專利名稱：多級帶側通道泵的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用來壓縮可壓縮介質的多級帶側通道泵，它的工作輪連接在一個共同的驅動軸上。
在多級帶側通道泵中多個級、至少兩級的工作輪通常并排固安在一個共同的驅動軸上。只流行兩個相鄰級的工作輪具有相同幾何形狀和尺寸那種結構形式。下一級的進口通常在一個共同的殼體內直接與上一級的出口相連。
由DE-GM 7441311已知一種壓縮裝置，其中多個不同寬度的工作輪并排安裝在一個共同的驅動軸上。所屬的工作輪應該各自單獨運行、相互并聯或者也可以串聯地組合。
但是所有已知多級帶側通道泵都有一個共同點，全都不能達到最佳的效率。
通過本發明提供了一種多級帶側通道泵，它具有最佳的效率。按照本發明這通過這樣的方法來達到，使每一級的幾何形狀通過其工作輪直徑和它的流道直徑的尺寸選擇與介質的比容相匹配。其結果是，每個后續級都比前一級的尺寸小。因為兩級的工作輪以同樣的轉速旋轉，對于下一級得到和對于上一級一樣的進口和出口之間的壓差。
在計算一個后續級或幾個后續級的幾何參數時最好按以下程序進行首先按照以下的關系式由要求的最終壓力和級數計算對于每一級的級壓力PP＝(Pend)1/n其中P為級壓力Pend為要求的最終壓力n為多級帶側通道泵的級數。
于是在假設幾何形狀相似的前提下通過前一級和后一級的容積比確定后一級的工作輪幾何參數。這個容積比可以由以下關于絕熱的關系式推導出來P·VK＝常數用第一級的容積和壓力V1和P1以及第二級的容積和壓力V2和P2代入，得到P1·V1K＝P2·V2K或者V2V1=(P1P2)1/K]]>例如當在一個三級的帶側通道泵求的最終壓力為2.2bar(絕對壓力)，那么得到一個級壓力P＝(2.2)1/3＝1.3bar(絕對壓力)。
對于容積比有
，其中對于絕熱指數K采用數值1.4(雙原子氣體)。
然后用這個容積比0.829在假設幾何形狀相似的前提下通過無量綱特性曲線ψ＝f(φK)計算工作輪幾何參數。
如果按本發明的帶側通道泵做成兩級的，那么這兩級最好用一個共同的驅動電機集成在一個結構單元內，其中兩級的工作輪固定在共同的驅動軸上。如果設置兩個級以上，那么它們最好以模塊化的方式相互串接。特別有利的是這樣一種結構形式，其中每兩級包含在一個殼體內形成一個組件，其中工作輪固定在一個共同的軸段上；一個組件的殼體法蘭連接在共同的驅動單元上，另一個組件法蘭連接在上一個組件上，其中組件的軸段相互或者與驅動單元的驅動軸各自通過一個聯軸器連接。
本發明另一種優良的結構是每一級的進口和出口分開引出。用這種方法各個級可以任意地相互組合或也可以單獨運行。
本發明其他特征和優點由對多個結構形式的以下闡述和由參考圖得到。圖中表示
圖1.多級帶側通道泵第一種結構形式的軸向剖視圖；圖2.帶側通道泵第二種結構形式的軸向剖視；
圖3.帶側通道泵第三種結構形式的軸向剖視；圖4.按第三種結構形式的帶側通道泵的局部剖開的側視圖；圖5.帶側通道泵第一種結構形式的殼體頂蓋的頂視圖；圖6.圖5中所示的殼體頂蓋的徑向剖視；圖7.按圖5的殼體頂蓋內側的頂視圖；圖8至12.按圖5中剖分線的不同局部剖；圖13.帶側通道泵第一種結構形式的一個連接板的頂視圖；圖14.按圖13的連接板內側的頂視圖；圖15至19.按圖13中剖分線的剖視圖。
在圖1中所示的一個多級帶側通道泵的結構形式時驅動電機10，第一級12和第二級14集成在一個結構單元內。兩個級12、14共同的殼體16安裝在一個底座18上。兩級12、14的工作輪20，22固定在一個共同的驅動軸24上，驅動軸直接連接在驅動電機10的轉子上。在驅動電機10一側第一殼體頂蓋26與殼體16螺釘連接，第一級12的側通道28做在這個殼體頂蓋內。在相對的一側第二個殼體頂蓋30與殼體16螺釘連接，第二級14的側通道32做在這個殼體頂蓋內。第二級14的入口和出口通過殼體16和第一級殼體頂蓋26內的通道通到一個連接板34上，它將參照圖5至12單獨加以說明。其次多級帶側通道泵的入口和出口通過一個消聲器36。
兩級12、14選用不同的尺寸。在第一級中介質從進入端到輸出端被壓縮，使比容(密度特征值)相應地減小。現在介質占有較小的容積。第二級14與減小的容積相匹配。為了確定第二級14的幾何參數首先把要求的最終壓力平均分配到兩個級12、14上，使得兩個級12、14的級壓力相等。然后由絕熱關系式推導出兩個級12、14的容積比，如開頭所述。然后在假定幾何形狀相似的前提下用這樣得到的容積比計算出第二級工作輪的幾何參數。為此特別要確定工作輪外徑D和流道直徑d(圖1)。通過按本發明的帶側通道泵的級的尺寸選擇將優化效率，因為每個工作輪的大小都與介質的容積相匹配。
