TW201940815A - 具有壓力釋放閥之真空幫浦 - Google Patents

Abstract

一種真空幫浦，其包括：至少兩個轉子，各轉子包括至少一個葉片，該至少兩個轉子經安裝於一定子內；該等葉片之至少一者包括一慣性壓力釋放閥，該慣性壓力釋放閥包括：一主體，其經安裝以在其中該主體阻礙該轉子之前側與尾側之間之一流體流動路徑之一關閉位置與其中該流體流動路徑未被阻礙之一敞開位置之間移動；其中，該主體經結構設計以回應於由該轉子之一旋轉速度的變化所觸發之作用於該可移動主體上之力的變化而在該敞開位置與該關閉位置之間移動。

Description

具有壓力釋放閥之真空幫浦

本發明之領域係關於真空幫浦領域且特定言之係關於具有壓力釋放閥之真空幫浦。

本申請案係關於真空幫浦且在較佳實施例中係關於升壓幫浦，且係關於用於此等幫浦中之壓力釋放閥(PRV)以緩和當此一幫浦之輸入壓力突然升高時可能出現之問題。升壓幫浦用於升壓一真空幫浦總成之容量。升壓幫浦以高速操作且在其等大部分操作期間，幫浦之入口與出口之間僅存在一小壓力差。若入口處之壓力突然上升，則由轉子迅速轉移氣體至幫浦出口，在幫浦出口處壓力可上升至5巴或甚至8巴。此壓力在轉子上施加大力，其可致使轉子斷裂或致使軸齒輪滑動。為解決此，PRV習知地併入至此等升壓幫浦中。此等PRV習知地安裝於定子中且當增壓器出口處之壓力超過入口壓力達多於一定量時壓力致動並敞開。此有助於減小入口與出口之間的壓力差並保護幫浦。

此等習知PRV通常位於延伸定子之一路徑中，其將出口處之氣體再循環至入口，藉此提高入口處之壓力。此一配置藉由使定子比其它方式更寬及/或更長來增加幫浦之佔據面積。圖1展示此一先前技術配置之一實例。

希望提供一種具有一壓力釋放閥之真空幫浦，而不會過度增加幫浦之尺寸。

本發明之一第一態樣提供一種真空幫浦，其包括：
至少兩個轉子，各轉子包括至少一個葉片，該至少兩個轉子安裝於一定子內；該等葉片之至少一者包括一慣性壓力釋放閥，該慣性壓力釋放閥包括：一主體，其經安裝以在其中該主體阻礙該轉子之前側與尾側之間的一流體流動路徑之一關閉位置與其中該流體流動路徑未被阻礙之一敞開位置之間移動；其中，該主體經結構設計以回應於由該轉子之一旋轉速度之變化觸發之作用於該可移動主體上之力之變化而在該敞開位置與該關閉位置之間移動。

本發明之發明人藉由將一PRV併入至轉子內來解決PRV增加一習知幫浦之佔據面積及成本之問題，使得入口與出口之間的一壓力釋放流體流動路徑自轉子之一側至另一側形成而非經由定子外部之一路徑。

儘管似乎會希望依此習知PRV回應於壓力差的方式將一閥併入至一幫浦中，但通常在作用於閥之出口側上之壓力足以使可移動閥元件抵靠其自身重量或抵靠由一彈簧提供之力移動時敞開。此使得其等不適合用於一葉狀轉子，其中跨轉子之壓力差取決於轉子在其旋轉循環中之位置而反轉。因此，若將此一習知PRV併入至一真空幫浦轉子中，當壓力差反轉時，其將試圖在轉子之各轉數期間敞開及關閉。某些時候，此不僅意謂氣體釋放路徑不可用，而且旋轉速度使得閥無法在所提供之時間內成功敞開及關閉且在某些中間不確定狀態中可較好保留。

本發明之發明人認識到，儘管一習知PRV在位於一轉子內時可能不提供一可接受閥，但使用一慣性壓力釋放閥代替，接著可達成所要操作特性。

在此方面，本發明之發明人認識到此一幫浦所經受之一壓力增加將使轉子減速，且因此，結構設計一閥對此作出反應而非壓力差本身將允許在轉子上提供當葉片旋轉時隨著在不同面上之壓力變化不反轉位置之一閥。經結構設計以回應於轉子之一旋轉速度之變化在敞開位置與關閉位置之間移動之一慣性閥將提供所要操作特性。經併入至轉子中之此一閥不佔用額外空間且提供抵靠壓力波動之釋放。

