旋轉泵的制作方法

專利名稱：旋轉泵的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種泵，包括其中設置轉子的外殼，轉子能夠圍繞外殼固定的旋轉軸 線在外殼中旋轉，轉子具有其中接納至少一個移位體的至少一個凹槽，當轉子旋轉時，所述 至少一個移位體圍繞旋轉軸線旋轉且同時沿著外殼的外殼內壁行進，移位體能夠在縮入凹 槽的位置和伸出凹槽的位置之間在凹槽中徑向移動，當在沿圍繞旋轉軸線的周向方向觀看 時，外殼內壁具有其中外殼內壁與轉子的外面隔開的區域，以便在該區域中在轉子的外面 和外殼內壁之間存在第一腔，當移位體圍繞旋轉軸線旋轉時，移位體將第一腔細分成前第 一子腔和后第二子腔。
背景技術：
這種泵通常由于其用途而被人熟知。在技術領域中提及類型的泵通常也指定為旋轉滑動型泵。旋轉滑動型泵具有其中 配置轉子的通常中空的圓筒形外殼，轉子通常又為圓柱體形式。在這種情況中，轉子的旋轉 軸線在外殼中偏心設置，使得外殼內壁在轉子的軸向區域中與轉子的外面隔開。轉子在外 殼中接觸入口和出口之間的外殼內壁。接觸點形成外殼內的吸入空間和傳送空間之間的分 離點。在常規旋轉滑動泵中，一個或多個主要徑向設置的凹槽結合在轉子中。設計成旋轉 滑塊的一個或多個移位體安置在一個或多個凹槽中。旋轉滑塊將轉子外面和外殼內壁之間 的腔細分成多個子腔。旋轉滑塊徑向可移動地容納在凹槽中。它們通常由連接在凹槽底部 中的彈簧壓靠在外殼內壁上。在常規旋轉滑動型泵中，當轉子旋轉時，設計為旋轉滑塊的僅徑向可移動的移位 體通過使它們的徑向外端沿著外殼內壁滑動而運轉，這有害地承受特別地在高旋轉速度下 的高的摩擦和相應的高離心力。常規旋轉滑動型泵的另一個缺點在于，僅轉子外面和外殼內壁之間的腔用作吸入 和泵送空間，因此限制了常規旋轉滑動型泵的泵送能力。當常規旋轉滑動泵用作真空泵時，對應地，僅可以由它們產生1. 0-0. 001巴范圍 的高真空。當常規旋轉滑動泵用作高壓泵時，相應地可以實現的壓力同樣受到限制。

發明內容
本發明所基于的目標是設計一種在技術領域中提及類型的泵，以便通過該泵(無 論是作為真空泵或高壓泵或作為用于氣體或液體介質的進給泵)可以實現較高的泵送能 力。根據本發明，關于在技術領域中提及的泵，該目標通過下述方式實現，即第一子腔 通過轉子中的第一導管連接至另一個腔，第二子腔通過轉子中的第二導管連接至另一個 腔，所述另一個腔形成在移位體和凹槽的內壁之間，并且根據移位體在轉子圍繞旋轉軸線 旋轉時出現的徑向運動，所述另一個腔體積交替地增加或減小，所述另一個腔體積增加的 結果是所述另一個腔和第二子腔中出現附加的體積，所述另一個腔體積減小的結果是在所述另一個腔和第一子腔中出現附加的過壓力。在根據本發明的泵中，能夠實現的泵送能力增加，不僅在于轉子的外面和外殼內 壁之間的用作吸入和傳送空間的第一腔，而且在于，在移位體的遠離外殼內壁朝向的那一 側，在所述移位體和凹槽的內壁之間存在另一個腔，所述另一個腔同樣用作吸入傳送空間， 結果是，與常規旋轉滑動泵相比，根據本發明的泵的吸入傳送空間的整個體積增加。當移位 體移出其縮回凹槽的位置進入伸出凹槽的位置時，在所述另一個腔中出現真空和吸入，并 且當移位體移出伸出位置再次回到縮回位置中時，在所述另一個腔中出現過壓力。因此，所 述另一個腔在吸入階段用作附加的吸入空間，且在傳送階段用作附加的傳送空間。在所有 的情況中，所述另一個腔經由轉子中的至少一個導管連接至第一子腔和第二子腔，以便根 據吸入或傳送階段，在兩個子腔和所述另一腔之間出現對應的壓力平衡。在這種情況中，如 果轉子為固體形式，則第一導管和/或第二導管可以設計為轉子中的孔，如果轉子是中空 的，則第一導管和/或第二導管可以設計為轉子內部的線。根據本發明的泵可以用于產生真空、用于產生高壓、作為液壓泵、作為用于氣體和 /或液體介質的進給泵等等。在優選的改進中，移位體在其面向凹槽的內壁的一側具有對應于凹槽的內壁的內 輪廓的表面輪廓。這種措施的優點在于，當移位體完全縮入凹槽中時，所述另一個腔具有趨于零的 小體積，結果是，在吸入階段，可以產生特別高的吸取壓力，在傳送階段，位于所述另一個腔 中的介質可以完全移出所述另一個腔，結果是可以實現特別高的壓力。