CN101443554B - 旋转活塞机械 - Google Patents

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Abstract

一种电驱动的旋转活塞机械，其作为旋转活塞泵或者旋转活塞压缩机工作，其具有泵头(3)和基部壳体(1)，该基部壳体(1)容纳电线圈(2)，其中，泵工作空间优选通过转子(15、17)的长短辐旋轮线咬合部来限定。根据本发明通常可相对廉价地制造的泵头(3)被构造为可抛性部件，并且因此具有对于昂贵的基部壳体(1)的快速释放连接部(7、10、11、12、14)。

Description

旋转活塞机械
技术领域
本发明涉及用于旋转活塞机械的的方法和所述旋转活塞机械的制造方法，本发明还涉及执行所述方法的旋转活塞机械。
背景技术
当待输送的物质是有毒的、粘稠的或者仅可在较高温度下输送的物质时，那么在此类领域中的泵和压缩机总是出现严重问题，这对转动部件的清洁提出高的要求、或者使得清洁非常困难或者甚至使得其完全没有可能进行。为此，在将待输送的物质的价值与机械价值，以及可能地与所述机械的更换进行对比时，则产生决定性的问题。尤其对于在使用制药物质时，以及对于通常要在高温下输送的某些合成材料来说，会出现这种情况。泵部件的清洁是个严重问题。这个问题也在于，在应用酸洗液等时，泵部件必须相应具有耐抗性。而且为此泵的保留的剩余空间(即有害空间)应该尽可能的小，并且应该在可能情况下趋于零。在实践中人们尝试通过向旋转活塞机械应用特种钢或者昂贵的耐抗性材料来对付这个问题。
发明内容
本发明的任务在于，尤其在克服专业领域的偏见的情况下，针对此类旋转活塞机械发展一种使用方法、或者说制造方法、或者说特殊的结构，通过其可以将这种旋转活塞机械引向广阔的利用范围。
本发明及其优点
该任务通过根据本发明的方法来解决，或者说通过根据本发明的旋转活塞机械来解决。
根据本发明提出一种旋转活塞机械，其作为泵或者压缩机工作，所述旋转活塞机械具有：
-功率转子，其长短辐旋轮线形地被咬合并且被驱动；
-反转子，其接合到咬合部内，由此相应地被咬合；
-工作空间，其布置在转子之间；
-泵驱动设备；
-基部壳体，其容纳用于控制泵驱动设备的部件；
-泵头，其轴向和径向支承转子；以及
-在基部壳体和泵头之间的可释放的连接设备，
其中，
-功率转子是具有缝管的分割磁极电动机的部件；
-缝管以径向延伸的部分在基部壳体和泵头的相互面对的侧之间延伸；以及
-泵驱动设备通过缝管被划分为磁部件和被电流流过的线圈部件，磁部件布置在功率转子内，线圈部件布置在基部壳体内，
缝管用于容纳功率转子的轴承和磁部件，缝管杯形地构造且构造为带有在壳体之间径向夹紧的凸缘，并且
缝管表层的成型区域的周边构成功率转子的轴承；
-转子的轴线彼此围成斜交角；
-咬合部在端侧上设置在转子上；
-在基部壳体和泵头之间的连接部被构造为快速连接结合部，快速连接结合部作用在基部壳体和泵头的相应的装置上。
根据本发明优选的实施方式：
-用于连接基部壳体和泵头的装置位于接触区域内；在接触区域内存在相互配属的外凸出部或者凸缘；以及这些凸出部或者凸缘可以通过搭接的、切向可缩短的环而被轴向共同夹紧。
-环被构造为夹紧环，夹紧环在截面上向外拱起且在周边中在位置处开放，夹紧环具有布置在开放的位置上并且通过螺栓装置相互连接的径向连接片。
-在缝管和泵头相互面对的面之间布置密封件。
