泵和泵送流体的方法技术

公开了一种泵和用于泵送气体的方法。泵包括转子和定子。转子或定子中的至少一个包括被配置成用于与液体源流体连通的至少一个液体开口。液体开口被配置成使得响应于施加在来自液体源的液体上的驱动力，从开口输出液体流，液体流在转子和定子之间形成液体叶片，由所述定子、所述转子和所述液体叶片限制的气体通过所述泵从气体入口朝向气体出口被驱动。

Methods of pumping and pumping fluids

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】泵和泵送流体的方法
本专利技术的
涉及泵和泵送的方法。
技术介绍
已知不同类型的用于泵送气体的泵。这些包括：捕集型泵，其中，气体在被移除之前被捕获在泵内部的表面上；诸如涡轮分子泵的动力或动量转移泵，其中，气体的分子从入口侧朝向出口或排气侧加速；以及正排量泵，其中，气体被捕获并从泵的入口朝向出口移动。正排量泵提供通常形成在一个或更多个转子和一个定子之间的移动泵送腔室，转子的运动导致有效的泵送腔室移动。在入口处接收的气体进入并被捕获在泵送腔室中并移动到出口。在一些情况下，在运动期间气穴的体积减小以提高效率。这样的泵包括罗茨泵和旋片式泵。为了将气体抽入腔室中，腔室体积通常膨胀，并且为了将气体从腔室排出，腔室体积通常收缩。体积的这种变化能够例如在旋片泵中通过使用诸如弹簧（它们本身承受磨损）的装置延伸进出泵腔室的叶片来实现，或者在罗茨泵或螺杆泵中使用两个同步转子来实现，所述转子彼此且与定子配合以移动气穴并产生入口和出口之间的体积变化。附加转子需要附加轴、轴承和定时方法（诸如齿轮）来同步转子运动。此外，为了最小化或至少减少泄漏并且在捕获气体的同时有效率地移动气体，移动零件需要彼此且与形成气体的被捕获体积的静态零件形成紧密密封。一些泵使用诸如油的液体在被捕获体积的表面之间密封，而另一些依赖紧密的非接触余隙，这能够导致制造成本增加，并且如果零件接触或在正被泵送的流体中存在微粒或杂质的情况下，则也能够导致泵对锁定或卡滞敏感。液体环泵通过提供带有在定子孔中偏心旋转的固定叶片的转子来解决其中的一些问题。叶片通过离心作用将一定体积的液体朝向定子孔的外圆周驱动，气体泵送腔室形成在转子的相邻叶片和液体的环的内圆周之间。这为泵提供了低的磨损和良好的微粒容差，因为转子叶片不接触定子孔并且微粒能够被容纳在大的余隙和液体环本身中。不过，缺点是，这种类型的泵通常具有高的功率消耗并且在低频率下操作，以减少阻力损失、湍流和气蚀。针对给定量的泵送能力，这能够导致相对大的泵送机构。期望提供一种泵，其抵抗磨损、提供低的功率消耗和相对小的泵送机构并且制造和操作相对便宜。
技术实现思路
本专利技术的第一方面提供了一种用于泵送气体的泵，所述泵包括：转子和定子；所述转子或定子中的至少一个包括被配置成用于与液体源流体连通的至少一个液体开口；所述液体开口被配置成使得响应于施加在来自所述液体源的液体上的驱动力，从所述开口输出液体流，所述液体流在述转子和所述定子之间形成液体叶片，由所述定子、转子和液体叶片限制的气体通过所述泵从气体入口朝向气体出口被驱动。本专利技术的专利技术人认识到，如果液体被用于在转子和定子之间形成表面或叶片，则气体将被定子、转子和液体叶片限制，从而在转子旋转时允许气体被驱动通过泵。这将可能提供简单、紧凑、低功率、低成本布置，且将避免或至少减轻由于接触表面之间的摩擦和磨损以及用于紧密余隙的制造容差所涉及的成本所引起的问题。他们也认识到，能够通过驱动液体通过一个或更多个液体开口以简单的方式形成这样的叶片。在定子或者转子中的一个上布置液体开口允许液体流形成在转子和定子之间的液体表面或叶片。这样的液体叶片本质上可变形、低成本且能够在被捕获体积的表面之间提供良好密封而不需要紧密的制造容差。此外，这样的叶片本身不承受磨损并且在其接触的表面上提供非常小的磨损。叶片由流动液体形成，使得形成叶片的液体被持续补充。叶片的表面连同转子的表面和定子起作用，以限制、捕获、隔离或者包围待被泵送的气体。转子的旋转导致被捕获的气体从气体入口移动到气体出口。来自液体开口的液体的流提供在转子和定子之间作为来自液体开口的液体表面延伸的叶片。待被泵送的气体位于叶片的任一侧上。处于本专利申请的目的，泵的转子是旋转元件并且定子是转子旋转所相对的元件。