TWI510716B - 旋轉式活塞泵 - Google Patents

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Description

旋轉式活塞泵
本發明係有關於一種旋轉式活塞泵，其具有至少兩個旋轉於相反方向上的雙葉瓣或多葉瓣旋轉式活塞，其驅動軸包含密封件。
一種旋轉式活塞泵出現在德國專利第19806657號中，其包含兩個用於轉子的轉動的驅動軸。這兩個驅動軸在其位於泵空間內的端部處設有螺紋連接部，該等轉子藉此螺紋連接部被固定至該等驅動軸。這兩個驅動軸被作成單件式且在轉子的組裝或拆卸時被保持在泵殼體內。為了便於組裝作業，該等驅動軸的一者經由一耦合件被連接至驅動器且因而可在解耦合(uncoupled)狀態相對於另一驅動軸自由地轉動。
美國專利案第6,283,740 B3號揭露一種具有改良式密封件的旋轉式活塞泵，該密封件被安裝在該轉子和該軸的外徑之間。一轉接器被提供給該驅動軸，該驅動軸藉此轉接器可輕易地被耦合至許多驅動機構上。該轉接 器可用另一轉接器來取代，用以和其它驅動器相匹配。
美國專利申請案第2008/00381138 A1揭露一種旋轉式活塞泵，其具有泵本體、一驅動單元及一外殼，其中該外殼設有一***件。該***件包含一殼體，其用塑膠材料製成且被提供一入口開口及一出口開口。該殼體包括含開孔，轉子可穿過該等開口以一種轉動的方式被驅動，使得轉子彼此嚙合並因而從該入口開口抽泵流體至該出口開口。
和先前技術相較，本發明所要解決的問題係在於提供一種旋轉式活塞泵，其中該等旋轉式活塞及該滑環式密封件的裝配(fitting)及移除都被最佳化。
本發明的旋轉式活塞泵的機械設計所要解決的此一問題可由申請專利範圍第1項所界定的特徵來達成。
關於本發明所要解決之關於旋轉式活塞的裝配及同步化的問題可參考申請專利範圍第11項所請之方法的特徵。
本發明之有利的可能實施例可在附屬項中找到。
一種旋轉式活塞泵被提供，其具有至少兩個旋轉於相反方向上的雙葉瓣或多葉瓣旋轉式活塞，它的驅動軸每一個都包含一密封件。該等密封件在每一種情況中 係被設置在屬於各自的旋轉式活塞的軸肩上。這些軸肩是被鑽孔的及/或模製的空心部且被不動地(fixedly)連接至各自的旋轉式活塞。該等被裝配在該等軸肩上的密封件被設置一鎖合裝置，其中每一鎖合裝置包含數目很多之在該密封件的殼體上的固定位置。
依據本發明的該鎖合裝置是一環，其被連接至該密封件的殼體。此外，該鎖合裝置包含多個平行於該旋轉式活塞的軸線延伸的軸向溝槽。這些軸向溝槽延伸於該環狀鎖合裝置的整個周邊且以彼此相距一致的距離的方式被設置在該環狀鎖合裝置上。該等軸向溝槽亦可以只覆蓋該環狀鎖合裝置的周邊的部分區域。一種較佳的構造被選取，在此構造中一個45度的部分區域被覆蓋兩次。藉此構造，一固定元件可和兩個45度的區域中的一個區域嚙合且和一軸向溝槽嚙合。該等軸向溝槽被去角，使得該等固定元件可以一理想的方式鎖在原地(lock home)。此外，因為去角的關係所以該等鎖定元件可更快速且更可靠地鎖在該等軸向溝槽內的原地。
在一較佳的實施例中，該等軸向溝槽沒有完全被導入到該鎖合裝置中，而是包含一腹板(web)，其係用來將一固定元件和該密封件本身隔開。該鎖合裝置的後端面形成一軸向擋止件，其形成一和該泵殼體的後側主動的接合(active mating)。該鎖合裝置和該泵殼體的後側的相互作用的結果是，該滑環式密封件會受到一所想要的預張力。
