[发明专利]具有包括挠曲件的轴向柔性系统的涡旋泵

说明书

一种涡旋泵，包括：框架，定涡旋盘，一个或多个非赋能型末端密封，组装到框架并由其支撑的偏心驱动机构，动涡旋盘组装于所述偏心驱动机构从而可由偏心驱动机构在绕泵的纵向轴线的轨道上驱动，以及包括挠曲件的轴向柔性系统。所述挠曲件插入偏心驱动机构的轴承与偏心驱动机构的挠曲件定位表面之间。该挠曲件在组装过程的情况下允许动涡旋盘从定涡旋盘移开，否则会导致末端密封过于强烈地与相对的涡旋盘的盘接合。

技术领域

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

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)的动涡旋盘的泵。固定和绕动涡旋叶片嵌套起来，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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。