CN100398830C - 液环式泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于输送流体的液环式泵(10)，具有：一个位于驱动端的第一外壳部件(11)和一个前端的第二外壳部件(12)，它们通过一个榫槽/榫舌结构(38)相互连接并包围一个工作室(15)；至少一个可旋转地设置在工作室(15)里面的、配有叶片(27)的叶轮(16)；控制机构(22)，它们在泵内部确定一个吸入室(25)和一个压力室(29)，其中，所述控制机构包括至少一个抗扭转地设置在泵内部的控制轮毂(22)，该控制轮毂具有至少一个与一个设在泵纵轴线(13)上的轴向设置的吸入接管(14)相连通的轴向进入孔(26)、一个径向定位的吸入孔(24)和/或至少一个径向定位的压力孔(23)，其中，所述榫槽/榫舌结构(38)与对应于叶轮(16)旋转轴线的泵纵轴线(13)同心地构成，并且包括至少一个与泵纵轴线(13)同心的、位于两个外壳部件(11、12)之一上的榫舌(39)和至少一个与叶轮(16)的旋转轴线(13)同心的、在另一外壳部件(12，11)中开出的榫槽(40)。两个壳体部件的同心嵌接显著地降低了制造和装配费用，因为两个偏心不需要彼此配合。

Description

液环式泵
技术领域
本发明涉及一种液环式泵。早就已知这种液环式泵或液环式压缩机并应用于不同的工艺过程。例如在这里应用于塑料或药剂加工设备、饮料灌装和纸加工设备中。
背景技术
液环式泵或液环式压缩机按照排挤原理工作，其中在绝大多数结构形式上，一个电机驱动的、配有叶片的叶轮偏心地设置在一个泵外壳里面，该外壳具有一个基本上圆形横截面的内室。一种工作液体、例如水位于泵外壳里面，液体通过叶轮的旋转被置于旋转并构成一个液体环。所述叶轮的相邻叶片通过液体环和叶轮的轮毂确定腔室，它由于叶轮的偏心支承而具有一个取决于腔室角位置的容积，其中所述液体环或多或少地进入腔室里面并在此起到如同一个柱形活塞的作用。此外设有控制机构，在其中挖出开孔，即所谓的吸入孔和压力孔，通过它们使腔室与泵的入口和出口连通。在此，所述吸入孔位于一个角位置里面，在该角位置发生腔室容积的变大，而所述压力孔设置在一个具有变小的腔室容积的角位置里面。液环式泵尤其适用于输送气体和蒸汽。但是也可以在一定的圆周上一起输送液体流。在液环式泵工作时由于结构引起地总是一起输送某些来自液体环的部分工作液体。
所述泵的工作液体主要具有三个功能。一方面如上所述，它起到容积式泵活塞的作用。其次它使叶轮的各腔室相互密封，因此能够实现一个待输送液体的无油输送。此外工作液体的一部分总是一起输送能够将在运行中产生的压缩热量排出。因此必需输送连续的工作液体，以使液体环保持在恒定的水平。
由于这种原理结构使所述液环式泵的摩擦极其微小，具有高的工作可靠性并只产生非常微小的固有噪声。
可以将液环式泵按照待输送流体的加载方式分成两组。最广为使用的是所谓的轴向加载泵。在此，所述叶轮在轴向上通过抗扭转地设置在泵室中的控制盘限定，在控制盘中开出吸入孔和压力孔。进入叶轮的和离开叶轮的流体的通流方向是轴向的，即平行于泵轴的轴线，叶轮安装于泵轴上。例如在本申请人的德国实用新型DE 298 09 258.1U中描述了这种轴向加载的液环式泵，例如轴承支架结构形式的、模块结构形式的泵或一个固定在一个轴承支架上的闭塞泵。此外存在所谓的径向加载泵，它们具有控制轮毂，在其中开出压力孔和吸入孔。对于这种形式的泵，在径向上通过控制轮毂实现使待输送的流体流入叶轮腔室并从叶轮腔室中流出。所述叶轮通常在侧面通过盖盘封闭并以尽可能微小的缝隙在通常抗扭转地旋紧在、浇铸在或焊接在泵外壳盖上的控制轮毂上滑动。此外所述控制轮毂大多具有轴向对准的用于待输送流体的流入孔或排出孔，它们与泵的入口和出口连通。所述控制轮毂可以具有一个基本上圆柱形的通用形状，例如在专利US 3,894,812和US 5,803,713中所描述的液环式泵就是这种情况。例如由美国专利3,712,764也已知具有锥形控制轮毂的泵。
