摇杆式活塞泵的制作方法
【专利摘要】一种摇杆式活塞泵具有分别构成泵级（50，52，54，56，58，60）的、多齿的多个旋转活塞副（10，48，49）。相邻的泵级（50，52，54，56，58，60）经由连接通道（30，34，77，84，86，88，90）彼此连接。为了减少制造成本，根据本发明提出，连接通道（30，34，77，84，86，88，90）设置在将相邻的泵级（50，52，54，56，58，60）彼此分开的隔板（74，76，78，80，82）中。
【专利说明】摇杆式活塞泵
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种摇杆式活塞泵。
【背景技术】
[0002]摇杆式活塞泵通常具有两齿的、设置在泵腔中的旋转活塞。两个旋转活塞被相反地驱动，使得通过主入口穿过所形成的各个腔室吸入气体并且再经由主出口排出。主入口以及主出口在此沿径向方向伸展并且彼此相对置地设置。此外，也已知:多齿的、尤其具有三齿或四齿的旋转活塞。在此，也实现将气体从径向设置的主入口到径向设置的主出口的基本上径向的泵送。
[0003]为了实现较小的压强，还已知有多级的摇杆式活塞泵。这种摇杆式活塞泵的每级都具有旋转活塞副。在此，待泵送的气体从泵级的出口输送到相邻泵级的入口。这经由连接通道来实现。连接通道能够如在US2010/0158728中所描述的那样设置在摇杆式活塞泵的壳体中，其中连接通道围绕其中设置有旋转活塞的泵腔或者设置在泵腔的径向外部。这是必需的，以便将气体从泵级的例如设置在摇杆式活塞泵的下部区域中的出口输送到相邻泵级的设置在相对置的、例如摇杆式活塞泵的上部区域中的入口。这种摇杆式活塞泵具有的缺点是，通道在壳体中的设计方案在技术上是复杂的。此外，壳体构成为是大体积的以用于容纳连接通道。这不仅造成摇杆式活塞泵的大的外部尺寸而且尤其也产生高成本。除了耗费的制造工艺以外，也由于大的金属投入而产生高的成本。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是，提出一种具有技术上简单的结构的摇杆式活塞泵，其中优选还应当减少所需要的结构空间以及降低成本。
[0005]根据本发明，所述目的的解决方案通过权利要求的特征来实现。
[0006]根据本发明的摇杆式活塞泵具有分别构成泵级的、多齿的多个旋转活塞副。在此，每个泵级设有两个具有多于两个齿的旋转活塞，其中优选的是，旋转活塞具有至少四个、尤其至少六个齿。泵级的两个旋转活塞相反地旋转以运输气体。优选地，两个旋转活塞的每个旋转活塞副设置在共同的轴上，使得摇杆式活塞泵具有两个彼此平行伸展的轴，其中每个泵级的每个轴承载两个旋转活塞中的一个。两个轴能够经由齿轮彼此连接，使得仅必须驱动两个轴中的一个。
[0007]相邻的泵级经由连接通道彼此连接。在此，相邻的泵级分别能够经由一个或多个连接通道彼此连接。根据本发明，连接通道设置在将相邻的泵级彼此分开的隔板中。因此，隔板设在相邻的泵级的活塞腔之间。通过将连接通道以根据本发明的方式设置在隔板中能够相对于现有技术显著地降低根据本发明的摇杆式活塞泵的外部尺寸。这具有的优点是，由于材料投入较小，能够实现成本降低。此外，能够成本有利地制造设在隔板中的连接通道，因为通过直的、尤其圆柱形的通道或孔构成连接通道是可行的。因此，根据本发明，不需要技术上困难地制造设在活塞腔的径向外部的弯曲的连接通道。根据本发明非常紧凑地构造的摇杆式活塞泵还具有的优点是，能够实现重量降低以及部件数量的降低。因为摇杆式活塞泵能够构造为不具有油润滑装置的干式运转的泵，所以摇杆式活塞泵还具有的优点是，维护要求是更小的。
[0008]将连接通道以根据本发明的方式设置在隔板中的另一优点在于，由于连接通道短而出现较小的压强损耗。
