CN100554688C - 紧凑结构类型的偏心螺杆泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种紧凑结构类型的偏心螺杆泵，其中应用一移动活节。通过多种功能来确保泵的长寿命运行。在这种情况下，不仅由泵全压所产生的反压力而且由偏心旋转的转子引起的、作用在活节和传动装置上的伴随现象几乎被补偿。

Description

紧凑结构类型的偏心螺杆泵
技术领域
本发明涉及一种偏心螺杆泵，该偏心螺杆泵带有一有一螺旋形空腔的定子并且带有一偏心设置在其中的螺旋形的转子，该转子的转子头与一活节相连接，其中在转子与活节之间装有一密封件，该密封件跟随着偏心的转子运动。
背景技术
由DE OS 20 57 860公知一种偏心螺杆泵。在这种泵中，在传动轴上有个定向垫圈。这个定向垫圈是在其两个径向侧面上引导在位置固定的平面上的。
一个具有密封环的邻接环安装在朝向驱动装置的方向上。这个密封环与所述定向垫圈相邻接，并且由一弹簧施加压力。
发明内容
本发明的任务是，缩短偏心螺杆泵的长度，在紧凑型泵时避免对于所述活节连接和轴承的损坏，并降低传动功率，而并不损害所述泵的传送能力。
该任务利用一种偏心螺杆泵来解决，该偏心螺杆泵带有一有一螺旋形空腔的定子、并带有一偏心地设置在其中的螺旋形的转子，该转子的转子头与一活节相连接，其中在转子与活节之间装有一密封件，该密封件跟随着偏心的转子运动，其特征在于，密封件至少由一滑环和一密封片构成，转子头或转子延长部分在转子与密封片之间的范围中具有至少一个直径减缩部位。
本发明还给出了有利的改进方案。
本发明的一种实施例尤其涉及一种紧凑型泵。之所以是紧凑型泵，是因为这种泵通过应用一所谓的移动活节来实现一种很短的结构。如果与在使用等速万向节轴或弹性弯曲棒连接机构时往常常用的长度相比，泵壳体的长度在此只占整个泵长度的一小部分。
本发明的出发点是，本发明的最佳设计体现在，定子区域和活节区域通过一密封件在空间上彼此隔离开，其中转子头或一转子延长部分在作为转动环密封部件的支承环与转子之间的范围中具有至少一个直径减缩部位。通过这种一个或多个直径减缩部位，在密封件之前已经在转子范围中降低了由转子所产生的偏转，因此使得所述滑环在密封片上的一种较为均匀的安装成为可能。
视泵是为哪些产品或传送能力而设计的、以及要使用哪些材料而定，直径或直径减缩部位可以选择得不同。直径减缩部位就可以具有一种为转子直径值的30％至80％的数值。根据转子直径，所述直径减缩部位的量也可以是30％至60％，更加优选的是50％。
在特殊(耐磨的)材料时，如果不仅仅是一个直径减缩部位、而且还设置多个带有不同的减缩值的缩减部位，那么可以是有利的。在这种情况中，直径减缩部位的轴向间距在各自直径减缩部位的二至十倍数值之间运动。如果直径减到10mm，则下一减缩部位可以以距第一减缩部位20mm至100mm的距离来进行布置。在特殊的情况下，所述比例的数量是相应直径减缩部位的数值的二至六倍。
为了改进转动环密封的作用原理和它的通过波纹管的密封，转子头或转子延长部分的范围可以设定一种与转子直径相比较大的数值，波纹管或弹簧固定在该范围上。相应的转子头或转子延长部分在此有1.2至2倍的转子直径数值。
在根据本发明的泵的特殊使用情况时，使用一双面转动环密封，以便阻止产品进入到轴承范围中，并阻止润滑剂进入到泵室中。
在根据本发明的偏心螺杆泵时，密封件布置在泵入口壳体与活节坐落于其中的泵天窗(Pumpenlaterne)之间。如果在转子的区域中的断面收缩部位或直径减缩部位比在密封片范围中大出至少20％的话，那么在一定前提下是有利的。
根据本发明的一种改进方案，每个滑环布置在一密封片的两侧。该密封片具有至少一径向孔，它与密封介质室相连接。
根据本发明，所述转子延长部分在密封片的另一侧上在两个区域上延伸。在这种情况下，转子延长部分的直径在这两个区域中具有不同的尺寸。
