專利名稱：偏心螺桿泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種偏心螺桿泵，它具有一個定子和一個轉(zhuǎn)子，在定子與轉(zhuǎn)子之間，當(dāng)轉(zhuǎn)子在定子中轉(zhuǎn)動時，物料被從一吸進(jìn)側(cè)的進(jìn)料區(qū)移送到一壓力側(cè)的排料區(qū)，其中，在壓力側(cè)的排料區(qū)內(nèi)，對置的一個壓力-容積區(qū)和一個吸進(jìn)-容積區(qū)在定子與轉(zhuǎn)子之間隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動而改變和轉(zhuǎn)換。
這類已知的偏心螺桿泵包括一個構(gòu)造成蝸桿的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子的形式如一個大螺距、深螺紋的圓螺紋桿，還包括一個定子，定子具有螺紋型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因此有蝸桿外殼的形式。由于定子的這種螺紋型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從吸進(jìn)側(cè)向壓力側(cè)構(gòu)成軸向的、依次形成的多個空腔，轉(zhuǎn)子就在這樣的空腔中轉(zhuǎn)動。在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動期間，定子的內(nèi)表面部分與轉(zhuǎn)子的外表面部分接觸，此時定子的內(nèi)表面和轉(zhuǎn)子的外表面之間就存在了輸送室和附屬的密封區(qū)域，轉(zhuǎn)子在定子的空腔中轉(zhuǎn)動時，輸送室中的物料沿著輸送路段從吸進(jìn)側(cè)移送到壓力側(cè)。
在文獻(xiàn)EP 0 713 974中，得知這樣一種偏心螺桿泵，這種泵通過轉(zhuǎn)子在定子的空腔中的轉(zhuǎn)動，使得磨蝕性物料可以進(jìn)行連續(xù)的輸送。其中定子由彈性材料制成并借助預(yù)應(yīng)力貼緊轉(zhuǎn)子，因此在運(yùn)行中輸送室的終端始終形成一個密封。從壓力側(cè)的排料空腔中壓出的磨蝕性物料，受到繼續(xù)引導(dǎo)物料的壓力管中現(xiàn)有物料的限制，以相反的外壓壓在后面推動的物料上。因此這種輸送過程會建立起一個尤其相對于密封區(qū)域的內(nèi)壓。
為了確保安全密封，壓力管中建立的外壓愈高，定子與轉(zhuǎn)子之間的預(yù)應(yīng)力就必須愈大。
這里有一個問題，即定子和轉(zhuǎn)子存在著磨損現(xiàn)象，尤其是在輸送物料期間。這種磨損主要出現(xiàn)在從壓力側(cè)排料區(qū)側(cè)面出發(fā)沿吸進(jìn)側(cè)進(jìn)料區(qū)方向作為空腔密封形成的定子的螺距處。而磨損的增加，導(dǎo)致偏心螺桿泵的輸送功率降低。
彈性的定子借助預(yù)應(yīng)力貼緊轉(zhuǎn)子，因此，定子與轉(zhuǎn)子之間由于物料的存在可能產(chǎn)生高磨損，而且這個磨損隨壓力的增大等量上升。磨損從壓力側(cè)向吸進(jìn)側(cè)逐步移動并破壞原始的密封區(qū)域。當(dāng)內(nèi)壓不能克服外壓的時候，最終發(fā)生輸送過程中斷。
因此，輸送室中物料依靠壓力的輸送在很大程度上取決于定子與轉(zhuǎn)子之間密封區(qū)域的密封狀況。為了在較長的工作時間內(nèi)控制轉(zhuǎn)子外表面和定子內(nèi)表面之間密封區(qū)域中磨損干擾的問題，已經(jīng)知道一種采用定子可再次擰緊形式的偏心螺桿泵，采用這樣的泵，裝備了某種與定子形成一體的夾緊板，或可在泵旁人工裝入可封閉的夾緊裝置。采用這種夾緊裝置，在可識別出密封區(qū)域內(nèi)部的磨損情況下，細(xì)微地或根據(jù)需要進(jìn)行定子整體的徑向壓縮，借此，使定子內(nèi)表面能夠貼緊轉(zhuǎn)子外表面，同時導(dǎo)致在密封區(qū)域內(nèi)形成原始的密封。
在文獻(xiàn)DE 33 04 751 C2中還描述了帶有不可再次擰緊的定子的偏心螺桿泵，其中，在轉(zhuǎn)子徑向尺寸相同的情況下，定子從吸進(jìn)側(cè)向壓力側(cè)收縮成錐形，或是在定子尺寸全然相同的情況下，轉(zhuǎn)子從吸進(jìn)側(cè)向壓力側(cè)具有一種漸增的螺旋橫截面。
問題在于，在這兩種方案中以及在保持密封穩(wěn)定的兩種方案相結(jié)合的情況中，生產(chǎn)和質(zhì)量監(jiān)控都需要很高的材料、監(jiān)控及人員投入。
