CN101581318A - 连接装置以及包括所述连接装置的离心泵 - Google Patents

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Abstract

一种连接装置，其包括轴(2)、设有外螺纹(17)并被安装在所述轴(2)上的套筒(14)、设有从第一端被旋拧到所述套筒(14)的外螺纹(17)上的内螺纹(10)的旋转元件(7)、以及用于将所述旋转元件(7)相对于所述轴(2)锁定的锁定装置(18－21)。所述锁定装置(18－21)设置在与所述第一端相反的所述螺纹(10、17)的端部处。本发明还涉及一种包括所述连接装置的离心泵。

Description

连接装置以及包括所述连接装置的离心泵
技术领域
本发明涉及一种连接装置，其包括轴、设有外螺纹并安装在所述轴上的套筒、设有从第一端被旋拧到所述套筒的外螺纹上的内螺纹的旋转元件以及将所述旋转元件相对于所述轴锁定的锁定装置。
背景技术
NL-C-1.014.301中公开了一种这样的连接装置。所述现有的连接装置具有***在稍微锥形的衬套中、并冷缩配合在轴上的套筒。所述连接装置可以在扭力过载的情况下使所述套筒相对于所述轴滑动。为了达到将被用作叶轮的旋转元件相对于所述轴锁定的目的，应用一种特殊的、分段的、且具有锥形外表面的分段环，或所谓的开口环。
所述现有的连接装置具有锁定装置相当复杂的缺点。用于将所述旋转元件相对于所述轴锁定的所述分段环必须借助于螺栓固定，所述螺栓被旋拧入为此目的而在所述轴的端面上制作出的螺纹孔中。并且这意味着所述轴的端部应该保持可被触及以用于安装或拆卸所述螺栓，在所述旋转元件已经安装到所述轴上之后也是如此。此外，考虑到必须在所述轴的端面与所述旋转元件的相反面之间设置多个段的事实，因此设置过程是麻烦的。
DE965107公开了用于根据DE962668的轴和叶轮的连接装置的特殊实施方式。DE965107的所述连接装置具有环绕所述轴的槽。所述叶轮上的总的轴向载荷经由所述槽传递到所述轴，因为外壳(Hülse)可相对于所述轴滑动。这种用于传递载荷的槽具有在轴中引了机械应力局部增大的缺点。因此，这种槽使所述轴更容易出现尤其是与疲劳相关的故障。而且具有槽的轴制造起来更费力。此外，因为所需工序的数量和连接装置中部件的数量，所以DE965107的连接装置非常费力和费时。例如，每次更换叶轮都需要装卸外壳。在叶轮需要更换的情况下，需要克服所述轴与叶轮之间的夹紧力，这非常不利。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种没有这些缺点并且提供更有效锁定方式的前述类型的连接装置。通过使锁定装置设置在与第一端相反的螺纹端部处能够实现所述目的。
本发明的锁定装置位于远离所述轴端部的位置处。这样具有的优点是始终可以应用所述锁定装置，甚至是在所述旋转元件被安装到所述轴上之后，其部分地或全部地覆盖所述轴端部的情况下。这可以是例如具有叶轮和封闭毂的离心泵的情况。另一个优点是减少了轴的类型，因为螺纹形状、螺距、右旋方向等等方面的差别现已在所述套筒中实现。在将所述旋转元件与所述轴连接的过程中，首先将所述旋转元件上移到相对于所述轴的标定位置。随后应用所述锁定装置。所述锁定装置可以以多种方式实现；根据一个优选的实施方式，所述锁定装置包括与所述套筒相连接的凸缘，所述旋转元件相对于所述凸缘被锁定。根据该实施方式，在锁定的过程中，在所述套筒自身内产生内力，特别地为预应力。这样具有的优点是这些预应力既不加载在轴上也不加载在轴之间的连接上。因此，可以出于提供相对这些预应力所需的强度和刚度的目的来设计和制造所述套筒。另一个优点是提高了材料选择方面的自由度，以使得所述轴和套筒可以依据硬度、延展性或根据需要单独优化。此外，在螺纹损坏或磨损的情况下，仅需更换套筒。
此外，所述锁定装置可以包括抵靠所述凸缘定位的开口环，所述开口环承受所述凸缘与旋转元件之间的轴向压缩预应力。特别地，所述开口环可以包括至少三个开口环部件。为了保持所述开口环的适当位置，其开口环部件可以以可松开的方式相互连接。因此，为了从所述轴上卸下所述旋转元件，例如为了更换旋转元件，通过松开所述开口环部件，可以将所述开口环本身移除。
特别地，所述锁定装置可以包括协同作用的锥形锁定表面，其在根据包含所述轴的轴线的径向平面的截面中可见，并且在径向向外的方向上加宽。在这种连接中，所述凸缘和所述开口环可以包括相面对的协同作用的锥形锁定表面。
此外，所述开口环的背离其锥形面的面以及所述旋转元件的相反面或定位在所述开口环与所述旋转元件之间的中间元件的相反面可以根据相对于所述轴的轴线垂直的平面而被定向。
