具有包括撓曲件的軸向柔性系統的渦旋泵的制作方法
【技術領域】
[0001]本申請涉及渦旋泵，所述渦旋泵包括渦旋盤(plate scroll)和末端密封，所述渦旋盤具有嵌套的渦旋葉片，而所述末端密封在渦旋盤之一的渦旋葉片末端與另一個渦旋盤的盤之間提供密封。
【背景技術】
[0002]渦旋泵是一種包括具有螺旋形固定渦旋葉片的定渦旋盤和具有螺旋形繞動渦旋葉片(orbiting scroll blade)的動潤旋盤的泵。固定和繞動潤旋葉片嵌套起來，有間隙和預定的相對角位置，使得由各渦旋葉片在其間限制出一個或多個空洞(pocket)。渦旋泵還具有固定該定渦旋盤的框架和由此框架所支撐的偏心驅動機構。這些部分通常構成可被稱為渦旋泵的泵壓頭(組件)的組件。
[0003]動渦旋盤及其繞動渦旋葉片耦接到偏心驅動機構并受其驅動，以繞著穿過固定渦旋葉片軸向中心的泵的縱向軸線軌道運動。泵的渦旋葉片所限制出的空洞的容量隨著繞動渦旋葉片相對于固定渦旋葉片運動而改變。繞動渦旋葉片的軌道繞動運動還導致空洞在泵壓頭組件內移動，使得空洞選擇性地處于與渦旋泵的入口和出口開放連通的位置。
[0004]在這樣的渦旋泵的一個示例中，繞動渦旋葉片相對于固定渦旋葉片的運動導致空洞相對泵的出口密封而與泵的入口開放連通從而擴大。于是，流體通過入口被抽入到空洞內。然后此空洞移動到相對泵入口密封而與泵出口開放連通的位置，此時空洞驟縮。于是，空洞內的流體受到壓縮從而通過泵出口排出。固定、繞動渦旋葉片的側壁表面不需要相互接觸以形成符合要求的空洞。相反，在空洞端部，各側壁表面之間可以保有微小的間隙。
[0005]如上所描述的渦旋泵可以是真空型的，在這種情況下，泵的出口連接到將被抽空的腔。
[0006]另外，在固定、動渦旋盤葉片之間可能用油形成密封，也即，形成用渦旋葉片限制空洞的密封。另一方面，被稱為“干式”渦旋泵的某些類型渦旋泵避免使用油，因為油可能污染泵所操作的流體。代替油，干式渦旋泵采用分別座放在溝槽內的末端密封，所述溝槽在各自渦旋葉片末端(軸向端)內并沿其長度方向延伸(故此溝槽也具螺旋線形式)。更具體來說，各末端密封布置在各自渦旋盤的渦旋葉片的末端與另外的渦旋盤的盤之間，以產生在固定、動渦旋盤之間保持空洞的密封。在這方面進一步地，以上所描述類型的渦旋泵通常需要在泵壓頭組件的各部分之間有某一程度的軸向柔性，以在相對的渦旋葉片和盤之間保持有效的密封。
[0007]一般來說，有兩種類型的末端密封布置來滿足這些要求:賦能的和不賦能的。賦能型的末端密封布置包括末端密封和彈簧，所述末端密封座放在渦旋盤之一的渦旋葉片的末端內，所述彈簧向另一渦旋盤的盤偏壓所述末端密封。典型的非賦能型末端密封布置只有一個固體塑性末端密封，所述密封座放在渦旋盤之一的渦旋葉片的末端內，所述固體塑性末端密封直接面對另一渦旋盤的盤。
[0008]在彈簧偏壓的末端密封布置中，末端密封和相對的渦旋盤的接合所產生的摩擦力受到限制，因為其不超過與彈簧能夠施加在末端密封上的最大力對應的數值。然而，彈簧偏壓末端密封是持續磨損的，因為其是持續偏壓成與相對的渦旋盤相接合。因此，彈簧偏壓的末端密封必須相當頻繁地替換。非賦能型布置的固體塑性末端密封比常規的彈簧偏壓末端密封有相對更長的使用壽命。然而，固體末端密封的使用表現出它所特有的一組問題。
[0009]例如，采用非賦能型末端密封的渦旋泵的各組件在軸向方向上的公差必須保持在小的范圍內，以確保末端密封合適地定位于泵壓頭內。更具體地來說，精準的軸向定位確保在固體末端密封與相對的渦旋盤之間的任意縫隙最小。如果縫隙太大，末端密封就不能和相對的渦旋盤形成有效的密封。然而，如果在渦旋葉片和相對的渦旋盤之間的末端密封壓縮太多，導致的摩擦和熱會過載，不僅破壞密封本身，還會破壞泵的部分，諸如驅動機構的軸承。
【發明內容】
[0010]本申請被給出以克服在渦旋泵中使用非賦能型末端密封所表現出的一個或多個問題、不足及/或局限。
[0011]本發明的一個目的是提供一種渦旋泵，在所述渦旋泵中，在組裝泵的泵壓頭時，泵的末端密封將與相對的渦旋盤產生有效的密封而不會過載和/或損壞泵的部件。
[0012]本發明的另一個目的是提供一種具有泵壓頭部件的泵，其軸向方向可具有寬范圍的公差，并且還確保在組裝泵的泵壓頭時，泵的末端密封與相應的渦旋泵形成理想的密封。
[0013]本發明的另一個目的是提供一種渦旋泵，這種泵具有末端密封，并在末端密封上具有限制軸向力的軸向柔性系統，并且其中只需要提供一個彈簧以預壓所述泵偏心驅動機構的所有軸承。