在一些實施例中，該流體流動路徑包括一轉子尖端與該定子之間的一通道，該主體包括該轉子尖端之至少一部分。

在一些實施例中，該主體可形成該轉子尖端之一部分，當處於其關閉位置中時，該部分為該幫浦密封面之至少一部分提供該定子。當處於一敞開位置中時，該主體不延伸至該定子且一通道形成於該定子與該轉子葉片之間，允許一些壓力釋放且由該轉子感受到之力之一減小。

在其他實施例中，該流體流動路徑包括穿過該葉片之一通道。

替代地，該流體流動路徑可為穿過該轉子之一路徑，當處於其關閉位置中時，該路徑由該主體密封。當處於一敞開位置中時，該主體移動以敞開該路徑且感覺到一些壓力釋放且該轉子上之力減小。觀察此情況之一種方式係當該主體處於該敞開位置中時該轉子變得更多孔性，且因此，由幫浦於該旋轉葉片上之流體施加之力減小。

該主體可具有多種不同形式，只要其經結構設計以在其中該主體密封該流體路徑之一敞開位置與一關閉位置之間移動。在一些實施例中，該主體包括安裝於該流體流動路徑內之一球體，該流體流動路徑包括一隘縮部，該隘縮部包括該球在該關閉位置中裝配至其中之一閥座，該球位於該閥座之該前側邊緣上。

在該閥座之前側提供一球並非結構設計一壓力釋放閥之習知方式。然而，當安裝於此位置中時，轉子之減速將致使球移動遠離閥座並敞開閥。回應於流體入口處之一壓力增加而發生減速且指示需要壓力釋放。因此，具有對減速作出反應以敞開之一閥提供一合適壓力釋放功能。此外，一旦需要壓力釋放之條件消退且入口與出口之間的壓差開始減小，則轉子將開始加速，且加速力將致使主體移動至關閉位置且將恢復正常幫浦操作。

在一些實施例中，該主體經安裝使得歸因於該轉子旋轉所致的一離心力用於使該主體偏置朝向該關閉位置。

在一些實施例中，該慣性壓力釋放閥經設計使得歸因於該轉子旋轉所致的該離心力用於使該可移動主體偏置朝向該關閉位置，且因此，在穩定狀態操作期間，該主體經偏置至一關閉位置且該轉子具有一固體轉子之功能特性。

在一些實施例中，該主體安裝於一導件內，該導件限制該主體在該敞開位置與該關閉位置之間的運動。

為控制主體在一敞開位置與一關閉位置之間的移動，會希望將主體安裝於某種導件內，使得主體運動沿一特定路徑受到約束，從而允許該主體之一更可預測運動及一更可控壓力釋放操作。

在一些實施例中，該流體流動路徑包括該導件。

在一些情況下，流體流動路徑可充當導件且特定言之在流體流動路徑包括閥座之情況下，接著可取決於轉子之速度變化而使主體移動朝向及遠離流體流動路徑內之閥座。

在一些實施例中，該主體之該關閉位置位於該導件內之一點處，該點在徑向上離該轉子之一中心最遠。

如前文所提及，這在歸因於轉子旋轉所致的離心力用以使主體偏置朝向關閉位置且提供此一功能之一種簡單方式係在徑向上離導件中之轉子之中心最遠之一位置處提供關閉位置情況下係所欲。因此，在主體沿一導件移動之情況下，當轉子旋轉時，歸因於離心力，轉子將被拋出至此關閉位置。

在一些實施例中，該流體流動路徑包括兩個橫向偏移路徑，一個橫向偏移路徑自該轉子之該前側運行至一連接點且另一個橫向偏移路徑自該轉子之該尾側運行至一連接點，一連接通道運行於該等路徑之間，該主體經安裝以便在處於該關閉位置時阻礙該連接通道。

在一些情況下，不是在流體流動路徑內具有可移動主體，而是可在兩個偏移流體流動路徑之間的一連接路徑內。這樣做之一個優點係轉子葉片之兩側上之壓力差垂直於主體且不推動轉子葉片朝向或遠離敞開位置或關閉位置。而是，主體移動之導件可經設計使得主體上之唯一顯著力係歸因於轉子之運動且使用合適主體角度及重量，可達成用於敞開及關閉閥之所欲特性。