在進一步優選的改進中，移位體行進所沿著的外殼內壁具有對應于移位體的面向 外殼內壁的一側的表面輪廓的表面輪廓。在這種情況中，優點在于，簡單地通過使移位體的表面輪廓與移位體的外殼內壁 彼此適應，在不采取任何進一步的密封措施的情況下，產生足夠用于將第一子腔與第二子 腔隔離的密封作用。在進一步優選的改進中，移位體設計為旋轉體，該旋轉體能夠至少圍繞平行于旋 轉軸線的軸線在凹槽中旋轉。這種也被認為是沒有特征從句特征的獨立發明的措施具有的優點是，當移位體沿 著外殼內壁行進時，移位體和外殼內壁之間的摩擦極大地減小，因為移位體可以在外殼內 壁上滾動。在轉子的高旋轉速度和旋轉體的相應的高滾動速度下，在旋轉體和外殼內壁之 間產生介質(氣體或液體)膜，所述介質膜進一步減小了摩擦。在這種改進中，在常規旋轉 滑動泵中出現的高摩擦力(特別是在轉子的高旋轉速度下)被有利地減小至最小，結果是 根據本發明的泵基本上具有比常規旋轉滑動泵低的磨損，并要求很少的能量驅動它。與上述改進有關，優選的是移位體為球。具有球作為移位體的優點在于，球可以圍繞任何體特定軸線在凹槽中旋轉，結果 是，即使在轉子的旋轉軸線由于公差而未精確地平行于外殼中軸線時，移位體也能夠在外 殼內壁上滾動。而且，在這種情況中，優選的是球為空心球。在這種情況中有利的是，移位體具有較低的質量，因此，另一方面，減小轉子旋轉 時作用在移位體上的離心力，而且，降低了使泵運轉所要求的驅動能量。
而且，如果移位體為球，優選的是，凹槽的內壁為部分球形表面區域形式。在這種改進中，設計為球的移位體在其處于其縮回最大進入凹槽且其中球完全靠 在凹槽的內壁上的位置上時可以將另一個腔的體積減小為幾乎為零，結果是在傳送階段實 現特別高的壓力，且在吸入階段實現特別大的吸入動作。然而，作為對如球一樣的移位體結構的替換，同樣優選的是，移位體為圓柱體，圓 柱體的圓柱軸線平行于旋轉軸線延伸。也在這種情況中，移位體設計為旋轉體，當圓柱體沿著外殼內壁行進時，圓柱體由 于圍繞圓柱軸線的轉動而在外殼內壁上滾動，其結果是，依次，極大地減小摩擦。與像移位 體一樣的球相比，圓柱體具有的優點在于，通過由構造為在圓柱軸線方向相應長的圓柱體， 所述另一腔和第一腔可以形成為較大，以實現甚至更高的泵送能力。然而，當移位體構造為球時，轉子具有球形基本形狀，當移位體構造為圓柱體時， 轉子具有圓柱形基本形狀，其進一步的優點在于，可以通過螺紋連接從兩個或更多個部分 沿圓柱軸線方向將轉子軸向接合在一起，因此使得引入至少一個第一導管和至少一個第二 導管更簡單。也在構造為圓柱體的移位體中，根據進一步優選的改進，圓柱體設計為中空圓柱 體，凹槽的內壁為部分圓筒形表面區域形式。在進一步優選的改進中、第一閥設置在第一導管中，第一閥在移位體移出縮回位 置到達伸出位置時關閉第一導管，并且在移位體移出伸出位置進入縮回位置時釋放第一導管。第一閥用于控制所述另一個腔和第一子腔之間的壓力平衡，當移位體旋轉時，第 一子腔形成傳送空間。當移位體移出縮回位置時，結果是在所述另一個腔中出現吸入動作， 隨后處于其關閉位置的第一閥防止第一子腔(傳送空間)與所述另一個腔連通。反過來， 當移位體移出伸出位置進入縮回位置時，第一腔釋放第一導管，其結果是，在隨后出現的傳 送階段，所述另一個腔與第一子腔連通，以額外地增加第一子腔中的壓力。可比較地，優選第二閥設置在第二導管中，第二閥在移位體移出縮回位置到達伸 出位置時釋放第二導管，并且在移位體移出伸出位置進入縮回位置時關閉第二導管。第二閥的功能本質上與第一閥的功能相反，并且有利地在吸入階段控制所述另一 個腔和第二子腔(吸入腔)之間的連通，在吸入階段中，所述另一個腔與第二子腔連通，用 于產生附加的吸入動作，并且在傳送階段中，第二閥使所述另一個腔和第二子腔之間的連 通中斷。而且，優選的是，第一閥和/或第二閥由第一和/或第二導管中存在的位于第一閥 兩側上和/或位于第二閥兩側上的瞬間壓力自動控制。這種措施的優點在于，可以免除用于主動控制的措施，例如用于閥的電動控制的 措施，因此降低了泵的制造成本，并還降低了泵維護方面的費用。