TWM634316U - 具有氣體鎮流總成之旋葉真空泵 - Google Patents

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麗 歐陽
楊傳雷
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中國大陸商萊寶（天津）國際貿易有限公司
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Abstract

本創作係關於一種旋葉真空泵300 (300’)，其包括一氣體鎮流總成330。該氣體鎮流總成330包括：一氣體鎮流通道，其流體連接至該泵300之一定子室212；一氣體鎮流閥334，其經構形以取決於跨該閥334之相對氣壓選擇性地敞開及閉合該氣體鎮流通道；及一氣體鎮流緩衝室360，其在該氣體鎮流閥343之上游流體連接至該氣體鎮流通道，該氣體鎮流緩衝室360與該泵300 (300’)之外部選擇性地流體連通。本創作亦提供一種將鎮流氣體傳送至一旋葉真空泵300 (300’)之相關方法。

Description

具有氣體鎮流總成之旋葉真空泵
本創作係關於一種旋葉真空泵。本創作亦係關於一種將鎮流氣體傳送至一旋葉真空泵之方法。
旋葉真空泵可用於多種行業中以提供及維持一系統中之真空條件。在此等泵中，待自一系統排出之工作氣體經遞送至該泵之一入口且經傳送至一個或一系列旋葉泵級。各旋葉泵級具備：一定子，其中界定一定子室；及一轉子，徑向延伸葉片(即，一旋葉總成)經偏心安裝於其中。旋葉總成經驅動以旋轉(例如，藉由一馬達)以壓縮(若干)定子室中之工作氣體且將工作氣體驅動至該泵之一出口，該工作氣體係透過該出口自該系統排出。
旋葉真空泵可作為「兩級」旋葉真空泵提供。此等泵之所以如此稱謂係因為其等提供彼此串聯流體連通之兩級(即，兩組)定子室及旋葉總成。第一級流體連接至泵入口且使用一第一定子室中之一第一旋葉總成(通常被稱為「高真空級」)壓縮工作氣體。接著將來自第一級之經壓縮工作氣體遞送至一第二級，該第二級流體連接至第一級之一出口。第二級具備一第二定子室中之一第二旋葉總成，且用來進一步壓縮工作氣體並 驅動工作氣體朝向該泵之一出口，該工作氣體係自該出口從該系統排出。具有多級與一「單級」旋葉真空泵相較可增加該泵之有效性及效率，且可允許針對特定系統達成更高真空度。
隨著葉片在定子室內旋轉，其等與室表面進行連續旋轉接觸。此可產生大量摩擦及熱。因此，必需在操作期間對葉片進行充分潤滑以便使該泵恰當地且有效地運作。在一些已知旋葉真空泵中，此潤滑係藉由向該泵提供進給至定子室中之一潤滑油供應來達成。該油在泵操作期間被旋葉拾取且在室表面與旋葉之間形成一潤滑油膜。油供應通常固持及密封於該泵自身內(例如，固持於該泵之環繞(若干)旋葉級之一殼體內)。此等泵通常被稱為「油封」旋葉真空泵。
遞送至旋葉真空泵之工作氣體可含有水蒸氣或其他揮發性蒸氣。在旋葉真空泵中之(若干)壓縮級期間，存在此等蒸氣可能冷凝成液體之一風險。此通常將在該等蒸氣經壓縮至超過其等飽和蒸氣壓之情況下發生。蒸氣以此方式之冷凝對於此等泵而言係有問題的，此係因為所得冷凝物可能與定子室中之潤滑油混合。此可能使該油乳化且使其潤滑性質降級。潤滑性質之此降級可能導致泵操作期間之增加的摩擦及熱(導致一效率降低)，且可能導該致泵之卡死或故障。此等冷凝物亦可能腐蝕該泵。
已知藉由使用一氣體鎮流裝置來將來自該泵外側之鎮流氣體(通常係空氣)引入至定子室中，通向泵出口(例如，一兩級旋葉真空泵之第二/出口泵送級)而解決與蒸氣之壓縮相關聯之問題。
引入至定子室之鎮流氣體稀釋蒸氣以提高其等之飽和蒸氣壓，使得蒸氣在壓縮期間冷凝之機會被最小化。接著經由泵出口將蒸氣及鎮流氣體與工作氣體一起自該泵排出。
一典型氣體鎮流裝置採用可經操作以在一泵送循環期間敞開及閉合以經由一通道將鎮流氣體選擇性地引入至定子室中之一單向或止回閥。