在一些實施例中，該主體之至少一部分及相鄰於該關閉位置之該轉子之至少一部分由磁性材料形成，使得該主體藉由該主體與該轉子之間的一磁引力偏置朝向該關閉位置。

在某些情況下，朝向關閉位置之唯一偏置力係歸因於離心力。在其他實施例中，可存在一磁偏置力，且在一些實施例中，可存在磁偏置力及離心力兩者。在一磁力用於使主體偏置朝向關閉位置之情況下，則可在穩定狀態操作中不需要離心力來將主體固持於關閉位置中，且在此情況下，導件不需要成角度以在一徑向最遠點提供關閉位置。在此情況下，轉子之加速及減速可用於提供主體之運動，藉由一磁力使主體固持於關閉位置中。在其他實施例中，轉子之加速及減速可為使該主體固持於關閉位置中之離心力及磁力之一組合。

在一些實施例中，該主體包括可操作以在該導件內滾動之一圓盤。

如前文所提及，主體可具有多種形式且其可包括經安裝以在導件內滾動之一圓盤。在其他實施例中，主體可為在一導件內滾動之一球或在一導件內滾動之一桿。

在一些實施例中，該導件包括一斜面，使得與較靠近該前側較該導件之一邊緣相比，較靠近該尾側的該導件之一邊緣離該轉子之一中心徑向更遠，較靠近該尾側的該導件之該邊緣包括該主體之該關閉位置。

導件可經配置使得關閉位置沿導件徑向最遠，使得離心力用於關閉其。使導件朝向尾側意謂減速將在主體上提供用於敞開閥之力，而加速將提供用於關閉閥之力。

在一些實施例中，該等葉片包括中空葉片，該等葉片之該至少一者包括通過該轉子之一外表面之通道，該等通道之一者位於該前側上且該等通道之一者位於該轉子之該尾側上且該主體包括安裝於該等葉片之該至少一者內之一桿，該主體可操作以在該關閉位置中阻礙該等通道並使該等通道在該敞開位置中敞開。

在一些情況下，轉子之葉片可為中空且此具有減小轉子之重量並因此減小旋轉其等所需之功率之優點。在流體流動路徑係通過葉片之一通道之情況下，則中空葉片可形成此通道之一部分，其中葉片之外表面具有位於密封表面之任一側上之前側及尾側上之通道，使得跨葉片存在一流體流動路徑。在一些情況下，主體可包括安裝於中空葉片之至少一者內之一桿，主體回應於慣性力而移動以阻礙處於關閉位置中之通道並使其等在敞開位置中敞開。在一些情況下，桿可在中空葉片內鬆動且在其他情況下，可存在某種導件機構，其在敞開位置與關閉位置之間滾動。

在一些實施例中，該真空幫浦包括複數個流體流動通道及各葉片中之對應複數個慣性壓力釋放閥。

在各轉子之各葉片中，於一個葉片或一單一流體流動通道中可僅存在一單一流體流動通道。替代地，一葉片可具有平行配置之複數個流體流動通道。這樣做之優點在於，歸因於此等通道敞開之效果隨通道數目之增加而增加，且因此所提供之壓力釋放亦增加。

在一些實施例中，該主體經安裝使得該轉子之一減速提供使該主體偏置遠離該關閉位置之一力，且該轉子之一加速提供使該主體偏置朝向該關閉位置之一力。

在一些情況下，主體可經安裝，因此轉子之一減速提供用於使主體偏置遠離關閉位置之力，且一加速提供使主體偏置朝向關閉位置之一力。當歸因於入口處之壓力之一突然增加而對轉子提供一大力需要壓力釋放時，轉子之顯著減速發生，且此效果可用作觸發壓力釋放閥之敞開並提供有效壓力釋放之機構。使用具有依此方式作出反應之一移動主體之一慣性壓力釋放閥提供對入口壓力變化之一迅速回應。

在一些實施例中，該主體經安裝以連接至一彈簧，使得一彈簧力使該主體偏置朝向該敞開位置，且該離心力使該主體偏置朝向該關閉位置；使得當該旋轉速度超過該預定速度時，該主體處於該關閉位置中，且當該旋轉速度低於該預定速度時，該主體處於該敞開位置中。

