液态制冷剂泵制造技术

所提供的泵包括入口、出口和涡旋泵送元件。涡旋泵送元件包括具有一个或多个固定涡旋的固定涡旋部件和具有用于泵送流体的一个或多个沿轨道运动的涡旋的沿轨道运动涡旋部件。固定涡旋部件和沿轨道运动涡旋部件被布置成能够向止推轴承提供加压流体并且防止固定涡旋部件和沿轨道运动涡旋部件之间的接触。旋部件和沿轨道运动涡旋部件之间的接触。旋部件和沿轨道运动涡旋部件之间的接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】液态制冷剂泵
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请依据2018年8月2日提交的第62/713703号美国临时申请，并要求该申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]本专利技术涉及泵送低粘度非润滑流体，更具体地说，涉及一种基于涡旋技术的泵，该泵用于制冷剂，例如液态氟碳化合物和用于各种传热、制冷和空间调节应用的类似流体。

技术介绍

[0004]众所周知，低粘度、非润滑液体(如氟碳化合物制冷剂)很难泵送，特别是当应用要求泵显著增加液体压力，同时泵入口处的液体被最小程度地过冷(即，在泵行业术语中，具有最小净正吸入压头，通常缩写为NPSH)，并且泵送的液体不会与单独的润滑剂混合或被其污染时。在这种情况下泵送的挑战是众所周知的。例如，普通氟碳化合物制冷剂和传热流体的液体粘度通常较低，并且不提供边界润滑类型的润滑性，使得处理这些流体的泵的机械设计在机械摩擦损失和旋转轴、轴承和泵元件的磨损寿命方面具有挑战性。此外，制冷剂泵的许多潜在应用要求液体最小程度地被过冷，从而使净正吸入压头最小。在这些条件下，许多类型的泵极易发生气穴，从而导致泵元件(尤其是离心泵叶轮)的粗糙操作、性能差、腐蚀并最终破坏。
[0005]然而，这种类型的液体泵有几个潜在的应用。例如，在两相传热回路中，液态制冷剂被泵送到一个或多个热交换器以冷却各种部件。一部分液体在每个热交换器中蒸发，蒸发液体的蒸发热吸收热交换器的冷却负荷。与传热流体的流量有关，且在恒定温度下，可以携带更多的热量。在返回泵之前，两相(蒸汽和剩余的未蒸发液体)通过冷凝器，通常作为最小过冷的液体返回泵。迫使液体在回路中流动所需的压力上升量取决于回路的总尺寸和长度以及所使用的流量控制装置的类型。
[0006]随着互联网和信息存储的发展，冷却数据中心的能耗已经变得非常巨大，其与服务器本身的电能消耗相当。所谓的液态制冷剂节约器循环可以节省大量的冷却能量，特别是在较冷的气候条件下。液态制冷剂节约器循环是通过在典型的数据中心冷却设备上增加液态制冷剂泵来实现的。当室外温度足够冷时，通常低于45华氏度(
°
F)，来自蒸发器的制冷剂蒸汽绕过制冷剂压缩机，直接在冷凝器中冷凝。冷凝的制冷剂(通常也具有最小的过冷度)必须通过足够的压力泵送回蒸发器，以迫使制冷剂通过膨胀装置。
[0007]另一个潜在的应用是在超市制冷系统中泵送液态制冷剂，使其具有完全浮动的室外环境温度所允许的尽可能低的压头。在冷凝温度和压力极低的情况下，需要使用液体泵将液体压力提升到足够高以通过正常尺寸的膨胀阀。与不允许冷凝温度降至75
°
F以下的传统压头压力控制相比，采用这种布置，泵功率的瓦数将节省约25瓦的压缩机功率。
[0008]因此，需要适合于解决上述挑战和用途的新泵或泵送系统。