[0014]根據本發明的一個方面，提供一種渦旋泵，包括:框架，相對于所述框架固定的定渦旋盤，動渦旋盤，插入相應固定、動渦旋盤之一的渦旋葉片軸向端與固定、動渦旋盤中另一個的盤之間的末端密封，由所述框架所支撐并運轉以在繞所述泵的縱向軸線的軌道內驅動所述動渦旋盤的偏心驅動機構，其特征在于，所述渦旋泵還具有包括撓曲件的軸向柔性系統，所述撓曲件在組裝泵的包括渦旋盤的泵壓頭的過程中提供軸向柔性。所述偏心驅動機構包括具有主軸和曲柄的曲柄軸，被所述曲柄軸所支撐的平衡件，以及每個都有內圈、夕卜圈及插入所述內外圈之間的滾動件的多個軸承。分別地，所述軸承的各自外圈耦接到所述框架和所述動渦旋盤，所述軸承的各自內圈位于所述主軸和所述曲柄上，從而所述主軸被所述框架支撐而所述動渦旋盤通過所述軸承被所述曲柄帶動。因此，主軸由框架支撐，而動渦旋盤由曲柄通過軸承帶動。另外，軸向柔性系統的撓曲件在平行于泵的縱向軸線的軸向方向上插入用作撓曲件定位軸承的軸承之一的內圈與軸向對面的偏心驅動機構的撓曲件定位表面之間。該撓曲件在前述軸向方向上具有柔性。
[0015]根據本發明的另一個方面，提供一種渦旋泵，包括:框架，相對于所述框架固定的定渦旋盤，動渦旋盤，插入相應固定、動渦旋盤之一的渦旋葉片軸向端與固定、動渦旋盤中另一個的盤之間的末端密封，由所述框架所支撐并運轉以在繞所述泵的縱向軸線的軌道內驅動所述動渦旋盤且包括曲柄軸和軸承的偏心驅動機構，以及在平行于泵的縱向軸線的軸向方向上具有柔性的撓曲件。通過軸承，所述動渦旋盤由所述曲柄帶動，所述主軸由所述框架支撐。另外，所述偏心驅動機構具有軸向對面的撓曲件定位表面，所述軸承之一是撓曲件定位軸承，并且所述偏心驅動機構的所述曲柄軸被支撐使其相對于所述撓曲件定位軸承軸向可移動，并且所述撓曲件軸向插入所述偏心驅動機構的撓曲件定位表面與撓曲件定位軸承之間。
[0016]根據本發明的一個方面，提供一種渦旋泵，包括:框架；定渦旋盤，所述定渦旋盤相對所述框架固定并具有固定盤，以及從所述固定盤軸向凸出的固定渦旋葉片；動渦旋盤，所述動渦旋盤包括繞動盤，以及從所述繞動盤軸向凸出并和所述固定渦旋葉片嵌套的繞動渦旋葉片；為至少一個渦旋盤提供的末端密封；偏心驅動機構，所述偏心驅動機構由所述框架所支撐，并運轉以在繞所述縱向軸線的軌道內驅動所述動渦旋盤；以及組成軸向柔性系統的撓曲件，其中所述偏心驅動機構包括具有主軸和曲柄的曲柄軸，安裝于所述曲柄軸從而在平行于所述泵的縱向軸線的軸向方向上沿所述曲柄軸可移動的平衡件，以及多個軸承。通過所述軸承，所述動渦旋盤由所述曲柄帶動，所述主軸由所述框架支撐。所述軸承之一是撓曲件定位軸承。所述撓曲件軸向插入所述平衡件與撓曲件定位軸承之間，所述撓曲件在軸向方向上具有柔性。
【附圖說明】
[0017]本發明的這些和其他目標、特征和優點將從其參照附圖的優選實施例的詳細說明中得到更好理解，其中:
[0018]圖1是可應用本發明的渦旋泵的示意縱向剖視圖；
[0019]圖2A是根據本發明的渦旋泵的一個實施例的部分泵壓頭的縱向剖視圖；
[0020]圖2B是根據本發明的渦旋泵的一個實施例的部分泵壓頭的縱向剖視圖；
[0021]圖3是圖2A或2B中所示的部分泵壓頭的放大剖視圖，示出定渦旋盤與動渦旋盤之間的末端密封；
[0022]圖4是根據本發明的渦旋泵所采用的一個型式的撓曲件在徑向方向上的剖視圖；
[0023]圖5是根據本發明的渦旋泵所采用的另一個型式的撓曲件在徑向方向上的剖視圖；
[0024]圖6A、6B和6C各自是圖2A的渦旋泵的實施例的一部分剖面概念圖，圖6A示出在基本上放松狀態(未偏轉狀態)下的撓曲件，圖6B示出在偏轉狀態下的撓曲件，圖6C示出在偏轉硬停狀態下的撓曲件；
[0025]圖6D、6E和6F各自是圖2B的渦旋泵的實施例的一部分剖面概念圖，圖6D示出在基本上放松狀態(未偏轉狀態)下的撓曲件，圖6E示出在偏轉狀態下的撓曲件，圖6F示出在偏轉硬停狀態下的撓曲件；
[0026]圖7A、7B和7C各自是基于圖2A的實施例，根據本發明的渦旋泵的另一實施例的一部分剖面概念圖，圖7A示出在基本上放松(未偏轉狀態)下的撓曲件，圖7B示出在偏轉狀態下的撓曲件，圖7C示出在偏轉硬停狀態下的撓曲件；以及
[0027]圖7D、7E和7F各自是基于圖2B的實施例，根據本發明的渦旋泵的另一實施例的一部分剖面概念圖，圖7D示出在基本上放松(未偏轉狀態)下的撓曲件，圖7E示出在偏轉狀態下的撓曲件，圖7F示出在偏轉硬停狀態