此外，可讓該滑環式密封件的內徑是開放的(open)，使得該滑環式密封件自由地停放在該軸肩上。在一補充實施例中，一唇式密封件或一第二滑環式密封件被設置在該滑環式密封件的內徑內。
對於熟習此技藝者而言很清楚的是，有許多可能的方式來製造該鎖合裝置及/或將該鎖合裝置裝配到該滑環式密封件上。該鎖合裝置可以是一環，其被裝配到該滑環式密封件上。在另一實施例中，該鎖合裝置是在該密封件的製造期間同時從該密封件殼體銑切形成的。
至少一固定元件被指定給該等軸向溝槽，其中該固定元件嚙合至一或多個軸向溝槽中。該固定元件包含至少兩根銷釘及/或螺栓，其嚙合至該等軸向溝槽中。在一較佳的實施例中，該固定元件包含一環狀元件，其延伸在該密封件周圍約180度。此外，該固定元件被不動地及/或以不可轉動的方式(non-rotatable manner)被連接至該密封件的殼體的一部分。
該密封件可以是一唇式密封件、填料盒式(stuffing-box)密封件或較佳地一滑環式密封件。該被建構為一滑環式密封件的密封件的殼體被在扭力上剛強地(torsionally stiff)連接至該滑環式密封件的一滑環。
透過一管狀的軸肩，每一旋轉式活塞藉由一夾鉗裝置被連接至其各自的驅動軸。
此外，一種將密封件裝配至旋轉式活塞泵中的方法被揭露。該密封件係被裝配到該旋轉式活塞的一管 狀軸肩上。該等旋轉式活塞然後被裝入到該泵殼體中。藉由各旋轉式活塞的轉動，該固定元件以一種形狀配合(form-fit)的方式被連接至該密封件，其中該等銷釘及/或螺栓被嚙合至一鎖合裝置中。該管狀軸肩然後以一種不可轉動的方式被連接至各自的驅動軸。每一旋轉式活塞因而以一種摩擦鎖合(friction-locked)的方式被連接且透過其管狀的軸肩可分離地連接至該驅動軸。
前面所描述之該等密封件在該等旋轉式活塞的各軸肩上的配置產生一明確的構件配置。此構件配置確保該等旋轉式活塞永遠都是以離該抽泵室的殼體後壁一正確的距離的方式被裝配。在以前，此距離都是藉由在該等旋轉式活塞的裝配期間測量及調整來加以確保。此種以前的方法在技工方面須要有大量的技術，這表示該等旋轉式活塞在組裝期間必須重復裝配及取下。
10‧‧‧旋轉式活塞泵
12‧‧‧機器台架
14‧‧‧馬達
16‧‧‧旋轉式活塞
18‧‧‧旋轉式活塞
20‧‧‧驅動軸
22‧‧‧驅動軸
24‧‧‧泵殼體
26‧‧‧泵室
28‧‧‧軸肩
30‧‧‧容納殼體
32‧‧‧密封件
34‧‧‧滑環
36‧‧‧滑環
38‧‧‧殼體
40‧‧‧鎖合裝置
42‧‧‧軸向溝槽
44‧‧‧銷釘/螺栓
46‧‧‧凹部
48‧‧‧固定元件
50‧‧‧夾鉗裝置
54‧‧‧外環
56‧‧‧環狀元件
62‧‧‧附裝件
62‧‧‧扣環
64‧‧‧元件
本發明的實施例的例子及其優點在下文中參考考附圖加以更詳細的說明。在圖中，個別元件相關於彼此的大小比例並不一定都和實際的大小比例相對應，因為有一些形式係以簡化的方式呈現而其它形式則為了清晰的目的而相較於其它元件被放大。
圖1顯示旋轉式活塞泵的整體外觀。
圖2顯示具有旋轉式活塞及夾鉗裝置的該滑環式密封件的部分剖面圖。
圖3顯示具有軸向溝槽的該滑環式密封件。