由圖5可見，在殼體頂蓋26的底面上第一級的入口12a和出口12b以及第二級的入口14a和出口14b引到一個連接面40上。入口14a與出口12b通過通道42相互直接連接。在連接面40上裝上一個在圖13至19中所示的連接板44。這個連接板44設有一個入口44a和一個出口44b。通道42的一部分42a做在連接板44上。
因為在所述結構形式中入口和出口單獨引到連接面上，兩個級12、14可以通過連接板44的結構按希望地相互組合。
在圖2中所示的結構形式時裝在殼體16內并帶有殼體蓋板26、30和裝在一個共同的軸段50上的工作輪20，22的兩級12、14合成一個結構單元。殼體蓋板26在其朝向驅動電機10的面上做成法蘭，并可以用相應地設計的連接法蘭螺釘連接在驅動電機10上。軸段50通過聯軸器52直接連接在驅動電機10的轉子上。在軸段50背對驅動電機10的一端上連接一個風扇54。殼體蓋板30也設有一個連接法蘭。在圖2中所示的結構形式時在該連接法蘭上裝上一個殼體件56，它是帶側通道泵支承結構的一個組成部分。
在圖3中所示的結構形式中設有各帶有兩級的借助于圖2較詳細地說明過的那種類型的結構單元A、B，其中結構單元A連接在驅動電機10上，結構單元B法蘭連接在結構單元A上；軸段50a通過聯軸器52a連接在驅動電機10上，軸段50b通過聯軸器52b連接在軸段50a上。
在上述所有結構形式中每一級內工作輪的幾何參數都與介質的比容相匹配，如前面參照圖1詳細說明的那樣。
在圖3和4中所示的結構形式中每一級的入口和出口單獨從側向引出。每一級的入口和出口在一個側向連接面58a、58b、58c和58d上可以接觸到。在每個連接面58a至58d上裝有一個連接板；在圖4中剖開畫出兩個這種連接板60a和60b。通過在這種結構的情況下每一級單獨側向引出入口和出口的方法這些級可以用多種多樣的方式相互組合，在必要情況下也可以相互獨立地運行。
權利要求
1.多級帶側通道泵，其工作輪(20，22)連接在一個共同的驅動軸(24)上，其特征在于每一級(12、14)的幾何參數通過其工作輪直徑(D)和流道直徑(d)的尺寸與其入口處介質的比容相匹配。
2.按權利要求1的帶側通道泵，其特征在于每一級(12、14)的級壓力P由要求的最終壓力Pend和級數n根據關系式P＝(Pend)1/n計算。
3.按權利要求2的帶側通道泵，其特征在于每個后續級(14)工作輪的幾何參數在假設幾何形狀相似的前提下通過前一級(12)和后一級(14)的容量比確定。
4.按權利要求1至3之任一項的帶側通道泵，其特征在于所有級(12、14)與驅動電機(10)集成在一個結構單元內，其中所有級的工作輪(20，22)固定在共同的驅動軸(24)上。
5.按權利要求1至3之任一項的帶側通道泵，其特征在于一個級(14)可以法蘭連接在共同的驅動單元(10)上，另一級(12)可以法蘭連接在這一級(14)上，其中一個級(14)的工作輪(22)通過聯軸器(52)連接在驅動單元(10)上，另一級(12)的工作輪(20)通過聯軸器(52)連接在這一級(14)的工作輪上。
6.按權利要求1至3之任一項的帶側通道泵，其特征在于每兩級(12，14)匯總在一個殼體(16)內成為一個組件(A，B)，其中工作輪(20，22)固定在一個共同軸段(50)上，使得一個組件(A)的殼體(16)可以法蘭連接在共同的驅動單元(10)上，另一個組件(B)可以法蘭連接在這個組件(A)上，組件(A、B)的軸段(50a，50b)相互或者與驅動單元(10)的驅動軸分別通過聯軸器(52a，52b)連接。
7.按權利要求1至6之任一項的帶側通道泵，其特征在于級(12、14)的入口(12a，14a)和出口(12b，14b)單獨引出。
8.按權利要求1至6之任一項的帶側通道泵，其特征在于兩個匯總成一個結構單元的級(12，14)的入口(12a，14a)和出口(12b，14b)單獨引向一個共同的連接部位(40)。
9.按權利要求8的帶側通道泵，其特征在于在共同的連接部位(40)處一個級(12)的出口(12b)直接與后續級(14)的入口(14a)相連。
10.按權利要求8和9之一項的帶側通道泵，其特征在于里面做有連接通道(42a，44a，44b)的連接板(44)可以裝在連接部位(40)上。
11.按權利要求8至10之任一項的帶側通道泵，其特征在于連接部位(58a，58b，58c，58d)側向設置多個相互串接的級。
全文摘要
在一個多級帶側通道泵中通過這樣的方法來達到最佳的效率,每個后續級(14)的幾何參數通過確定其工作輪直徑(D)和流道直徑(d)的尺寸與工作介質在上一級出口處的比容相匹配。對于兩個級(12、14)級壓力是相同的。后續級(14)工作輪的幾何參數在假定幾何形狀相似的前提下通過前一級(12)和后一級(14)的容積比確定。
文檔編號F04D23/00GK1268208SQ98808389
公開日2000年9月27日 申請日期1998年8月21日 優先權日1997年8月22日
發明者沃納·里徹爾, 馬庫斯·布里茨切 申請人:維爾納·里徹爾兩合公司