轴向加载的液环式泵尤其由于其与径向加载的泵相比相对简单的结构和更方便且更经济的加工而得到广泛的应用。在通常情况下，一个控制盘可以比一个径向加载泵的控制轮毂更简单地加工。一个径向加载的泵也需要较大的制造费用，因为在叶轮的轮毂中必需开出用于每个通过叶轮叶片确定的腔室的开孔，通过这些开孔可以流入或流出待输送的流体。
但是与径向加载的液环式泵的这些缺点相对立的是特殊的优点。在径向加载的泵中，在压力孔以及吸入孔上的通流速度一般低于轴向加载的泵，因此也产生相对较低的节流损失。此外，待输送的流体比轴向加载的泵以更均匀分布的形状流入和流出叶轮腔室。所述径向加载泵的一个特殊优点在于，其具有可以一起输送大液体量的能力。径向加载泵的某些变型甚至可以没有损伤危险在注水状态下运行。
在德国实用新型DE 200 15 709 U1中描述了一种改进的具有控制轮毂的径向加载液环式泵。为了减少节流损失并使泵以高效率在不同的压比下运行，已知泵的控制轮毂的压力孔至少部分配有阀门，因此能够实现取决于压力地遮盖和打开压力孔。
通常的液环式泵，即不管是径向还是轴向加载的泵，都经常是直接法兰连接在一个驱动电机上并主要由一个驱动端的第一外壳部件和一个前端的第二外壳部件组成，它们通过一个榫槽/榫舌结构相互连接并包围一个工作室。这两个外壳部件通常通过螺栓连接相互固定。在工作室中可旋转地设置一个由电机驱动的叶片叶轮。此外设有控制机构，它们在泵的内部确定一个压力室和以吸入室。由于液环式泵的工作方式，所述叶轮偏心地设置在工作室里面，因此这两个也可以称为压力外壳和吸入外壳的外壳部件通常也相对于确定泵轴线的叶轮旋转轴线偏心地弹性压紧。在此弹性压紧一般在泵的外圆周上以一个大的直径实现，例如由上述实用新型DE 200 15 709 U1的图1和2可以看出这一点。但是这种结构不仅在加工上而且在泵的装配上都是非常费事的，因为两个偏心必需精确地相互适配。这个问题尤其对于径向加载的通过轮毂控制的泵特别敏感，因为对于叶轮的轻松运转要求抗扭转的控制轮毂与围卡控制轮毂的叶轮具有一个精确的配合。
发明内容
因此本发明所基于的技术问题是，提供一种改进的液环式泵，尤其是一种改进的具有轮毂控制的液环式泵，它能够更加简单和经济地加工和装配。
按照本发明这个问题通过本发明的液环式泵得以解决。
按本发明的用于输送流体的液环式泵，具有：一个位于驱动端的第一外壳部件和一个前端的第二外壳部件，第一和第二外壳部件通过一个榫槽/榫舌结构相互连接并包围一个工作室；至少一个围绕泵的纵轴线可旋转地设置在工作室里面的、配有叶片的叶轮；控制机构，这些控制机构在泵内部确定一个吸入室和一个压力室，其中，所述控制机构包括至少一个抗扭转地设置在泵内部的控制轮毂，该控制轮毂具有至少一个与一个设在泵纵轴线上的轴向设置的吸入接管相连通的轴向进入孔、一个径向定位的吸入孔和/或至少一个径向定位的压力孔，其中，所述榫槽/榫舌结构与对应于叶轮旋转轴线的泵纵轴线同心地构成，并且包括至少一个与泵纵轴线同心的、位于两个外壳部件之一上的榫舌和至少一个与叶轮的旋转轴线同心的、在另一外壳部件中开出的榫槽。
按照本发明的液环式泵的特征是，所述榫槽/榫舌结构与叶轮的旋转轴线同心地构成。通过使两个外壳部件同心地弹性压紧而明显降低加工和装配费用，因为省去两个偏心的配合。所述外壳部件有利地在一个直径上弹性压紧，该直径小于工作室外壳的内径并优选小于工作室外壳内径的90％。