[0009]优选地，连接通道的至少一部分与其中设置有旋转活塞副的活塞腔连接，使得在运行时，通道入口和/或通道出口被旋转活塞的侧壁扫过。因此，至少一个连接通道的通道入口和/或通道出口关于活塞腔不径向地设置而是轴向地设置。开口的扫过不经由径向构成的端侧实现而是经由旋转活塞的侧壁实现。
[0010]为了能够实现根据本发明的摇杆式活塞泵的尽可能紧凑的进而成本低的结构，优选所有的连接通道都设置在将泵级彼此分开的隔板中。仅主入口和/或主出口不设置在隔板中。主入口和/或主出口能够轴向地或径向地设置。主入口与主出口优选径向相对置地设置。如果例如气体的吸入通过设置在泵的上侧的主入口来进行，那么在优选的实施形式中气体的排出在泵的径向相对置的下侧进行。显而易见地，主入口相对于主出口轴向地错开，因为各个泵级以轴向方式依次地、始于主入口到主出口地设置。
[0011]尤其在具有三个或更多齿的旋转活塞中，设有轴向地在隔板中伸展的连接通道是可行的。这能够通过下述方式实现:在两个相邻的齿之间设置的腔室不将气体直到在旋转活塞旋转大约180°以后排出，而是将气体在更小的旋转角时就已经排出。在根据本发明的摇杆式活塞泵的一个这种优选的实施形式中，因此，两个级之间的气体不必须从主入口侧的腔室运输至主出口侧的腔室。例如，在三齿的旋转活塞中实现将气体通过在泵的上侧的主入口吸入。气体从第一级到第二级的运输通过在旋转活塞的旋转角为大约90°的情况下设置在中央的连接通道来实现。所述连接通道能够轴向地伸展，使得气体进入相邻的旋转活塞的中央的腔室中。在所述泵级中，然后将气体继续沿朝出口侧的方向输送并且从所述区域穿过尤其倾斜地或对角地设置在隔板中的通道再到达下一泵级的入口侧的腔室中。尤其在旋转活塞具有多于三个齿时，能够在相邻的泵级之间设置多重轴向伸展的通道。轴向通道的设置尤其具有的优点是，通道的制造在技术方面是简单的。在此，其能够是轴向的、尤其也是圆柱形的孔。
[0012]为了能够在技术上简单地构造倾斜地或对角地在隔板中伸展的连接通道，其中设置有这种连接通道的隔板优选比其中设有轴向的连接通道的隔板更厚。由此，构造刚好不具有弯曲的倾斜地伸展的连接通道也是可行的。
[0013]为了保持泵的功率消耗尽可能小，连接通道具有尽可能大的横截面。为了增大横截面设有多个基本上彼此平行地伸展的通道也是可行的。尤其在倾斜地在隔板中伸展的通道中还要考虑的是，将所述通道构造为尽可能短。
[0014]为了提高压缩，旋转活塞优选具有轴向上不同的宽度，其中旋转活塞的宽度尤其逐级地沿泵送方向减少。由此，各个构成在旋转活塞的齿之间的腔室的体积减小。
[0015]在优选的实施形式中，两个彼此啮合的旋转活塞具有相同的直径和相同的形状。然而，旋转活塞设有不同的直径和不同的齿数也是可行的，其中旋转活塞然后具有不同的旋转速度。同样地，彼此啮合的旋转活塞也能够具有不同的齿形。
[0016]通过摇杆式活塞泵的根据本发明的设计方案，尤其实现了负载峰值在转子转动期间的均匀化还有压缩热量的均匀化。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]在下文中，借助于优选的实施形式参照附图详细阐述本发明。
[0018]附图示出:
[0019]图1示出第一泵级的三齿的高压活塞副的示意图，
[0020]图2示出相邻的第二泵级的三齿的高压活塞副的示意图，
[0021]图3示出第一级的六齿的旋转活塞副的示意图，
[0022]图4示出第二级的六齿的旋转活塞副的示意图，
[0023]图5示出第三级的六齿的旋转活塞副的示意图，
[0024]图6示出根据图3至5示意地示出的、具有六齿的旋转活塞的六级的摇杆式活塞泵的示意图，以及
[0025]图7示出旋转活塞副的一个替选实施形式的示意俯视图。
【具体实施方式】