转子延长部分在这两个区域中的最大直径相应于该转子延长部分的最小直径的1.2至3倍。在其侧面的两个侧面上，该密封片设有滑动面。
所述布置在该滑动面上的滑环与支承在紧固件上的弹簧相连接。
根据本发明，波纹管布置在所述弹簧和泵轴之间，它们对于密封介质室进行密封。
所述波纹管由此得到进一步改进：该波纹管的一侧面分别与每个装在转子头或转子头延伸部分上的紧固件进行连接。
所述密封片布置在泵入口壳体与泵天窗之间，一移动活节位于该泵天窗中。
所述移动活节被牢固地安装在转子延长部分的末端上。
在本发明的一种变型中所述移动活节与传动轴相连接，其中移动活节由两个彼此成90°错置安装的线性单元组成；其中所述每个线性单元由一型材导轨和一车组成。
附图说明
附图示出：
图1一种偏心螺杆泵的纵断面；
图2一种偏心螺杆泵的局部视图；
图3一种偏心螺杆泵的局部视图；
图4一种偏心螺杆泵的局部视图；
图5一种偏心螺杆泵的局部视图；
图6一种偏心螺杆泵的局部视图。
具体实施方式
图1示出一种偏心螺杆泵10，该偏心螺杆泵具有一转子-/定子区域12、一泵壳体14和一传动装置16。在所示出的偏心螺杆泵的左末端上有一法兰18，该法兰经过拉伸杆20与泵壳体14张紧，并因此使布置在其间的定子22牢固地与泵壳体相连接。偏心螺杆泵立于两个与法兰和壳体相连接的底座24上。转子头26的横截面或转子28的延长部分在入口30范围中是加强了的。在这个范围中，在转子上有一带有一滑环34的转动环密封32，该滑环放在两个垫圈36，36’的左边。在此是一转动环密封32的密封件或滑环34跟随着转子28的偏心旋转运动。为了补偿角错位和可能有的转子28的轴向间隙，滑环34设置一弹生膜盒38。
在所述两个垫圈36，36’之间，一双向推力轴承紧圈40相应于偏心度在径向方向运动，转子头26以所述偏心度旋转。此外，双向推力轴承紧圈40坐落在一自动调心滚子轴承42上，并因此自己不旋转，而是只可以经过弹簧垫圈在轴向方向移动，该弹簧垫圈将双向推力轴承紧圈、轴承和转子彼此连接起来。虽然轴向的转子移动可以是可能的，但这被一装置46阻止。这个装置由多个部件组成，其中双向推力轴承紧圈40承担一种主要作用。双向推力轴承紧圈40的宽度和压力介质室48的宽度不相同。压力介质室48的宽度通过间隔管50的长度来决定，并特意选得这么大，使得在右边的垫圈36’与双向推力轴承紧圈的端面之间形成一种间隙，在该间隙中液压压力起作用。在压力介质室中、并因而在双向推力轴承紧圈40与垫圈36’之间工作的压力取决于在加压侧法兰18的内部中存在着的压力值。这个压力的数值与由泵全压所产生的反压有关。法兰18中的一薄膜使这个值减小，并将它传输到管道52中的液体，该管道与压力介质室48中的液体连接。从而，在转子自由末端端面上的法兰18的范围中、并在双向推力轴承紧圈的范围中，即在转子活节面末端上，存在相同的压力情况。
压力情况的平衡或者在双向推力轴承紧圈40与垫圈36’之间的压力的升高减轻了移动活节44的负荷，这样使它无压力地运行。在加压侧法兰18与压力介质室48之间的液压连接是一条管道52，该管道在垫圈36范围中与泵壳体14连接。在管道52内部与压力介质室之间的液压连接既经过垫圈36中径向的孔也经过垫圈36中轴向的孔而存在。
轴承范围及活节范围经过在垫圈36’中的一孔而彼此连接。直接与移动活节44连接的转子头26的末端通过这个孔延伸。移动活节的第二部分经过套管56抗扭地但轴向可移动地经过一棱键装在传动轴54上。同样如垫圈36，36’之间的间距是由间隔管50规定的那样，垫圈36与壳体法兰58之间的间距由一间隔管60来规定。