此外，待被泵送的气体可以是蒸气，或者气体蒸气混合物，或者其内夹杂颗粒的气体。在一些实施例中，转子被可旋转地安装在定子的孔内并且，形成在转子和定子孔之间的液体叶片的液体流可操作成在转子在定子孔内旋转时驱动气体通过泵。转子的旋转提供了在包围气穴的表面之间的相对运动，使得在一些实施例中液体叶片沿着泵送路径将气体从气体入口驱动到气体出口。在一些实施例中能够提供这种相对运动连同气穴的体积的变化，而不会对限制气穴的表面产生任何明显磨损，因为至少一个是由液体叶片形成的，并且由于其可变形性质，其表面形状和大小在旋转期间将适于在转子和定子之间的距离。在一些实施例中，所述泵包括驱动机构以用于在所述液体上施加所述驱动力，以驱动所述液体从所述液体源通过所述至少一个液体开口。虽然被施加在液体上的驱动力可以来自于泵外部的源，不过泵可以例如被连接到外部加压液体源，在一些实施例中泵本身包括用于在液体上施加这种驱动力的驱动机构。虽然液体开口可以被形成在转子的表面上，但是在一些实施例中它们被形成在定子孔的表面上并且指向转子。这可以具有如下优点：允许以简单方式向泵供应加压液体，因为不同于转子，定子孔不旋转并且在一些实施例中提供泵的外表面。在一些实施例中，所述转子是中空主体并且所述驱动机构包括用于旋转所述转子的马达。在液体开口在转子上的情况下向液体提供驱动力的一种方式是，使用中空转子并且使得这种转子旋转。在这样的实施例中，转子的旋转可以导致中空转子主体内的液体通过离心作用被迫紧靠中空转子主体的外圆周并且通过一个或更多个液体开口离开，从而形成液体流。在液体开口被恰当地布置的情况下这种液体流将形成延伸到定子孔的液体叶片。在一些实施例中，所述液体源包括储存器，所述转子被部分浸没在该储存器中。向中空转子供应液体的一种方式是将转子部分浸没在液体的储存器中。在一些实施例中，所述中空转子在延伸到所述液体储存器中的下端处具有开口，所述中空转子的内部直径从所述下端增加。使得转子旋转将导致液体在转子内上升并且通过液体开口被排出。期望的是中空转子主体的内部直径从底部朝向上端增加，且底端浸没在储存器中。以此方式，在被浸没在液体储存器中的下端处，存在较小直径并且直径沿着中空主体向上增加。这导致液体被离心力推动紧靠中空主体的内表面，以使得增大的内部直径朝向转子主体的顶部上升。直径的增加可以是倾斜增加或者其可以是阶梯式增加或者其可以是二者的组合。它还可以由转子的内部表面上的叶来补充，以支持液体朝向较大直径的加速。液体朝向中空主体的内表面被抛出并且在随后液体的加速度和压力的向上推动下上升。旋转速度以及诸如液体的密度的其它参数将影响液体沿着中空主体被向上推动多高。转子的适当速度和大小能够根据被泵送通过开口以形成叶片或叶的液体的期望流速来选择。应该注意，应该将足够液体从储存器供应到中空转子主体中，以在转子和定子之间维持不间断液体流，以便使得气体被有效地泵送。这同样取决于诸如转子的旋转速度的参数并且也取决于开口的大小和数量以及转子的高度。在一些实施例中，所述转子和定子被安装成一个在另一个的孔内，使得一个包括内部部件并且另一个包括外部部件。泵可以由被安装成具有一个在另一个内的平行轴线的转子和定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于泵送气体的泵，所述泵包括：/n转子和定子；/n所述转子或定子中的至少一个包括被配置成与液体源流体连通的至少一个液体开口；/n所述液体开口被配置成使得响应于施加在来自所述液体源的液体上的驱动力，液体流从所述开口输出，所述液体流在所述转子和所述定子之间形成液体叶片，由所述定子、所述转子和所述液体叶片限制的气体通过所述泵从气体入口朝向气体出口被驱动。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170817 GB 1713187.11.一种用于泵送气体的泵，所述泵包括：
转子和定子；
所述转子或定子中的至少一个包括被配置成与液体源流体连通的至少一个液体开口；
所述液体开口被配置成使得响应于施加在来自所述液体源的液体上的驱动力，液体流从所述开口输出，所述液体流在所述转子和所述定子之间形成液体叶片，由所述定子、所述转子和所述液体叶片限制的气体通过所述泵从气体入口朝向气体出口被驱动。