有利地，第一和/或第二 導管中的在移位體圍繞旋轉軸線旋轉時變化的壓力被利用以控制第一閥和/或第二閥的 打開和關閉。在其中移位體移出縮回位置到達伸出位置的吸入階段，第二閥自動打開，同 時，相反地，當移位體從伸出位置移入凹槽中的縮回位置時，第一閥自動打開，第二閥自動 關閉。在進一步優選的改進中，第一閥具有第一閥盤和第一閥座，第一閥盤在朝向第一子腔的方向上關閉在第一閥座上，第一閥盤優選被預加應力到其關閉位置中。對應地，第二閥優選地具有第二閥盤和第二閥座，第二閥盤在朝向第二子腔的方 向上關閉在第一閥盤上，第二閥盤優選被預加應力到其關閉位置中。具有閥盤和閥座的結構類型的第一和/或第二閥的結構在結構方面是非常簡單 的，并且第一和/或第二閥盤被預加應力壓入關閉位置使得能夠有利地且簡單地通過存在 于第一和/或第二閥中的瞬間壓力控制第一和/或第二閥的打開和關閉，如上所述。在上述改進中，第一和第二閥彼此相關聯地設置，使得它們的打開和關閉運動彼 此沿相反的方向，這在通過存在的瞬間壓力被動控制閥中是特別有利的。在進一步優選的改進中，第一閥設置在第一導管中，使得第一閥盤和第一閥座基 本上沿圍繞旋轉軸線的周向方向定向，和/或第二閥設置在第二導管中，使得第二閥盤和 第二閥座基本上沿圍繞旋轉軸線的周向方向定向。這種措施具有的優點在于，在轉子旋轉期間出現的且沿圍繞旋轉軸線的周向方向 作用在兩個閥上的質量慣性作用力還通過存在于第一和/或第二導管中的瞬間壓力輔助 地幫助兩個閥的控制。因此，例如，在泵的吸入階段，這些作用力導致可靠地關閉第一導管 (傳動導管)中的第一閥。在進一步優選的改進中，在轉子中存在多個第一導管和多個第二導管。這種改進與作為圓柱體的移位體的結構結合時是特別有利的，因為根據圓柱體的 選定長度，提供多個第一和第二導管在第一子腔或第二子腔和所述另一個腔之間提供了足 夠的壓力平衡截面。與常規旋轉滑動泵相比，即使在根據本發明的泵的轉子可以構造為以便在多個凹 槽中存在多個移位體時，根據本發明的泵也僅要求一個移位體。而且，在本發明的范圍內，可行的是，為了平衡質量，優選在公共軸線上設置根據 本發明的兩至四個泵作為一個單元，其中轉子設置為彼此徑向偏離180°。結果，特別地，也 可以實現整個泵配置的持續吸入和傳送動作。根據說明書和附圖可以獲得其它優點和特征。將會理解，在不偏離本發明的范圍的前提下，上述特征和下文中還將說明的特征 不僅可以以在每種情況中指定的組合使用，而且以其它組合使用或單獨使用。


在附圖中圖示并在下文中參照附圖更詳細地描述本發明的示例性實施方式。在附 圖中圖1以局部斷面透視圖示出了泵；圖2a)和b)示出圖1中的處于第一運轉位置的泵，圖2a)示出了沿著圖2b)中的 線A-A的截面，圖2b)示出了沿著圖2a)中的線B-B的截面；圖3a)和b)示出了圖1中的處于另一運轉位置的泵，圖3a)示出了沿著圖3b)中 的線A-A的截面，圖3b)示出了沿著圖3a)中的線B-B的截面；圖4a)和b)示出了圖1中的處于另一運轉位置的泵，圖4a)示出了沿著圖4b) 中的線A-A的截面，圖4b)示出了沿著圖4a)中的線B-B的截面；圖5a)和b)示出了圖1中的處于又一運轉位置的泵，圖5a)示出了沿著圖恥)中的線A-A的截面，圖5b)示出了沿著圖5a)中的線B-B的截面；圖6以局部斷面透視圖示出了泵的另一種示例性實施方式；圖7a)和b)示出了圖6中的泵的第一運轉位置，圖7a)示出了沿著圖7b)中的線 A-A的截面，圖7b)示出了沿著圖7a)中的線B-B的截面圖；以及圖8a)和b)示出了圖6中的泵的另一運轉位置，圖8a)示出了沿著圖8b)中的線 A-A的截面，圖8b)示出了沿著圖8a)中的線B-B的截面圖。