該閥之重複敞開及閉合可提供一大雜訊源，此係因為鎮流氣體之連續脈衝可被拉動通過氣體鎮流裝置。亦已發現，隨著更多鎮流氣體被引入至該泵中(例如，歸因於該泵與外部之間需要更大開口)，雜訊位準增加。此先前已限制可在一氣體鎮流泵送循環期間引入至該泵中之鎮流氣體之量，同時保持可接受的雜訊位準。此可限制可由每泵送循環之氣體鎮流操作置換之水/揮發性蒸氣之最大量或由氣體鎮流裝置提供之所謂「蒸氣處置容量」。
據此，需要提供一種具有改良此等態樣之一氣體鎮流總成之旋葉真空泵。例如，提供一種當在氣體鎮流模式下操作時降低雜訊位準之旋葉真空泵，及提供一種具有一更大靈活性及蒸氣處置容量範圍，同時維持可接受或降低的雜訊位準之旋葉真空泵。
根據一個態樣，本創作提供一種旋葉真空泵，其包括：一定子，其中界定一定子室；一旋葉總成，其經偏心安裝在該定子室內以旋轉；一發電機殼體，其包圍該定子；及一氣體鎮流總成，其與該定子室流體連通以選擇性地准許來自該泵之一外部之鎮流氣體進入該定子室。該氣體鎮流總成包括：一氣體鎮流通道，其流體連接至該定子室；一氣體鎮流閥，其經構形以取決於跨該閥之相對氣壓選擇性地敞開及閉合該氣體鎮流通道；及一氣體鎮流緩衝室，其在該氣體鎮流閥之上游流體連接至該氣體鎮流通道，且與該泵之該外部選擇性地流體連通。
該氣體鎮流緩衝室提供可在一氣體鎮流程序期間充滿鎮流氣體之一封閉體積，且因此在該氣體鎮流閥與該泵之外部之間提供一鎮流氣體「緩衝」。此可提供與該氣體鎮流總成之操作相關聯之雜訊之一減小。
在上述之一項實施例中，該氣體鎮流緩衝室經安置於該定子外側及該發電機殼體內。
藉由以此方式定位該氣體鎮流緩衝室，整個泵外包體(envelope)可保持緊湊，同時仍實現用於該緩衝室之足夠空間。
在上述之任一者之一進一步實施例中，該氣體鎮流緩衝室經封閉於與該發電機殼體分開之一殼體內。該分開的殼體可為該發電機殼體所附接至之一聯接外殼。
此為待放置之緩衝室提供一方便且有利的位置，其中該緩衝室可一體地形成至該聯接外殼中，而不需要形成為必須與該發電機殼體中之油密封隔開之一分開的外殼(在一油封變體中)。該緩衝室在該聯接外殼中亦可幫助為與該緩衝室連通之控制元件提供一方便位置，該控制元件亦可經固定至該聯接外殼。
在上述之任一者之一進一步實施例中，該氣體鎮流閥經凹入於該定子內。
此提供藉由使用該定子自身而進一步隔絕由該氣體鎮流閥產生之雜訊之優點。換言之，該氣體鎮流閥經凹入於其中之該定子之本體將幫助吸收由此產生之聲音。
在上述之任一者之一進一步實施例中，該泵進一步包括：一馬達總成，其可操作地連接至該旋葉總成以驅動該旋葉總成旋轉；及一 馬達殼體，其包圍該馬達總成。該馬達殼體與該發電機殼體相對附接至該聯接外殼。
此配置允許馬達及發電機區段分開地附接至該聯接外殼之任一側。此可促進該旋葉真空泵之組裝，以及允許各個別區段之分開的更換及拆卸。
在上述之任一者之一進一步實施例中，該氣體鎮流緩衝室經由安置於該定子外側及該發電機殼體內之一管流體連接至該氣體鎮流通道。該管可使用一推入式快速接頭連接至該定子。該接頭亦可在凹部中連接至該定子。
此等配置促進將該氣體鎮流緩衝室連接至該定子以改良組裝之容易性之一簡單且方便的方式。
在上述之又一進一步實施例中，該接頭自身可充當該氣體鎮流閥之部件(例如，該氣體鎮流閥之一閥座)。
與替代地需要提供分開的閥本體之配置相較，此可減小組裝之複雜性及部件計數。
在上述之任一者之又一進一步實施例中，該氣體鎮流總成進一步包括流體連接至該氣體鎮流緩衝室之一氣體鎮流控制元件。該氣體鎮流控制元件可操作以選擇性地允許或阻止該氣體鎮流緩衝室與該泵之該外部之間的流體連通。
以此方式，該氣體鎮流控制元件可用來起始或終止泵操作之一氣體鎮流模式。當被起始時，鎮流氣體將被允許在泵送循環期間進入該定子室。當被終止時，鎮流氣體將不被允許在泵送循環期間進入該定子室，此可允許泵操作之一「正常」模式。
在上述之一進一步實施例中，該氣體鎮流控制元件包括：一本體，其中包含至少一個孔口；及一蓋，其經構形以圍繞該本體旋轉以選擇性地敞開或堵塞該至少一個孔口以選擇性地允許或阻止該氣體鎮流緩衝室與該泵之該外部之間的流體連通。