在文獻(xiàn)DE 202 15 849.7中獲知還有一種偏心螺桿泵，這種泵是在壓力側(cè)排料區(qū)旁有一個允許磨蝕性物料通過的單向閥裝置，屬于該裝置的還有一個剛性固定在定子端面上的鎖緊墊圈。轉(zhuǎn)子端面則在鎖緊墊圈上轉(zhuǎn)動，因此可以達(dá)到可變的壓力-容積區(qū)和吸進(jìn)-容積區(qū)的密封。固定在定子上的鎖緊墊圈具有兩個用于物料排出的固定的通孔，兩個通孔各自配有一個單向閥。這兩個裝有閥門的通孔被分配給由轉(zhuǎn)子排料區(qū)所占用的壓力-容積區(qū)和吸進(jìn)-容積區(qū)，并當(dāng)定子與轉(zhuǎn)子之間各自容積區(qū)域中的內(nèi)壓大于毗鄰閥門處繼續(xù)引導(dǎo)物料的壓力管內(nèi)的外壓時打開。
這里的問題在于，這種固定在定子上的鎖緊墊圈與閥門的設(shè)計，需要附加結(jié)構(gòu)元件。偏心螺桿泵使用之后至少必須清洗閥門。
本發(fā)明的目的在于，提出一種偏心螺桿泵，它在排料區(qū)內(nèi)設(shè)計得安裝簡易和便于維護(hù)。同時在定子和轉(zhuǎn)子的密封區(qū)域內(nèi)，尤其是壓力側(cè)排料空腔的壓力區(qū)域內(nèi)的磨損應(yīng)當(dāng)明顯減緩或大大降低。還應(yīng)當(dāng)使已經(jīng)很短的定子和轉(zhuǎn)子以及輸送路段的長度進(jìn)一步縮短，并且使原本的輸送功率經(jīng)過較長時間后仍能夠在很大程度上得以保持。
上述目的通過權(quán)利要求1的特征來實現(xiàn)。在權(quán)利要求1的前序部分規(guī)定的這種偏心螺桿泵中，設(shè)置一個封閉壓力側(cè)的排料區(qū)的、固定在轉(zhuǎn)子的端面上且與轉(zhuǎn)子一同轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子頭部，所述轉(zhuǎn)子頭部具有至少一個貫通頭部的空隙，所述空隙與固定的轉(zhuǎn)子端面相關(guān)聯(lián)地以這樣的方式設(shè)置到轉(zhuǎn)子頭部中，使得與轉(zhuǎn)子在輸送方向上一致轉(zhuǎn)動的空隙伴隨地打開壓力-容積區(qū)，并且一個無空隙的轉(zhuǎn)子頭部部分在壓力-容積區(qū)打開持續(xù)期間使相對的吸進(jìn)-容積區(qū)保持密封關(guān)閉。
轉(zhuǎn)子頭部以轉(zhuǎn)子頭部背面通過螺栓連接、焊接或類似的方式固定在轉(zhuǎn)子端面上。
轉(zhuǎn)子頭部可以這樣的方式固定在轉(zhuǎn)子端面上，使得轉(zhuǎn)子頭部的中心軸線能夠與轉(zhuǎn)子端面的中心吻合。在這種情況下，中心軸線的運(yùn)動是一條同心的直線延伸，在不吻合的情況下會運(yùn)行出一條偏心的曲線軌跡。
所述貫通的空隙直接在側(cè)面靠近轉(zhuǎn)子的端面處設(shè)置在轉(zhuǎn)子頭部中，其中，適應(yīng)于由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動在壓力-容積區(qū)內(nèi)的壓力形成以及物料的排出，對空隙截面的尺寸加以規(guī)定。
轉(zhuǎn)子頭部可以優(yōu)選是一種有圓形面的轉(zhuǎn)子孔盤。所屬的貫通的空隙在俯視的斷面圖中可以優(yōu)選是基本呈豆形的長孔。
轉(zhuǎn)子頭部這樣安裝在轉(zhuǎn)子端面上，使得孔從徑向中的支承轉(zhuǎn)子端面的邊緣出發(fā)，以它有效的開口截面適應(yīng)于轉(zhuǎn)子在壓力-容積區(qū)內(nèi)的壓力產(chǎn)生地，以孔起始區(qū)進(jìn)入到壓力-容積區(qū)，之后以孔終端區(qū)再從壓力-容積區(qū)中出來。
轉(zhuǎn)子頭部的貫通的空隙也可以有選擇地做成一個從固定住的轉(zhuǎn)子端面的邊緣出發(fā)的、徑向定向的扇面截面形的通孔或扇形的開口，它們象長孔結(jié)構(gòu)一樣，以它們有效的開口截面適應(yīng)于轉(zhuǎn)子在壓力-容積區(qū)內(nèi)的壓力產(chǎn)生地，進(jìn)入壓力-容積區(qū)，在掠過壓力-容積區(qū)之后再從壓力-容積區(qū)出來。
為了使壓力降低到定子內(nèi)的密封區(qū)域，轉(zhuǎn)子頭部具有這樣的圓周尺寸，使轉(zhuǎn)子頭部以它剩余的無空隙的部分使每次轉(zhuǎn)動時定子開口區(qū)域內(nèi)形成的吸進(jìn)-容積區(qū)保持密封。
轉(zhuǎn)子構(gòu)造成一個具有大螺距和大螺紋深度的圓螺紋形的蝸桿，而定子是一個蝸桿外殼，它包含一個輸送路段的軸向依次構(gòu)成的空腔-至少一個吸進(jìn)側(cè)進(jìn)料空腔和一個壓力側(cè)排料空腔，在定子內(nèi)表面和轉(zhuǎn)子外表面之間，由于定子與轉(zhuǎn)子之間匹配的密封區(qū)域而形成了輸送室，當(dāng)轉(zhuǎn)子在定子的空腔中轉(zhuǎn)動時，輸送室中的物料可由吸進(jìn)側(cè)進(jìn)料區(qū)移動到壓力側(cè)的排料區(qū)。