具體實施例方式圖1圖示了一般附圖標記10指定的泵。泵10可以用作真空泵、高壓泵、用于氣體 或液體介質的進給泵等。圖2a)至圖恥)圖示了泵10的詳細結構和泵10的各種運轉位置。泵10具有外殼12，在示出的示例性實施方式中，外殼12基本上具有球形形式。外殼12由例如通過螺釘(未圖示)沿著凸緣18和20彼此緊固的兩個外殼部件 14和16 (見圖2a)構造而成。外殼12具有進口 22和出口 24，可以允許介質通過進口 22進入外殼12，又通過出 口 24排出介質。轉子沈設置在外殼12中。轉子沈沿圖2a)中的箭頭30或圖2b)中的箭頭32 圍繞旋轉軸線觀可旋轉地安裝在外殼12中。為此目的，轉子沈具有沿著旋轉軸線觀方 向的軸向延伸部；34和36，軸向延伸部34和36通過軸承38、40可旋轉地安裝在外殼12中。 軸向延伸部36具有另一個延伸部42，該延伸部42突出到外殼12之外并用作用于轉子沈 的驅動軸。如可以圖從2a)中推斷出來的那樣，外殼固定的旋轉軸線觀相對于外殼中心偏心 地設置在外殼12中。因此，外殼內壁44在點46和點48之間具有一個區域，在該區域中， 外殼內壁44與轉子沈的外面50隔開。在外殼內壁44的點46和48處，與轉子沈的外面 50僅存在小的間隙，但介質(氣體或液體)可以通過該間隙。因此，當沿著與箭頭30—致的圍繞旋轉軸線觀的旋轉方向觀看時，在外殼內壁44 中的轉子26和外面50之間，在點46和48之間的區域中，存在第一腔52，第一腔52由通過 進口 22進入的介質完全充滿(如下文也將描述的那樣)。轉子沈的外面50基本上對應于球體的表面。轉子沈具有凹槽M，在凹槽M中容納有至少一個移位體56 (精確地講，在示出的 示例性實施方式中為一個)。在示出的示例性實施方式中，移位體56設計為球58。球58為空心球。球58圍繞 球的任何軸線可旋轉地容納在凹槽M中。而且，球58設置在凹槽M中，以相對于旋轉軸線觀可以徑向移動。當轉子沈圍 繞旋轉軸線觀旋轉時，球58總是沿著外殼12的外殼內壁44運轉，在轉子沈旋轉期間作 用在球58上的離心力具有的作用在于，球58總是靠在外殼內壁44上。球58能夠在凹槽M中在圖2a)和b)中示出的徑向縮回位置和圖4a)和b)中示 出的最大伸出位置之間移動。根據圖4a)和b)，選擇凹槽M沿垂直于旋轉軸線28的方向 的寬度，使得在最大伸出位置，球58的至少一半直徑仍然容納在轉子沈的凹槽M中。
轉子沈中的凹槽M設計為使得凹槽M的面向球58的內壁60對應于球58的表 面輪廓，也就是說，內壁60為部分球形表面區域的形式。在根據圖2a)和b)的球58完全 縮回凹槽討中時的位置中，球58以超過一半的球圓周完全靠在凹槽M的內壁60上。外殼12的外殼內壁44(球58在它圍繞旋轉軸線28旋轉時所沿著的壁)具有還 適應于球58的表面輪廓的表面輪廓，因此在根據圖2b)的截面中，外殼內壁44的表面輪廓 在此設計為部分圓形的，特別是半圓形的。當球58圍繞旋轉軸線觀旋轉時，球58將第一腔52細分成前第一子腔62和后第 二子腔64。第一子腔62形成傳送空間，第二子腔64形成吸入空間。當球58沿著外殼內壁 44旋轉時，第一子腔62和第二子腔64的體積彼此相對應地變化。另一個腔66形成在球58和轉子沈的凹槽M的內壁60之間，并且當球58圍繞 旋轉軸線28旋轉時，腔66的體積根據球58在其縮入凹槽M的位置和其伸出凹槽M之外 的位置之間的徑向運動而增加和減小。球58總是相對于第一子腔62和第二子腔64封閉 所述另一個腔66，也就是說，與其在凹槽M中的徑向位置無關。在轉子沈中，存在將第一子腔62連接至所述另一個腔66的第一導管68，并存在 將第二子腔64連接至所述另一個腔66的第二導管70。所述另一個腔66可以以均壓方式 與第一子腔62和第二子腔64連通，當球58圍繞旋轉軸線28旋轉時，所述另一個腔66與 第一子腔62的連通和與第二子腔64的連通基本上交替出現。第一導管68和第二導管70經由共用段71流入所述另一個腔66。在示出的示例 性實施方式中，第一導管68和第二導管70設計為轉子沈中的孔。第一導管68和第二導 管70在凹槽M的孔緊鄰附近流入第一子腔62并流入第二子腔64。第一閥72設置在第一導管68中，且第二閥74設置在第二導管70中。第一閥72 封閉第一導管68，使得在該狀態中，在球58移出縮回位置進入伸出位置時，第一子腔62不 與所述另一個腔66連通。當球58移出伸出位置進入縮回位置時，第一閥72釋放第一導管 68，使得在第一閥72的打開位置，第一子腔62與所述另一個腔66連通，結果是在第一子腔 62和所述另一個腔66中存在相同的壓力。