替代地，主體可被連接至一彈簧，且該彈簧可使主體偏置朝向敞開位置，同時離心力使主體偏置朝向關閉位置。在此一情況下，旋轉速度判定主體是處於一關閉位置中還是一敞開位置中。此係一替代方法，且儘管壓力釋放閥對壓力變化之反應可能比壓力釋放閥對減速作出反應時更慢，但壓力釋放閥確定提供可預測之操作。彈簧操作之此可預測性質可使得幫浦能夠經結構設計以一綠色模式操作。在綠色模式中操作時，幫浦通常運行緩慢以減少功率消耗。閥彈簧可經結構設計以依綠色模式速度敞開PRV且避免在此速度增壓器中之任何壓縮。此將進一步減少功率。在正常較高功率操作模式期間，閥將保持關閉，直至歸因於幫浦之氣體之一壓力增加所致之減速而使速度下降至此等較慢之速度。

在一些實施例中，該至少一個葉片包括一中空葉片且該主體包括兩個翼片，各翼片安裝於一可樞轉臂上且經結構設計以覆蓋通過該轉子之一外表面之通道，一個通道位於該轉子之該前側上且一個通道位於該轉子之該尾側上，該兩個臂經由一彈簧連接，該彈簧經偏置以使該兩個翼片固持於當該轉子以高於該預定旋轉速度旋轉時關閉該等通道且當該轉子以低於該預定旋轉速度旋轉時不阻礙該等通道的一位置。

在一些實施例中，該至少一個葉片包括一中空葉片且該主體包括安裝於一彈簧上之一彎曲翼片，該彈簧使該翼片偏置遠離該定子，該翼片可操作以在該轉子以高於該預定速度旋轉時形成該轉子之一外密封表面。

一些實施例可在該葉片之外邊緣處提供一可移動主體，藉由允許氣體簡單地流動通過轉子與定子之間的一間隙而非通過旋轉轉子路由而允許依一簡單方式釋放壓力。

在一些實施例中，該真空幫浦係一真空升壓幫浦。真空升壓幫浦提供增加之容量至一真空幫浦系統且藉由以高速旋轉來完成。在其等幫浦之系統具有一突然變化之壓力之情況下，跨升壓幫浦之壓力差可能會突然變化且此對升壓幫浦造成很大壓力。因此，此等幫浦特別適於壓力釋放閥，其有助於保護其等免受壓力突然變化時發生之高力。

儘管幫浦可具有多種不同形式，但幫浦可包括一雙轉子魯氏幫浦。此等幫浦通常形成真空升壓幫浦且特別適於實施例之壓力釋放閥。

在一些實施例中，該流體流動路徑與該葉片之一外表面朝向該轉子之一中心相遇，藉此延長該前側與該後端之間的該流體流動路徑敞開之一時間。

在流體流動路徑之出口朝向轉子之中心之情況下，針對大部分旋轉，流體流動路徑不會被另一轉子阻礙且提供更有效壓力釋放。

儘管該等轉子各可包括一個葉片，然一般而言幫浦在存在至少兩個葉片之情況下執行更好。

儘管在一些實施例中，並非所有葉片均可包括壓力釋放閥，但該等葉片之各者包括一壓力釋放閥。在轉子上之葉片不對稱之情況下，可能存在一些不平衡，且因此若各葉片包括一壓力釋放閥可係有利的。此外，提供額外壓力釋放閥有助於增加所提供之壓力釋放效果。

隨附獨立及附屬技術方案中闡述進一步特別及較佳態樣。可視情況且組合除技術方案中明確闡述以外之該等特徵而將附屬技術方案之特徵與獨立技術方案之特徵組合。

在將一裝置特徵描述為可操作以提供一功能之情況下，將瞭解此包含提供該功能或經調適或經組態以提供該功能之一裝置特徵。

在更詳細論述實施例之前，首先將提供一概述。

提供一種經併入至一升壓轉子中之慣性壓力釋放閥，代替壓力致動且因此必須敞開及關閉轉子之每半圈，透過慣性效應而使該升壓轉子致動且可因此在其釋放之壓力峰值事件中保持敞開。

PRV之一些實施例經結構設計以回應於轉子之減速及加速，且因此將在壓力峰值事件開始時回應於轉子感受到之減速敞開一次，且接著一旦條件消退再次關閉且轉子加速回朝操作速度。

PRV之其他實施例經結構設計以回應於一預定速度，當轉子之旋轉速度下降至低於此預定速度時敞開且當轉子之旋轉速度上升高於此預定速度時關閉。此等PRV使用歸因於旋轉之離心力作為關閉力，例如由一彈簧構件提供一敞開力。