圖4及圖5顯示該等固定元件及該容納殼體的可能實施例。
如圖1所示，旋轉式活塞泵10主要包含一機器台架12，一用來驅動兩個旋轉式活塞16，18的馬達14係固定於該機器台架上。兩個旋轉式活塞16，18以習知技藝中出現的方式被連接至驅動軸20，22且在所示的形式中同步地繞著驅動軸20，22的軸線轉動於相反方向上。在旋轉式活塞的轉動期間，該等旋轉式活塞和泵殼體24接觸，因而不斷地形成循環式抽泵室26，其吸入待抽泵的物質並在該泵的相反側將其射出。密封件的使用(其將該抽泵空間的周圍密封起來)不能看到，但卻是必要的。
圖2所示之旋轉式活塞泵的細節顯示一具有管狀軸肩28的旋轉式活塞16的部分。用於滑環式密封件32的容納殼體30係跟在該旋轉式活塞16的左邊。滑環式密封件32包含殼體38、兩個滑環34，36、及個別的O形環，其將該滑環式密封件32的內部空間密封起來以與滑環式密封件32的容納殼體30隔開。該滑環式密封件32的殼體38(其亦可以是唇式密封件或填料盒式(stuffing-box)密封件)的殼體38延伸超過在和該旋轉式活塞16相反方向上的實際密封區。殼體38的此一延伸 區域形成鎖合裝置40，其包含許多固定位置或軸向溝槽42(參見圖3)。滑環式密封件32的殼體38的位在旋轉式活塞16外面的部分以一種在扭力上剛強(torsionally stiff)的方式被一銷釘或螺栓44連接至左手邊的滑環34。
一凹部46被設置在用於滑環式密封件32的容納殼體30內的最外端，固定元件48嚙合於該凹部內。固定元件48徑向地延伸超出凹部46，進入到滑環式密封件32的殼體38的軸向溝槽42中。在此處亦可看到該固定元件48是如何嚙合到該鎖合裝置40中。該容納殼體30和該泵殼體(未示出)之間的連接是用螺絲來實施。
軸肩28被不動地連接至旋轉式活塞16並在其鄰接該滑環式密封件30的一側容納一夾鉗裝置50。該夾鉗裝置50亦將該旋轉式活塞16連接至驅動軸20，22。夾鉗裝置50被具有圓錐面的構件機械式地操作，且當螺絲***作時，導致該等環狀構件彼此嵌入而使內截面縮小。
本發明並不關於依據本發明的密封件/滑環式密封件32的內部構件或可能的密封件變型，而是關於密封件之可從外面看到的部分。詳言之，本發明係關於圖3中所示的鎖合裝置40，其包含一側向地裝配至該滑環式密封件32上的外環54。此外環54包含軸向溝槽，其係以彼此相距一樣的距離被設置且具有一開放端，用以在該等旋轉式活塞被導入到該泵殼體中時讓固定元件(未示 出)能夠用其銷釘/螺栓嚙合至該等軸向溝槽42中。此嚙合造成該滑環34固定不動，因而確保所想要的抽泵室密封。雖然滑環式密封件32的殼體38在此實施例的例子中被描述為用於滑環式密封件32的功能，但殼體38亦可在其內部容納一唇式密封件形式或填料盒式密封件形式的密封件。在實施例的這些例子中，該固定元件將整個密封組件固定且將該軸肩及該抽泵室密封起來。
圖4及圖5兩個圖顯示固定元件48的不同實施例。此固定元件48可從圖4中看出是一環狀元件56，其位在該滑環式密封件的容納殼體30內。環狀元件56包含銷釘或螺栓44，其嚙合至該滑環式密封件的殼體內。此嚙合導致該滑環的固定不動。該容納殼體的該等構件透過肩部60上的孔而彼此連接。在另一實施例中，可將銷釘或螺栓44壓入到為此目的被設置的該容納殼體30的孔(未示出)中。