當球58移出徑向縮回位置進入徑向伸出位置 時，第二閥74釋放第二導管70，以便在第二子腔64和所述另一個腔66中存在相同的壓力， 并且在球58移出伸出位置進入縮回位置時關閉第二導管70。在這種情況中，第一閥72和第二閥74由存在于第一導管68和第二導管70中的 位于第一閥72和第二閥74的兩側上的瞬間壓力自動控制。第一閥72具有與第一閥座78協作的第一閥盤76，并且在第一閥72的關閉位置， 第一閥盤76沿向著第一子腔62的方向封閉在第一閥座78上。第二閥74具有與第二閥座82協作的第二閥盤80，并且在第二閥74的關閉位置， 第二閥盤80沿向著二子腔64的方向封閉在第二閥座82上。第一閥72和第二閥74都由彈簧84和86預加應力到它們的關閉位置上。除了導 管68、70中的上述瞬間壓力，閥72、74的預加應力也是控制閥72、74的參數。閥72和74設置在第一導管68和第二導管70中，使得第一閥盤76和第一閥座78 以及第二閥盤80和第二閥座82沿著軸向方向圍繞旋轉軸線28定位。泵10具有設置在外殼12的中間連接板90中的密封件88，所述中間連接板將進口 22與出口 M分開。根據圖2b)，密封件88設計為在旋轉軸線28的平面中近似為半圓形，且由波紋狀彈簧92徑向彈性地預加應力到轉子沈上，使得密封件88靠在轉子沈上。泵10不要求任何其它密封件。下文詳細描述泵10的運轉。在圖2a)和b)中示出的運轉位置上，轉子沈處于相對于軸向旋轉觀的旋轉位置， 在此表示為0°位置。在該位置上，球58最大程度地縮入凹槽M中，使得所述另一個腔66 的體積最小或甚至為零。在該位置上，球58與進口 22和出口 M之間的中間連接板90近 似平齊。在第一導管68中、在第二導管70中和在第一腔52中存在相同的壓力，在轉子沈 的該旋轉位置中，第一腔52還未分成第一子腔62和第二子腔64。第一閥72和第二閥74 都關閉，因為沒有打開作用力用作在兩個閥72、74任何一個上。圖3a)和b)示出了處于運轉位置的泵10，其中轉子沈已經圍繞軸向旋轉觀相對 于圖2a)和b)中的0°位置旋轉稍微小于90°。在該情況中，在球58繼續沿著外殼內壁 44運行時，球58已經稍微徑向移出凹槽M，結果是所述另一個腔66的體積增加了。所述 另一個腔66的體積的增加使得所述另一個腔66達到具有打開第二閥74的效果的附加體 積。這在進口 22處產生附加吸取動作，其結果是介質流過進口 22并流過第二導管70，進入 所述另一個腔66，如箭頭94、96所示。近似地，在圍繞旋轉軸線28的該軌道位置，球58開 始將第一腔52細分成第一子腔62和第二子腔64。這在第一腔52中形成傳送空間(第一 子腔6 和吸入空間(第二子腔64)。球58靠在外殼內壁44上，兩個子腔62、64相對于彼 此被封閉。第一閥72仍然關閉。由于第一閥盤76與轉子沈圍繞旋轉軸線觀的旋轉方向相 反地封閉在第一閥座78上，第一閥盤76由質量慣性并在彈簧84的作用下仍被壓靠在第一 閥座78上，使得在所述另一個腔66中產生的吸取壓力或真空不能打開第一閥72。關于第 二閥74的情況相反，第二閥74的第二閥盤80沿旋轉方向封閉在第二閥座82上，使得由于 轉子沈圍繞旋轉軸線觀的旋轉運動，與所述另一個腔66中的真空協作，質量慣性反抗彈 簧86的作用從第二閥座82上抬起第二閥盤80，結果是第二閥74打開。在球58或轉子沈的如圖3a)和b)所示的位置中，可測量的壓力仍未建立在第一 子腔62中，同時在第二子腔64中形成的吸入動作大。在圖4a)和b)的圖示中，從圖2a)和b)開始，轉子沈已經圍繞旋轉軸線28旋轉 180°。在該位置上，球58徑向延伸出凹槽M到最大。則所述另一個腔66的體積最大并 近似對應于球58體積的一半。第二閥74仍然處于其打開位置，而第一閥72仍然關閉。所 述另一個腔66隨后由通過進口 22吸入的介質完全填充。通過進口 22持續吸入的介質穿 過轉子26的外面和外殼內壁44之間的狹小間隙，在點46的區域中，進入第二子腔64，并經 由第二導管70流入所述另一個腔66。