图2示出的是在转子顺时针旋转时本发明的一种实施例。在此作用在转子上的反压——该反压可以导致移动活节44提高负荷——不是在转子28的自由末端上产生，而是在转动环密封或泵出口的范围中产生。因此，在泵壳体的局部范围与压力介质室(48)之间发生液压压力平衡。为此，只需要一条短的u形管道52’。这条短的液压管道，也像引到泵自由末端的连接那样，可以直接制作在泵壳体壁中，或经过一通向压力介质室的纵向孔制作在转子中。产品作用到一薄膜64上的压力，在该管道中经过液体传播到位于压力介质室48中的液体。与在逆时针旋转时不同的是，在这种实施例中在双向推力轴承紧圈40的端面与垫圈36之间形成一种窄的间隙，致使转子用一压力在向移动活节方向施加负荷。间隙长度、以及与此同时在此产生反压的双向推力轴承紧圈的端面的尺寸与密封件到转子28纵轴线的径向间距有关。到转子轴线的间距越小，有效的压力平面就越大。为了阻止在双向推力轴承紧圈的另一侧也形成一压力介质间隙，密封件本身在这里选得较大，并以距转子轴线较大的距离装在双向推力轴承紧圈外周围的近旁。压力介质作用在双向推力轴承紧圈上的面积，在总和上必须等于或大于泵反压作用在转子上的面积的总和。
在图3示出的实施例中，装置46的结构更清楚。双向推力轴承紧圈40在此位于最下面的位置。单是不同尺寸的密封件66，68的布置已经表明，要在双向推力轴承紧圈的哪一侧通过压力介质形成一间隙。这里，在垫圈36与双向推力轴承紧圈40之间形成所述间隙。所述最后作用的压力平面70的尺寸通过密封件66到转子28或转子头26的纵轴线76的间距来确定。因此，在管道52’中的压力介质经过孔74和压力介质室48将压力施加到压力平面70，72上，并因而对在泵唧过程产生的压力差进行补偿，否则该压力差要导致与转子连接的泵部件的轴向位移或增加负荷。双向推力轴承紧圈40的压力平面70，72和/或垫圈36，36’的互补面积本身是由耐磨材料制作的，或用耐磨材料涂覆的。
从按照图4的实施例得知一种带有一活节的紧凑型泵，在这种特殊的构造中可看出一种移动活节92。虽然移动活节92能够在很短的间隔上将由转子造成的偏心回转运动转换成一种同心的回转运动，但还是在转动环密封88的范围中通过一直径减缩部位90引起所述摆动的回转运动的一种阻尼。这第一直径减缩部位90赋予转子延长部分一种较高的弹性性能，并因此将一种较小的角负荷传输到活节92上。要经过密封片82的径向孔78而被输入的密封介质就像填满空间98那样，同样添满转动环密封的范围，在空间98中装有移动活节92。由转子头26和伸出部分96组成的转子延长部分延伸通过位于滑环中的中心孔94。伸出部分96在它的右末端处与移动活节92的一部分相连接，从该移动活节开始将传动力传递到转子28上去。在中心孔94的范围中，把转子头26连接在直径减缩部位上，该直径减缩部位作为收缩部位或作为切口呈现出来。在转子头上有一紧固件100，不仅弹簧102而且一波纹管104都保持在该紧固件上。比弹簧102距泵纵轴线径向较近安装的波纹管104与滑环34一起对于密封介质室80朝向泵入口壳体84进行密封。
由图5得知一种偏心螺杆泵，该偏心螺杆泵很大程度上相应于图4的实施例。图5的这个实施例的主要差别在于，一第二直径减缩部位108直接连接在转子28上。所述两个直径减缩部位90，108可以有相同的宽度b和相同的直径d。此时，直径减缩部位90，108的距离A相当于与此相应的转子头-及转子延长段的直径减缩部位或横截面数值的32倍。视所选择的或要求的是哪种材料而定，第二直径减缩部位108的宽度b可以比直径减缩部位90的宽度大。直径减缩部位90，108的直径d同样也可以是不同的。为了避免不必要的磨损，直径减缩部位掏制成圆切口的形式。为了改进密封功能，将波纹管104和弹簧102固定在转子头26一部分上的所述直径减缩部位之间，其直径D相当于0.5至2倍的转子直径。
如果在所谓的泵天窗中(带有其两个线性单元的移动活节92装在该泵天窗中)使用另一种液态的工作介质(flüssiges Betriebsmittel)作为密封介质，则在此就要使用一双面的转动环密封。
