[发明专利]转换具有密封液体排放的液体环式泵的方法

说明书

技术领域

本发明通常涉及将密封液体(压缩剂)从该泵的工作腔排出的液体环式泵(“泵”)。更具体地，本发明涉及将利用密封液体排放系统的液体环式泵转换成具有气体排放系统的泵以适应变化的压缩率的方法。

背景技术

液体环式泵是公知的。Bissell的第4,498,844号美国专利公开了具有锥形口构件的液体环式泵。除了传统的进入口和排出口之外，该锥形口构件具有排放再循环口。第4,498,844号美国专利的全部内容并入本文。

图1所示的泵具有锥形液体环式泵的已知构造。图1是沿与泵轴平行的平面而得到的垂直定向的截面图。图1A示出了沿线100得到的截面。因此截面线100提供图1的透视点。

泵具有第一头部20和第二头部22。每个头部具有气体进入口20a、22a。每个头部具有气体排出口20b、22b。头部20、22位于液体环式泵的轴向端部处。壳体或外壳23轴向地位于泵头部20、22之间。转子25位于壳体内。转子25具有转子叶片25a。转子叶片25a从毂25b延伸。

壳体或外壳23提供腔(工作腔)，转子25在该腔中旋转以通过气体进入口20a、22a将空气或气体26抽到工作腔内。接着气体26通过排气出口20b、22b从工作腔排出。

可以看出，将气体26通过锥形口部件27、28抽到工作腔中。气体还通过锥形口部件27、28从工作腔排出。通过转子围带25c和叶片围带23c将腔分为第一工作腔23a和第二工作腔23b。

参见图2，密封液体29位于工作腔中。当转子25旋转时，密封液体29在工作腔内形成液环。该液环具有偏心形状，该偏心形状在相对于液体环式泵的轴30的径向方向上偏离和聚集。在密封液体29从轴30偏离的情况下，转子组件的相邻转子叶片之间的空间(斗(bucket))内产生的降低压力构成气体进入区域。在密封液体29向轴30聚集的情况下，相邻转子叶片之间的空间(斗)内产生的增加压力构成气体压缩区域。Schultz的第4,850,808号美国专利提供了锥形液体环式泵的示例。第4,850,808号美国专利的全部内容并入本文。

图1中所示的液体环式泵具有允许密封剂39进入工作腔的密封液体进入或导入路径31。进入的密封剂29通过头部和锥形口构件。虽然示出密封液体29仅通过头部20和锥形构件27进入，但是密封液体29也可以通过头部22和锥形构件28进入。

除了具有密封液体导入路径31之外，图1的泵还具有液体排放路径以便在泵操作期间使液体离开工作腔。现有技术的图2示出了密封液体29通过密封液体排放路径33离开工作腔的示意图。现有的头部20、22绕垂直轴对称的，允许在泵的任一轴向端上使用一种头部设计。基于旋转方向，目前，头部中的通道被用于导入或排出密封液体29。

设计压缩比是设计排出压力与设计吸入压力的比率。操作压缩比是操作排出压力与操作吸入压力的比率。实际上，排出处的压力保持恒定并且通常为大气压力。吸入压力将根据应用而变化。

已知的是，具有固定排出口和具有小于设计压缩比的操作压缩比的泵将在工作腔内具有增加的压力。增加压力需要使用增加的泵功率。为了使对增加的泵功率的需求最小化，如图1和图2所示的现有技术具有压缩剂(密封液体)排放路径或内置液体泄露路径，以允许密封液体离开工作腔并减少工作腔内和斗内的压力。相应地，在操作期间密封液体的排放适应泵所经受的变化压缩比。

使用压缩剂或密封液体排放路径(液体泄露路径)具有若干缺点。排放需要持续释放与补充密封液体的平衡行为，以便在工作腔内获得适当的压力。如果增加密封液体流率高于正常流率，那么解决了液体排放方法的功率控制功能并且泵功率能在低压缩比下增加，在低压缩比下可使驱动系统超载。此外，从设计压缩比到低压缩比的真空压力中的突然降低会引起这样的周期：与稳态低压缩比条件相比泵中具有更多的液体。过量液体可导致驱动设备超载。此外，若减少给泵的密封液体，则经过液体排放路径的流出会导致泵内密封减弱和泵送气体量减少。

发明内容

提供本公开，以将利用密封液体排放的液体环式泵转换成利用气体排放的液体环式泵。气体排放避免与密封液体排放相关的缺陷，部分因为其消除了连续导入和释放密封液体的需要。替代地，当泵在小于设计压缩比的压缩比下操作时，气体可从该泵的工作腔排放以减少过压缩。结果，这样还减少了轴功率需求。现有液体环式泵的转换能够仅通过对泵部件的最小变化来实现。