因此在所述另一個腔66中存在與第二子腔64相同 的壓力。在轉子沈的該旋轉位置，第一子腔62和第二子腔64具有近似相同的體積。從圖4a)和b)開始，在圖5a)和b)中，轉子沈已經圍繞旋轉軸線28進一步旋轉 例如稍大于90° (近似270°位置)，并沿著該旋轉路徑，球58再次徑向移入凹槽M中。 相應地，在這種情況中，所述另一個腔66的體積減小，使后者過壓，關閉第二閥74，同時第 一閥72打開。打開第一閥72的作用力由第一子腔62中和第一導管58的流入子腔62的那部分中的隨后的高過壓產生。所述另一個腔66隨后與第一子腔62連通，所述另一個腔 66中的介質經由第一導管68壓入第一子腔62中，并從那里通過外殼內壁44和轉子沈的 外面50之間的間隙，在點48的區域中，進入出口 M。從圖4a)和b)開始體積已經持續增加的第二子腔64繼續將它吸入，因此允許介 質持續通過進口 22進入第二子腔64。圖5a)和b)中的運轉位置隨后再次進入圖2a)和b)中的狀態。如果泵10用作用于氣體或液體介質的真空泵或用作進給泵，通過進口 22持續吸 入介質，并通過出口 M持續排放介質。如果泵10將用于產生高壓，出口閥，特別是單向閥可以設置在出口 M中，并僅當 在第一子腔62中存在打開出口 M中的該閥的對應高壓時釋放出口 24。圖6圖示了泵110的相對于圖1修改的示例性實施方式。泵110的進一步的細節 結構在圖7a)至8b)中圖示。相同的附圖標記用于泵110中的與泵10中等同或相當部件，但增加100。下文主要描述泵110和泵10之間的差異。泵110具有基本圓柱形的外殼112，提供設置同樣基本圓柱形轉子126，轉子1 在外殼中相對于外殼中心偏心地圍繞外殼固定的旋轉軸線1 旋轉。設計為圓柱體158的 移位體156設置在轉子126的凹槽154中。凹槽154的內壁160具有適于圓柱體158的表面輪廓的內輪廓。外殼內壁144同樣設計為具有適應圓柱體158的圓筒形表面的表面輪廓，當轉子 126旋轉時圓柱體158沿著外殼內壁144行進。根據圖7b)和8b)，在平行于旋轉軸線1 的截面中，外殼內壁144具有基本矩形形式，并且當沿圍繞旋轉軸線128的周向方向觀看 時，外殼內壁144基本上具有圓筒形表面。圓柱體158設置在凹槽154中，使得它的圓柱軸線159平行于旋轉軸線1 延伸。 以與泵10的球58相同的方式，當圓柱體158圍繞旋轉軸線1 旋轉時，它在外殼內壁144 上滾動，結果是由摩擦引起的損耗最小。圓柱體158設計為中空圓柱體。凹槽154的內壁160同樣適應圓柱體158的表面輪廓，且相應地為部分圓柱形表 面區域形式，使得圓柱體158在處于其徑向縮入凹槽154到最大的位置時沿著近似半圓形 接觸線(如圖7a)中所示)靠在內壁160上。沿圍繞旋轉軸線128的周向方向，外殼內壁144具有其中外殼內壁144與轉子1 的外面150隔開的區域，以便第一腔152形成在轉子126的外面150和外殼內壁144之間 的這個區域中。當圓柱體158圍繞旋轉軸線1 旋轉時，第一腔152細分成第一子腔162 和第二子腔164，如在圖8a)中看到的那樣。在圓柱體158和凹槽154的內壁160之間形成另一個腔166，所述另一個腔166經 由第一導管168連接至第一子腔162，并經由第二導管170連接至第二子腔164。第一閥172設置在第一導管168中，第二閥174設置在第二導管170中。與泵10相比，在轉子126中存在多個第一導管168和多個第二導管170，具體地， 在每種情況中，第一導管和第二導管都是三個。圖6示出了三個第一導管168并相應地也 示出了導管168和170的三個共用段171。優選地在每種情況中，第一閥172和第二閥174設置所述多個第一導管168和多個第二導管170中的每一個中。第一閥或閥172和第二閥或閥174的功能與泵10的第一閥72和第二閥74的功 能相同。泵110的配置和運轉同樣與泵10的配置和運轉相同。圖7a)和b)示出了泵110 處于對應于圖加和b)中的泵10的運轉位置的運轉位置，圖8a)和b)示出了泵110處于 對應于圖如和b)中的泵10的運轉位置的運轉位置。當移位體156構造為圓柱體158時，圓柱體158的選定長度，且相應地轉子126，可 以更大或更小，以實現對應的泵送能力。轉子126沿軸向旋轉1 方向或圓柱體158的圓 柱軸線可以多部件結構，特別地，這使得引入第一和第二導管168、170更簡單。