此配置提供一「旋鈕」型控制元件，一使用者可方便地操作該控制元件以在該泵之不同氣體鎮流操作模式與一正常操作模式之間切換。與其他控制元件(例如，諸如電控控制元件)相較，此一手動控制元件亦可消除複雜性及潛在故障點。藉由提供不同大小之複數個孔口，該控制元件亦可允許引入該泵之蒸氣處置能力之額外或更大變動之一簡單方式。
在上述之任一者之一進一步實施例中，該泵係一油封旋葉真空泵，且該發電機殼體係用於容納油之一油殼體。
在上述之任一者之一進一步實施例中，該泵係一兩級旋葉真空泵，且該定子室及該旋葉總成流體連接於另一定子室及經偏心安裝在該另一定子室中以旋轉之旋葉總成之下游。
此等油封及/或兩級旋葉真空泵可具有可靠性及散熱優點，以及與其他類型之旋葉真空泵(例如，乾式泵或具有更少級之泵)相較達成潛在更高真空度。
根據另一態樣，本創作提供一種將鎮流氣體傳送至一旋葉真空泵之方法。該方法包括以下步驟：將一氣體鎮流緩衝室放置為與來自該旋葉真空泵之一外部之一鎮流氣體選擇性地流體連通；在該氣體鎮流緩衝室下游將一氣體鎮流通道及一氣體鎮流閥流體連接至該氣體鎮流緩衝室，其中該氣體鎮流閥經構形以取決於跨該閥之相對氣壓選擇性地敞開及閉合該氣體鎮流通道；及將該氣體鎮流通道流體連接至該旋葉真空泵之一 定子室。
如上文所論述，該氣體鎮流緩衝室提供可在一氣體鎮流程序期間充滿鎮流氣體之一封閉體積，且因此在該氣體鎮流閥與該泵之外部之間提供一鎮流氣體「緩衝」。此可提供與氣體鎮流總成之操作相關聯之雜訊之一減小。
在上述之一進一步實施例中，該方法進一步包括操作一氣體鎮流控制元件以選擇性地允許或阻止該氣體鎮流緩衝室與來自該泵之該外部之鎮流氣體之間的流體連通。
以此方式，該氣體鎮流控制元件可用來起始或終止泵操作之一氣體鎮流模式。當被起始時，鎮流氣體將被允許在泵送循環期間進入該定子室。當被終止時，鎮流氣體將不被允許在泵送循環期間進入該定子室，此可允許泵操作之一「正常」模式。
在進一步實施例中，該方法亦可包含使用根據上述先前態樣或其實施例之任一者之一旋葉真空泵。
儘管已關於上述特定特徵論述特定優點，但特定特徵之其他優點對於遵循本創作之技術者而言可能變得顯而易見。
100:旋葉真空泵
110:發電機殼體
111:開口
112:端板
114:油監測視窗
120:馬達殼體
130:聯接外殼
132:入口
134:出口
140:基座
200:旋葉真空泵級
210:定子
211:開口
212:定子室
214:定子室表面
215:定子端板
220:旋葉總成
222:轉子軸件
224:葉片
226:狹槽
228:(葉片)偏置構件
230:氣體鎮流總成
232:通道
232a:第一部分(氣體鎮流通道)
232b:第二部分(氣體鎮流通道)
233:開口
234:氣體鎮流閥
236:閥本體
238:閥開口
240:活塞
242:(閥)偏置構件
250:氣體鎮流控制元件
252:本體
254:孔口
256:蓋
260:第一(或「高真空」)泵級
300:旋葉真空泵
300’:旋葉真空泵
311:凹部
330:氣體鎮流總成
334:氣體鎮流閥
340:活塞
342:偏置構件
350:氣體鎮流控制元件
352:本體
353:通道
354:孔口
356:蓋
357:孔口
358:通道
360:氣體鎮流緩衝室
362:流體導管
364:推入式快速接頭
366:通道
368:閥座
370:流體導管
L:縱軸
現在將僅以實例方式且參考附圖描述一或多項非限制性實例，在附圖中：圖1展示一實例兩級油封旋葉真空泵之一外部視圖；圖2展示與一旋葉真空泵之一級連通之一已知氣體鎮流總成之一橫截面視圖；圖3A展示根據本創作之具有一氣體鎮流總成之一旋葉真空 泵之一實施例；圖3B展示根據本創作之具有一氣體鎮流總成之一旋葉真空泵之另一實施例。
參考圖1，展示具有適用於本創作之殼體及一外殼之一兩級油封旋葉真空泵100。
如在上述先前技術中所論述且眾所周知，泵100包含配置成串聯流體連通、用來在一系統中產生一真空之旋葉總成之兩級。此等級據此提供泵100之一所謂「發電機」區段。
泵100之發電機區段經包圍於一發電機殼體110中。發電機殼體110據此環繞及容納安裝於其中界定之定子室中之定子及旋葉總成級。