在定子端面上可以固定一個繼續(xù)輸送物料的壓力管，壓力管可借助至少一個包圍定子和壓力管的支承元件密封地固定在定子上。
本發(fā)明使得由于壓力側(cè)排料區(qū)中轉(zhuǎn)子頭部或轉(zhuǎn)子孔盤的存在，原來與壓力管有關(guān)的壓力腔在泵出口之后得以從原來與泵有關(guān)的壓力側(cè)排料空腔分離。在壓力側(cè)排料區(qū)通過借助貫通的空隙每次隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動打開而打開之后，通過轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動從吸進(jìn)側(cè)進(jìn)料區(qū)獲得后續(xù)的物料填充。
改進(jìn)結(jié)構(gòu)和其他的設(shè)計在另外的從屬權(quán)利要求中加以說明。
借助一個實施例，參照附圖詳細(xì)地解釋本發(fā)明。附圖表示

圖1有關(guān)本發(fā)明的偏心螺桿泵的拆分開的透視示意圖，帶有由轉(zhuǎn)子端面卸下的轉(zhuǎn)子頭部和由定子端面卸下的可連接的壓力管，圖2帶一個孔的轉(zhuǎn)子孔盤的端面-俯視示意圖，物料從壓力-容積區(qū)開始排出時的位置，規(guī)定的轉(zhuǎn)子-角度α＝0°，圖3帶孔的轉(zhuǎn)子孔盤的端面-俯視示意圖，物料從壓力-容積區(qū)最大排出時的位置，轉(zhuǎn)子按照圖2旋轉(zhuǎn)一個轉(zhuǎn)子-角度α＝90°，圖4帶孔的轉(zhuǎn)子孔盤的端面-俯視示意圖，物料從到目前為止的壓力-容積區(qū)排出結(jié)束后的位置，或物料從新構(gòu)成的、相對的壓力-容積區(qū)開始排出時的位置，轉(zhuǎn)子按照圖2旋轉(zhuǎn)一個轉(zhuǎn)子-角度α＝180°，圖5縮短的偏心螺桿泵的縱向剖面圖，帶轉(zhuǎn)子孔盤，按圖3沿I-I縱向線。
在圖1拆分開的示意圖中顯示了一種偏心螺桿泵1，它有一個定子2和一個轉(zhuǎn)子3，當(dāng)轉(zhuǎn)子3在定子2中轉(zhuǎn)動時，物料在它們之間被從吸進(jìn)側(cè)的進(jìn)料區(qū)4移送到壓力側(cè)的排料區(qū)5，同時，在排料區(qū)5中在定子2與轉(zhuǎn)子3之間形成以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動為條件而容積改變和轉(zhuǎn)換的一個壓力-容積區(qū)11和一個吸進(jìn)-容積區(qū)12。
依照本發(fā)明，設(shè)置了一種關(guān)閉壓力側(cè)排料區(qū)5的、固定在轉(zhuǎn)子3的端面6上且與轉(zhuǎn)子3一同旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子頭部7，這個轉(zhuǎn)子頭部至少有一個貫通頭部的空隙8，這個空隙與固定的轉(zhuǎn)子端面6相關(guān)聯(lián)地以這種方式設(shè)置在轉(zhuǎn)子頭部7上，使得與轉(zhuǎn)子3在輸送方向10中一致轉(zhuǎn)動的空隙8伴隨壓力-容積區(qū)11一起打開，而在壓力-容積區(qū)11打開的持續(xù)期間使相對的吸進(jìn)-容積區(qū)12保持密封關(guān)閉。
轉(zhuǎn)子頭部7優(yōu)選以轉(zhuǎn)子孔盤形式構(gòu)成，轉(zhuǎn)子孔盤的背面30是平面的，通過螺栓連接、焊接或者類似的方式以轉(zhuǎn)子頭部背面30固定在蝸桿形式的轉(zhuǎn)子3的端面6-實際上是轉(zhuǎn)子蝸桿端面-上。因此，轉(zhuǎn)子頭部7是定子2之外轉(zhuǎn)子3的一個固定的組成部分。
在圓形的盤正面9和圓形的盤背面30的情況下，轉(zhuǎn)子孔盤7可以用它的盤背面30這樣固定在轉(zhuǎn)子端面6上，使得轉(zhuǎn)子孔盤7的中心軸線33最好能與轉(zhuǎn)子端面6的中心28吻合，中心軸線33只直線延伸。但如果轉(zhuǎn)子孔盤7的中心軸線33離開轉(zhuǎn)子端面6的中心28，那么運(yùn)行的就不是同心的直線的延伸，而是一條偏心的曲線軌跡。
正面9和背面30就其周邊來說也可以構(gòu)成橢圓形的、橫截面是梨形的或卵形的等等，尤其可選擇降低材料消耗的形狀。圖2中列舉了降低材料消耗的第二種轉(zhuǎn)子頭部27(虛線畫的部分)。
重要的是空隙8應(yīng)這樣設(shè)計，使得吸進(jìn)-容積區(qū)12，12’在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動期間始終保持密封關(guān)閉，而壓力-容積區(qū)11，11’與轉(zhuǎn)子相適應(yīng)地打開。
圖1中的轉(zhuǎn)子孔盤7有一個作為貫通的空隙8、優(yōu)選在俯視截面圖中基本呈豆形的長孔。