權利要求
1.一種泵，包括其中設置轉子(26 ； 126)的外殼(12 ；112)，轉子(26 ； 126)能夠圍繞外 殼固定的旋轉軸線(28 ； 128)在外殼(12 ；112)中旋轉，轉子(26 ；126)具有其中接納至少 一個移位體(56 ； 156)的至少一個凹槽(54 ；154)，當轉子(26 ； 126)旋轉時，所述至少一個 移位體(56 ；156)圍繞旋轉軸線(28 ；128)旋轉且同時沿著外殼(12 ；112)的外殼內壁(44 ； 144)行進，移位體(56 ； 156)能夠在縮入凹槽(54 ；154)的位置和伸出凹槽(54 ； 154)的位 置之間在凹槽(54;154)中徑向移動，當在圍繞旋轉軸線(28;128)的周向方向觀看時，外 殼內壁(44 ； 144)具有其中外殼內壁(44 ； 144)與轉子(26 ； 126)的外面(50 ； 150)隔開的 區域，以便在這個區域中在轉子(26 ；126)的外面(50 ； 150)和殼內壁(44 ； 144)之間存在第 一腔(52 ；152)，當移位體(56 ； 156)圍繞旋轉軸線(28 ； 128)旋轉時，移位體(56 ；156)將第 一腔(52 ；152)細分成前第一子腔(62 ； 162)和后第二子腔(64 ； 164)，特征在于，第一子腔 (62 ； 162)通過轉子(26 ；126)中的第一導管(68 ；168)連接至另一個腔(66 ；166)，第二子 腔(64 ； 164)通過轉子(26 ；126)中的第二導管(70 ； 170)連接至另一個腔(66 ；166)，所述 另一個腔(66 ； 166)形成在移位體(56 ； 156)和凹槽(54 ； 154)的內壁(60 ；160)之間，并且 根據移位體(56 ；156)在轉子(26 ； 126)圍繞旋轉軸線(28 ； 128)旋轉時出現的徑向運動，所 述另一個腔(66 ；166)體積交替地增加和減小，所述另一個腔(66 ； 166)體積增加的結果是 所述另一個腔(66 ； 166)和第二子腔(64 ； 164)中出現附加的體積；所述另一個腔(66 ； 166) 體積減小的結果是在所述另一個腔(66 ； 166)和第一子腔(62 ； 162)中出現附加的過壓力。
2.根據權利要求1所述的泵，特征在于，移位體(56； 156)在其面向凹槽(54 ； 154)的 內壁(60 ； 160)的一側具有對應于凹槽(54 ； 154)的內壁(60 ； 160)的內輪廓的表面輪廓。
3.根據權利要求1或2所述的泵，特征在于，移位體(56；156)行進所沿著的外殼內壁 (44 ； 144)具有對應于移位體(56 ； 156)的面向外殼內壁(44 ； 144)的一側的表面輪廓的表 面輪廓。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的泵，特征在于，移位體(56； 156)設計為旋轉體， 該旋轉體能夠至少圍繞平行于旋轉軸線(28;128)的軸線在凹槽(54;154)中旋轉。
5.根據權利要求4所述的泵，特征在于，移位體(56)為球(58)。
6.根據權利要求5所述的泵，特征在于，所述球(58)為空心球。
7.根據權利要求5或6所述的泵，特征在于，凹槽(54)的內壁(60)為部分球形表面區 域形式。
8.根據權利要求4所述的泵，特征在于，移位體(156)為圓柱體(158)，圓柱體(158) 的圓柱軸線平行于旋轉軸線(128)延伸。
9.根據權利要求8所述的泵，特征在于，圓柱體(158)為中空圓柱體。
10.根據權利要求8或9所述的泵，特征在于，凹槽(154)的內壁(160)為部分圓筒形 表面區域形式。