所描繪發電機殼體110包含藉由可移除緊固件固定於適當位置之一可移除端板112，儘管發電機殼體110可代替地為一體單件結構。
所描繪泵100係油封的，且因此，發電機殼體110經構形以容納油，該油在定子及旋葉總成內用於潤滑，如上述先前技術中所論述。油在發電機殼體110內之容納亦可有助於消散來自泵級之熱。在此等油封實例中，發電機殼體110因此亦可被稱為「油殼體」。
為了監測油在泵操作期間之液位及品質，通常在發電機殼體110中界定一透明油監測視窗114。儘管應理解，在其他實例中可省略油監測視窗114。
泵100亦包含包圍於一馬達殼體120內之一馬達總成。該馬 達總成可操作地連接至旋葉總成且經操作以旋轉旋葉總成以進行泵操作。馬達總成可包含任何合適類型之馬達(諸如一電動馬達)及相關聯組件(例如，轉子軸件、磁體等)。
泵100進一步包含發電機殼體110及馬達殼體120所附接至之一聯接外殼130。發電機殼體110及馬達殼體120經安裝於聯接外殼130之相對端處，且沿著泵100之一縱軸L-L延伸。發電機殼體110及馬達殼體120可以任何合適方式，諸如藉由使用螺紋緊固件附接至聯接外殼130。
聯接外殼130亦包含泵100之一入口132及一出口134，該入口及出口分別將待自一系統排出之工作氣體傳入及傳出泵級。然而，應注意，入口132及出口134可經定位於泵100上之別處，此取決於所需之應用及特定泵構形。
泵100亦包含發電機及馬達殼體110、120以及聯接外殼130安裝於其上之一基座140。然而，在其他實例中可省略基座140。
參考圖2，展示與一旋葉真空泵之一級200連通之一氣體鎮流總成之一已知構形。
旋葉真空泵級200包含其中界定一定子室212且經包圍於一發電機殼體110內之一定子210。定子室212係大體上圓柱形且由一定子室表面214定界。
級200亦包含經偏心安裝於定子室212內之一旋葉總成220。旋葉總成220包含一轉子軸件222及容納於轉子軸件222中之各自狹槽226中之一對直徑相對葉片224。狹槽226自轉子軸件222之中心徑向延伸至其圓周。葉片224經由固定於狹槽226中之偏置構件228被彈簧加載，使得其等經偏置以自狹槽226徑向延伸且與室表面214進行接觸。
如上文所論述，在使用中，例如藉由與一馬達(未展示)之可操作連接而驅動轉子軸件222旋轉。隨著軸件222旋轉，葉片224將沿著室表面214滑動，且據此向狹槽226內及外徑向移動。如在旋葉真空泵領域中眾所周知且在上述先前技術中所論述，此允許工作氣體選擇性地被准許自定子室212之一入口(未展示)進入室212，在與表面214協同操作之葉片224之間隔離及壓縮，且接著自一出口(未展示)排放。
旋葉真空泵級200進一步包括一氣體鎮流總成230。如上述先前技術部分中所論述，氣體鎮流總成230與定子室212流體連通以選擇性地准許來自泵級200之一外部之鎮流氣體進入定子室212。
氣體鎮流總成230包含流體連接至定子室212之一氣體鎮流通道232。在所描繪實施例中，通道232由以下項形成：一第一部分232a，其自室212延伸穿過定子210至定子210中之一開口211；及一第二部分232b，其呈一管形式，在開口211處連接至第一部分232a且在定子210與發電機殼體110之間延伸。
如將明白，若發電機殼體110用作一油殼體且容納油(即，若級200在一油封旋葉真空泵中)，則需要管232b為殼體110之外部至定子室212之間的鎮流氣體提供避免油被傳送至氣體鎮流通道232中之一充分密封路徑。此可以任何合適方式，諸如使用O形環密封件密封開口211中之管232b而達成。
氣體鎮流總成230進一步包括安置於通道232之上游之一氣體鎮流閥234。閥234包含固定於發電機殼體110之一開口111中之一閥本體236。閥本體236在其中界定具有一閥開口238之一閥座。
一活塞240經安置於閥本體236中且藉由一偏置構件242(例 如，一彈簧或其他合適偏置構件)抵靠該閥座偏置以閉合閥開口238。偏置構件242經固定於管232b與活塞240之間。通道232經由提供於管232b中之一開口233與閥開口238選擇性地流體連通。
