CN107002668A - 长度补偿装置 - Google Patents

Abstract

长度补偿装置(4)，尤其用于具有转子和能沿轴向调节的定子(2)的偏心螺杆泵，该长度补偿装置应设计成用于可靠而有效地补偿长度变化。对此，根据本发明，长度补偿装置(4)包括至少一个沿轴向可活动的支撑体(10、12)，为支撑体(10、12)分配的囊体(16)布置在该支撑体中以引导输送介质。

Description

长度补偿装置

技术领域

本发明涉及一种长度补偿装置，其尤其用于具有转子和可沿轴向调节的定子的偏心螺杆泵，其中，将长度补偿装置分配给定子。本发明还涉及具有长度补偿装置的偏心螺杆泵。

背景技术

偏心螺杆泵属于能旋转的容积式泵，其泵区段具有能旋转的部件(转子)和固定不动的部件(定子)。在此，转子构造成具有大的螺距和螺纹深度以及相对小的芯部直径的螺钉形状。定子具有比转子更大的螺距并且具有的螺纹深度是转子的两倍。由此，在转子和定子之间形成输送空间，该输送空间连续地从进入侧朝排出侧运动。通常定子由弹性体和包围弹性体的定子外罩构成。弹性体实现了在转子和定子之间的密封，通过使定子的内轮廓小于转子的外轮廓产生该密封。通过预紧形成不间断的密封线，其密封依次衔接的输送空间并且实现了输送压力的构建。

为了提高使用寿命并且为了匹配不同的运行条件，现有技术公开了一些实现方案，在其中，弹性的定子可沿轴向调节或重新调节。例如，DE1303705公开了一种偏心螺杆泵，其定子内直径通过挤压可变窄，其中，弹性的定子的壳体内壁和外表面构造成锥形，并且定子可在壳体中沿轴向调节。在泵壳和定子之间设置补偿元件。由此应实现，在较长运行时间之后能够通过重新调节定子而在轴向方向上补偿磨损现象。

可根据在运行期间出现的状况调整定子内尺寸的偏心螺杆泵由DE102005042559A1已知。对此，偏心螺杆泵具有定子外罩和布置在其中的弹性的定子衬套，其中，在弹性的定子衬套的两个端部上设置用于沿轴向限定端部的止挡，并且至少在一个端部上存在器件以便改变止挡的轴向位置。通过调节定子外罩将拉力或压力作用到弹性的定子衬套上，由此改变作用到转子上的压力并因此改变预紧。由此可校准衬套的内横截面。

为了能够保证对定子的调节，需要用于定子长度补偿的器件。在由现有技术已知的实现方案中，对此例如使用调整环或补偿垫片，其中，调整环也可能运动地布置在调整装置中，以便也可在泵运行期间有利地作用到定子衬套上。

对此，调整环与输送介质接触，因此需要器件能够确保在调整环和泵壳或定子外罩之间的密封。但是期望的是这种补偿装置，该补偿装置可基于轴向调节来补偿定子的长度变化，而补偿装置的部件不与输送介质接触。补偿装置优选也应实现对定子的轴向引导。但是，由现有技术已知的上述类型的实现方案对此不太合适。

发明内容

因此，本发明的目的是提出一种用于引导输送介质的长度补偿装置，借助该长度补偿装置能够有效而可靠地实现尤其偏心螺杆泵的定子的长度变化。

根据本发明该目的通过以下方式实现，即，长度补偿装置包括至少一个沿轴向可活动的支撑体，为支撑体分配的囊体布置在支撑体中以引导输送介质。

对此，本发明从这样的构思开始，即，长度补偿装置或其部件是易受污染的，因此不应与输送介质发生接触。通过使用润滑物质可使摩擦和磨损保持得很低并且提高了密封效果。在此也应尽可能地避免，如油和油脂这样的运转用材料例如由于密封件磨损和不密封性而可能进入输送介质中。

这通过以下方式实现，即，长度补偿装置具有支撑体，支撑体不与输送介质接触。在支撑体之内布置有囊体，囊体与输送介质接触，并且输送介质可流动通过囊体。为了在囊体轴向运动时、在囊体拉伸或压缩时实现对囊体的支撑，将支撑体构造成，使得该支撑体可一起实施囊体的轴向运动。由此，整个长度补偿装置可有利地进行拉伸或压缩。例如，囊体能与支撑体接触，从而可使囊体直接支撑在支撑体上。

但是为了实现支撑功能也可使囊体经由合适的器件与支撑体联接。对此，支撑体优选与囊体压力密封地联接，使得在支撑体和囊体之间形成流体腔，流体腔在径向方向上支撑囊体。由此，囊体没有经受会使形状改变的压力负荷，并因此基本保持形状稳定。

在优选的改进方案中，为了测量泵内压力设置分配给流体腔的压力传感器。压力传感器由此以有利的方式未与输送介质接触，并且测量装置例如不会堵塞。因此，在流体腔中的流体用作用于检测压力的压力变换器，并且也可用作超压保险装置。