圖1展示根據先前技術之具PRV之一魯氏升壓幫浦。在此幫浦中，存在PRV，各PRV具有一壓力致動之可移動主體20，其位於導管內之一閥座22上，該等導管位於定子外部且將幫浦之出口連接至其入口。在此裝置中，在出口處之壓力過大之情況下，可移動主體20藉由出口與入口之間的壓力差被推離閥座22，且存在通過該出口與該入口之間的導管之一氣流，其釋放壓力差。此係一有效壓力釋放閥，但如可見，其佔據大量空間且需要額外零件。

圖2示意性地展示用於一魯氏幫浦之一壓力釋放閥，其類似於先前技術之壓力釋放閥，但該等壓力釋放閥位於魯氏升壓幫浦之轉子內。在此實施例中，各轉子葉片包括通過該葉片之氣體流動通道，其等在穩定狀態操作中由位於一對應閥座上之一可移動主體關閉。回應於壓力之一突然增加，該等轉子將突然減速且該可移動主體將被拋出閥座且該閥將敞開，致使壓力釋放且氣體通過轉子自較高壓力出口流動至較低壓力入口。依此方式，提供具有與先前技術之操作特性類似之操作特性之一壓力釋放閥，而無額外空間要求。此外，當閥藉由減速啟動時，其回應於突然變化且立即發生壓力釋放。

圖3及4展示一轉子之一葉片內之一PRV之一個實施例。在此實施例中，閥由一習知外觀球20及跨升壓轉子10之葉片鑽孔之閥座22組成。圖3展示處於關閉位置中之閥，而圖4展示無球20之閥，使得展示閥座22。閥之出口側位於葉片之前側上；此係你想到安裝一壓力控制PRV之相反意義。通道30成角度，使得其自轉子脫離之半徑小於閥座之半徑。依此方式，球上之離心力將其滾入座中，關閉閥。此外，至通道30之埠將更靠近轉子之中心，使得其等針對大部分旋轉不由另一轉子阻礙。應注意，為了便於表示，在圖中誇大了通道之角度。

當存在一過大出口壓力時，其致使轉子組之迅速減速。可用於使球在閥中減速之力之主要分量係離心力，使其「向下」沿斜坡滾動。次要分量係跨閥作用之壓力差。若轉子之減速速率超過
α_max = ω² cos θ+ SΔP/mr
其中θ係導件之斜率之角度，
ω係旋轉之角速度
α_max 係角減速度，其將剛好使閥關閉(任何更快速度都將敞開閥)
S係閥座之面積，
ΔP係跨轉子之壓力差(入口與出口之間的增壓器)，
m係閥之移動元件之質量，且
r係閥之移動元件距旋轉軸之距離。
則將球自座椅上甩出並「上坡」滾動且敞開閥。可藉由改變出口通道與轉子之半徑之間的角度來調整閥敞開之點。壓力項及離心項之相對重要性可藉由改變球質量或閥座之半徑來調整。洞在末端處關閉以阻止球飛入掃掠體積。

自出口至入口之氣體路徑比在一轉子PRV中提供傳導優勢之習知定子PRV更短且更直接。

在較佳實施例中，閥與轉子之各葉片以相同數目加至轉子(以便在閥敞開時保持平衡)。

一般而言，更快增壓器係可係所欲的，因為更快增壓器減少產品佔據面積。如關於圖2所提及，一般而言，此等更快增壓器更可能需要PRV保護。此設計允許將PRV加至增壓器，而不會影響整體產品佔據面積。一般而言，升壓轉子上之空間比定子或頂板上之空間大。若需要一個以上PRV，則更容易將額外閥安裝至轉子中(並聯)，而非在(例如)一頂板中找至更多空間。

對於安裝於外殼內之一些增壓器，需要壓力釋放，且空間非常有限。慣性釋放閥可為在一指定佔據面積內達成一所要峰值速度之一關鍵促成因素。

圖5展示其中壓力釋放閥由安裝於一導件26內之圓盤24之形式的一可移動主體形成的一替代實施例。當閥處於關閉位置中時，該圓盤用於阻礙兩個橫向偏移通道30a、30b之間的一鏈路。

在幫浦啟動時，轉子之旋轉速度將自零增加至幫浦之運行速度。在此階段期間，滾動圓盤24將滾動至轉子中之狹槽之後部且通過轉子10關閉埠。該圓盤與其所在之狹槽之間的間隙足夠小以防止跨該轉子之顯著洩漏且足夠大以允許圓盤自由移動。