將明白，閥開口238可藉由克服抵靠該閥座開口推動活塞240之偏置構件242之偏置力，例如藉由使用跨活塞240之氣壓差而選擇性地敞開。以此方式，活塞240可用來取決於跨其之相對氣壓選擇性地敞開及閉合氣體鎮流通道232。
氣體鎮流總成230進一步包括一氣體鎮流控制元件250，該氣體鎮流控制元件250流體連接至閥234，且可操作以選擇性地允許或阻止氣體鎮流閥234與泵級200之外部之間的流體連通。在所描繪實施例中，氣體鎮流控制元件250包括：一本體252，其中包含一孔口254；及一蓋256，其經構形以圍繞本體252旋轉以選擇性地敞開或堵塞孔口254以允許或阻止氣體鎮流閥234與泵級200之外部之間的流體連通。當蓋256堵塞孔口254時，阻止閥234與泵級200之外部周圍之鎮流氣體流體連通。當蓋256敞開孔口254時，允許來自泵級200之外部之鎮流氣體透過本體252流體傳送至閥234。
鎮流氣體可為自任何合適源供應之任何合適氣體。例如，鎮流氣體可為自泵級200之周圍環境供應之環境空氣，或自泵級200外部之一專用源提供之一不同鎮流氣體(例如，諸如氮氣)。如將明白，所需之特定鎮流氣體將取決於特定應用(例如，可能需要惰性氣體代替空氣來維持「更清潔」狀況)。
如上述先前技術中所論述，在需要時，可操作氣體鎮流總成230以選擇性地准許鎮流氣體進入定子室212以幫助阻止水/揮發性蒸氣 在其中之冷凝。
氣體鎮流總成230藉由操作氣體鎮流控制元件250以敞開孔口254而啟動。此允許鎮流氣體以根據其所來自之源之一設定壓力(例如，諸如若使用來自泵級200之外部周圍之環境空氣，則係大氣壓)進入閥340。若接著操作泵級200且旋轉旋葉總成220，則在泵送循環期間之特定時點，室212中之氣壓將低於鎮流氣體之設定壓力。此氣壓失衡將跨閥234中之活塞240感覺到以克服偏置構件242之偏置力且敞開閥開口238。此允許鎮流氣體流動通過氣體鎮流閥234及氣體鎮流通道232且被引入至定子室212中。
在將鎮流氣體引入至室212中且在泵送循環期間進行壓縮之後，與氣體鎮流通道232連通之室212中之氣壓將增加至高於設定壓力，此將消除克服活塞240上之偏置力之驅動力。據此，活塞240將抵靠閥開口238閉合且阻止閥234與室212之間的進一步流體連通。此將阻止將鎮流氣體進一步引入至室212中，並且阻止室212中之工作氣體及鎮流氣體的混合物透過通道232排放。此混合物代替地透過泵出口(未展示)排放。
隨著泵送循環繼續及重複，活塞240之敞開及閉合以及鎮流氣體至室212中之引入亦將繼續及重複。
氣體鎮流程序可藉由操作氣體鎮流控制元件250以使用蓋256閉合/堵塞孔口254而停止，且阻止在泵送循環期間鎮流氣體至閥234及通道232(及因此室212)之傳送。
旋葉真空泵通常將超過1000RPM操作，且在一氣體鎮流程序期間，活塞240抵靠閥開口238之重複敞開及閉合產生大量雜訊，正 如鎮流氣體之頻繁脈衝被拉動通過氣體鎮流總成230一樣(例如，此可產生一「嘯聲」雜訊)。
參考圖3A及圖3B，展示根據本創作之旋葉真空泵300、300’之兩項不同實施例，其等旨在解決與氣體鎮流總成230相關聯之前述缺點。
如下文所論述，所描繪旋葉真空泵300、300’包含相同於圖1及圖2之殼體、定子及旋葉總成特徵之殼體、定子及旋葉總成特徵，但提供一經修改氣體鎮流總成330。據此，類似特徵在圖3A及圖3B中被賦予相同於圖1及圖2中之元件符號，且當參考圖1及圖2時對此等特徵之上述描述同樣適用於圖3A及圖3B，且為簡潔起見下文將不重複。
旋葉真空泵300、300’被展示為具有發電機殼體110及聯接外殼130。儘管圖3A及圖3B中未展示，但旋葉真空泵300、300’亦可包含關於圖1所論述之任何或所有其他泵及殼體組件，舉例而言諸如端板112、油監測視窗114、馬達總成及馬達殼體120、入口132及出口134以及基座140。
旋葉真空泵300、300’包含包圍於發電機殼體110中之泵級200。泵級200包含定子210及經偏心安裝在該定子210中以旋轉之旋葉總成220(未展示)。定子210包含固定至其、密封及閉合定子室212之一定子端板215。