根据一个优选的实施方式，所述套筒包括带螺纹的套筒部和支撑环部，所述支撑环部支承所述锁定装置。在该实施方式中，将所述旋转元件与所述套筒相连接的功能以及施加预应力和将所述旋转元件相对于所述套筒锁定的功能在所述套筒的不同部件中实现。此外，所述套筒可以用于实现另外的功能，例如提供所述轴与周围结构之间的密封。为此，所述支撑环部可以支承密封装置，所述密封装置包括在所述旋转元件与所述开口环之间被施加预应力的密封衬套。
例如为叶轮的旋转元件与所述轴之间的连接按以下方式实现。首先，将所述套筒安装到所述轴上。通常，将所述套筒压力配合到所述轴上。重要的是所述套筒与所述轴处于强制配合连接，例如冷缩配合也是可行的选择。接下来，将分段环移动到所述支撑环部上。随后，将密封衬套移动到所述支撑环部上。然后，将旋转元件旋拧到所述套筒的带螺纹部上，直到达到所述旋转元件的、也是所述密封衬套的所需位置，并且直到在用于将所述旋转元件相对于所述套筒锁定的螺纹连接中达到所需预应力。
此外，优选采用一个实施方式，其中所述带螺纹的套筒部具有相对小直径而所述支撑环部具有相对大直径，并且所述轴具有轴部和毗邻轴部，所述轴部具有相应的相对小直径而所述毗邻轴部具有相应的相对大直径。在这种情况下，所述带螺纹的套筒部配合在具有相对小直径的轴部上，所述支撑环部配合在具有相对大直径的轴部上。所述大直径的轴部为驱动例如为叶轮等的旋转元件提供了所需的扭力稳定性。
本发明还涉及一种离心泵，其包括壳体、被可旋转地支撑在所述壳体中的轴以及被支撑在所述壳体内的所述轴上的叶轮，其中转子借助于前述的连接装置与所述轴相连接，所述连接装置包括设有外螺纹并安装在所述轴上的套筒、设有从第一端被旋拧到所述套筒的外螺纹上的内螺纹的旋转元件、以及将所述旋转元件相对于所述轴锁定的锁定装置。根据本发明，所述锁定装置设置在与所述第一端相反的所述螺纹的端部处。
所述壳体包括与支撑环部上的密封装置协同工作的相对/副密封装置(counter sealing means)。
附图说明
现将进一步参照含有前述连接装置的离心泵的实施方式来描述本发明。
图1示出了剖开离心泵的纵向截面。
图2示出了根据图1的放大细节II。
图3示出了细节II的另一个实施方式。
具体实施方式
图1中示出的离心泵由壳体1、借助于轴承3、4、5而可旋转地相对于支撑装置6被支撑的轴2，以及叶轮7组成。所述壳体1具有用于叶轮的轴向定向的入口8，以及切向定向的出口(未示出)。离心泵的其他设置是已知的，因此省略了对其的详细描述。
所述叶轮7具有设有内螺纹10的封闭毂9。所述轴2具有相对小直径部11、相对大直径部12和位于它们之间的圆锥形部13。设有套筒14，所述套筒14由被压力配合到相对小直径轴部11上的套筒部15和跨过圆锥形轴部13并安装在相对大直径轴部12上的支撑环部16组成。
如图2的放大细节II中所示，所述套筒部15具有外螺纹17，所述叶轮7的内螺纹10已经被旋拧到所述外螺纹17上。所述支撑环部16具有外凸缘20，所述外凸缘20设有面对带螺纹的套筒部15的锥形表面18。此外，设有分段环21，其具有与所述外凸缘20的相对锥形表面18相邻接的类似锥形表面19。在其另一端，所述分段环21具有径向定向的相反面22。所述分段环21的所述相反面22抵靠密封衬套24的类似的径向定向面23。此外，所述密封衬套24具有相反侧的径向定向面27，其抵靠所述叶轮7的类似的径向定向面28。
实现如图2中示出的所述叶轮7与所述轴2之间的连接过程是以如下方式实施的。首先，将所述套筒14压力配合到所述轴2上。接下来将所述分段环21移动到所述支撑环部16上，以使得所述分段环21的表面19与所述凸缘20的锥形表面18相邻接。随后，将所述密封衬套24推到所述支撑环部16上。接下来，将所述叶轮7的毂9旋拧到所述套筒14上，直到它们的面27、28彼此接触。所述毂9被旋拧到所述套筒14上达到一定程度，以获得其常规位置。随后，将所述毂9在所述套筒上进一步旋拧，可能超过其标定位置，从而在所述套筒14和毂9的螺纹10、17上产生预载荷。在所述位置，所述环21的环段例如通过螺栓或辅助环相对于彼此被锁定。所述支撑环部16的锥形表面18和所述分段环21的锥形表面设置成在需要从所述轴2上更换或移除所述叶轮7的情况下能够移除分段环21。
所述密封衬套24提供了被唇形密封件26接触的密封表面。这些唇形密封件26与离心泵的壳体1相连接，并且在保持壳体内部的密封条件的同时允许所述密封衬套24的旋转运动。
图3的实施方式在很大程度上与图2的实施方式类似。但是，轴衬31被设置在套筒14与轴2之间，所述轴衬31提供保护以免承受所述叶轮7的过载。在叶轮7过载的情况下，所述轴衬31屈服(give way)并滑动。