正如圖2至4中還示出的那樣，長孔8直接從側(cè)面的邊緣出發(fā)并沿半徑方向延伸、在轉(zhuǎn)子3的端面6旁進(jìn)入轉(zhuǎn)子孔盤7，同時，與壓力-容積區(qū)11中的壓力形成以及與通過轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動從壓力-容積區(qū)11排出物料相適應(yīng)地，對俯視的孔截面尺寸加以規(guī)定。
轉(zhuǎn)子3構(gòu)造成一種大螺距、深螺紋的圓螺紋(滾花螺紋)桿的形式，起物料推送器的作用，并起到轉(zhuǎn)子3和定子2間從吸進(jìn)側(cè)的進(jìn)料區(qū)4至壓力側(cè)的排料區(qū)5的輸送路段14的縱向密封器的作用。定子2包括軸向依次的和受螺紋的螺距及深度限制而構(gòu)成的三個空腔15，16，17-吸進(jìn)側(cè)的進(jìn)料空腔15、中間的輸料空腔16、壓力側(cè)的排料空腔17，同時，在定子內(nèi)表面18和轉(zhuǎn)子外表面19之間由于定子2和轉(zhuǎn)子3間所建立的密封區(qū)域23，24而形成了三個輸送室20，21，22，當(dāng)轉(zhuǎn)子3在定子2的空腔15，16，17中轉(zhuǎn)動時，輸送室20，21，22中的物料被從吸進(jìn)側(cè)的進(jìn)料區(qū)4輸送到壓力側(cè)的排料區(qū)5。
轉(zhuǎn)子3依靠它的蝸桿形式的結(jié)構(gòu)沿軸向10順著輸送路段14輸送物料，并同時沿徑向相對于泵的中心軸線26交替地在排料空腔17中經(jīng)過輸送室20，21，22進(jìn)入到為此所設(shè)的、構(gòu)成和對置的容積區(qū)11，12中，容積區(qū)11，12是壓力側(cè)排料空腔17的組成部分。
允許物料通過空隙8的轉(zhuǎn)子頭部7位于相當(dāng)于大約“一半”的中間空腔16的、與在圖1中所顯示的第一個輸送室20相似的壓力側(cè)的排料空腔17的排料區(qū)5中，為了在圖1中更好地解釋，轉(zhuǎn)子孔盤7在拆分開的示意圖中被從轉(zhuǎn)子端面6上分離開來，而按照本發(fā)明，它在固定于轉(zhuǎn)子端面6上時緊靠在定子端面25上。
轉(zhuǎn)子頭部背面30和定子端面25都是平面結(jié)構(gòu)，并且相對于泵中心軸線26各自具有一個大約90°的角。
轉(zhuǎn)子頭部正面9在圓盤結(jié)構(gòu)時可以是平面的，也可是球拱形的和/或配備至少一個具有翼或者其它突起的用于改善物料的通過及混合性能的輪廓。
偏心螺桿泵1的壓力側(cè)排料區(qū)5包括偏心螺桿泵1的最后的、排出物料的部分，而吸進(jìn)側(cè)的進(jìn)料區(qū)4是偏心螺桿泵1最先的、接收物料的部分。
因此，本發(fā)明使得，從偏心螺桿泵1排出側(cè)壓出的物料在壓力-容積區(qū)5以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動為條件打開以及吸進(jìn)-容積區(qū)12封閉之后，不再通過無孔的圓盤部分13倒流，并且不會壓向由轉(zhuǎn)子3推動或抽吸的物料。
孔8容許物料無顯著阻力地在此通過，而物料沿著吸進(jìn)-容積區(qū)12方向經(jīng)由無孔的圓盤部分13的倒流被阻止。
因此，在轉(zhuǎn)子3每次轉(zhuǎn)動時，至少在定子2和轉(zhuǎn)子3區(qū)域內(nèi)發(fā)生第二次、也是最后的密封區(qū)域24的卸荷，由此導(dǎo)致磨損降低。
如圖1中所示，在定子端面25上可以固定一個朝向轉(zhuǎn)子頭部正面9的壓力管34，物料通過壓力管34繼續(xù)輸送。
壓力管34可借助至少一個尤其是包圍定子和壓力管的支承元件(未示出)密封地固定在定子2上。
在圖2中，轉(zhuǎn)子3以它的圓形的轉(zhuǎn)子端面6以角度及轉(zhuǎn)動位置28處在吸進(jìn)-容積區(qū)12中，在這個位置時規(guī)定了轉(zhuǎn)子角度例如α＝0°。轉(zhuǎn)子孔盤7這樣安裝在轉(zhuǎn)子端面6上，使得豆形的長孔8以它相對于它的有效開口截面來說很小的一部分的孔起始區(qū)35開始，覆蓋壓力-容積區(qū)11。與壓力-容積區(qū)11中由于轉(zhuǎn)子3轉(zhuǎn)動產(chǎn)生壓力相適應(yīng)，用于壓力-容積區(qū)11的覆蓋開口的長孔有效截面尺寸也同樣變大。其余的和無長孔的圓盤部分13可根據(jù)長孔8的尺寸來關(guān)閉壓力-容積區(qū)11的剩余部分，以及密封關(guān)閉吸進(jìn)-容積區(qū)12。圖2中轉(zhuǎn)子孔盤7相對轉(zhuǎn)子3的位置與圖1中轉(zhuǎn)子孔盤7相對定子2的位置近乎一致。
圖3中，轉(zhuǎn)子3以一個角度α＝90°轉(zhuǎn)到中心位置28’，此時豆形的長孔8，包括孔起始區(qū)35和孔終端區(qū)36在內(nèi)，以完整的孔橫截面覆蓋了壓力-容積區(qū)11的絕大部分并因此打開這個部分，而無孔的圓盤部分13還始終密封關(guān)閉著吸進(jìn)-容積區(qū)12。
在圖4中，由于轉(zhuǎn)子3繼續(xù)轉(zhuǎn)動了一個α＝90°的角度，也就是總共轉(zhuǎn)動了180°，物料從壓力-容積區(qū)11排出的過程在中心位置28”結(jié)束。孔8以它的孔終端區(qū)36從減壓的壓力-容積區(qū)11中出來。原始的吸進(jìn)-容積區(qū)12借助于無孔的圓盤部分13還依然密封關(guān)閉，但由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，作為如圖2中的壓力-容積區(qū)11’與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動相適應(yīng)地開始打開?？?以它的孔起始區(qū)35進(jìn)入建立起來的相對的壓力-容積區(qū)11’。
在圖4中還顯示出，作為貫通的空隙的孔8可以以另外一種從支承轉(zhuǎn)子端面6出發(fā)的、成徑向的扇段形的開口32或扇形缺口31的形式構(gòu)成，開口和缺口分別用虛線繪出。
在圖2，3，4中以端面俯視顯示的用于把壓力至少降低到偏心螺桿泵1之內(nèi)的密封區(qū)域24的轉(zhuǎn)子孔盤7具有這樣的圓周尺寸，使定子開口27在轉(zhuǎn)子孔盤7轉(zhuǎn)動時始終保持當(dāng)時產(chǎn)生的吸進(jìn)-容積區(qū)12密封關(guān)閉。
在圖5中，根據(jù)圖3中直線I-I的縮短的縱剖面示意描述了偏心螺桿泵1。此時轉(zhuǎn)子孔盤7的尺寸這樣確定，使它在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時保持在它的運(yùn)動范圍內(nèi)，優(yōu)選保持在定子外殼29內(nèi)，也就是說，不超越定子外殼。轉(zhuǎn)子孔盤7以它的盤背面30與轉(zhuǎn)子端面6固定連接。盤背面30在無孔部分13內(nèi)要這樣構(gòu)成平面，使它能緊緊的靠在同樣優(yōu)選是平面的定子端面25上，并且相對泵的中心軸線26形成一個大約為90°的角?？?為壓力-容積區(qū)11打開物料通向后邊壓力管26的通道。無孔的圓盤部分13保持壓力側(cè)排料空腔17吸進(jìn)-容積區(qū)12的關(guān)閉。
在圖5中，依本發(fā)明，在定子2的最短結(jié)構(gòu)內(nèi)只能構(gòu)成一個蝸桿螺距的一個密封區(qū)域24，而壓力側(cè)排料區(qū)5可以直接連接吸進(jìn)側(cè)進(jìn)料區(qū)4。轉(zhuǎn)子3在蝸桿螺距內(nèi)的位置穩(wěn)定性由靠在定子端面25上的轉(zhuǎn)子頭部7提供。
本發(fā)明的偏心螺桿泵1的作用原理如下金屬的轉(zhuǎn)子3(蝸桿)在彈性材料構(gòu)成的定子2(蝸桿外殼)中轉(zhuǎn)動并且密封定子內(nèi)表面18上的輸送室20，21，22。通過轉(zhuǎn)子3的轉(zhuǎn)動，輸送室20，21，22內(nèi)的物料由吸進(jìn)側(cè)的進(jìn)料區(qū)4被輸送到壓力側(cè)的排料區(qū)5。由此定子2中產(chǎn)生一個持續(xù)的物料流，物料流脈動式離開轉(zhuǎn)子頭部7的孔8。
如果物料流被推入壓力側(cè)排料空腔17，尤其是經(jīng)過輸送室22，那么，在縮小的容積區(qū)11之內(nèi)的物料被擠壓通過由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動當(dāng)時在壓力-容積區(qū)11內(nèi)定位的孔8，而吸進(jìn)-容積區(qū)12保持關(guān)閉。
為了通過轉(zhuǎn)子的繼續(xù)轉(zhuǎn)動來結(jié)束排料過程，轉(zhuǎn)子端面6到達(dá)位置28”，在這個位置中，縮小的壓力-容積區(qū)11轉(zhuǎn)換到完全吸滿了物料的壓力-容積區(qū)11’，這個容積區(qū)到目前為止是吸進(jìn)-容積區(qū)12。通過轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過α＝180°的轉(zhuǎn)角，在所形成的壓力-容積區(qū)11’中產(chǎn)生壓力，這個壓力將物料從孔8中順應(yīng)轉(zhuǎn)子擠出。到目前為止的壓力-容積區(qū)11隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)入新形成的吸進(jìn)-容積區(qū)12’。之后至此已打開的壓力-容積區(qū)11借助無孔的圓盤部分13被關(guān)閉并重建吸進(jìn)-容積區(qū)12’。因此不會對隨后輸送室21中現(xiàn)存的物料形成反壓，而且也不會使密封區(qū)域24，23，特別是壓力側(cè)排料空腔17的最后的密封區(qū)域24反壓負(fù)荷加重。相反，通過增大的吸進(jìn)-容積區(qū)12’，強(qiáng)大的吸力被施加于隨后的來自輸送室21中的物料上。