2.根据权利要求1所述的泵，其中，所述转子被能够旋转地安装，并且在所述转子和所述定子之间形成所述液体叶片的所述液体流能够操作成在所述转子旋转时驱动所述气体通过所述泵。


3.根据权利要求1或2所述的泵，所述泵包括驱动机构以用于在所述液体上施加所述驱动力，以驱动来自所述液体源的所述液体通过所述至少一个液体开口。


4.根据任一前述权利要求所述的泵，其中，所述至少一个液体开口被形成在所述转子的表面上。


5.根据从属于权利要求2和3的权利要求4所述的泵，其中，所述转子是中空主体并且所述驱动机构包括用于使所述转子旋转的马达。


6.根据权利要求5所述的泵，其中，所述液体源包括储存器，所述转子被部分浸没在所述储存器中。


7.根据权利要求6所述的泵，其中，所述中空转子在延伸到所述液体储存器中的下端处具有开口，所述中空转子的内部直径从所述下端增加。


8.根据权利要求1至3中的任一项所述的泵，其中，所述至少液体开口被形成在所述定子的表面上。


9.根据任一前述权利要求所述的泵，其中，所述转子和定子被安装成一个在另一个的孔内，使得一个包括内部部件并且另一个包括外部部件部件。


10.根据权利要求9所述的泵，其中，所述内部部件被偏心地安装所述外部部件的所述孔内。


11.根据权利要求9所述的泵，其中，所述内部部件被同心地安装所述外部部件的所述孔内。


12.根据权利要求11所述的泵，所述泵还包括用于在所述定子和所述转子之间进行密封的密封构件，所述气体出口在所述密封构件的一侧上并且所述气体入口在所述密封构件的另一侧上。


13.根据权利要求9至12中的任一项所述的泵，其中，所述至少一个液体开口包括沿着所述定子或转子中的一个的长度的至少一部分延伸的至少一个液体开口，所述至少一个液体开口被配置成将所述液体叶片提供为在轴向方向上在所述定子和转子之间至少部分延伸的表面。


14.根据权利要求13所述的泵，其中，所述至少一个液体开口沿着基本上平行于所述部件的轴线延伸的纵向方向布置。


15.根据权利要求9至14中的任一项所述的泵，其中，所述至少一个液体开口以围绕所述定子或转子的表面延伸的螺旋形式被布置，所述至少一个液体开口被配置成将所述液体叶片提供为在所述定子和转子之间的螺旋表面。


16.根据权利要求15所述的泵，其中，所述螺旋的角度从所述气体入口向所述气体出口变化，使得所述螺旋的螺距朝向所述气体出口减小。


17.根据权利要求9至1...

【专利技术属性】
技术研发人员：ID斯通斯，N肖费尔德，I诺顿，
申请(专利权)人：爱德华兹有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB