多头泵 |
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| 申请号 | CN201380062388.1 | 申请日 | 2013-12-17 | 公开(公告)号 | CN104822942A | 公开(公告)日 | 2015-08-05 |
| 申请人 | 耐驰泵及系统有限公司; | 发明人 | H·韦伯; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种适配式偏心 螺杆 泵 (2)，该偏心 螺杆泵 能够根据需要提高输送功率、压 力 和/或同时输送多于一种输送介质，其中偏心螺杆泵(2)具有相对小的 能量 消耗并且将其制造 费用 和维修费用保持得很低。对此，根据本发明偏心螺杆泵(2)配置有模 块 化的输送系统，该偏心螺杆泵包括至少两个分别包括 转子 (10)和 定子 (8)的输送模块(4、6、38、40)，其中这些输送模块(4、6、38、40)相互联接并且为输送系统仅配置一个驱动机构(14)，并且其中所述输送系统针对输送介质而具有多于一个的入口和/或出口(18、24)或者至少一个模块化的穿流壳体(12)。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种偏心螺杆泵(2)，其配置有模块化的输送系统，所述偏心螺杆泵包括至少两个分别包括转子(10)和定子(8)的输送模块(4、6、38、40)，其中所述输送模块(4、6、38、40)相互联接并且为所述输送系统仅配置一个驱动机构(14)，并且其中所述输送系统针对输送介质而具有多于一个的入口和/或出口(18、24)以及至少一个模块化的穿流壳体(12)。 |
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| 说明书全文 | 多头泵技术领域背景技术[0002] 偏心螺杆泵应用于不同的领域，例如应用于农业、化工业、食品工业和造纸业中。偏心螺杆泵属于旋转式容积泵的类别并且除了驱动机构以外主要由转子和定子构成。偏心螺杆泵的螺旋式转子的特点是大的螺距(Steigung)、大的螺纹深度和小的螺纹内径。定子比转子多一个螺距并且定子具有转子的螺距长度的双倍。在定子和转子之间形成输送空间，该输送空间从入口侧至出口侧连续地运动并且输送介质可在该输送空间中被运送。 [0004] 针对各个输送任务相应地确定偏心螺杆泵的各个部件的尺寸或对其进行设计。例如确定输送功率以及由定子和转子的尺寸和配置可达到的压力。因此例如在两个完全不同应用的偏心螺杆泵中以相同的方式设计和构造驱动机构。特别是偏心螺杆泵可在转子的转数相同的情况下实现不同的输送功率和压力。对偏心螺杆泵的要求是变化的，由于例如需要达到的输送功率已经提高并且该泵对此不再合适，因此可仅更换偏心螺杆泵，因为改造通常太麻烦。 [0005] 例如，US 2,483,370公开了一种具有多个缸的偏心螺杆泵，这些缸固定地结合在一个壳体中并且在该壳体中还布置有转子变速器。已知有利的是，泵由于其结构方式仅需要单一的密封部。泵仅具有一个出口(排出口29)，所以对所有的输送模块压力是不可变的。输送模块受到偏心率影响，该偏心率需要由内部的变速器补偿，这导致输送量受到限制并且泵受到高度磨损。泵仅具有一个入口(进入口28)，该入口只用于一种输送介质，并且由于紧凑的结构形式和专门的驱动配置仅能够以相对高的费用成对地更换模块。 [0006] 还已知一种具有至少两个串联的泵级的偏心螺杆泵(US 5,820,354)。第二个泵的泵流量小于第一个泵的泵流量。该实施方式通过用布置在泵级之间的冷却设备(冷却系统55)对输送介质进行冷却实现了输送介质的补偿。通过作用到输送介质上的冷却效果使其流量降低并且可在其后连接较小的泵级。因此泵装置的输送介质的输送方向和入口以及出口都是不可改变的。 [0007] WO2009/038473A1公开了一种具有两个泵区段(Pa、Pb)的偏心螺杆泵，其中由至少一个外部的泵转子包围至少一个内部的泵转子，其中以不同的转子转速驱动泵区段(Pa、Pb)。该泵具有一个入口(入口法兰21)和一个出口(出口法兰28)以用于输送流体。 [0008] 但是会期望提供一种泵，该泵能够简单地并且以低费用适用于相应的输送任务。此外，需要借助该泵实现不同产品的同时输送，而为此不需要多个单独的泵或泵装置。而且相对于传统的偏心螺杆泵不需要明显提高对泵的与输送相关的部件的要求。 [0009] 但是已知的偏心螺杆泵或偏心螺杆泵系统都不足以满足该要求。 发明内容[0010] 因此，本发明的目的是提供一种偏心螺杆泵，借助该偏心螺杆泵可根据需要提高输送功率、压力和/或同时输送多于一种输送介质，其中在偏心螺杆泵运转时偏心螺杆泵具有相对小的能量消耗并且将其制造费用和维修费用保持得很低。 [0011] 根据本发明，通过提供一种偏心螺杆泵实现了该目的，该偏心螺杆泵配置有模块化的输送系统，该偏心螺杆泵包括至少两个分别包括转子和定子的输送模块，其中该输送模块相互联接并且为输送系统仅配置一个驱动机构，并且其中输送系统针对输送介质而具有多于一个的入口和/或出口，或者具有至少一个模块化的穿流壳体。 [0012] 对此转子-定子组件被看作是输送模块，通过该转子-定子组件运送输送介质。通过根据本发明的偏心螺杆泵和采用多于一个的输送模块可同时输送不同的产品，但是也可同时输送来自不同源头的相同产品。此外通过串联多个输送模块提高了泵的可达到的压力。为此相互联接输送模块，使得需要仅一个驱动机构对这些输送模块进行驱动。 [0013] 对此，本发明从该考虑出发，通过模块化构造的输送系统能够特别简单地实现与各个输送任务的匹配。对此，用于输送介质的入口和出口以及输送模块的数量应该基本上能够任意地扩展和结合。通过这样提供的积木式系统可有效地使泵与使用者的需求相匹配。 [0014] 这通过使至少两个输送模块相互联接而得以实现。输送模块分别包括定子和转子，其中转子仅由一个驱动机构驱动。对此，转子相互连接以传递在偏心螺杆泵运转时产生的力，特别是由驱动机构产生的扭力。对此优选地，将输送模块相互联接，使得在由输送模块的相应转子和与转角相关的压力波动所引起的振动之间实现180°的相位差。因为振动的频率相同，由于仅使用一个驱动系统，所以使振动降低至最小。 [0015] 优选地，输送模块通过吸入壳体、压力壳体或穿流壳体相互联接。这样的优点是，根据输送任务可独立地安装偏心螺杆泵。对此，吸入壳体和压力壳体设有管接头以用于与输送管道相连。由此，可将吸入管道连接到吸入壳体上并且将压力管道连接到压力壳体上。 [0016] 通过合适地结合并且选择壳体，能够根据相应的输送任务以相对小的费用调配或者说改变偏心螺杆泵。输送模块可选择地与压力壳体、吸入壳体或穿流壳体相互联接，或者说必要地设有压力壳体或吸入壳体。此外，输送模块可实施为各种各样的，使得在转子的旋转频率相同的情况下输送模块的输送功率不同。如果输送不同的产品，那么可以设置一定的混合比例。 [0017] 为输送模块配置的转子优选通过刚性的连接件在壳体内部相互联接，使得能够连续地并且无损耗地传递由驱动机构作用到转子上的力。转子能够借助现有技术已知的任意的刚性的或构成为刚性的连接件联接，该连接件应该根据使用情况适合传递扭矩或传递扭矩和轴向力。在此例如建议是如焊接、粘接或钎焊连接这样的材料配合连接或者是如螺接、夹紧连接或销钉连接这样的力配合连接和/或形状配合连接。但是，转子自然也可以通过活节相互连接。 [0018] 在一个优选的实施方式中，转子可松开地相互连接。由此简化并且改善了输送模块的安装和拆卸。由此使得能够根据变化的输送任务来改装根据本发明的偏心螺杆泵。 [0019] 在另一个实施方式中规定，用于至少两个输送模块的转子一件式地构造。因为没有连接位置，所以该结构形式特别好地适用于输送例如磨蚀性介质和侵蚀性介质。在安装时，壳体和定子被推到一件式的转子上。在该特殊的实施方式中定子被看作是输送模块，在安装之后输送模块才与相应的转子区段一起实现其功能。 [0020] 偏心螺杆泵优选构造成，朝驱动机构的方向作用的轴向力F趋于零或者至少被降低。这通过使两个输送模块在转子的转速相同并且旋转方向相同的情况下朝相反的方向输送而得以实现。对此输送模块具有相反的螺距。在具有例如两个输送模块的偏心螺杆泵中，其中一个输送模块具有左旋螺距并且另一个输送模块具有右旋螺距。在偏心螺杆泵运转期间，每个输送模块分别产生的轴向力朝相反的方向作用并且在使用同种的输送模块时几乎完全地抵消。在不考虑不同的螺距时，同种是指输送元件的确定的实施方式和确定的尺寸。于是在驱动侧所引起的轴向力趋于零，所以例如驱动机构的基本上由驱动部件和具有管接头的泵壳构成的成本高的轴承元件可以由成本有利的轴承元件代替。结果明显降低了驱动机构的总负荷。 [0021] 特别优选地，在所述的偏心螺杆泵中输送模块串联布置。由此可以特别简单地实施从驱动机构到多个转子或一个转子上的扭矩传递。例如如所述地那样使转子一件式地构造也是可以的。因此在该实施方式中对于偏心螺杆泵的所有输送元件需要仅一个转子。 [0022] 在另一个优选的配置方式中，两个相邻的输送模块通过穿流壳体相互联接并且配置成用于相同的输送方向。对此在两个输送模块中螺距是相同的，优选地，输送模块具有左旋螺距。即产品通过泵壳的进入管接头输送到第一输送模块中、朝一个方向输送穿过穿流壳体和第二输送模块。因为每个输送模块都是一个压力级，所以通过多个串联的输送模块可提高所产生的压力。 [0023] 此外可以有利的是，两个相邻的输送模块通过吸入壳体或压力壳体相互联接，其中输送模块配置成用于彼此相反的输送方向。对此在两个输送模块中螺距是不同的。由此偏心螺杆泵可包括具有左旋螺距的第一输送模块和具有右旋螺距的第二输送模块，两个输送模块通过压力壳体相互联接，由此输送介质穿过输送模块朝压力壳体输送。在第二实施方式中，偏心螺杆泵可包括具有右旋螺距的第一输送模块和具有左旋螺距的第二输送模块，其中两个输送模块通过吸入壳体连接，由此通过输送模块吸入输送介质并且朝相反的方向输送输送介质。 [0024] 在一个有利的设计方案中，偏心螺杆泵仅包括两个输送模块。即使使用仅两个输送模块，也可根据对输送任务的相应需求而配置偏心螺杆泵，并且该偏心螺杆泵由此具有紧凑的结构形式。 [0025] 偏心螺杆泵例如可配置成，使得其相比于传统的偏心螺杆泵在转速和旋转方向相同的情况下在不变的相同的压力性能时实现了双倍的输送功率。对此，与驱动机构联接的第一输送模块具有左旋螺距，并且串联的第二输送模块具有右旋螺距。两个输送模块经由压力壳体相互联接。第二输送模块在其与压力壳体相对置的端部具有吸入壳体。如在传统的偏心螺杆泵中那样，通过泵壳上的吸入管接头吸入输送介质，但是在这里还额外地通过吸入壳体上的吸入管接头吸入输送介质。那么在泵运转状态下输送介质从两侧朝压力壳体输送并且经由压力壳体上的压力管接头输出。也可以这种方式输送不同的输送介质。对此将一种输送介质或多种输送介质聚集在一起，其中通过合适地选择输送模块可调整混合比例。 [0026] 但是偏心螺杆泵的配置也可以在单一的如与传统的偏心螺杆泵相同的输送功率的情况下实现双倍的压力。对此，偏心螺杆泵配置有两个具有相同螺距、优选左旋螺距的输送模块。两个输送模块经由穿流模块相互联接。第二输送模块在其与穿流壳体相对置的端部上具有压力壳体。在该变型方案中，通过泵壳的吸入管接头吸入输送介质，并且通过第一输送模块、穿流壳体和第二输送模块朝设有压力管接头的压力壳体输送输送介质。 [0027] 在另一个变型方案中，偏心螺杆泵包括总共四个输送模块。由此能够根据配置，相对于传统的偏心螺杆泵在压力不变的情况下实现四倍的输送量，或者在双倍压力的情况下实现双倍的输送量。 [0028] 为了实现四倍的输送量，分别有两个具有不同螺距的输送模块经由压力壳体相互联接，两个如此形成的输送模块对又经由吸入壳体相互联接。在偏心螺杆泵的与驱动机构相对置的端部上布置另一个吸入壳体。由此可通过总共三个吸入管接头和两个压力管接头输送输送介质。从第一输送模块至第四输送模块，输送模块优选具有左旋-右旋-左旋-右旋螺距。 [0029] 除了配置有总共四个输送模块的偏心螺杆泵的其中泵系统包括两个吸入壳体和两个压力壳体的优选实施方式以外，在另一个有利的设计方案中输送模块经由一个吸入壳体、两个穿流壳体和一个压力壳体相互联接。分别有两个具有相同螺距的输送模块经由穿流壳体相互联接，两个如此形成的输送模块对又经由压力壳体相互联接。在偏心螺杆泵的与驱动机构相对置的端部上布置吸入壳体。输送模块优选具有左旋-左旋-右旋-右旋螺距。 [0030] 优选地，偏心螺杆泵具有在输送模块的联接区域中与转子联接的用于混合的器件。由此能够在运送过程中混合一种或多种输送介质。特别地，该器件的优点是，使两种不同的产品、例如其中一种产品经由第一吸入壳体并且另一种产品经由第二吸入壳体被引入到偏心螺杆泵中。为了特别有效地混合产品，用于混合的器件布置在压力壳体的内部并且与转子直接联接。所以不需要进行单独驱动。 [0031] 根据一个优选的扩展方案，壳体构造成基本上相同的。特别是吸入壳体和压力壳体是相同的并且仅通过其应用类型来限定。与此不同，穿流壳体优选由吸入壳体或压力壳体构成，其中吸入管接头或压力管接头设有闭锁器件。例如该闭锁器件可构造为无孔法兰，该无孔法兰经由法兰连接件固定在壳体管接头上。 [0032] 通过本发明实现的优点特别是，可以借助仅一个泵系统实现对处于预定的一定混合比例条件下的不同的输送介质的输送。对此通过一定数量的输送模块和联接器件以及对其进行选择使泵系统能够特别简单地匹配输送任务。由于在偏心螺杆泵中输送量和输送速度由各种要素、例如转子和定子的几何形状和螺距决定并且受其影响，所以可借助模块化的泵结构特别简单地设置输送量。通过使用具有不同的输送功率的输送模块可影响输送介质的混合比例。还可节省成本。因为根据本发明的、偏心螺杆泵的模块化结构不需要联接杆和活节并由此使得在输送介质中的运动部件的数量保持得相对少，所以可节省能量成本和材料成本。由此减小了对泵的效率和其使用寿命产生不利影响的摩擦力。输送模块可布置成，使得轴向力几乎完全地被抵消。通过使转子的旋转方向反转可改变输送方向。 [0033] 另一优点是，需要在驱动系统的吸入侧上的仅一个密封系统并且需要对此维护。例如通过将根据本发明的偏心螺杆泵用作所谓的潜水泵可在管直径相同或者说钻孔或桶孔相同的情况下实现两倍的输送量。 附图说明 [0034] 参考附图以示例的方式描述本发明的实施方式，其中示意性地示出： [0035] 图1示出了具有两个输送模块的偏心螺杆泵，这两个输送模块通过穿流壳体相互联接并且在该偏心螺杆泵的端部布置有压力壳体； [0036] 图2示出了具有两个朝相反方向输送的输送模块的偏心螺杆泵，这两个输送模块借助压力壳体相互联接并且在该偏心螺杆泵的端部上布置有吸入壳体； [0037] 图3示出了具有两个朝相反方向输送的输送模块的偏心螺杆泵，这两个输送模块借助压力壳体相互联接并且在该偏心螺杆泵的端部上布置有吸入壳体，该偏心螺杆泵具有包括平衡联接器的驱动机构； [0038] 图4示出了具有总共四个输送模块的偏心螺杆泵，这四个输送模块经由一个吸入壳体和两个压力壳体相互联接并且在该偏心螺杆泵的端部上布置有吸入壳体； [0039] 图5示出了具有总共四个输送模块的偏心螺杆泵，这四个输送模块经由一个压力壳体和两个穿流壳体相互联接并且在该偏心螺杆泵的端部上布置有吸入壳体； [0040] 图6示出了由现有技术已知的输送系统，其中所有四个偏心螺杆泵并联。 具体实施方式[0041] 根据图1的装置示出了具有第一输送模块4和第二输送模块6的偏心螺杆泵2，该输送模块分别均包括定子8和转子10，该第一输送模块和第二输送模块通过穿流壳体12相互联接。在偏心螺杆泵2的与驱动机构14相对置的端部上，在第二输送模块6上布置有具有压力管接头18的压力壳体16。两个输送模块4、6在结构上相同并且具有左旋螺距L。穿流壳体12是设有闭锁器件20的压力壳体或吸入壳体。该闭锁器件20应该布置在压力壳体附近，以避免会对流动走向产生不利影响的并且由此会使输送介质中断的死区。 [0043] 主要由输送模块4、6和壳体12、16组成的输送系统与驱动机构14联接，该驱动机构包括具有吸入管接头24的泵壳22和驱动部件26。借助通过活节28联接的驱动轴30将力传递到第一输送模块4的转子10上。驱动机构14还设有密封部32，以避免输送介质到达外部。 [0044] 输送模块4、6的转子10通过刚性的联接器34相互连接。在偏心螺杆泵2运转期间，输送介质经由吸入管接头24从这里未示出的吸入管到达泵壳22中并且借助输送模块4、6穿过穿流壳体12被输送直至压力壳体16，在该压力壳体中输送介质经由压力管接头18被运送到这里未示出的压力管道中。对此所产生的轴向力与输送方向相反地作用并且由为此设置的轴承接收。因为在该实施方式中输送模块4、6串联，所以与传统的仅配置有一个定子-转子组件的偏心螺杆泵相比实现了双倍压力。 [0045] 图2示出了具有两个通过压力壳体16联接的输送模块4、6的偏心螺杆泵2。第一输送模块4具有左旋螺距L并且第二输送模块6具有右旋螺距R。转子10通过刚性的联接器34相互连接。在偏心螺杆泵2的与驱动机构14相对置的端部上布置有设有吸入管接头24的吸入壳体36。如在图1所示的偏心螺杆泵2中，泵壳22具有另一个吸入管接头24。 [0046] 由于输送模块4、6的不同的左旋-右旋螺距L、R使得布置在偏心螺杆泵2的端部上的壳体作为吸入壳体36。因此，输送介质通过两个吸入管接头24被运送到压力壳体16中并且通过压力管接头18被输送。尽管由共同的驱动机构14驱动的转子10的旋转方向相同，但是输送介质朝相反的方向被输送。这造成在偏心螺杆泵2运转时所产生的轴向力和作用到转子10上的轴向力相反作用，由此使得作用到驱动机构14的轴承上所引起的力趋于零或至少得以降低。对此，用于转子10的联接器34设计成使得该联接器能够承受所产生的拉力。由此以有利的方式使驱动轴30、活节28和轴承32承受较小的负荷，这导致较小的磨损。还能够相应地以成本有利的方式确定偏心螺杆泵2的构件的尺寸。在压力壳体16中，用于混合的器件布置在联接器34的区域中，该器件与转子联接并且构造成搅拌元件 37。因为在该实施方式中输送模块4、6并联，所以与传统的偏心螺杆泵相比实现了双倍的输送功率。 [0047] 作为在图2的实例中可替换的这里未示出的实施方式，转子10也可单件地构造。因此可取消联接器34。对此，转子10具有两个用于输送模块4、6的区段。具有左旋螺距L的第一区段和具有右旋螺距R的第二区段。 [0048] 图3示出了如图2所示的、但是具有另一驱动机构14的偏心螺杆泵2。驱动机构具有平衡联接器33以用于将扭矩传递到转子上。由于驱动机构14的紧凑的结构形式可通过串联的输送模块4、6几乎完全地补偿偏心螺杆泵2的延长的结构形式。 [0049] 图4示出了具有总共四个输送模块4、6、38、40的偏心螺杆泵2，其中类似于图2的实施方式借助压力壳体16相互联接的两个输送模块通过吸入壳体36相互联接，使得输送系统的输送模块4、6、38、40从驱动机构14开始具有左旋-右旋-左旋-右旋螺距。在偏心螺杆泵2的与驱动机构14相对置的端部上布置具有吸入管接头24的吸入壳体36。转子10通过刚性的联接器34相互连接。输送介质总共经由三个吸入管接头24和两个压力管接头18被输送。因为在该实施例中四个输送模块4、6、38、40并联，所以与传统的偏心螺杆泵相比实现了四倍的输送功率。由于具有左旋螺距和具有右旋螺距的输送模块4、6、38、40的数量相同，作用到驱动机构14的轴承上的所引起的力趋于零或至少得以减小。 [0050] 图5示出了另一个可替代的具有总共四个输送模块4、6、38、40的实施方式。在该实施方式中分别有两个经由穿流壳体12相互联接的并且串联的输送模块对，即借助压力壳体16相互联接的第一输送模块对4、6和第二输送模块对38、40压力壳体。串联的输送模块对4、6和38、40具有不同的螺距，因而输送系统包括总共具有左旋-左旋-右旋-右旋螺距的输送模块4、6、38、40。 [0051] 在偏心螺杆泵2运转期间，借助在吸入壳体36上和泵壳22上的吸入管接头24吸入输送介质并且通过仅一个压力管接头18被输送走。因为在该实施方式中分别有两个输送模块串联，并且由此构成的两个输送模块对并联连接，因而实现了相对于传统的偏心螺杆泵双倍的输送功率和双倍的压力。由于具有左旋螺距的输送模块4、6和具有右旋螺距的输送模块38、40的数量相同，作用到驱动机构14的轴承上的所引起的力趋于零或者至少被降低。 [0052] 图6示出了由现有技术已知的具有多个结构相同的传统的偏心螺杆泵42的组件以用于进行比较。如由虚线所示的输送介质流动走向中所看到的一样，所有四个偏心螺杆泵42都并联，以实现相对于简单的偏心螺杆泵四倍的输送功率。与根据本发明的模块化构造的偏心螺杆泵2相比，由现有技术已知的组件的缺点尤其是，用于使泵运转的能量需求大、制造成本和维护成本高以及占用空间大。 [0053] 四个偏心螺杆泵42中的每个偏心螺杆泵分别包括驱动机构14、转子-定子组件44和布置在与驱动机构14相对置的端部上的压力壳体16，该压力壳体设有压力管接头18。 通过在泵壳22上的吸入管接头24吸入输送介质并且朝压力壳体16的方向输送，从该压力壳体开始，输送介质通过压力管接头18被运送到这里未示出的压力管道中。 [0054] 根据本发明的装置专门针对可灵活应用的并且能够借助其节省成本和消耗的偏心螺杆泵2。通过特别简单的模块化构造，可根据合适的输送模块4、6、38、40和壳体16、36的数量和选择，使偏心螺杆泵2能够与相应的输送任务相匹配。对此仅需要一个驱动机构14，这尤其将能量需求和维修需求保持地相对小。通过交替地布置具有不同的螺距L、R的输送模块还能够由此降低作用到偏心螺杆泵的轴承上的轴向力。 [0055] 附图标记列表 [0056] 02 偏心螺杆泵 [0057] 04 第一输送模块 [0058] 06 第二输送模块 [0059] 08 定子 [0060] 10 转子 [0061] 12 穿流壳体 [0062] 14 驱动机构 [0063] 16 压力壳体 [0064] 18 压力管接头 [0065] 20 闭锁器件 [0066] 22 泵壳 [0067] 24 吸入管接头 [0068] 26 驱动部件 [0069] 28 活节 [0070] 30 驱动轴 [0071] 32 密封部 [0072] 33 平衡联接器 [0073] 34 联接器 [0074] 36 吸入壳体 [0075] 37 搅拌元件 [0076] 38 第三输送模块 [0077] 40 第四输送模块 [0078] 42 偏心螺杆泵(现有技术) [0079] 44 转子-定子组件(现有技术) |
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