按照本发明的液环式泵的一个优选的实施例，所述同心的榫槽/榫舌结构包括至少一个与叶轮旋转轴线同心的、在两个外壳部件之一中开出的榫槽和至少一个与叶轮旋转轴线同心的、设于另一外壳部件中的榫舌。不言而喻，榫槽与榫舌基本上相互互补地构成并且在必要时可能含有密封材料，如密封环。所述两个外壳部件通过多个设置在外壳外圆周上的螺栓连接相互固定。
两个外壳部件的同心弹性压紧尤其适用于径向加载的具有控制轮毂的液环式泵，因为通过按照本发明的结构能够实现叶轮与控制轮毂的精确配合。本发明的一个特别优选实施例的内容是一个液环式泵，其中所述控制机构包括至少一个抗扭转地设置在泵内部的控制轮毂，它具有至少一个吸入孔和/或至少一个压力孔。优选所述泵不仅具有一个吸入孔而且具有一个压力孔。但是同心弹性压紧的外壳部件也能够在这些泵中实现，其中所述控制轮毂只具有一个压力孔，并且在一个通常垂直于叶轮旋转轴线的控制盘中开出吸入孔。在实用新型DE 200 15 709 U1的图1中示出一个这种组合的径向和轴向加载的液环式泵，但是没有在这里建议的两个外壳部件的同心弹性压紧。本发明同样可以在常见的轴向加载的液环式泵中实现，在这些泵中在一个或两个控制盘中开出吸入孔和压力孔。
在按照本发明的液环式泵的径向加载的实施例中，有利地使控制轮毂的压力孔至少部分地配有阀门。仍然如同在DE 200 15 709 U1中详细描述的那样，所述阀门可以具有阀舌门或阀体。
按照本发明的液环式泵有利地配有一个可单独封闭的排空孔，通过它不仅可以排空压力室而且可以排空吸入室。例如当电机端的外壳部件包围压力室而排出孔设置在包围工作室的前端外壳部件里面时，则有利地规定，所述压力室的下部区域按照大地测量学基本上位于通道的高度上，这些通道在叶轮中开出，并且它们保证可以使工作室的压力区与压力室连通。在泵的静止状态下，在压力室中可能还存在的液体通过这些通道排到工作室的下部区域中，在那里设置排空孔。当例如吸入室位于驱动端的外壳部件中时，当然也可以规定一个相应的结构。
按照本发明的泵能够特别有利地在实用新型DE 200 15 709 U1中所述的变型方案中实现，即，所述泵例如也可以具有一个后置的分离器，必要时它具有连接的热交换器。
附图说明
下面借助于一个在附图中所示的实施例详细描述本发明。附图中：
图1以示意截面图示出一个现有技术的液环式泵，其中两个外壳部件偏心地嵌入；
图2为按照本发明的液环式泵的优选实施例剖面图，它具有同心弹性压紧的外壳部件。
具体实施方式
在图1中可以看出一个按照现有技术的液环式泵10，它由闭塞泵(Blockpumpe)构成。该泵10具有一个位于驱动端的第一外壳部件11和一个位于前端的第二外壳部件12。该前端的外壳部件12由罐形外壳盖构成，它在泵纵轴线13上具有一个吸入接管14，通过它吸入待输送的流体。所述两个外壳部件11、12确定一个工作室15，在其中可旋转地支承一个叶轮16。具有一个压力接管17的外壳部件11法兰连接在一个(只局部地示出)驱动电机18上，该电机的驱动轴19通过一个转动环密封20密封地插到泵中。所述叶轮16通过一个叶轮轮毂21与驱动轴19抗扭转地连接。作为控制机构在所示实施例中设有一个控制轮毂22，它具有至少一个压力孔23和至少一个吸入孔24。待输送的流体通过轴向设置的吸入接管14吸入到吸入室25中、经过一个轴向进入孔26流入控制轮毂22中，并且最后沿径向流过控制轮毂的吸入孔24，以便在工作室15中进入到在叶轮16的叶片27之间构成的腔室。由于叶轮在由工作液体构成的液体环中的偏心布置，从而流体在腔室中压缩后使流体仍沿径向通过由止回阀28加载的压力孔23流入到泵的压力室29中，并且在相应偏转后通过在所示情况下环形构成的控制轮毂22排流孔30并通过相应环形设置在叶轮16中的通道31到达压力接管17。在控制轮毂22中，所述吸入室25和压力室29通过一个分隔壁32相互分开。所述叶轮具有侧面的盖盘33、34，其轴向距离在接近到控制轮毂22时减小。如同在按照图1现有技术的泵中可以看到的那样，两个外壳部件通过一个偏心的榫槽/榫舌结构35相互连接，它在泵外壳的外圆周上延伸。最后所述已知的泵具有一个排出孔36、37分别用于工作室15及压力室29。