以轉(zhuǎn)子3當(dāng)時轉(zhuǎn)換到壓力側(cè)排料空腔17內(nèi)徑向相對的容積區(qū)11，12或12’，11’兩個極端位置28，28”為條件，借助于本發(fā)明的轉(zhuǎn)子孔盤7，在排料空腔17內(nèi)產(chǎn)生物料的抽和吸過程的轉(zhuǎn)換，其中，通過將物料的吸進(jìn)到各自盤封閉的容積區(qū)12或12’，在那里達(dá)到了一個較高的物料填充度。
本發(fā)明可以使輸送路段14縮短，而且可以涉及到兩個“空腔長度”或者一種“進(jìn)料空腔-空腔-排料空腔”的結(jié)構(gòu)配置15-16-17?？蛇x擇將輸送路段14縮短到定子2的一個蝸桿螺距。
通過安裝本發(fā)明的轉(zhuǎn)子頭部，尤其是在迄今為止的偏心螺桿泵轉(zhuǎn)子尾部上附加轉(zhuǎn)子孔盤7和對已經(jīng)生產(chǎn)的有相對長的定子和轉(zhuǎn)子的偏心螺桿泵進(jìn)行有益的盡可能的縮短，即便使用功率低些的電機(jī)，也可以達(dá)到所需要的傳動功率，由此還能節(jié)約能量和材料。
輸送壓力的增高，原則上是通過定子2與轉(zhuǎn)子3之間預(yù)應(yīng)力的增大實現(xiàn)的，這個問題傳統(tǒng)上一般是用軸向平面的方式，例如借助一個包圍定子2的夾緊外殼解決。
這里的問題在于，這樣做會相應(yīng)增加泵傳動的能量消耗。
為了使本發(fā)明的偏心螺桿泵1在增高了輸送壓力情況下還能強(qiáng)有力地有效運(yùn)轉(zhuǎn)，規(guī)定沿徑向相對于中心軸線26定向，用盡可能微小的軸向修整相應(yīng)地提高預(yù)應(yīng)力。
為此，可以在定子2的區(qū)域內(nèi)，以相當(dāng)于一轉(zhuǎn)的蝸桿外殼螺紋的整數(shù)個間距，從轉(zhuǎn)子端面6出發(fā)有選擇地使徑向截面縮小。
如果是具有一個以上蝸桿外殼螺紋的轉(zhuǎn)子2，可以以大約一個相當(dāng)于定子2的一個蝸桿外殼螺紋的間距從轉(zhuǎn)子端面6出發(fā)的區(qū)域為定子2設(shè)置一個徑向的截面縮小元件(未示出)。
這個徑向的截面縮小元件可以在定子外殼29內(nèi)和/或外，以環(huán)套方式構(gòu)造和設(shè)置成一個元件系統(tǒng)，這個元件系統(tǒng)可有選擇地加以控制或通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)加以調(diào)節(jié)在徑向方向可以改變，并且利用這個元件系統(tǒng)可以按照預(yù)先給定的輸送壓力逐步地或連續(xù)地調(diào)節(jié)定子2相對于轉(zhuǎn)子3的密封區(qū)域23，24的徑向預(yù)應(yīng)力。
本發(fā)明揭示了這樣一種可能性，即，除了在時間上延緩磨損形成之外，與已知的可再擰緊和不可再擰緊的偏心螺桿泵以及已知的在偏心螺桿泵定子終端區(qū)域處設(shè)單向閥裝置的復(fù)雜結(jié)構(gòu)相比，還可以降低制造成本。
附圖標(biāo)記表1 偏心螺桿泵2 定子3 轉(zhuǎn)子4 吸進(jìn)側(cè)的進(jìn)料區(qū)5 壓力側(cè)的排料區(qū)
6轉(zhuǎn)子端面7第一個轉(zhuǎn)子頭部8貫通的空隙9轉(zhuǎn)子頭部正面10 轉(zhuǎn)動輸送方向11 第一個壓力-容積區(qū)11’ 第二個壓力-容積區(qū)12 第一個吸進(jìn)-容積區(qū)12’ 第二個吸進(jìn)-容積區(qū)13 無長孔的轉(zhuǎn)子頭部部分14 輸送路段15 吸進(jìn)側(cè)的進(jìn)料空腔16 中間的輸料空腔17 壓力側(cè)的排料空腔18 定子內(nèi)表面19 轉(zhuǎn)子外表面20 第一個輸送室21 第二個輸送室22 第三個輸送室23 第一個密封區(qū)域24 第二個密封區(qū)域25 定子端面26 泵的中心軸線27 定子開口28 α＝0°時轉(zhuǎn)子端面中心28’ α＝90°時轉(zhuǎn)子端面中心28” α＝180°時轉(zhuǎn)子端面中心29 定子外殼30 轉(zhuǎn)子頭部背面
31 扇形的缺口32 扇段形的開口33 轉(zhuǎn)子頭部中心軸線34 壓力管35 孔起始區(qū)36 孔終端區(qū)37 第二個轉(zhuǎn)子頭部
權(quán)利要求