支撑体可由一个或多个补偿元件形成，其中，补偿元件本身彼此压力密封地联接。

囊体优选由可弹性变形的塑料构成，其在调节定子时弹性变形。支撑体例如可由金属材料、以褶皱囊形式、一件式地构造为补偿元件。褶皱囊在此具有足够大的径向刚度，从而能够承受作用到囊体上的压力。

优选地，囊体具有漏斗形状，其中，该囊体朝向泵逐渐变细。由此实现了，囊体即使在压缩状态下也具有使流动最佳的形状。此外，由于特殊的形状实现了长度补偿装置的紧凑结构，因为囊体在压缩时会向里卷，而且这例如在简单的褶皱囊的情况下不可能实现，由此即使在压缩状态下囊体在轴向方向上也需要相对大的空间。

优选地，长度补偿装置布置在产品排出侧。因此，有利地，在构造根据本发明的装置时仍然不用考虑泵侧的驱动元件的布置和构造方式。

在特别优选的实施方式中，支撑体构造成缸-活塞-对，使得作为第一外部补偿元件的缸与作为第二内部补偿元件的活塞压力密封地联接，这通过优选地在活塞中引入用于密封件的凹口来完成。对此，活塞和缸优选地构造成，支撑体同时也用作引导件。由此可取消在产品侧对定子的支撑和引导。

在优选的变型方案中，囊体具有理论褶皱部位。借助理论褶皱部位可有利地影响囊体在其压缩时的形状。理论褶皱部位例如可通过以下方式产生，即，囊体具有确定的基本形状、和/或通过增大或减小在为此设置的部位处或区域处的材料厚度。但是也可想到安装或引入例如呈环形状的辅助元件，环在流体腔侧围绕囊体延伸并且形成理论褶皱部位或环绕的理论褶皱线。

在特别有利的设计方案中，囊体具有在轴向方向上彼此邻接的、围绕囊体延伸的面，其过渡部形成理论褶皱部位或理论褶皱线。为此，囊体的平面式区域可具有不同的材料厚度和/或彼此呈角度地布置。

根据优选的改进方案，为了调控流体腔之内的流体，支撑体具有至少一个可封闭的开口或阀。优选地，通过阀将流体填充到流体腔中，其中，在支撑体的相对部位上可排出通过流体排挤的空气。

优选地，在流体腔中的流体量是可调控的，以能够额外地影响囊体的形状和压缩性能。对此可设置控制装置，控制装置能够根据测量的泵参数提高或降低流体腔中的压力。

特别优选地，将囊体构造成长度补偿装置可额外地用作截止机构。对此，囊体由高弹性的弹性体构成。为了截止，例如借助可控制的压力源在流体腔中提高压力，直至囊体变形并且密封长度补偿装置中的通道。由此实现了，例如无需额外的截止机构就能够在泵或输送设备处进行安装工作。

借助本发明实现的优点尤其在于，通过借助囊体的隔离、尤其通过弹性体的囊体使得流过的介质没有与支撑体、尤其没有与其密封元件接触。在囊体和支撑体之间形成的空腔可用润滑作用的流体填充，由此以持久润滑的方式保护密封件和引导件，免受高磨损。此外，也能够使用相对薄壁的囊体，通过使囊体承受更小的能明显改变形状的高的压力负荷，由此进一步改进其褶皱性能。由于囊体的漏斗形状实现了特别短的结构形式，因为囊体本身可向内卷。还有利的是，只有囊体(作为磨损件或具有确定的物理或化学特性的以及对输送介质的要求的构件)能够被简单更换，而无需更换整个长度补偿装置。

附图说明

根据附图详细说明本发明的实施例。其中，示出：

图1示意性地示出了偏心螺杆泵的定子，其具有在压力侧连接的长度补偿装置，该长度补偿装置包括囊体和包围该囊体的缸-活塞-对，该缸-活塞-对作为支撑体，

图2示出了图1中的长度补偿装置在最大偏移和囊体翻卷的状态中，

图3示出了图1中的长度补偿装置在最大偏移和囊体未翻卷的状态中，

图4示出了长度补偿装置在最大偏移和囊体翻卷的状态中，其具有在周边延伸的理论褶皱部位，

图5示出了具有构造成波纹形的囊体的长度补偿装置，以及

图6示出了具有构造成波纹形的囊体和压力传感器的长度补偿装置。

在所有附图中，相同的部件设有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出了偏心螺杆泵的定子2，定子具有连接在其端侧上的长度补偿装置4。定子2包括弹性体6，弹性体布置在定子外罩8之内，其中，定子2在其此处未示出的端部上与泵壳联接。

弹性体6固定在壳体侧的端部上，从而在调节定子2时激活长度补偿装置4。该附图中示出的长度补偿装置4的示意图既能实现轴向负方向运动又能实现轴向正方向运动，这通过示出的箭头表示。

缸-活塞-对用作长度补偿装置4的两件式支撑体10、12，其中，活塞10具有在周边上延伸的凹口14，在此未示出的密封件布置在凹口中。在调节过程期间的正方向运动时定子法兰18和泵法兰20之间的间距增大，弹性体受到压力加载并因此收缩。在此之后，作用到转子(未示出)上的压力提高。与此相反，在负方向运动时弹性体伸长并且作用到转子上的压力减小。