Claims (17)

1.一种连接装置，其包括轴(2)、设有外螺纹(17)并被安装在所述轴(2)上的套筒(14)、设有从第一端被旋拧到所述套筒(14)的外螺纹(17)上的内螺纹(10)的旋转元件(7)、以及将所述旋转元件(7)相对于所述轴(2)锁定的锁定装置(18-21)，其特征在于，所述锁定装置(18-21)设置在与所述第一端相反的所述螺纹(10、17)的端部处。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述锁定装置包括所述套筒(14)的凸缘(20)，所述旋转元件(7)相对于所述凸缘(20)被锁定。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述锁定装置包括开口环(21)，所述开口环(21)被定位为抵靠所述凸缘(20)，所述开口环(21)承受所述凸缘(20)与旋转元件(7)之间的轴向压缩预应力。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述开口环(23)包括至少三个开口环部件。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述开口环部件以可松开的方式相互连接。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的装置，其特征在于，所述锁定装置包括协同作用的锥形锁定表面(18、19)，所述协同作用的锥形锁定表面(18、19)在根据包含所述轴(2)的轴线的径向平面的截面中可见，并且在径向向外的方向上加宽。
7.根据权利要求3-6中任一项所述的装置，其特征在于，所述凸缘(20)和所述开口环(21)包括相面对的协同作用的锥形锁定表面(18、19)。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述开口环(21)的背离其锥形面(19)的面(22)以及所述旋转元件(7)的相反面(23)或定位在所述开口环(21)与所述旋转元件(7)之间的中间元件(24)的相反面(23)根据相对于所述轴(2)的轴线垂直的平面而被定向。
9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述套筒(14)包括带螺纹的套筒部(15)和支撑环部(16)，所述支撑环部(16)支承所述锁定装置(18-21)。
10.根据权利要求8和9所述的装置，其特征在于，所述支撑环部(16)支承密封装置(25)，所述密封装置(25)包括在所述旋转元件(7)与所述开口环(21)之间被施加预应力的密封衬套(24)。
11.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述带螺纹的套筒部(15)具有相对小直径而所述支撑环部(16)具有相对大直径，所述轴(2)具有轴部(11)和毗邻轴部(12)，所述轴部(11)具有相应的相对小直径而所述毗邻轴部(12)具有相应的相对大直径，所述带螺纹的套筒部(15)被配合在具有相对小直径的轴部(11)上，而所述支撑环部(16)被配合在具有相对大直径的轴部(12)上。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，在所述相对大直径的轴部(12)与所述相对小直径的轴部(11)之间设有圆锥形轴部(13)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，在所述套筒(14)与所述轴(2)之间提供摩擦配合。
14.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，在所述套筒(14)的内表面上设有轴衬(31)，所述轴衬(31)提供了所述套筒(14)与所述轴(2)之间的摩擦配合。
15.一种离心泵，其包括壳体(1)、可旋转地支撑在所述壳体(1)内的轴(2)以及被支撑在所述壳体(1)内的所述轴(2)上的叶轮(7)，其中转子(7)借助于根据前述权利要求中任一项所述的连接装置而与所述轴(2)相连接，所述连接装置包括设有外螺纹(10)并被安装在所述轴(2)上的套筒(14)、设有从第一端被旋拧到所述套筒(14)的外螺纹(10)上的内螺纹(17)的所述叶轮(7)、以及用于将所述叶轮(7)相对于所述轴(2)锁定的锁定装置(19、20)，其特征在于，所述锁定装置(19、20)被设置在与所述第一端相反的所述螺纹(10、17)的端部处。
16.根据权利要求15所述的离心泵，其特征在于，所述壳体(1)包括与所述支撑环部(16)上的密封装置(24)协同工作的相对密封装置(25)。
17.根据权利要求16所述的离心泵，其特征在于，所述密封装置(25)包括至少一个唇形密封件(26)。
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Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20091118