在幫浦操作期間，藉由離心力自導件26之滾動表面50中繞轉子之中心之一非常小梯度而使圓盤保持於其關閉位置中。替代地或另外，可藉由一磁體(未展示)而使圓盤固持於關閉位置中，在此情況下，導件26將不需要增加梯度。作用於圓盤上之氣體壓力垂直於其行進路徑作用，且因此，當在旋轉期間壓力差之方向改變時，圓盤在其敞開及關閉之方向上之力之變化係有限的。

當氣體被傾卸至升壓幫浦之入口中時，該氣體由轉子轉移至排氣側，致使轉子迅速減速。當轉子減速時，圓盤滾動至敞開位置。此允許氣體穿過轉子，減小下游側上之峰值壓力。

分析展示，可在可達成製造容限之情況下，產生於導件50之滾動徑向外表面上所需之梯度，以允許圓盤在減速力下滾動。

圖6至圖12展示轉子內之一慣性壓力釋放閥(PRV)之替代實施例，其經配置以基於轉子速度操作。

在此實施例中，於升壓轉子之密封表面之任一側上之鑽孔允許氣體流動通過中空轉子。彼等孔係由經彈簧負載至一敞開位置中之翼片擋住，當離心力超過彈簧力時，旋轉轉子之離心力用於關閉翼片。此以一預定旋轉速度發生。

圖6展示根據一個實施例之一慣性壓力釋放閥之一概觀。圖7展示以低於及高於預定速度之一敞開(右手圖)及關閉(左手圖)位置中之相同壓力釋放閥。因此，左手圖展示轉子以高於預定臨界速度旋轉，此係觸發翼片移動之速度，且在此較高速度翼片處於關閉位置中。右手圖展示相同轉子以低於臨界速度之一速度旋轉且翼片敞開。當轉子以一更高速度旋轉時，翼片處於關閉位置中，而當轉子以一較低速度旋轉時，在臂之間延伸之橫向彈簧40的彈簧力超過歸因於旋轉之離心力所致的彈簧力，翼片敞開且氣體可沿由箭頭62及64展示之路徑穿過轉子。依此方式，當壓力突然增加且轉子減速，在旋轉速度下降至低於預定臨界速度時，翼片將自動敞開且氣體流動將發生。在此情況下，轉子之減速並非致動閥而是通過低於一特定速度。依此方式，可設計精確地回應於一特定速度之一壓力釋放閥。發生此種情況之速度將取決於翼片之重量且取決於彈簧之強度。應注意，歸因於壓力釋放閥總成上之離心力，當速度達到預定速度時，翼片將逐漸關閉。

因此，當升壓真空幫浦經受(例如)一大氣壓力傾卸時，轉子將迅速減速，且當轉子低於預定速度時，歸因於作用於翼片上之彈簧力高於離心力，翼片將開始敞開，允許氣體穿過轉子。此降低下游幫浦感受到之峰值壓力。當速度保持低時，氣體將繼續穿過轉子。一旦壓力波動之影響開始減小，轉子之速度將增加，且當達到預定速度時，翼片將再次關閉。

圖8及圖9展示其中彈簧40處於一不同位置中的一替代配置。在此實施例中，彈簧40安裝於固持翼片之臂之樞轉點處。壓力釋放閥將依與其中彈簧40係臂之延伸部分之間的一橫向彈簧之實施例相同之方式操作。因此，左手圖展示轉子以高於預定臨界速度旋轉，此係觸發翼片移動之速度，且在此較高速度翼片處於關閉位置中。右手圖展示相同轉子以低於臨界速度之一速度旋轉且翼片敞開。

圖10及圖11展示其中翼片繞任一邊緣處之樞轉點安裝的一替代實施例。左手圖再次展示在翼片處於關閉位置中時高於臨界速度之條件且右手圖展示在翼片處於敞開位置中時以一較低速度之相同轉子。一彈簧將翼片朝向彼此拉動且其等在敞開位置中重疊。當離心力超過彈簧力時，閥關閉且翼片跨轉子之外表面之一大部分延伸，其允許氣體通道更大。

圖12展示其中該移動主體係安裝於朝向轉子之中心延伸之一臂上的彈簧的一替代實施例。當處於關閉位置中時，移動主體20形成轉子尖端，且當轉子減速且一離心力小於彈簧40力時，則該主體將敞開且將存在氣體通過定子與此轉子尖端之間的一通道。此係為氣體提供一通道之一便利方式，允許一簡單氣體流動且不需要氣體流動穿過本身旋轉之一轉子通道。