11.根據權利要求1-10中任一項所述的泵，特征在于，第一閥(72；172)設置在第一導 管(68 ； 168)中，第一閥(72 ；172)在移位體(56 ； 156)從縮入位置移動到伸出位置時關閉 第一導管(68 ；168)，并且在移位體(56 ； 156)從伸出位置移動到縮入位置時釋放第一導管 (68 ； 168)。
12.根據權利要求1-11中任一項所述的泵，特征在于，第二閥(74； 174)設置在第二導 管(70 ； 170)中，第二閥(74 ； 174)在移位體(56 ；156)從縮入位置移動到伸出位置時釋放第二導管(70 ；170)，并且在移位體(56 ； 156)從伸出位置移動到縮入位置時關閉第二導管 (70 ；170)。
13.根據權利要求11或12所述的泵，特征在于，第一閥(72;172)和/或第二閥(74; 174)由第一和/或第二導管(68,70 ；168,170)中存在的位于第一閥(72 ；172)兩側上和/ 或位于第二閥(74;174)兩側上的瞬間壓力自動控制。
14.根據權利要求11-13中任一項所述的泵，特征在于，第一閥(72;172)具有第一閥 盤(76 ； 176)和第一閥座(78 ；178)，第一閥盤(76 ； 176)在朝向第一子腔(62 ；162)的方向 上關閉在第一閥座(78 ；178)上。
15.根據權利要求14所述的泵，特征在于，第一閥盤(76； 176)被預加應力到其關閉位 置中。
16.根據權利要求14或15所述的泵，特征在于，第一閥(72；172)設置在第一導管(68 ； 168)中，使得第一閥盤(76 ； 176)和第一閥座(78 ；178)基本上沿圍繞旋轉軸線08 ；128) 的周向方向定向。
17.根據權利要求11-16中任一項所述的泵，特征在于，第二閥(74;174)具有第二閥 盤(80 ； 180)和第二閥座(82 ； 182)，第二閥盤(80 ； 180)在朝向第二子腔(64 ； 164)的方向 上關閉在第二閥座(82 ； 182)上。
18.根據權利要求17所述的泵，特征在于，第二閥盤(80； 180)被預加應力到其關閉位置中。
19.根據權利要求17或18所述的泵，特征在于，第二閥(74； 174)設置在第二導管(70 ； 170)中，使得第二閥盤(80 ；180)和第二閥座(82 ； 182)基本上沿圍繞旋轉軸線08 ； 128) 的周向方向定向。
20.根據權利要求1至19中任一項所述的泵，特征在于，在轉子(126)中存在多個第一 導管(68)和多個第二導管(78)。
全文摘要
本發明涉及一種泵(10)，泵(10)包括其中設置轉子(26)的外殼(12)，轉子(26)能夠圍繞固定到外殼的旋轉軸線(28)在外殼(12)中旋轉，轉子(26)具有其中接納至少一個移位體(56)的至少一個凹槽(54)，當轉子(26)旋轉時，所述至少一個移位體(56)圍繞旋轉軸線(28)旋轉且同時沿著外殼(12)的內殼壁(44)行進，移位體(56)能夠在縮入凹槽(54)的位置和伸出凹槽(54)的位置之間在凹槽(54)中徑向移動。當在圍繞旋轉軸線(28)的周向方向觀看時，內殼壁(44)具有其中內殼壁(44)與轉子(26)的外面(50)隔開的區域，以便在該區域中在轉子(26)的外面(50)和內殼壁(44)之間限定第一腔(52)，當移位體(56)圍繞旋轉軸線(28)旋轉時，移位體(56)將第一腔(52)細分成前第一子腔(62)和后第二子腔(64)。第一子腔(62)通過轉子(26)中的第一導管(68)連接至額外腔(68)，第二子腔(64)通過轉子(26)中的第二導管(70)連接至額外腔(68)，所述另一個腔(66)限定在移位體(56)和凹槽(54)的內壁(60)之間。作為轉子(26)圍繞旋轉軸線(28)旋轉結果的移位體(56)的徑向運動交替地增加額外腔的體積，因而在額外腔(68)和第二子腔(64)中產生附加的負壓，或減小所述體積，因而在額外腔(66)和第一子腔(62)中出現附加的正壓。
文檔編號F04C18/344GK102149922SQ200980135487
公開日2011年8月10日 申請日期2009年9月1日 優先權日2008年9月12日
發明者赫伯特·許特林 申請人:赫伯特·許特林