承4〇較佳適應製 造容差内所產生之長度範圍之不同長度的轴。 該軸承配置將參考圖2及圖3進行更加詳細的描述。出於 簡明在圖2申未展示固定渦捲22。 圖2所展示，驅動軸丨4具有一同心軸部分1 $及一偏心 軸。P刀13 „亥軸由—馬達i 6驅動，該馬達具有相對於幫浦 卜λ又12固疋之一第一零件丨7及相對於同心軸部分15固定之 第-零件19。第三零件19在—定程度上於轴向方向上相 對於第一零件17自由移動。 同〜軸部分15由第—軸承38與第二轴承40支撐以進行旋 轉。第三軸承42支撐相對於該偏心軸部分之繞轉渦捲20以 允許相對角度移動使得對該繞轉渴捲賦予軸繞轉運動之旋 轉。 第一軸承38具有相對於轴14固定之一内座圈44及固定至 轴承座48之—外座圈46。若干球50允許軸14相對於該軸 承座48紅轉。軸承座48具有相對於外殼12固定之一徑向外 部分5 2及固5 & . 心主第—軸承38之外座圈46的一徑向内部分 54 °此實例中之徑向内部分包括具有用於固定至外座圈46 之么向延伸唇緣58之一環狀座位56使得該外座圈由徑向 156246.doc 201207245 内部分54支撐。内座圈44係在一緊固部件6〇與軸之一肩部 之間固定至轴。 軸承座48(圖3中更加詳細地予以展示）係經組態以限制 轴承3 8的禮向移動但允許軸向移動。該轴承座在此實例中 具有一中間部分，該令間部分包括定位於穿過該軸承座之 開口 64之間的三個大體上撓性支撐部分62，撓性支樓部分 62允許該該軸承座沿軸部分15之軸a撓曲。然而該支樓部 分在徑向方向上係剛性的以限制該軸之徑向移動，否則將 導致繞轉渦捲與固定渦捲之間的錯位。因為該軸承座之内 部分54係相對於軸承38之外座圈46(圖3中未展示）固定，所 以該抽承無需如圖5中所展示之先前技術配置的情況般相 對於該軸承座滑動，且因此轴承38遭受較少損壞且在較長 間隔内才需要更換。 圖4中展示一替代軸承座78。在此配置中，該中間部分 形成一輪輻結構’該輪輻結構包括多個撓性支撐部分8〇， 各撓性支撐部分8〇定位於穿過該軸承座之相鄰開口 82之 間’該等撓性支撐部分80允許該該軸承座沿軸部分15之轴 A撓曲°然而該等支撑部分在徑向方向上係剛性的以限制 該軸之徑向移動，否則將導致繞轉渦捲與固定渦捲之間的 錯位。大量支樓部分（如所展示之16)之提供將徑向負载繞 該軸承座之圓周分配於該軸承座上。 在圖2的配置中，該轴承座經内部偏移以在線66所指示 之方向上作用在軸承38上，藉此阻止軸承38在軸向方向Al 上之軸向移動。以此方式，該軸之熱膨脹係允許的但線68 156246.doc 201207245 — ,力被、准持於第二軸承40上使得該繞轉渦捲與該固 間隔大體上保持軸承座48可由 (例如）銘或鋼劁VLπ 不限於此等材料）且經預負載使得裝 配於適#位置時，施加所需力於轴承38上。 在，所展不之另-配置中’-軸承座70經外部偏移以 使》亥等渦捲之間的軸向間隔大體上保持恆定。就此而言， 偏移構件（其可為如所展示之—貝氏彈菁η或 其他口適彈簧）係定位於該軸承座之-内部分74與-固定 :殼部分76之間以預負载軸承座7〇。該軸承座之軸向剛性 實質上小於該偏移構件且遞送—很小預負載或不遞送預負 載。 、 應瞭解的是本文所描述之軸承座配置亦可發現用於其他 裝置中（包括由軸承配置支撐以進行旋轉之軸），其中具有 類似於真空幫浦至軸向移動需求及徑向移動需求。 【圖式簡單說明】 圖1係一渦捲幫浦的一示意圖； 圖2更加詳細地展示圖1之該渦捲幫浦的部分； 圖3展示圖1之渦捲幫浦之一軸承座； 圖4展示一替代轴承座； 圖5展示另一渦捲幫浦的部分；及 圖6展示一先前技術渦捲幫浦之部分。 【主要元件符號說明】 10 渦捲壓縮機或渦捲幫浦 12 幫浦外殼 156246.doc 201207245 13 偏心軸部分 14 驅動軸 15 同心袖部分 16 馬達 17 第一零件 18 馬達 19 第二零件 20 繞轉渦捲 22 固定渦捲 24 幫浦入口 26 幫浦出口 28 渦捲壁 29 軸向端面或表面 30 環形底板 34 渦捲壁 35 軸端面或表面 36 大體上圓形底板 38 第一車由承 40 第二軸承 42 第三軸承 44 内座圈 46 外座圈 48 軸承座 50 球 156246.doc -10- 201207245. 52 徑向外部分 54 徑向内部分 56 環狀座位 58 徑向延伸唇緣 60 緊固部件 62 撓性支撐部分 64 開口 66 線 68 線 70 軸承座 72 貝氏彈簧 74 内部分 76 固定外殼部分 80 撓性支撐部分 82 開口 102 驅動軸 104 同心轴部分 106 偏心轴部分 108 馬達 110 第一零件 112 幫浦外殼 114 第二零件 116 第一轴承 118 第二軸承 156246.doc •11 201207245 120 繞轉渦捲 122 内座圈 124 外座圈 126 轴承座 128 球 130 緊固部件 132 彈簧部件 134 徑向内部 136 線 A 軸 導唇緣 •12- 156246.doc

Claims (1)

  1. 201207245. 七、申請專利範圍： 1·種幫庸，其包括由—轴承支撐以進行旋轉之一轴，該 轴承座承載，该軸承座具有相對於—幫浦外殼 固定之—大體上外徑向部分及相對於該Μ固定之-大 分’其中該軸承座在該内部分與該外部分 之間的-徑向方向上係剛性的且在一軸向方向上係撓性 的=限制該軸承的徑向移動並允許軸向移動。 2·如°月求項1之幫浦’其中該軸承座經預負載以在-第- ^向方向上施加-軸向力於姉承上，以阻止該轴承在 一第二輛向方向上的軸向移動。 3’ ：^求項2之幫浦’其中該轴承座經内部偏移以提供該 預負載轴向力。 4.如請求項2之幫浦，其包括定位於該外殼與該軸承座之 s亥内部分或該轴承的—者之間之—彈簧，以提供該預負 載軸向力。 月J述》月求項中任一項之幫浦，其中該轴承座具有介於 該内徑向部分與該外徑向部分之間的一中間部分，該中 間部分在該徑向方向上為剛性且在該軸向方向上為撓 性。 月长項5之幫浦，其中該中間部分包括複數個大體上 位向延伸支撐部分，該等徑向延伸支撐部分係由穿過該 轴承座之開口隔開。 156246.doc
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