圖13展示其中PRV回應於加速及減速而不是預定速度而敞開及關閉的替代實施例。在此實施例中，當轉子10外表面處之出口14、16不被安裝於中空葉片內之桿20遮蔽時，開口14、16與轉子內之中空空間一起自轉子之一側至另一側形成一氣體流動通道。當處於穩定狀態操作中時，桿20被拋至一徑向外部位置(如圖中所展示)，其中其遮蔽開口14、16。在轉子減速時，桿移動遠離開口14、16且氣體可流動通過轉子。

儘管本文中已參考附圖而詳細揭示本發明之繪示性實施例，然應瞭解：本發明不限於精確實施例；及熟悉此項技術者可在不背離如由隨附申請專利範圍及其等效物所界定之本發明之範疇之情況下於本文中實現各種變化及修改。

10‧‧‧轉子

12‧‧‧轉子之中心

14、16‧‧‧開口

20‧‧‧可移動球閥主體

22‧‧‧閥座

24‧‧‧可移動圓盤主體

26‧‧‧導件

30‧‧‧通過葉片之通道

30a‧‧‧一個偏移通道

30b‧‧‧另一偏移通道

40‧‧‧彈簧

50‧‧‧導件之滾動表面

62‧‧‧氣體入

64‧‧‧氣體出

現將參考隨附圖式進一步描述本發明之實施例，其中：

圖1展示根據先前技術之具壓力釋放閥之一魯氏幫浦；

圖2展示根據一實施例之具壓力釋放閥之一魯氏幫浦；

圖3展示根據一實施例之具有一壓力釋放閥之一轉子之一葉片；

圖4展示無可移動主體之圖3之壓力釋放閥；

圖5展示根據一實施例之一壓力釋放閥之一替代實施例；

圖6示意性地展示根據一實施例之以特定速度敞開及關閉之一壓力釋放閥；

圖7展示在操作中時穿過圖6之閥之橫截面；

圖8展示類似於圖6之閥之一閥，其中彈簧位於一不同位置中；

圖9展示穿過處於敞開位置及關閉位置中之圖8之閥之一橫截面；

圖10展示類似於圖6及圖8之壓力釋放閥之壓力釋放閥之一進一步實施例，但具不同翼片配置；

圖11展示穿過處於敞開位置及關閉位置中之圖10之閥之一橫截面；

圖12展示一進一步實施例，其中流體流動路徑不通過轉子中之一通道；及

圖13展示一壓力釋放閥之一進一步實施例，其中通過一中空轉子之通道被一可移動桿遮蔽。

Claims (23)