儘管旋葉總成220已被例示為具有一對葉片224、狹槽226及偏置構件228，但應理解，旋葉總成220之任何其他合適構形亦被設想在本創作之範疇內，例如具有任何合適數目組葉片、狹槽及偏置構件(例如，三組或更多組)。
旋葉真空泵300、300’例示兩級油封旋葉真空泵。據此，在所描繪實施例中，發電機殼體110用作一油殼體且容納油。再者，一第一(或「高真空」)泵級260經放置於泵級200之上游且與泵級200流體連通。據此，泵級200係在第一級260下游且流體連接至第一級260之輸出之一第二、後續(或「低真空」)泵級200。第一泵級260通常包含相同於第二級200之定子及旋葉總成特徵。眾所周知，第一級260自泵入口132獲取工作氣體且經驅動以將該工作氣體遞送至第二級200，該第二級200接著將工作氣體驅動至泵出口134，其中工作氣體自泵300、300’排放。
儘管旋葉真空泵300、300’被例示為油封兩級旋葉真空泵且本創作在用於其中時發現特定益處，但當用於其他旋葉真空泵(諸如具有更少或更多級之旋葉真空泵及/或乾式旋葉真空泵)中時亦發現益處。據此，所有此等合適應用被設想在本創作之範疇內。
泵300、300’包含一氣體鎮流總成330。氣體鎮流總成330與定子室212流體連通以選擇性地准許來自泵300、300’之一外部之鎮流氣體進入定子室212。氣體鎮流總成330包括類似於流體連接至定子室212之氣體鎮流通道232之第一部分232a之一氣體鎮流通道(未展示)。氣體鎮流通道經界定於定子210中並穿過定子210且在一端處敞開至定子室212並在另一端處與一氣體鎮流閥334流體連通。
氣體鎮流閥334經構形以取決於跨閥334之相對氣壓選擇性地敞開及閉合氣體鎮流通道。所描繪氣體鎮流閥334具備類似於圖2之配置之一活塞340及偏置構件342配置。
定子210在其中界定一凹部311(即，在定子本體之外表面中界定)，氣體鎮流閥334經安置於該凹部311內。以此方式，氣體鎮流閥 334(及特定而言其移動部件(即，活塞340))經凹入於定子210內。
氣體鎮流總成330進一步包括呈一管形式、經由插入於凹部311中之一推入式快速接頭364連接至定子210之一流體導管362。推入式快速接頭364包含穿過其之通道366，該通道366在接頭364之一端處敞開且與導管362流體連通。接頭364之端形成固定於凹部311中之一閥座368，活塞340藉由偏置構件342而抵靠該閥座368偏置。以此方式，如下文更詳細地解釋，流體導管362經放置成經由閥334與氣體鎮流通道及定子室212選擇性地流體連通。
如將明白，一推入式快速接頭364提供用來將流體導管362附接至定子210之一方便手段，此係因為流體導管362可簡單地插入至接頭364中且鎖定於適當位置。接頭364可藉由一壓入配合或其他機構(例如，互補螺紋部分)固定於凹部311中。
然而，儘管所描繪接頭364係一推入式快速接頭，但亦可代替地使用任何其他合適接頭。例如，諸如附接至導管362之一螺紋套環接頭或永久接頭。
氣體鎮流總成330進一步包括安置於氣體鎮流閥334之上游且與泵300、300’之外部選擇性地連通之一氣體鎮流緩衝室360。
緩衝室360經連接至流體導管362，使得其經由氣體鎮流閥334流體地連接至氣體鎮流通道。
氣體鎮流緩衝室360係在泵操作之一氣體鎮流程序/模式期間接收經由一氣體鎮流控制元件350進入氣體鎮流總成330之鎮流氣體之一封閉體積(或空腔)。
在圖3A中，氣體鎮流緩衝室360係界定於聯接外殼130之 一部分內之一封閉體積。在一項實例中，緩衝室360係在其中加工之聯接外殼130之一體空腔。在另一實例中，緩衝室360係由安置於聯接外殼130內之一容座/相異外殼提供。
在圖3B中，氣體鎮流緩衝室360係界定於一分開的外殼(或容座)中之封閉體積，該外殼經安置於發電機殼體110而非聯接外殼130之一部分內。在此實例中，緩衝室360經安置於固持於殼體110中之油中。
