專利名稱：多級帶側(cè)通道泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用來壓縮可壓縮介質(zhì)的多級帶側(cè)通道泵，它的工作輪連接在一個共同的驅(qū)動軸上。
在多級帶側(cè)通道泵中多個級、至少兩級的工作輪通常并排固安在一個共同的驅(qū)動軸上。只流行兩個相鄰級的工作輪具有相同幾何形狀和尺寸那種結(jié)構(gòu)形式。下一級的進(jìn)口通常在一個共同的殼體內(nèi)直接與上一級的出口相連。
由DE-GM 7441311已知一種壓縮裝置，其中多個不同寬度的工作輪并排安裝在一個共同的驅(qū)動軸上。所屬的工作輪應(yīng)該各自單獨(dú)運(yùn)行、相互并聯(lián)或者也可以串聯(lián)地組合。
但是所有已知多級帶側(cè)通道泵都有一個共同點(diǎn)，全都不能達(dá)到最佳的效率。
通過本發(fā)明提供了一種多級帶側(cè)通道泵，它具有最佳的效率。按照本發(fā)明這通過這樣的方法來達(dá)到，使每一級的幾何形狀通過其工作輪直徑和它的流道直徑的尺寸選擇與介質(zhì)的比容相匹配。其結(jié)果是，每個后續(xù)級都比前一級的尺寸小。因?yàn)閮杉壍墓ぷ鬏喴酝瑯拥霓D(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，對于下一級得到和對于上一級一樣的進(jìn)口和出口之間的壓差。
在計算一個后續(xù)級或幾個后續(xù)級的幾何參數(shù)時最好按以下程序進(jìn)行首先按照以下的關(guān)系式由要求的最終壓力和級數(shù)計算對于每一級的級壓力PP＝(Pend)1/n其中P為級壓力Pend為要求的最終壓力n為多級帶側(cè)通道泵的級數(shù)。
于是在假設(shè)幾何形狀相似的前提下通過前一級和后一級的容積比確定后一級的工作輪幾何參數(shù)。這個容積比可以由以下關(guān)于絕熱的關(guān)系式推導(dǎo)出來P·VK＝常數(shù)用第一級的容積和壓力V1和P1以及第二級的容積和壓力V2和P2代入，得到P1·V1K＝P2·V2K或者V2V1=(P1P2)1/K]]>例如當(dāng)在一個三級的帶側(cè)通道泵求的最終壓力為2.2bar(絕對壓力)，那么得到一個級壓力P＝(2.2)1/3＝1.3bar(絕對壓力)。
對于容積比有
，其中對于絕熱指數(shù)K采用數(shù)值1.4(雙原子氣體)。
然后用這個容積比0.829在假設(shè)幾何形狀相似的前提下通過無量綱特性曲線ψ＝f(φK)計算工作輪幾何參數(shù)。
如果按本發(fā)明的帶側(cè)通道泵做成兩級的，那么這兩級最好用一個共同的驅(qū)動電機(jī)集成在一個結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，其中兩級的工作輪固定在共同的驅(qū)動軸上。如果設(shè)置兩個級以上，那么它們最好以模塊化的方式相互串接。特別有利的是這樣一種結(jié)構(gòu)形式，其中每兩級包含在一個殼體內(nèi)形成一個組件，其中工作輪固定在一個共同的軸段上；一個組件的殼體法蘭連接在共同的驅(qū)動單元上，另一個組件法蘭連接在上一個組件上，其中組件的軸段相互或者與驅(qū)動單元的驅(qū)動軸各自通過一個聯(lián)軸器連接。
本發(fā)明另一種優(yōu)良的結(jié)構(gòu)是每一級的進(jìn)口和出口分開引出。用這種方法各個級可以任意地相互組合或也可以單獨(dú)運(yùn)行。
本發(fā)明其他特征和優(yōu)點(diǎn)由對多個結(jié)構(gòu)形式的以下闡述和由參考圖得到。圖中表示

圖1.多級帶側(cè)通道泵第一種結(jié)構(gòu)形式的軸向剖視圖；圖2.帶側(cè)通道泵第二種結(jié)構(gòu)形式的軸向剖視；
圖3.帶側(cè)通道泵第三種結(jié)構(gòu)形式的軸向剖視；圖4.按第三種結(jié)構(gòu)形式的帶側(cè)通道泵的局部剖開的側(cè)視圖；圖5.帶側(cè)通道泵第一種結(jié)構(gòu)形式的殼體頂蓋的頂視圖；圖6.圖5中所示的殼體頂蓋的徑向剖視；圖7.按圖5的殼體頂蓋內(nèi)側(cè)的頂視圖；圖8至12.按圖5中剖分線的不同局部剖；圖13.帶側(cè)通道泵第一種結(jié)構(gòu)形式的一個連接板的頂視圖；圖14.按圖13的連接板內(nèi)側(cè)的頂視圖；圖15至19.按圖13中剖分線的剖視圖。