1.偏心螺桿泵(1)，它具有一個定子(2)和一個轉(zhuǎn)子(3)，在定子與轉(zhuǎn)子之間，當(dāng)轉(zhuǎn)子(3)在定子(2)中轉(zhuǎn)動時，物料被從一吸進(jìn)側(cè)的進(jìn)料區(qū)(4)移送到一壓力側(cè)的排料區(qū)(5)，其中，在壓力側(cè)的排料區(qū)(5)內(nèi)，對置的一個壓力-容積區(qū)(11)和一個吸進(jìn)-容積區(qū)(12)在定子(2)與轉(zhuǎn)子(3)之間隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動而改變和轉(zhuǎn)換，其特征在于，設(shè)置一個封閉壓力側(cè)的排料區(qū)(5)的、固定在轉(zhuǎn)子(3)的端面(6)上且與轉(zhuǎn)子(3)一同轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子頭部(7)，所述轉(zhuǎn)子頭部具有至少一個貫通頭部的空隙(8)，所述空隙與固定的轉(zhuǎn)子端面(6)相關(guān)聯(lián)地以這樣的方式設(shè)置到轉(zhuǎn)子頭部(7)中，使得與轉(zhuǎn)子(3)在輸送方向(10)上一致轉(zhuǎn)動的空隙(8)伴隨地打開壓力-容積區(qū)(11，11’)，并且一個無空隙的轉(zhuǎn)子頭部部分(13)在壓力-容積區(qū)(11，11’)打開持續(xù)期間使相對的吸進(jìn)-容積區(qū)(12，12’)保持密封關(guān)閉。
2.按照權(quán)利要求1的偏心螺桿泵，其特征在于，轉(zhuǎn)子頭部(7)具有這樣的圓周尺寸，即，轉(zhuǎn)子頭部(7)在轉(zhuǎn)動時打開壓力-容積區(qū)(11，11’)，并保持在定子開口(27)區(qū)域中的吸進(jìn)-容積區(qū)(12，12’)關(guān)閉。
3.按照權(quán)利要求1和/或2的偏心螺桿泵，其特征在于，轉(zhuǎn)子頭部(7)通過螺栓、焊接或類似的方式以轉(zhuǎn)子頭部背面(30)固定在轉(zhuǎn)子端面(6)上，其中，剩余的轉(zhuǎn)子頭部背面(30)和定子端面(25)是平面的，并與泵的中心軸線(26)形成一大約90°的角。
4.按照上述權(quán)利要求之至少一項的偏心螺桿泵，其特征在于，所述貫通的空隙(8)優(yōu)選直接在側(cè)面靠近轉(zhuǎn)子(3)端面(6)地設(shè)置到轉(zhuǎn)子頭部(7)中，并且，空隙截面的尺寸適應(yīng)于通過轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動從壓力-容積區(qū)(11，11’)中排出物料。
5.按照上述權(quán)利要求之至少一項的偏心螺桿泵，其特征在于，轉(zhuǎn)子頭部(7)的貫通的空隙(8)可選擇構(gòu)造成一個優(yōu)選從固定的轉(zhuǎn)子端面(6)的邊緣出發(fā)的、徑向定向的扇段形的貫通開口(32)或扇形的缺口(31)，它總是以其有效的開口截面適應(yīng)于轉(zhuǎn)子在壓力-容積區(qū)(11，11’)內(nèi)的壓力產(chǎn)生地進(jìn)入壓力-容積區(qū)(11，11’)，在掠過壓力-容積區(qū)(11，11’)后再從壓力-容積區(qū)(11，11’)出來。
6.按照上述權(quán)利要求之至少一項的偏心螺桿泵，其特征在于，轉(zhuǎn)子頭部(7)優(yōu)選是一個轉(zhuǎn)子孔盤，并且所述貫通的空隙(8)優(yōu)選為一種在俯視截面中基本呈豆形的長孔。
7.按照權(quán)利要求6的偏心螺桿泵，其特征在于，轉(zhuǎn)子孔盤(7)這樣固定在轉(zhuǎn)子端面(6)上，使轉(zhuǎn)子孔盤(7)的中心軸線(33)可選擇與轉(zhuǎn)子端面(6)的中點(28)吻合。
8.按照上述權(quán)利要求之至少一項的偏心螺桿泵，其特征在于，轉(zhuǎn)子孔盤(7)這樣安裝在轉(zhuǎn)子端面(6)上，使孔(8)以其有效的開口截面適應(yīng)于轉(zhuǎn)子在壓力-容積區(qū)(11，11’)內(nèi)的壓力產(chǎn)生地以孔起始區(qū)(35)進(jìn)入壓力-容積區(qū)(11，11’)，在掠過壓力-容積區(qū)(11，11’)后再以孔終端區(qū)(36)從壓力-容積區(qū)(11，11’)出來。
9.按照上述權(quán)利要求之至少一項的偏心螺桿泵，其特征在于，轉(zhuǎn)子頭部背面(30)和定子端面(25)平面地構(gòu)成并分別與泵中心軸線(26)成一大約90°的角。
10.按照上述權(quán)利要求之至少一項的偏心螺桿泵，其特征在于，背離轉(zhuǎn)子端面(6)的轉(zhuǎn)子頭部前面(9)可選擇對于圓盤形結(jié)構(gòu)為平面的、為球拱形的和/或配備至少一個具有翼或者其它突起的用于改善物料的通過及混合性能的輪廓。