在支撑体10、12之内布置有弹性体式的囊体16，弹性体的囊体在定子侧压力密封地夹紧在定子法兰18和活塞10之间以及在压力侧的泵法兰20和缸12之间。活塞10在其面对囊体16的一侧上分别在端侧上设有凸起，以便使囊体16的机械负荷保持得尽可能地小。用能润滑的流体(未示出)填充在囊体16和支撑体10、12之间形成的流体腔22。通过在缸12中的下部阀口24可填充流体，其中，通过在缸12中的相对的开口26可在填充过程期间排放空气。为了不会有流体从开口26中流出并且能实现对囊体16的期望的支撑作用，在填充过程之后再次压力密封地封闭开口26。

在轴向方向上看，囊体16具有不同的壁厚，因此在泵法兰18一侧上的壁厚小于定子侧上的壁厚。由此实现了囊体16在不应变形或应仅小变形的区域中的足够大的刚度。即，在激活长度补偿装置4时实现的形状改变基本上仅出现在为此设置的区域中。

在图2和图3中示出了在最大正方向和最大负方向偏移的状态下的长度补偿装置4。在图2中示出的囊体16在翻卷状态下由于其基本形状和不同的材料厚度而具有所示出的形状。图3示出了囊体16在最大正方向偏移的状态下在其在长度补偿装置之内没有弹性变形的基本形状中。

在图4中示出了类似于图2的长度补偿装置4，只是没有所示的用于密封元件的凹口，该长度补偿装置包括翻卷的囊体16，但是囊体由于其特殊的构造方式具有理论褶皱部位，尤其具有闭合的理论褶皱线28，其在囊体16的周边延伸。对此，囊体16在周边上具有多个面区段30，多个面区段使得在压缩囊体16时实现期望的形状。面区段30至少在囊体16未变形的状态下彼此成角度地布置，其中，从一个面到相邻面的过渡部形成理论褶皱线28。通过在囊体16和支撑体10、12之间的流体腔22中的流体(以点示出)支撑囊体16。

图5示出了在纵剖面图中基本形状呈波纹形构造的囊体16，囊体基于其形状而能够进行压缩和拉伸。囊体16局部地贴靠在活塞10上并且流体腔22形成划分的多个腔室。为了保证或改善在各个腔室之间的穿流，可在缸-支撑体22中、在与囊体16的接触部位的区域中，引入纵向延伸的凹口(未示出)，凹口形成流动通道并且使各个腔室彼此连接。

图6示出了具有如在图5中那样构造成波纹形的囊体16的长度补偿装置，其中，流体腔22经由上部的阀口与阀34和通过其连接的压力计32联接。阀34在此用作截止阀和阻尼阀。对此替代地或对此补充地，流体腔22可经由上部的阀口与可控制的压力源(未示出)联接，以便控制流体腔22中的压力或者借助压力传感器进行调控。

装置优选根据偏心螺杆泵的可调节的定子来定向。由于使用尤其经由流体腔借助支撑体被稳固的囊体实现了以下优点，即，例如构造成支撑体的引导件不会与输送介质接触，引导件应被润滑以可靠地运行。囊体的漏斗形形状对输送介质的流动及其褶皱性能起有利的作用。

附图标记列表

2 偏心螺杆泵的定子

4 长度补偿装置

6 弹性体

8 定子外罩

10 作为(内部的)支撑体的活塞

12 作为(外部的)支撑体的缸

14 用于密封元件的凹口

16 (弹性体的)囊体

18 定子法兰

20 泵法兰

22 流体腔

24 阀口

26 开口

28 理论褶皱线

30 面区段

32 压力计

34 阀

Claims (12)

1.长度补偿装置(4)，其尤其应用在具有转子和能沿轴向调节的定子(2)的偏心螺杆泵中，所述长度补偿装置包括至少一个能沿轴向活动的支撑体(10、12)，为所述支撑体分配的囊体(16)布置在所述支撑体中以引导输送介质。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述支撑体与囊体压力密封地联接，以便形成支撑囊体的流体腔。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述囊体(16)成型为漏斗形。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述囊体(16)漏斗形地朝向泵逐渐变细。

5.根据权利要求1至4所述的装置，其特征在于，所述囊体(16)布置在产品排出侧。

6.根据权利要求1至5所述的装置，其特征在于，支撑体(10、12)构造成缸-活塞-对。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述支撑体(10、12)构造成引导元件。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述支撑体(10、12)具有用于密封用器件的凹口(14)。

9.根据权利要求1至8所述的装置，其特征在于，所述囊体(16)具有理论褶皱部位(28)。

10.根据权利要求1至9所述的装置，其特征在于，为了调控在流体腔(22)之内的流体，支撑体(10、12)具有至少一个能封闭的开口(26)和/或阀口(24)。

11.根据权利要求1至10所述的装置，其特征在于，在流体腔(22)中的流体量是能调控的。

12.偏心螺杆泵，其具有根据权利要求1所述的长度补偿元件。