在圖1中所示的一個多級帶側(cè)通道泵的結(jié)構(gòu)形式時驅(qū)動電機(jī)10，第一級12和第二級14集成在一個結(jié)構(gòu)單元內(nèi)。兩個級12、14共同的殼體16安裝在一個底座18上。兩級12、14的工作輪20，22固定在一個共同的驅(qū)動軸24上，驅(qū)動軸直接連接在驅(qū)動電機(jī)10的轉(zhuǎn)子上。在驅(qū)動電機(jī)10一側(cè)第一殼體頂蓋26與殼體16螺釘連接，第一級12的側(cè)通道28做在這個殼體頂蓋內(nèi)。在相對的一側(cè)第二個殼體頂蓋30與殼體16螺釘連接，第二級14的側(cè)通道32做在這個殼體頂蓋內(nèi)。第二級14的入口和出口通過殼體16和第一級殼體頂蓋26內(nèi)的通道通到一個連接板34上，它將參照圖5至12單獨(dú)加以說明。其次多級帶側(cè)通道泵的入口和出口通過一個消聲器36。
兩級12、14選用不同的尺寸。在第一級中介質(zhì)從進(jìn)入端到輸出端被壓縮，使比容(密度特征值)相應(yīng)地減小?，F(xiàn)在介質(zhì)占有較小的容積。第二級14與減小的容積相匹配。為了確定第二級14的幾何參數(shù)首先把要求的最終壓力平均分配到兩個級12、14上，使得兩個級12、14的級壓力相等。然后由絕熱關(guān)系式推導(dǎo)出兩個級12、14的容積比，如開頭所述。然后在假定幾何形狀相似的前提下用這樣得到的容積比計算出第二級工作輪的幾何參數(shù)。為此特別要確定工作輪外徑D和流道直徑d(圖1)。通過按本發(fā)明的帶側(cè)通道泵的級的尺寸選擇將優(yōu)化效率，因?yàn)槊總€工作輪的大小都與介質(zhì)的容積相匹配。
由圖5可見，在殼體頂蓋26的底面上第一級的入口12a和出口12b以及第二級的入口14a和出口14b引到一個連接面40上。入口14a與出口12b通過通道42相互直接連接。在連接面40上裝上一個在圖13至19中所示的連接板44。這個連接板44設(shè)有一個入口44a和一個出口44b。通道42的一部分42a做在連接板44上。
因?yàn)樵谒鼋Y(jié)構(gòu)形式中入口和出口單獨(dú)引到連接面上，兩個級12、14可以通過連接板44的結(jié)構(gòu)按希望地相互組合。
在圖2中所示的結(jié)構(gòu)形式時裝在殼體16內(nèi)并帶有殼體蓋板26、30和裝在一個共同的軸段50上的工作輪20，22的兩級12、14合成一個結(jié)構(gòu)單元。殼體蓋板26在其朝向驅(qū)動電機(jī)10的面上做成法蘭，并可以用相應(yīng)地設(shè)計的連接法蘭螺釘連接在驅(qū)動電機(jī)10上。軸段50通過聯(lián)軸器52直接連接在驅(qū)動電機(jī)10的轉(zhuǎn)子上。在軸段50背對驅(qū)動電機(jī)10的一端上連接一個風(fēng)扇54。殼體蓋板30也設(shè)有一個連接法蘭。在圖2中所示的結(jié)構(gòu)形式時在該連接法蘭上裝上一個殼體件56，它是帶側(cè)通道泵支承結(jié)構(gòu)的一個組成部分。
在圖3中所示的結(jié)構(gòu)形式中設(shè)有各帶有兩級的借助于圖2較詳細(xì)地說明過的那種類型的結(jié)構(gòu)單元A、B，其中結(jié)構(gòu)單元A連接在驅(qū)動電機(jī)10上，結(jié)構(gòu)單元B法蘭連接在結(jié)構(gòu)單元A上；軸段50a通過聯(lián)軸器52a連接在驅(qū)動電機(jī)10上，軸段50b通過聯(lián)軸器52b連接在軸段50a上。
在上述所有結(jié)構(gòu)形式中每一級內(nèi)工作輪的幾何參數(shù)都與介質(zhì)的比容相匹配，如前面參照圖1詳細(xì)說明的那樣。