圖5中所示的固定元件48的實施例的功能和圖4中的固定元件相同。不同處只在於固定元件導致該滑環固定不動的設計。在此例子中塊狀元件64被提供，其中它亦可楔形物或相同作用的其它實施例。在此例子中，該固定元件具有一半圓形扣環62的形狀，其藉由本身的彈簧力亦對該容納殼體提供一更穩固的夾持。
本發明已藉由參考較佳的實施例加以描述。然而，可以想像到的是，對於熟習此技藝者而言，對於本發明的修改或改變可在不偏離下面的申請專利範圍的保護 範圍下被達成。
10‧‧‧旋轉式活塞泵
12‧‧‧機器台架
14‧‧‧馬達
16‧‧‧旋轉式活塞
18‧‧‧旋轉式活塞
20‧‧‧驅動軸
22‧‧‧驅動軸
24‧‧‧泵殼體
26‧‧‧泵室

Claims (11)

  1. 一種旋轉式活塞泵(10)，其具有至少兩個旋轉於相反方向上的雙葉瓣或多葉瓣旋轉式活塞(16，18)，其驅動軸(20，22)包含密封件(32)，其特徵在於該等密封件(32)在雙葉瓣旋轉式活塞的情形及在多葉瓣旋轉式活塞的情形中係被設置在屬於各自的旋轉式活塞(16，18)的軸肩(28)上，其中每一密封件(32)被設置一鎖合裝置(40)，其包含很多在該密封件(32)的殼體(38)上用於固定的特徵構造，其中該鎖合裝置(40)是一環，其被連接至用於該等密封件(32)的殼體(38)且其包含多個平行於該旋轉式活塞的軸線延伸的軸向溝槽(42)。
  2. 如申請專利範圍第1項之旋轉式活塞泵(10)，其中該等軸向溝槽(42)延伸於該環狀鎖合裝置(40)的整個周邊。
  3. 如申請專利範圍第2項之旋轉式活塞泵(10)，其中該等軸向溝槽(42)只覆蓋該環狀鎖合裝置(42)的周邊的部分區域，較佳地覆蓋一45度的部分區域兩次。
  4. 如申請專利範圍第2項之旋轉式活塞泵(10)，其中該等軸向溝槽(42)係以彼此相距一致的距離被設置在該環狀鎖合裝置(40)上。
  5. 如申請專利範圍第1項之旋轉式活塞泵(10)，其中一固定元件(48)與該等軸向溝槽(42)相搭配，該固定元件嚙合至一或多個軸向溝槽(42)中。
  6. 如申請專利範圍第5項之旋轉式活塞泵(10)，其中該固定元件(48)包含至少兩根銷釘或螺栓(44)，其嚙合至該等軸向溝槽(42)中。
  7. 如申請專利範圍第5項之旋轉式活塞泵(10)，其中該固定元件(48)包含一環狀元件(56)，其延伸在該密封件(32)周圍約180度的範圍。
  8. 如申請專利範圍第5項之旋轉式活塞泵(10)，其中該固定元件(48)被固定不動地連接至該密封件(32)的該殼體(38)的一部分。
  9. 如申請專利範圍第1項之旋轉式活塞泵(10)，其中該密封件(32)是唇式密封件形式或填料盒式密封件或滑環式密封件。
  10. 如申請專利範圍第9項之旋轉式活塞泵(10)，其中該被建構成滑環式密封件的該密封件(32)的該殼體(38)係以在扭力上剛強(torsionally stiff)的方式被連接至一滑環(34)。
  11. 如申請專利範圍第1項之旋轉式活塞泵(10)，其中該等旋轉式活塞(16，18)的一管狀軸肩(28)及該等驅動軸(20，22)藉由一夾鉗裝置(50)相連接。
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