11.按照上述權(quán)利要求之至少一項的偏心螺桿泵，其特征在于，轉(zhuǎn)子(3)構(gòu)造成一個具有大螺距和大螺紋深度的圓螺紋形式的蝸桿，而定子(2)是一個蝸桿外殼，它包含一個輸送路段(14)的軸向依次構(gòu)成的各空腔(15，16，17)-至少一個吸進(jìn)側(cè)的進(jìn)料空腔(15)和一個壓力側(cè)的排料空腔(17)，其中，在定子內(nèi)表面(18)與轉(zhuǎn)子外表面(19)之間，由于定子(2)與轉(zhuǎn)子(3)之間匹配的密封區(qū)域(23)，24)而形成輸送室(20，21，22)，當(dāng)轉(zhuǎn)子(3)在定子(2)的空腔(15，16，17)中轉(zhuǎn)動時，輸送室(20，21，22)中的物料可由吸進(jìn)側(cè)的進(jìn)料區(qū)(4)移往壓力側(cè)的排料區(qū)(5)。
12.按照上述權(quán)利要求之至少一項的偏心螺桿泵，其特征在于，在定子端面(25)上可以固定一個壓力管(26)，通過此壓力管繼續(xù)輸送物料，其中，所述壓力管(26)可借助至少一個尤其是包圍定子和壓力管的支承元件密封地固定在定子(2)上。
13.按照上述權(quán)利要求之至少一項的偏心螺桿泵，其特征在于，可選擇在壓力管(26)的區(qū)域中為轉(zhuǎn)子頭部(7)在定子(2)的端面(25)上設(shè)置一個壓緊裝置，用以加強(qiáng)轉(zhuǎn)子(3)和定子(2)之間的吸進(jìn)-容積區(qū)(12，12’)的密封。
14.按照上述權(quán)利要求之至少一項的偏心螺桿泵，其特征在于，輸送路段(14)優(yōu)選涉及兩個空腔長度或是一種“進(jìn)料空腔-空腔-排料空腔”的結(jié)構(gòu)配置(15-16-17)。
15.按照上述權(quán)利要求之至少一項的偏心螺桿泵，其特征在于，輸送路段(14)縮短到定子(2)的一個蝸桿螺距，其中轉(zhuǎn)子頭部(7)尤其有助于轉(zhuǎn)子(3)的位置穩(wěn)定。
16.按照上述權(quán)利要求之至少一項的偏心螺桿泵，其特征在于，在定子(2)的區(qū)域內(nèi)，以相當(dāng)于一轉(zhuǎn)的蝸桿外殼螺紋的優(yōu)選整數(shù)個間距，從轉(zhuǎn)子端面(6)出發(fā)可選擇使徑向截面縮小。
17.按照權(quán)利要求16的偏心螺桿泵，其特征在于，在轉(zhuǎn)子(2)具有多于一個蝸桿外殼螺紋的情況下，以大約一個相當(dāng)于轉(zhuǎn)子(2)的一個蝸桿外殼螺紋的間距，從轉(zhuǎn)子端面(6)出發(fā)的區(qū)域為定子(2)配設(shè)一個徑向的截面縮小元件。
18.按照權(quán)利要求17的偏心螺桿泵，其特征在于，所述徑向的截面縮小元件在定子外殼(29)內(nèi)和/或外以環(huán)套方式構(gòu)造和設(shè)置成一個元件系統(tǒng)，該元件系統(tǒng)可選擇加以控制或可通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)加以調(diào)節(jié)在徑向方向可以改變，并且，利用該元件系統(tǒng)可以按照預(yù)先給定的輸送壓力逐步地或連續(xù)地調(diào)節(jié)定子(2)相對于轉(zhuǎn)子(3)的密封區(qū)域(23，24)的徑向預(yù)應(yīng)力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種偏心螺桿泵(1)，它具有一個定子(2)和一個轉(zhuǎn)子(3)，在定子與轉(zhuǎn)子之間，當(dāng)轉(zhuǎn)子(3)在定子(2)中轉(zhuǎn)動時，物料被從一吸進(jìn)側(cè)的進(jìn)料區(qū)(4)移送到一壓力側(cè)的排料區(qū)(5)，其中，設(shè)置一個封閉壓力側(cè)的排料區(qū)(5)的、固定在轉(zhuǎn)子(3)的端面(6)上且與轉(zhuǎn)子(3)一同轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子頭部(7)，所述轉(zhuǎn)子頭部具有至少一個貫通頭部的空隙(8)，所述空隙與固定的轉(zhuǎn)子端面(6)相關(guān)聯(lián)地以這樣的方式設(shè)置到轉(zhuǎn)子頭部(7)中，使得與轉(zhuǎn)子(3)在輸送方向(10)上一致轉(zhuǎn)動的空隙(8)伴隨地打開壓力－容積區(qū)(11，11’)，并且一個無空隙的轉(zhuǎn)子頭部部分(13)在壓力－容積區(qū)(11，11’)打開持續(xù)期間使相對的吸進(jìn)－容積區(qū)(12，12’)保持密封關(guān)閉。
文檔編號F04C2/08GK1791750SQ200480010646
公開日2006年6月21日 申請日期2004年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月12日
發(fā)明者彼得·勒斯納, 安克·施特格納 申請人:彼得·勒斯納, 安克·施特格納