本发明涉及一种偏心螺旋泵,该泵具有一刚性转子,转子具体地如一螺旋件,例如一单螺旋件或者螺旋状件并具有圆形横断面的构形;该泵还具有一定子,该定子装有弹性衬套,也就是有弹力的衬套,该衬套界定容纳转子的内部空间即内腔,并且,该内腔呈螺旋形,例如双螺旋或双螺旋状,而内腔的横断面构形实质上是具有沿着各自的半圆的相对边上界定成矩形的形状,凭借着连接两个半圆,从半圆延展的矩形部分的边而具有朝着定子内腔的内部方向凸起地鼓凸的凸起。 对于这种泵(见德国展示说明书2017670),凸起的边缘或者凸起的鼓凸导致传送容量的增加,这是因为这些边或边缘值得重视的事实,即,这些边是与各自相结合的定子弹性衬里的厚度近似成比例。于是由凸起表面而产生的弹性材料抵靠转子地较大压力减少了所谓的间隙损失,并因此就提高了泵的容量。不幸的是抵消这个优点的不利因素是随着弹性材料抵靠转子的压力的升高,泵的摩擦损失增大了,特别是对于较长的泵,例如若干米长的泵尤其不利。
因此,本发明的目的是消除这些不利因素,允许相对地减小摩擦损失而不必接受较大的间隙损失。
本发明的偏心螺旋泵的特征主要是在定子的进口端附近,定子横断面构形的矩形部分的边的凸起朝内鼓凸的延伸是较小于定子的压力端的,因此,在定子的进口端能够不设有凸起,或者实际上没有鼓凸是可能的。
由本发明可以认识到,从进口侧到压力侧定子内的压力是增大的,根据本发明,在低内部压力区域,不设有或者稍为设有鼓凸,由于间隙的损失无论如何是微小的,并且特别是相应的摩擦损失是微小的。反之,在定子的较大内压力区域,则产生较大的弹性件的位移,从而保证有好的密封效果。
应注意的是,鼓凸量可以是在大约各自邻接的弹性材料厚度的1%~4%。当然,这个数值必须适应于弹性材料的变形能力以及压头和定子包含的有效长度。
从定子进口侧到压力侧鼓凸量的改变可以实施成在定子的全长度上为分级式的,然而,也可以为平缓改变的,例如,允许鼓凸从0毫米到前述弹性材料厚度的5%而慢慢地增大。
本发明另一个特征是避免了间隙损失,在两个半圆区域,泵腔的轮廓线不需要改变,该半圆是适应转子直径的;换句话说,为了增加预压而不需要减小两个半圆之间的间隙,因为在这些横截面中,弹性材料的厚度相对是小的并因此而不能径向变形。
本发明的目的以及其它目的和优点将结合附图的说明予以更明显地显示。
图1是本发明的偏心螺旋泵的一个典型实施例的纵剖面示意图;
图2是泵的进口侧即输入侧的通过定子和转子的横剖面图;
图3是泵的压力侧的通过定子和转子的横剖的图。
本发明的特征将在下面随之作详细描述。
现详尽地参考附图,泵的基体包含支承装置1,该装置用来安装驱动轴2,驱动轴2具有突伸的连接驱动马达的短柱2′。驱动轴2的端头4延伸进入泵的进口腔或输入腔3。泵的进口连接由标号5指示。
泵的最重要的部分是定子6,定子6具有刚性的壳即外壳7以及在内部设置的衬套8,该衬套由弹性材料制成,最好是橡胶,衬套以双螺旋或螺旋状形式界定内部空间即泵腔16使之与转子9相适应,转子是单螺旋或螺旋状的。转子9的纵长轴线以标号10指示,转子9执行绕轴定子6的轴线11转动,而同时执行绕其自身纵长轴线10的转动运动。转子9的纵长轴线10从轴线11间隔开距离“X”(偏心量)。压力传递连接件12在压力侧B封闭泵。另外,定子6是可拆卸地保持在连接件12和形成进口腔3的壳体之间。
由于偏心运动和泵的受力状态,弹性偶接件15设置在驱动轴2的端头4和前方短柱13之间;偶接件15由卡瓜或夹头14握持,应注意其它被证实的传递件也可用来代替细长的偶接件15。
本发明的重要方面在于在定子6的全长度上,腔16不是具有不变的内部轮廓形状,确切地说,在定子的全长度上,定子的内部轮廓形状是不同的。
图2所示,在进口或输入侧A处,腔16的横剖面区域是如何以两个半圆17、19和一个矩形20所形成的。具有圆形横断面构形的转子9在此横剖的区域中运动。
转子9的冲程相当于设置在两个半圆表面17、19之间的矩形表面20的矩形长度L,由两条平行的,线性地延伸的边21形成矩形确定的边。在这些状况下,转子能贴合地接触两个半圆和两个边21,尽管已经在此处衬套8以微小的预压而靠抵着转子9。
正如取自压力端B处的图3横剖面视图所见到的那样,两个半圆17、19保持不变的,并且相互间隔相同的距离;然而,两条边缘或边21′不再是线性延伸,而是朝着腔16的内部方向凸起的鼓凸,特别是从两个半圆端头开始以平滑的也即无台阶的方式鼓凸。考虑到这种状况,在22处,邻接弹性层的局部厚度并因此还使相对中心线23的弹性回弹增大了,在最大弹性变形区段使内压力偏移或转向旁边较比其它橡胶区段(侧如半圆区域17、19)更为明显,这就意味着由于相对边21的凸起或鼓凸24,使因为衬套8和转子9之间的间隙的损失降低了。
因为在定子6中,朝连接件12方向内压力是逐渐地增高的,所以相应地增大的鼓凸24是可选择的。在这种连接关系中,能提供连续的增大,也即凸起或鼓凸24的增大可呈现为台阶。此外,也可以在定子的进口侧A已设置微小凸起24,在该处,腔16的整个圆周地段设置成衬套8抵靠转子9有预压力接触,在后一种状况,两个半圆17、19的半径必须稍为小于转子9的半径。
应注意,鼓凸24的最大厚度的数量是与衬套8硬度和泵压力相协调,最好由试验确定。当衬套8具有肖氏硬度A近似为58~65时,此内侧厚度应大致近似为在中心线23区域邻接厚度的1%~4%。
还应注意,一方面的转子的螺旋线数与另一方面的定子腔的螺旋线数必须相应配上,一般地单螺旋转子要求双螺旋定子(与图示实施例一致)。因此,由于考虑这种型式泵的结构原则是定子具有的螺旋线数大于转子的螺旋线数。
此外,除上述物理特性外,为了满足实践中可能遇到的要求,衬套8具有的肖氏硬度A(Shore A)大约为55~75。另外,鼓凸具有的厚度近似为中心线区段衬套邻接厚度的1%~20%,较大值用于特别长而且软的衬套8。
转子9接触衬套8,也即半圆表面17、19和边21′的事实已被参照,在这种联接关系中,应指出在给出的横断面处,衬套8抵靠转子9在半圆表面17、19区段的预压力至少近似相同于在边21′区段的预压力。
当然,本发明是不受说明书和附图公开内容限制的,而且,所附权利要求范畴内的任何改进均包括在本发明中。