[发明专利]泵和泵送流体的方法

说明书

公开了一种泵和用于泵送气体的方法。泵包括转子和定子。转子或定子中的至少一个包括被配置成用于与液体源流体连通的至少一个液体开口。液体开口被配置成使得响应于施加在来自液体源的液体上的驱动力，从开口输出液体流，液体流在转子和定子之间形成液体叶片，由所述定子、所述转子和所述液体叶片限制的气体通过所述泵从气体入口朝向气体出口被驱动。

技术领域

本发明的技术领域涉及泵和泵送的方法。

背景技术

已知不同类型的用于泵送气体的泵。这些包括：捕集型泵，其中，气体在被移除之前被捕获在泵内部的表面上；诸如涡轮分子泵的动力或动量转移泵，其中，气体的分子从入口侧朝向出口或排气侧加速；以及正排量泵，其中，气体被捕获并从泵的入口朝向出口移动。

正排量泵提供通常形成在一个或更多个转子和一个定子之间的移动泵送腔室，转子的运动导致有效的泵送腔室移动。在入口处接收的气体进入并被捕获在泵送腔室中并移动到出口。在一些情况下，在运动期间气穴的体积减小以提高效率。这样的泵包括罗茨泵和旋片式泵。为了将气体抽入腔室中，腔室体积通常膨胀，并且为了将气体从腔室排出，腔室体积通常收缩。体积的这种变化能够例如在旋片泵中通过使用诸如弹簧（它们本身承受磨损）的装置延伸进出泵腔室的叶片来实现，或者在罗茨泵或螺杆泵中使用两个同步转子来实现，所述转子彼此且与定子配合以移动气穴并产生入口和出口之间的体积变化。附加转子需要附加轴、轴承和定时方法（诸如齿轮）来同步转子运动。

此外，为了最小化或至少减少泄漏并且在捕获气体的同时有效率地移动气体，移动零件需要彼此且与形成气体的被捕获体积的静态零件形成紧密密封。一些泵使用诸如油的液体在被捕获体积的表面之间密封，而另一些依赖紧密的非接触余隙，这能够导致制造成本增加，并且如果零件接触或在正被泵送的流体中存在微粒或杂质的情况下，则也能够导致泵对锁定或卡滞敏感。

液体环泵通过提供带有在定子孔中偏心旋转的固定叶片的转子来解决其中的一些问题。叶片通过离心作用将一定体积的液体朝向定子孔的外圆周驱动，气体泵送腔室形成在转子的相邻叶片和液体的环的内圆周之间。这为泵提供了低的磨损和良好的微粒容差，因为转子叶片不接触定子孔并且微粒能够被容纳在大的余隙和液体环本身中。不过，缺点是，这种类型的泵通常具有高的功率消耗并且在低频率下操作，以减少阻力损失、湍流和气蚀。针对给定量的泵送能力，这能够导致相对大的泵送机构。

期望提供一种泵，其抵抗磨损、提供低的功率消耗和相对小的泵送机构并且制造和操作相对便宜。

发明内容

本发明的第一方面提供了一种用于泵送气体的泵，所述泵包括：转子和定子；所述转子或定子中的至少一个包括被配置成用于与液体源流体连通的至少一个液体开口；所述液体开口被配置成使得响应于施加在来自所述液体源的液体上的驱动力，从所述开口输出液体流，所述液体流在述转子和所述定子之间形成液体叶片，由所述定子、转子和液体叶片限制的气体通过所述泵从气体入口朝向气体出口被驱动。

本发明的发明人认识到，如果液体被用于在转子和定子之间形成表面或叶片，则气体将被定子、转子和液体叶片限制，从而在转子旋转时允许气体被驱动通过泵。这将可能提供简单、紧凑、低功率、低成本布置，且将避免或至少减轻由于接触表面之间的摩擦和磨损以及用于紧密余隙的制造容差所涉及的成本所引起的问题。他们也认识到，能够通过驱动液体通过一个或更多个液体开口以简单的方式形成这样的叶片。在定子或者转子中的一个上布置液体开口允许液体流形成在转子和定子之间的液体表面或叶片。这样的液体叶片本质上可变形、低成本且能够在被捕获体积的表面之间提供良好密封而不需要紧密的制造容差。此外，这样的叶片本身不承受磨损并且在其接触的表面上提供非常小的磨损。

叶片由流动液体形成，使得形成叶片的液体被持续补充。叶片的表面连同转子的表面和定子起作用，以限制、捕获、隔离或者包围待被泵送的气体。转子的旋转导致被捕获的气体从气体入口移动到气体出口。

来自液体开口的液体的流提供在转子和定子之间作为来自液体开口的液体表面延伸的叶片。待被泵送的气体位于叶片的任一侧上。