1. 一種真空幫浦，其包括： 至少兩個轉子，各轉子包括至少一個葉片，該至少兩個轉子經安裝於一定子內； 該等葉片之至少一者包括一慣性壓力釋放閥，該慣性壓力釋放閥包括： 一主體，其經安裝以在其中該主體阻礙該轉子之前側與尾側之間之一流體流動路徑之一關閉位置與其中該流體流動路徑未被阻礙之一敞開位置之間移動；其中 該主體經結構設計以回應於由該轉子之一旋轉速度之變化觸發之作用於該主體上之力的變化而在該敞開位置與該關閉位置之間移動。
2. 如請求項1之真空幫浦，其中該流體流動路徑包括一轉子尖端與該定子之間之一通道，該主體包括該轉子尖端之至少一部分。
3. 如請求項1之真空幫浦，其中該流體流動路徑包括通過該葉片之一通道。
4. 如請求項3之真空幫浦，其中該主體包括經安裝於該流體流動路徑內之一球體，該流體流動路徑包括一隘縮部，該隘縮部包括該球於該關閉位置中被裝配至其中之一閥座，該球係位於該閥座之該前側邊緣上。
5. 如請求項1之真空幫浦，其中該主體經安裝，使得歸因於該轉子旋轉所致之一離心力作用使該主體偏置朝向該關閉位置。
6. 如請求項1之真空幫浦，其中該主體係安裝於一導件內，該導件限制該主體在該敞開位置與該關閉位置之間的移動。
7. 如請求項4之真空幫浦，其中該主體經安裝於一導件內，該導件限制該主體在該敞開位置與該關閉位置之間的移動，且該流體流動路徑包括該導件。
8. 如請求項6之真空幫浦，其中該主體經安裝使得歸因於該轉子旋轉所致之一離心力作用使該主體偏置朝向該關閉位置，且該主體之該關閉位置係位於該導件內之距離該轉子之一中心徑向最遠之一點處。
9. 如請求項7之真空幫浦，其中該流體流動路徑包括兩個橫向偏移路徑，一橫向偏移路徑自該轉子之該前側行進至一連接點，且另一橫向偏移路徑自該轉子之該尾側行進至一連接點，一連接通道行進於該等路徑之間，該主體經安裝以便在處於該關閉位置中時阻礙該連接通道。
10. 如請求項6之真空幫浦，其中該主體之至少一部分及與該關閉位置相鄰之該轉子之至少一部分係由磁性材料形成，使得該主體藉由該主體與該轉子之間之一磁性吸引力偏置而朝向該關閉位置。
11. 如請求項6之真空幫浦，其中該主體包括可操作以在該導件內滾動之一圓盤。
12. 如請求項11之真空幫浦，其中該導件包括一斜面，使得與較靠近該前側較該導件之一邊緣相比，較靠近該尾側之該導件之一邊緣離該轉子之一中心徑向更遠，較靠近該尾側之該導件之該邊緣包括該主體之該關閉位置。
13. 如請求項5之真空幫浦，其中該至少一個葉片包括中空葉片，且該流體流動路徑包括穿過該至少一個葉片之各者之一通道，且該至少一個葉片包括通過該轉子之一外表面之通道，該等通道之一者位於該前側且該等通道之一者位於該轉子之該尾側，且該主體包括經安裝於該等葉片之該至少一者內之一桿，該主體係可操作以在該關閉位置中阻礙該等出口通道且在該敞開位置中使該等通道敞開。
14. 如請求項3之真空幫浦，其包括複數個流體流動通道，及各葉片中之對應複數個慣性壓力釋放閥。
15. 如請求項1之真空幫浦，其中該主體經安裝，使得該轉子之一減速提供使該主體偏置遠離該關閉位置之一力，且該轉子之一加速提供使該主體偏置朝向該關閉位置之一力。
16. 如請求項1之真空幫浦，其中該主體經安裝以與一彈簧連接，使得一彈簧力使該主體偏置朝向該敞開位置，且該離心力使該主體偏置朝向該關閉位置；使得當該旋轉速度超過該預定速度時，該主體處於該關閉位置中，且當該旋轉速度低於該預定速度時，該主體處於該敞開位置中。
17. 如請求項16之真空幫浦，其中該至少一個葉片包括一中空葉片且該主體包括兩個翼片，各翼片經安裝於一可樞轉臂上且經結構設計以覆蓋通過該轉子之一外表面的通道，一個通道位於該轉子之該前側上且一個通道位於該轉子之該尾側上，該兩個臂係經由一彈簧連接，該彈簧經偏置以當該轉子以高於該預定旋轉速度旋轉時，使該兩個翼片固持於接近該等通道之一位置，且當該轉子以低於該預定旋轉速度旋轉時，使該兩個翼片固持於不阻礙該等通道之一位置。
18. 如請求項2之真空幫浦，其中該主體經安裝以與一彈簧連接，使得一彈簧力使該主體偏置朝向該敞開位置，且該離心力使該主體偏置朝向該關閉位置；使得當該旋轉速度超過該預定速度時，該主體處於該關閉位置中，且當該旋轉速度低於該預定速度時，該主體處於該敞開位置中；及 其中該至少一個葉片包括一中空葉片，且該主體包括經安裝於該彈簧上之一彎曲翼片，該彎曲翼片使該翼片偏置遠離該定子，當該轉子以高於該預定速度旋轉時，該翼片可操作以形成該轉子之一外密封表面。
19. 如請求項1之真空幫浦，其中該真空幫浦包括一真空升壓幫浦。
20. 如請求項1之真空幫浦，其中該真空幫浦包括一雙轉子魯氏幫浦。
21. 如請求項19之真空幫浦，其中該流體流動路徑包括通過該葉片之一通道，且該流體流動路徑與該葉片之一外表面朝向該轉子之一中心相遇，藉此延長該前側與該尾側之間之流體流動路徑敞開期間之一時間。
22. 如請求項1之真空幫浦，其中該等轉子之各者包括至少兩個葉片。
23. 如請求項1之真空幫浦，其中該等葉片之各者包括一壓力釋放閥。