[0026]在图1和2中示意地示出的三齿的旋转活塞10设置在泵腔12中的第一泵级中(图1)。两个旋转活塞10分别经由未示出的轴可转动地安装，并且相反地地沿箭头14或16的方向旋转。经由主入口 18将气体输送给腔室20。通过旋转在图1中左侧的旋转活塞，实现将气体封入由外壁的弯曲的区域22闭合的腔室20中。在沿箭头14方向继续旋转图1中左侧的旋转活塞时，将腔室20对应于在所述位置中用24表示的腔室打开。腔室24环绕两个旋转活塞的整个下部区域，使得区域24、26、28具有相同的压力水平。由此实现将初始位于腔室20中的气体通过轴向的、即平行于旋转活塞的旋转轴伸展的连接通道30压出。
[0027]相应地，通过在图1中右侧的旋转活塞将气体封入腔室32中，通过沿箭头16方向旋转旋转活塞10使气体向下移动并且之后通过虚线示出的同样轴向延伸的连接通道34排出。
[0028]在关于第一泵级(图1)例如轴向地设置在其后方的下一泵级(图2)中，气体通过连接通道30进入与区域38、40具有相同的压力水平的腔室36中。通过继续旋转在图2中左侧的旋转活塞，封闭的腔室以与弯曲的壁42连接的方式构成，使得在此封入的气体沿朝主出口 44方向输送。相同的输送原理通过在图2中右侧的旋转活塞来实现，其中一旦右侧的活塞10沿箭头方向继续旋转，气体就通过连接通道34进入腔室40中。之后封入腔室46中的气体同样沿朝主出口 44方向运输。
[0029]为了构成第三级，气体必须从在图2中表示为主出口的出口 44再向上沿朝主入口方向输送。根据本发明，这通过在所述实施形式中未示出的对角地或倾斜地在隔板中伸展的通道来实现。
[0030]在图3至5中，六齿的旋转活塞副48、49连同在第一级(图3)、第二级(图4)和第三级(图5)中重要的连接通道一起示出。在例如六级的摇杆式活塞泵(图6)中，图3的描述对应于第一级50,图4中的描述对应于第二级52以及图5中的描述对应于第三级54。第四级56基本上再对应于第一级(图3)，其中进入当然不径向地实现而是经由倾斜地或对角地伸展的连接通道57来实现。第五级58对应于第二级52或图4以及第六级60对应于第三级54或图5中示出的级，其中排出在此通过主出口 62在径向方向上实现。宽度在轴向方向或在泵送方向64上变小的各个旋转活塞48由共同的轴66承载。相应地，旋转活塞49由共同的轴68承载。两个轴66、68可旋转地安装在上半壳70或下半壳72中，并且能够经由未示出的齿轮彼此连接，使得两个轴中的仅一个必须由马达驱动。
[0031]在相邻的泵级之间设有隔板74、76、78、80、82。在示出的实施例中，在每个隔板中设置有至少一个连接通道84、86、88、90、57。此外，附加地，如从现有技术中已知的那样而至少部分地设置在外部区域中的连接通道也是可行的。在示出的实施例中，实现将气体通过主入口 51的吸入。代替径向设置的主入口 51，所述主入口也能够轴向地构成为入口 53(图3)。显而易见地，倾斜伸展的入口或还有不同入口的组合也是可行的，其中通过入口进必须实现将气体输送到腔室55中(图3)。
[0032]随后，将气体从第一泵级50输送到第二泵级52中通过轴向的、即平行于轴66、68伸展的连接通道84来实现。连接通道84设置在隔板74中。在此根据借助于图1和2描述的原理地将气体经由中间腔室57输送到与连接通道84连接的腔室59中。
[0033]然后将气体继续输送(图4)并且通过同样轴向伸展的连接通道86，气体从第二泵级52流入第三泵级54中。连接通道86设置在隔板76中。
[0034]在继续输送气体时(图5)需要:将气体从主出口侧沿朝主入口侧方向输送。在此，在相对于其他的隔板74、76、80、82在轴向方向上更厚地构成的隔板78设有对角地或倾斜地伸展的通道77。