在任一實施例中，應注意，緩衝室360經安置於定子210外側但在界定泵300、300’之外部之殼體內。
在圖3A及圖3B中，氣體鎮流控制元件350經固定至聯接外殼130且與泵300、300’之外部流體連通。氣體鎮流控制元件350類似於圖2之氣體鎮流控制元件250，其具備：一本體352，其具有一通道353及界定於該通道中之至少一個孔口354；及一蓋356，其可旋轉地安裝於本體352周圍。蓋356在其中具備一孔口357，該孔口對準且大於至少一個孔口354。蓋356可圍繞本體352旋轉以藉由使孔口357與至少一個孔口354對準或未對準而選擇性地敞開或堵塞至少一個孔口354。此允許或阻止通道353與泵300、300’之外部之間的流體連通。
在圖3A中，通道353敞開至聯接外殼130中之緩衝室360，且因此允許經由氣體鎮流控制元件350將來自泵300之外部之鎮流氣體遞送至緩衝室360。
在圖3B中，通道353敞開至界定於聯接外殼130中之一通道358，該通道358經連接至發電機殼體110中之另一流體導管370，該另一流體導管370隨後連接至氣體鎮流緩衝室360。
儘管圖3A及圖3B展示直接連接至流體導管362及/或370之 氣體鎮流緩衝室360，但該等流體導管可以任何合適方式(諸如透過使用任何合適接頭，諸如推入式快速接頭(即，類似於導管362之另一端處之接頭364))連接至氣體鎮流緩衝室360。
在任一實施例中，可據此操作氣體鎮流控制元件350以允許將來自該泵之外部之鎮流氣體傳送至緩衝室360，且接著向下游傳送至閥334。在一氣體鎮流模式下之泵送循環期間，當定子室212內之相對氣壓低於緩衝室360中之氣壓時，跨閥334之氣壓差將驅動活塞340遠離座368，以選擇性地允許鎮流氣體透過接頭通道366傳送至氣體鎮流通道且遞送至定子室212。
據此，將理解，氣體鎮流總成330以類似於氣體鎮流總成230之一方式操作。然而，其不同在於在閥334之上游在氣體鎮流控制元件350與閥334之間添加一氣體鎮流緩衝室360，且閥334經形成於至定子210之連接處且經凹入於該定子中而非形成於發電機殼體110處。
已發現，藉由在氣體鎮流閥334之上游提供氣體鎮流緩衝室360，與氣體鎮流程序相關聯之雜訊可顯著地減小，且泵300、300’之蒸氣處置容量可增加。認為此係因為緩衝室360提供將在氣體鎮流程序期間固持於該泵內之鎮流氣體之一額外封閉體積，此可隔絕自該緩衝室下游之閥324產生之雜訊且幫助調節吸入至泵300、300’中之鎮流氣體。換言之，緩衝室360在閥334與氣體鎮流控制元件350之間提供鎮流氣體之一有效「緩衝」。
與氣體鎮流控制元件的通道353及至少一個孔口254之封閉體積相較，氣體鎮流緩衝室360提供一更大封閉體積。然而，應理解，氣體鎮流緩衝室360之特定大小及形狀可容易根據一特定應用及氣體鎮流操 作之蒸氣處置及雜訊特性而變動。
此外，將閥334自身定位於定子210中(即，遠離發電機殼體110)且使閥334進一步凹入於定子210中被認為亦改良由此產生之雜訊之隔絕性。此係因為該閥允許該定子之本體吸收一些雜訊，且使該雜訊進一步行進並在到達該泵之外部之前消散。此外，在所描繪之油封實例中，定子210周圍之油亦被認為幫助進一步隔絕由閥334產生之雜訊。
儘管所描繪實施例係特別有利的，但亦應理解，在本創作之範疇內，替代構形係可用的，且仍將自在氣體鎮流閥334之上游添加氣體鎮流緩衝室360而受益。例如，在其他構形中，可省略凹部311，且閥334可相對於定子210定位於泵300、300’中之別處。
如上文所論述，氣體鎮流控制元件350包含至少一個孔口354。在一些實例中，氣體鎮流控制元件350將包含複數個孔口354，諸如兩個、三個或更多個孔口。孔口254之各者可為一不同大小且每次僅一者將曝露於蓋孔口357。可改變孔口354之大小以改變在一氣體鎮流程序期間，在各泵循環期間引入之鎮流氣體之量。如將明白，孔口大小之此變動可用來調整旋葉真空泵300、300’之蒸氣處置能力(即，調整可在各泵循環期間有效地稀釋之水/揮發性蒸氣之量)。