在图2中示出一个按照本发明的液环式泵的优选实施例。对应于图1中泵的结构部件的图2中结构部件或满足可比较功能的结构部件以相同的标记符号表示并在下面不再具体描述。在图2中所示的变型方案中，出于清晰的原因未示出驱动电机(图1中的标记符号18)和嵌入在叶轮轮毂中的驱动轴(图1中的标记符号19)。
可以看出，在否则大体类似的结构中，两个外壳部件11、12在一个环绕的凸环38上与叶轮的旋转轴线同心地弹性压紧。为此对第一外壳部件11构成一个与对应于叶轮16旋转轴线的泵纵轴线13同心的榫舌39，它嵌入到一个相应的、在第二外壳部件12中开出的同心槽40里面。由此保证，所述外壳部件的精确的组装结构并尤其保证所述抗扭转的控制轮毂22与围嵌控制轮毂的可旋转的叶轮16的精确配合。弹性压紧凸环的直径远小于工作室外壳15的内径。
此外可以看出，所述压力室29的底部区域41在按照本发明的泵中按照大地测量学高于图1中的已知泵，即基本上终结在叶轮16中通道体通过一个和多个通口道31排出到工作室15中并通过例如可由一个密封螺栓封闭的开孔42排出。因此对于压力室无需独立的排出孔，这将进一步降低制造成本。

Claims (7)

1.一种用于输送流体的液环式泵(10)，具有：一个位于驱动端的第一外壳部件(11)和一个前端的第二外壳部件(12)，第一和第二外壳部件通过一个榫槽/榫舌结构(38)相互连接并包围一个工作室(15)；至少一个围绕泵的纵轴线(13)可旋转地设置在工作室(15)里面的、配有叶片(27)的叶轮(16)；控制机构(22)，这些控制机构在泵内部确定一个吸入室(25)和一个压力室(29)，其中，所述控制机构包括至少一个抗扭转地设置在泵内部的控制轮毂(22)，该控制轮毂具有至少一个与一个设在泵纵轴线(13)上的轴向设置的吸入接管(14)相连通的轴向进入孔(26)、一个径向定位的吸入孔(24)和/或至少一个径向定位的压力孔(23)，其中，所述榫槽/榫舌结构(38)与对应于叶轮(16)旋转轴线的泵纵轴线(13)同心地构成，并且包括至少一个与泵纵轴线(13)同心的、位于两个外壳部件(11、12)之一上的榫舌(39)和至少一个与叶轮(16)的旋转轴线(13)同心的、在另一外壳部件(12，11)中开出的榫槽(40)。
2.如权利要求1所述的液环式泵，其特征在于，所述同心的榫槽/榫舌结构(38)在一个小于工作室外壳内径的直径上实现。
3.如权利要求2所述的液环式泵，其特征在于，所述同心的榫槽/榫舌结构(38)的直径小于工作室外壳内径的90％。
4.如权利要求1至3中任一项所述的液环式泵，其特征在于，所述控制轮毂(22)的压力孔(23)至少部分配有阀门(28)。
5.如权利要求4所述的液环式泵，其特征在于，所述阀门(28)具有阀舌门或阀体。
6.如权利要求1至3中任一项所述的液环式泵，其特征在于，所述泵具有一个可单独封闭的排空孔(42)，通过该排空孔可以排空压力室(29)和吸入室(25)。
7.如权利要求6所述的液环式泵，其特征在于，所述压力室(29)的下部区域(41)按照大地测量学基本上位于通道(31)的高度上，这些通道在叶轮(16)中开出。
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