具有包括挠曲件的轴向柔性系统的涡旋泵的制作方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及涡旋泵，所述涡旋泵包括涡旋盘(plate scroll)和末端密封，所述涡旋盘具有嵌套的涡旋叶片，而所述末端密封在涡旋盘之一的涡旋叶片末端与另一个涡旋盘的盘之间提供密封。
【背景技术】
[0002]涡旋泵是一种包括具有螺旋形固定涡旋叶片的定涡旋盘和具有螺旋形绕动涡旋叶片(orbiting scroll blade)的动润旋盘的泵。固定和绕动润旋叶片嵌套起来，有间隙和预定的相对角位置，使得由各涡旋叶片在其间限制出一个或多个空洞(pocket)。涡旋泵还具有固定该定涡旋盘的框架和由此框架所支撑的偏心驱动机构。这些部分通常构成可被称为涡旋泵的泵压头(组件)的组件。
[0003]动涡旋盘及其绕动涡旋叶片耦接到偏心驱动机构并受其驱动，以绕着穿过固定涡旋叶片轴向中心的泵的纵向轴线轨道运动。泵的涡旋叶片所限制出的空洞的容量随着绕动涡旋叶片相对于固定涡旋叶片运动而改变。绕动涡旋叶片的轨道绕动运动还导致空洞在泵压头组件内移动，使得空洞选择性地处于与涡旋泵的入口和出口开放连通的位置。
[0004]在这样的涡旋泵的一个示例中，绕动涡旋叶片相对于固定涡旋叶片的运动导致空洞相对泵的出口密封而与泵的入口开放连通从而扩大。于是，流体通过入口被抽入到空洞内。然后此空洞移动到相对泵入口密封而与泵出口开放连通的位置，此时空洞骤缩。于是，空洞内的流体受到压缩从而通过泵出口排出。固定、绕动涡旋叶片的侧壁表面不需要相互接触以形成符合要求的空洞。相反，在空洞端部，各侧壁表面之间可以保有微小的间隙。
[0005]如上所描述的涡旋泵可以是真空型的，在这种情况下，泵的出口连接到将被抽空的腔。
[0006]另外，在固定、动涡旋盘叶片之间可能用油形成密封，也即，形成用涡旋叶片限制空洞的密封。另一方面，被称为“干式”涡旋泵的某些类型涡旋泵避免使用油，因为油可能污染泵所操作的流体。代替油，干式涡旋泵采用分别座放在沟槽内的末端密封，所述沟槽在各自涡旋叶片末端(轴向端)内并沿其长度方向延伸(故此沟槽也具螺旋线形式)。更具体来说，各末端密封布置在各自涡旋盘的涡旋叶片的末端与另外的涡旋盘的盘之间，以产生在固定、动涡旋盘之间保持空洞的密封。在这方面进一步地，以上所描述类型的涡旋泵通常需要在泵压头组件的各部分之间有某一程度的轴向柔性，以在相对的涡旋叶片和盘之间保持有效的密封。
[0007]一般来说，有两种类型的末端密封布置来满足这些要求:赋能的和不赋能的。赋能型的末端密封布置包括末端密封和弹簧，所述末端密封座放在涡旋盘之一的涡旋叶片的末端内，所述弹簧向另一涡旋盘的盘偏压所述末端密封。典型的非赋能型末端密封布置只有一个固体塑性末端密封，所述密封座放在涡旋盘之一的涡旋叶片的末端内，所述固体塑性末端密封直接面对另一涡旋盘的盘。
[0008]在弹簧偏压的末端密封布置中，末端密封和相对的涡旋盘的接合所产生的摩擦力受到限制，因为其不超过与弹簧能够施加在末端密封上的最大力对应的数值。然而，弹簧偏压末端密封是持续磨损的，因为其是持续偏压成与相对的涡旋盘相接合。因此，弹簧偏压的末端密封必须相当频繁地替换。非赋能型布置的固体塑性末端密封比常规的弹簧偏压末端密封有相对更长的使用寿命。然而，固体末端密封的使用表现出它所特有的一组问题。
[0009]例如，采用非赋能型末端密封的涡旋泵的各组件在轴向方向上的公差必须保持在小的范围内，以确保末端密封合适地定位于泵压头内。更具体地来说，精准的轴向定位确保在固体末端密封与相对的涡旋盘之间的任意缝隙最小。如果缝隙太大，末端密封就不能和相对的涡旋盘形成有效的密封。然而，如果在涡旋叶片和相对的涡旋盘之间的末端密封压缩太多，导致的摩擦和热会过载，不仅破坏密封本身，还会破坏泵的部分，诸如驱动机构的轴承。
【发明内容】
[0010]本申请被给出以克服在涡旋泵中使用非赋能型末端密封所表现出的一个或多个问题、不足及/或局限。
[0011]本发明的一个目的是提供一种涡旋泵，在所述涡旋泵中，在组装泵的泵压头时，泵的末端密封将与相对的涡旋盘产生有效的密封而不会过载和/或损坏泵的部件。
[0012]本发明的另一个目的是提供一种具有泵压头部件的泵，其轴向方向可具有宽范围的公差，并且还确保在组装泵的泵压头时，泵的末端密封与相应的涡旋泵形成理想的密封。
[0013]本发明的另一个目的是提供一种涡旋泵，这种泵具有末端密封，并在末端密封上具有限制轴向力的轴向柔性系统，并且其中只需要提供一个弹簧以预压所述泵偏心驱动机构的所有轴承。