由於所揭示泵300、300’比已知配置更安靜，因此認為可利用更大孔口及更多數目個孔口，而不會在氣體鎮流程序期間不利地影響該泵之雜訊特性。此可導致泵300、300’中之一蒸氣處置之最大量之改良，以及提供泵300、300’之蒸氣處置能力之更大靈活性，使得其可經更好地調整以適應跨不同應用遇到之蒸氣之量及類型。
儘管展示一種類型之閥334(包含藉由一偏置構件342抵靠 一閥座368偏置之一活塞340)，但應理解，可在本創作之範疇內使用任何其他合適類型或構形之單向或止回閥，該單向或止回閥可取決於跨該閥之相對氣壓選擇性地敞開及閉合氣體鎮流通道。
類似地，儘管展示一種類型之氣體鎮流控制元件350(呈一「旋鈕」型元件之形式)，但在本創作之範疇內可使用任何其他合適類型或構形之控制元件。在一項實例中，該氣體鎮流控制元件可代替地為電操作之一螺線管控制開口。
此外，儘管展示兩種特定配置之流體導管362、370(及通道358)(例如，具有特定直線區段及彎曲部)，但本創作不限於此等配置。實際上，在本創作之範疇內，可使用允許經由緩衝室360自氣體鎮流控制元件350流體連通至閥343之任何其他合適配置及構形之流體導管、管及/或通道。
110:發電機殼體
130:聯接外殼
200:旋葉真空泵級
210:定子
215:定子端板
260:第一(或「高真空」)泵級
300:旋葉真空泵
311:凹部
330:聯接外殼
334:氣體鎮流閥
340:活塞
342:偏置構件
350:氣體鎮流控制元件
352:本體
353:通道
354:孔口
356:蓋
357:孔口
360:氣體鎮流緩衝室
362:流體導管
364:推入式快速接頭
366:通道
368:閥座
L:縱軸

Claims (12)

  1. 一種旋葉真空泵，其包括：一定子，其中界定一定子室；一旋葉總成，其經偏心安裝在該定子室內以旋轉；一發電機殼體，其包圍該定子；及一氣體鎮流總成，其與該定子室流體連通以選擇性地准許來自該泵之一外部之鎮流氣體進入該定子室；其中該氣體鎮流總成包括：一氣體鎮流通道，其流體連接至該定子室；一氣體鎮流閥，其經構形以取決於跨該閥之相對氣壓選擇性地敞開及閉合該氣體鎮流通道；及一氣體鎮流緩衝室，其在該氣體鎮流閥之上游流體連接至該氣體鎮流通道，且與該泵之該外部選擇性地流體連通。
  2. 如請求項1之旋葉真空泵，其中該氣體鎮流緩衝室經安置於該定子外側及該發電機殼體內。
  3. 如請求項1或2之旋葉真空泵，其中該氣體鎮流閥經凹入於該定子內。
  4. 如請求項1或2之旋葉真空泵，其中該氣體鎮流緩衝室經封閉於與該發電機殼體分離之一分離殼體內。
  5. 如請求項4之旋葉真空泵，其中該分離殼體係該發電機殼體所附接至之一聯接外殼。
  6. 如請求項5之旋葉真空泵，其中該泵進一步包括：一馬達總成，其可操作地連接至該旋葉總成以驅動該旋葉總成旋轉；及一馬達殼體，其包圍該馬達總成，其中該馬達殼體與該發電機殼體相對附接至該聯接外殼。
  7. 如請求項1或2之旋葉真空泵，其中該氣體鎮流緩衝室經由安置於該定子外側及該發電機殼體內之一管流體連接至該氣體鎮流通道。
  8. 如請求項7之旋葉真空泵，其中該管使用一推入式快速接頭連接至該定子。
  9. 如請求項1或2之旋葉真空泵，其進一步包括一氣體鎮流控制元件，該氣體鎮流控制元件流體連接至該氣體鎮流緩衝室，且可操作以選擇性地允許或阻止該氣體鎮流緩衝室與該泵之該外部之間的流體連通。
  10. 如請求項9之旋葉真空泵，其中該氣體鎮流控制元件包括：一本體，其中包含至少一個孔口；及一蓋，其經構形以圍繞該本體旋轉以選擇性地敞開或堵塞該至少一個孔口以選擇性地允許或阻止該氣體鎮流緩衝室與該 泵之該外部之間的流體連通。
  11. 如請求項1或2之旋葉真空泵，其中該泵係一油封旋葉真空泵，且該發電機殼體係用於容納油之一油殼體。
  12. 如請求項1或2之旋葉真空泵，其中該泵係一兩級旋葉真空泵，且該定子室及該旋葉總成流體連接於另一定子室及經偏心安裝在該另一定子室中以旋轉之旋葉總成之下游。
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