在图6中示出一种密封件，其中滑环34、34’在密封片82的两面处紧贴在滑动面114，114’上。滑环34’在弹簧102’的压力下贴靠在密封片82的右密封面上。涉及到滑环34’的定位和轴承配置的在转子头26与伸出部分96之间的直径突变通过在直径中加强的紧固件112来补偿。两个紧固件借助于螺栓与转子夹紧。移动活节使用两个错置90°的线性单元，该线性单元由型材导轨和所属的车组成。

Claims (21)

1.偏心螺杆泵，该偏心螺杆泵带有一有一螺旋形空腔的定子(22)、并带有一偏心地设置在其中的螺旋形的转子(28)，该转子的转子头(26)与一活节相连接，其中在转子(28)与活节之间装有一密封件，该密封件跟随着偏心的转子运动，其特征在于，密封件至少由一滑环(106)和一密封片(82)构成，转子头(26)或转子延长部分在转子(28)与密封片(82)之间的范围中具有至少一个直径减缩部位(90，108)。
2.如权利要求1所述的偏心螺杆泵，其特征在于，转子头(26)的直径或在直径减缩部位(90，108)范围中的转子延长部分的直径在转子(28)直径的30％与80％之间。
3.如权利要求1所述的偏心螺杆泵，其特征在于，直径减缩部位(90，108)的直径在转子直径的30％与60％之间。
4.如权利要求3所述的偏心螺杆泵，其特征在于，直径减缩部位的直径为转子直径的50％。
5.如权利要求1所述的偏心螺杆泵，其特征在于，转子延长部分(26)的直径减缩部位具有相同的或不同的数值。
6.如权利要求5所述的偏心螺杆泵，其特征在于，直径减缩部位(90，108)之间的距离相当于每个直径减缩部位的直径的二至十倍。
7.如权利要求6所述的偏心螺杆泵，其特征在于，所述距离相当于每个直径减缩部位的直径的二至六倍。
8.如权利要求7所述的偏心螺杆泵，其特征在于，所述距离相当于每个直径减缩部位(90，108)的直径的二至四倍。
9.如权利要求1所述的偏心螺杆泵，其特征在于，在至少两个直径减缩部位之间转子延长部分的直径相当于转子直径的1.2至3倍。
10.如权利要求1所述的偏心螺杆泵，其特征在于，转子头(26)或转子延长部分的直径(D)相当于转子直径的1.2至2倍。
11.如权利要求1所述的偏心螺杆泵，其特征在于，在直径减缩部位(90，108)的值相同时，转子上的直径减缩部位的宽度b比密封片(82)范围中的直径减缩部位的宽度大出至少20％。
12.如权利要求1至11中任一项所述的偏心螺杆泵，其特征在于，在密封片(82)的两侧安装一滑环(34)，且密封片(82)具有至少一个终止于密封介质室(80)中的径向孔(78)。
13.如权利要求1所述的偏心螺杆泵，其特征在于，转子延长部分的直径在密封片(82)前面或者后面具有不同的尺寸。
14.如权利要求13所述的偏心螺杆泵，其特征在于，所述两个范围的转子延长部分的较大的直径相当于较小直径的1.2至3倍。
15.如权利要求1所述的偏心螺杆泵，其特征在于，设置一带有两个滑动面(114，114’)的密封片(82)。
16.如权利要求12所述的偏心螺杆泵，其特征在于，滑环(34’，34”)与支承在紧固件(100，100’)上的弹簧相连接。
17.如权利要求16所述的偏心螺杆泵，其特征在于，在弹簧(102，102’)与泵轴线之间设有波纹管(104，104’)。
18.如权利要求17所述的偏心螺杆泵，其特征在于，波纹管(104，104’)的一侧面分别与每个装在转子头和/或转子延长部分上的紧固件(100，100’)相连接。
19.如权利要求15所述的偏心螺杆泵，其特征在于，密封片(82)布置在泵入口壳体(84)与泵天窗(86)之间，一移动活节(92)位于该泵天窗中。
20.如权利要求1所述的偏心螺杆泵，其特征在于，在转子延长部分的末端牢固安装一移动活节。
21.如权利要求19所述的偏心螺杆泵，其特征在于，移动活节与传动轴相连接，其中移动活节由两个彼此成90°安装的线性单元组成，并且所述每个线性单元由一型材导轨和一车组成。
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