[0035]将气体从第四泵级56输送到第五泵级58通过轴向地在隔板80中伸展的通道88实现。在下一泵级60中，再通过设在隔板82中的轴向通道90来实现输送。因为在示出的实施例中第六泵级60是最后的泵级，所以所述第六泵级与基本上径向伸展的主出口 62连接。
[0036]因为如尤其从图3至5中清楚可见:仅一部分的腔室用于气体输送，所以设置有旋转活塞的腔室的保持小公差的表面加工仅在有效的、即对于输送重要的腔室的区域中是必须的。由此，能够进一步降低制造成本。
[0037]代替相同地构成的旋转活塞，旋转活塞也能够设有不同的直径和尤其不同的齿数。此外，具有不同齿形的旋转活塞的组合是可行的。为此的一个示例在图7的俯视图中示出。在此，左侧的旋转活塞92具有齿，所述齿与右侧的旋转活塞94的五个单独构成的齿共同作用。
【权利要求】
1.一种摇杆式活塞泵,具有: 分别构成泵级(50，52，54，56，58)的、多齿的多个旋转活塞副(10 ;48，49)，和 分别将相邻的泵级(52，54，56，58，60)彼此连接的连接通道(30，34，77，84，86，88，90)， 其特征在于， 所述连接通道(30，34，77，84，86，88，90)设置在将相邻的泵级(50，52，54，56，58，60)彼此分开的隔板(74，76，78，80，82)中。
2.根据权利要求1所述的摇杆式活塞泵，其特征在于，在运行时，至少一个连接通道(30，34，77，84，86，88，90)的通道入口和/或通道出口被旋转活塞(10，48，49)的侧壁扫过。
3.根据权利要求1或2所述的摇杆式活塞泵，其特征在于，所有连接通道(30，34，77，84，86，88，90)设置在将泵级(50，52，54，56，58，60)彼此分开的隔板(74，76，78，80，82)中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的摇杆式活塞泵，其特征在于，设有至少三齿的旋转活塞(10，48，49)并且所述连接通道(30，34，84，86，88，90)的至少一部分轴向地伸展。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的摇杆式活塞泵，其特征在于，主入口(51)与主出口(62)径向相对置地设置。
6.根据权利要求5所述的摇杆式活塞泵，其特征在于，将一个泵级(54)与相邻的泵级(56)连接的连接通道(77)倾斜地在相应的所述隔板(78)中伸展并且基本上横向于由两个轴的轴线(66，68)形成的平面伸展。
7.根据权利要求6所述的摇杆式活塞泵，其特征在于，具有倾斜伸展的连接通道(77)的隔板(78)构成为比具有轴向伸展的连接通道(84，86，88，90)的隔板(74，76，80，82)更厚。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的摇杆式活塞泵，其特征在于，每个旋转活塞副(10 ;48，49)的两个所述旋转活塞(10 ;48，49)中的每个设置在共同的轴(66，68)上。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的摇杆式活塞泵，其特征在于，各个泵级(50，52，.54，56，58，60)的所述旋转活塞(10，48，49)的轴向宽度尤其朝泵送方向(64)减少。
【文档编号】F04C23/00GK103732923SQ201280039495
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年8月7日 优先权日:2011年8月17日
【发明者】彼得·比尔克, 托马斯·德赖费特, 罗伯特·詹特金斯, 克莱夫·滕纳 申请人:厄利孔莱博尔德真空技术有限责任公司