技术实现思路

[0009]提供以下概述是为了便于理解本专利技术独有的一些创新特征，并不旨在作为完整描述。通过将整个说明书、权利要求书、附图和摘要作为一个整体，可以获得对本专利技术的各个方面的充分理解。
[0010]在第一方面A1中，泵包括入口、出口和涡旋泵送元件。涡旋泵送元件包括具有一个或多个固定涡旋的固定涡旋部件和具有用于泵送流体的一个或多个沿轨道运动的涡旋的沿轨道运动涡旋部件，其中固定涡旋部件和沿轨道运动涡旋部件被布置成能够向止推轴承提供加压流体并且防止固定涡旋部件和沿轨道运动涡旋部件之间的接触。
[0011]第二方面A2包括第一方面A1的泵，其中一个或多个沿轨道运动的涡旋的环绕长度为0.75圈到1.25圈长，一个或多个固定涡旋的环绕长度为1.75圈到2.25圈长。
[0012]第三方面A3包括第一方面A1的泵，其中一个或多个沿轨道运动的涡旋的环绕长度为1圈长，一个或多个固定涡旋的环绕长度为2圈长。
[0013]第四方面A4包括第一方面A1的泵，还包括与沿轨道运动涡旋部件相关联的欧氏(Oldham)联轴节/十字滑块联轴节。
[0014]第五方面A5包括第四方面A4的泵，其中欧氏联轴节包括耐磨涂层。
[0015]第六方面A6包括第五方面的泵，其中该耐磨涂层是或包括硬质阳极氧化铝。
[0016]第七方面A7包括第一方面A1至第六方面A6中任一方面的泵，还包括与出口流体连通的轨道驱动机构，其中轨道驱动机构包括驱动轴、支承驱动轴的两个驱动轴轴承，以及与驱动轴相关联的径向顺应(compliant)曲柄机构。
[0017]第八方面A8包括第七方面A7的泵，其中驱动轴轴承是带有陶瓷滚珠的径向滚珠轴承。
[0018]第九方面A9包括第七方面A7的泵，还包括位于径向顺应曲柄机构和沿轨道运动涡旋部件之间的轨道涡旋轴承。
[0019]第十方面A10包括第九方面A9的泵，其中轨道涡旋轴承是带有陶瓷滚珠的径向滚珠轴承。
[0020]第十一方面A11包括第一方面A1至第十方面A10中任一方面的泵，还包括与轨道驱动机构机械连接的电驱动马达。
[0021]第十二方面A12包括第十一方面A11的泵，其中电驱动马达被密封地包封在流体空间内。
[0022]第十三方面A13包括第十一方面A11的泵，还包括允许流体流过电驱动马达的第二流体出口。
[0023]第十四方面A14包括第一方面A1至第十三方面A13中任一方面的泵，其中轨道驱动机构包括驱动轴，电驱动马达与驱动轴机械连接并位于耐压壳体外部。
[0024]第十五方面A15包括第一方面A1至第十四方面A14中任一方面的泵，其中固定涡旋部件和沿轨道运动涡旋部件均具有耐磨表面。
[0025]第十六方面A16包括第十五方面A15的泵，其中耐磨表面包括硬质阳极氧化铝或由硬质阳极氧化铝构成。
附图说明
[0026]附图中阐述的方面在性质上是说明性和示例性的，并且不旨在限制权利要求所限定的主题。当结合以下附图阅读时，可以理解对说明性方面的以下详细描述，其中用相同的附图标记指示相同的结构，并且其中：
[0027]图1示出了根据本文提供的一些方面的沿轨道运动涡旋部件的平面图；
[0028]图2示出了根据本文提供的一些方面的固定涡旋部件的平面图；
[0029]图3示出了根据本文提供的一些方面的啮合在一起的固定和沿轨道运动涡旋部件；
[0030]图4示出了根据本文提供的一些方面的沿轨道运动涡旋部件上的示例性轴向压力平衡；以及
[0031]图5示出了根据本文提供的一些方面的泵组件的示例性横截面。
具体实施方式
[0032]本专利技术中提供的涡旋式泵能够满足泵的需要，该泵能够处理最小程度过冷的液态制冷剂和类似的传热流体。涡旋机械，特别是涡旋制冷剂压缩机，在容易处理两相流方面有着良好的历史记录，例如，以液态制冷剂的段塞(slug)形式吸入涡旋制冷剂压缩机。它们无害地通过涡旋元件。本文提供的涡旋泵利用了以轨道运动方式运动的一对啮合的涡旋之间的相对运动，其中一个涡旋相对于另一个涡旋以小圆周、低速沿轨道运动。在这些较低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种泵，包括：入口、出口和涡旋泵送元件，其中所述涡旋泵送元件包括：具有一个或多个固定涡旋的固定涡旋部件和具有用于流体泵送的一个或多个沿轨道运动的涡旋的沿轨道运动涡旋部件，其中所述固定涡旋部件和所述沿轨道运动涡旋部件被布置成能够向止推轴承提供加压流体并且防止所述固定涡旋部件和所述沿轨道运动涡旋部件之间的接触。2.根据权利要求1所述的泵，其中所述一个或多个沿轨道运动的涡旋的环绕长度为0.75圈到1.25圈长，所述一个或多个固定涡旋的环绕长度为1.75圈到2.25圈长。3.根据权利要求1所述的泵，其中所述一个或多个沿轨道运动的涡旋的环绕长度为1圈长，所述一个或多个固定涡旋的环绕长度为2圈长。4.根据权利要求1所述的泵，还包括与所述沿轨道运动涡旋部件相关联的欧氏联轴节。5.根据权利要求4所述的泵，其中所述欧氏联轴节包括耐磨涂层。6.根据权利要求5所述的泵，其中所述耐磨涂层是硬质阳极氧化铝。7.根据权利要求1
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6中任一项所述的泵，...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：蒂艾克思股份有限公司，
类型：发明
国别省市：