在圖3和4中所示的結(jié)構(gòu)形式中每一級的入口和出口單獨(dú)從側(cè)向引出。每一級的入口和出口在一個側(cè)向連接面58a、58b、58c和58d上可以接觸到。在每個連接面58a至58d上裝有一個連接板；在圖4中剖開畫出兩個這種連接板60a和60b。通過在這種結(jié)構(gòu)的情況下每一級單獨(dú)側(cè)向引出入口和出口的方法這些級可以用多種多樣的方式相互組合，在必要情況下也可以相互獨(dú)立地運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.多級帶側(cè)通道泵，其工作輪(20，22)連接在一個共同的驅(qū)動軸(24)上，其特征在于每一級(12、14)的幾何參數(shù)通過其工作輪直徑(D)和流道直徑(d)的尺寸與其入口處介質(zhì)的比容相匹配。
2.按權(quán)利要求1的帶側(cè)通道泵，其特征在于每一級(12、14)的級壓力P由要求的最終壓力Pend和級數(shù)n根據(jù)關(guān)系式P＝(Pend)1/n計算。
3.按權(quán)利要求2的帶側(cè)通道泵，其特征在于每個后續(xù)級(14)工作輪的幾何參數(shù)在假設(shè)幾何形狀相似的前提下通過前一級(12)和后一級(14)的容量比確定。
4.按權(quán)利要求1至3之任一項的帶側(cè)通道泵，其特征在于所有級(12、14)與驅(qū)動電機(jī)(10)集成在一個結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，其中所有級的工作輪(20，22)固定在共同的驅(qū)動軸(24)上。
5.按權(quán)利要求1至3之任一項的帶側(cè)通道泵，其特征在于一個級(14)可以法蘭連接在共同的驅(qū)動單元(10)上，另一級(12)可以法蘭連接在這一級(14)上，其中一個級(14)的工作輪(22)通過聯(lián)軸器(52)連接在驅(qū)動單元(10)上，另一級(12)的工作輪(20)通過聯(lián)軸器(52)連接在這一級(14)的工作輪上。
6.按權(quán)利要求1至3之任一項的帶側(cè)通道泵，其特征在于每兩級(12，14)匯總在一個殼體(16)內(nèi)成為一個組件(A，B)，其中工作輪(20，22)固定在一個共同軸段(50)上，使得一個組件(A)的殼體(16)可以法蘭連接在共同的驅(qū)動單元(10)上，另一個組件(B)可以法蘭連接在這個組件(A)上，組件(A、B)的軸段(50a，50b)相互或者與驅(qū)動單元(10)的驅(qū)動軸分別通過聯(lián)軸器(52a，52b)連接。
7.按權(quán)利要求1至6之任一項的帶側(cè)通道泵，其特征在于級(12、14)的入口(12a，14a)和出口(12b，14b)單獨(dú)引出。
8.按權(quán)利要求1至6之任一項的帶側(cè)通道泵，其特征在于兩個匯總成一個結(jié)構(gòu)單元的級(12，14)的入口(12a，14a)和出口(12b，14b)單獨(dú)引向一個共同的連接部位(40)。
9.按權(quán)利要求8的帶側(cè)通道泵，其特征在于在共同的連接部位(40)處一個級(12)的出口(12b)直接與后續(xù)級(14)的入口(14a)相連。
10.按權(quán)利要求8和9之一項的帶側(cè)通道泵，其特征在于里面做有連接通道(42a，44a，44b)的連接板(44)可以裝在連接部位(40)上。
11.按權(quán)利要求8至10之任一項的帶側(cè)通道泵，其特征在于連接部位(58a，58b，58c，58d)側(cè)向設(shè)置多個相互串接的級。
全文摘要
在一個多級帶側(cè)通道泵中通過這樣的方法來達(dá)到最佳的效率,每個后續(xù)級(14)的幾何參數(shù)通過確定其工作輪直徑(D)和流道直徑(d)的尺寸與工作介質(zhì)在上一級出口處的比容相匹配。對于兩個級(12、14)級壓力是相同的。后續(xù)級(14)工作輪的幾何參數(shù)在假定幾何形狀相似的前提下通過前一級(12)和后一級(14)的容積比確定。
文檔編號F04D23/00GK1268208SQ98808389
公開日2000年9月27日 申請日期1998年8月21日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月22日
發(fā)明者沃納·里徹爾, 馬庫斯·布里茨切 申請人:維爾納·里徹爾兩合公司