[0014]根据本发明的一个方面，提供一种涡旋泵，包括:框架，相对于所述框架固定的定涡旋盘，动涡旋盘，插入相应固定、动涡旋盘之一的涡旋叶片轴向端与固定、动涡旋盘中另一个的盘之间的末端密封，由所述框架所支撑并运转以在绕所述泵的纵向轴线的轨道内驱动所述动涡旋盘的偏心驱动机构，其特征在于，所述涡旋泵还具有包括挠曲件的轴向柔性系统，所述挠曲件在组装泵的包括涡旋盘的泵压头的过程中提供轴向柔性。所述偏心驱动机构包括具有主轴和曲柄的曲柄轴，被所述曲柄轴所支撑的平衡件，以及每个都有内圈、夕卜圈及插入所述内外圈之间的滚动件的多个轴承。分别地，所述轴承的各自外圈耦接到所述框架和所述动涡旋盘，所述轴承的各自内圈位于所述主轴和所述曲柄上，从而所述主轴被所述框架支撑而所述动涡旋盘通过所述轴承被所述曲柄带动。因此，主轴由框架支撑，而动涡旋盘由曲柄通过轴承带动。另外，轴向柔性系统的挠曲件在平行于泵的纵向轴线的轴向方向上插入用作挠曲件定位轴承的轴承之一的内圈与轴向对面的偏心驱动机构的挠曲件定位表面之间。该挠曲件在前述轴向方向上具有柔性。
[0015]根据本发明的另一个方面，提供一种涡旋泵，包括:框架，相对于所述框架固定的定涡旋盘，动涡旋盘，插入相应固定、动涡旋盘之一的涡旋叶片轴向端与固定、动涡旋盘中另一个的盘之间的末端密封，由所述框架所支撑并运转以在绕所述泵的纵向轴线的轨道内驱动所述动涡旋盘且包括曲柄轴和轴承的偏心驱动机构，以及在平行于泵的纵向轴线的轴向方向上具有柔性的挠曲件。通过轴承，所述动涡旋盘由所述曲柄带动，所述主轴由所述框架支撑。另外，所述偏心驱动机构具有轴向对面的挠曲件定位表面，所述轴承之一是挠曲件定位轴承，并且所述偏心驱动机构的所述曲柄轴被支撑使其相对于所述挠曲件定位轴承轴向可移动，并且所述挠曲件轴向插入所述偏心驱动机构的挠曲件定位表面与挠曲件定位轴承之间。
[0016]根据本发明的一个方面，提供一种涡旋泵，包括:框架；定涡旋盘，所述定涡旋盘相对所述框架固定并具有固定盘，以及从所述固定盘轴向凸出的固定涡旋叶片；动涡旋盘，所述动涡旋盘包括绕动盘，以及从所述绕动盘轴向凸出并和所述固定涡旋叶片嵌套的绕动涡旋叶片；为至少一个涡旋盘提供的末端密封；偏心驱动机构，所述偏心驱动机构由所述框架所支撑，并运转以在绕所述纵向轴线的轨道内驱动所述动涡旋盘；以及组成轴向柔性系统的挠曲件，其中所述偏心驱动机构包括具有主轴和曲柄的曲柄轴，安装于所述曲柄轴从而在平行于所述泵的纵向轴线的轴向方向上沿所述曲柄轴可移动的平衡件，以及多个轴承。通过所述轴承，所述动涡旋盘由所述曲柄带动，所述主轴由所述框架支撑。所述轴承之一是挠曲件定位轴承。所述挠曲件轴向插入所述平衡件与挠曲件定位轴承之间，所述挠曲件在轴向方向上具有柔性。
【附图说明】
[0017]本发明的这些和其他目标、特征和优点将从其参照附图的优选实施例的详细说明中得到更好理解，其中:
[0018]图1是可应用本发明的涡旋泵的示意纵向剖视图；
[0019]图2A是根据本发明的涡旋泵的一个实施例的部分泵压头的纵向剖视图；
[0020]图2B是根据本发明的涡旋泵的一个实施例的部分泵压头的纵向剖视图；
[0021]图3是图2A或2B中所示的部分泵压头的放大剖视图，示出定涡旋盘与动涡旋盘之间的末端密封；
[0022]图4是根据本发明的涡旋泵所采用的一个型式的挠曲件在径向方向上的剖视图；
[0023]图5是根据本发明的涡旋泵所采用的另一个型式的挠曲件在径向方向上的剖视图；
[0024]图6A、6B和6C各自是图2A的涡旋泵的实施例的一部分剖面概念图，图6A示出在基本上放松状态(未偏转状态)下的挠曲件，图6B示出在偏转状态下的挠曲件，图6C示出在偏转硬停状态下的挠曲件；
[0025]图6D、6E和6F各自是图2B的涡旋泵的实施例的一部分剖面概念图，图6D示出在基本上放松状态(未偏转状态)下的挠曲件，图6E示出在偏转状态下的挠曲件，图6F示出在偏转硬停状态下的挠曲件；
[0026]图7A、7B和7C各自是基于图2A的实施例，根据本发明的涡旋泵的另一实施例的一部分剖面概念图，图7A示出在基本上放松(未偏转状态)下的挠曲件，图7B示出在偏转状态下的挠曲件，图7C示出在偏转硬停状态下的挠曲件；以及
[0027]图7D、7E和7F各自是基于图2B的实施例，根据本发明的涡旋泵的另一实施例的一部分剖面概念图，图7D示出在基本上放松(未偏转状态)下的挠曲件，图7E示出在偏转状态下的挠曲件，图7F示出在偏转硬停状态