-密封件被构造为环地布置在端面环形槽内；以及端面环形槽布置在泵头面对凸缘的那一侧上，以便在拆卸后封闭整个泵头。
根据本发明优选的实施方式，旋转活塞机械还具有：
-电可控的线圈，其用于在基部壳体内的电驱动，其中
-基部壳体能够固定布置，并且
-泵头布置在基部壳体上并且容纳旋转活塞机械的、限定工作空间的转子，
-泵头被构造为可抛性部件；
-为简单更换泵头，用于基部壳体和泵头之间的连接部的布置具有快速释放连接部；以及
-在更换泵头时，在从基部壳体释放泵头之后，在面对泵壳体那一侧，泵头内的工作空间被封闭。
转子具有相互啮合的长短辐旋轮线咬合部，即摆线咬合部。
在电驱动泵中，将壳体部分借助杯形缝管与转动的容纳永磁体的功率转子分离，该壳体部分容纳被电流流经的电控线圈并且通常固定布置且成本高昂(DE 603 007 80T2或者AT 28 11 84)，虽然这是已知的，然而其中那里涉及完全不同的问题，即涉及冷却这种缝管泵的电部件的问题，而不涉及如发明一样的节约费用的设计问题，所述设计通过将作为可抛性部件设置的“廉价”泵头与如果可能则位置固定的昂贵泵壳组合来实现。对于本发明重要的是，在从基部壳体释放泵头之后，在面对基部壳体的一侧封闭被待输送的介质流经的工作空间，从而将例如酸等保留在可抛性部件中，并且能够连同该可抛性部件被清理。在已知的缝管马达(DE 603 00 780D2和AT 28 11 84)中，在泵的关闭状态下，仅分割杯(Spalttopf)没入到电控绕组内，然而其中容纳电流线圈的壳体不形成基部壳体，于是在移除容纳电流流经的线圈的部件时，泵头关于要输送的介质不再被关闭。
此外已知的是，在针对液态药品的药物剂量泵中，泵单元和马达或者在马达和泵之间的有效连接以可解除的方式设计，以便将凡是涉及泵的都实现为可抛式一次性单元，该一次性单元可从昂贵的驱动单元(电动马达)分离，于是驱动单元可以被再次应用(DE 199 16 876A1)。然而这里涉及管泵，在这里已经可以找到“将泵头构造为可抛性部件”的特征，但是其中，撇开这种仅通过输送管朝向外部密封的泵当然具有非常狭窄的使用区域并且对于本发明来说其属于另一类泵不谈，这也不涉及快速释放连接部。
根据本发明一个有利构造方式，转子具有内啮合的长短辐旋轮线咬合部(Trochoidenverzahnung)(摆线咬合部)。然而这种旋转活塞机械已公知(参见WO 05/024236A1)，其具有很大的优点——泵保留的剩余空间(即有害空间)非常小，然而其中就该发明而言，尤其就利用方法、制造方法或者结构而言，对于这种长短辐旋轮线形旋转活塞机械存在专业领域的严重偏见。
仅有少量已知的旋转活塞机械(DE AS 10 11 896，NSU；WO2005/024236A1，COR)正确对待这个非常难以解决的有害空间趋于零的要求，方法是，将转动部件的齿构造呈摆线形或者长短辐旋轮线形并且通过将所述齿倒圆而无附加密封件地密封啮合到其它转动部件的齿中。在这些已知的旋转活塞机械中，有害空间因此可以减低至零。
虽然具有长短辐旋轮线形构造的转子的这种旋转活塞机械具有小的有害空间的优点，但是它还没有由此解决上面提到的问题，尤其是在输送在高温下的物质(合成材料)或者腐蚀性材料的情况下。
然而与已知的泵不同，长短辐旋轮线咬合部涉及昂贵的精密泵，将其设计为可抛性部件对于专业人士来说是陌生的，于是这里存在有待克服专业领域的偏见。基于本发明的任务所产生的解决方案——即将由长短辐旋轮线形部件组成的泵头构造为可抛性部件，并且因此借助快速释放连接部将该泵头与基部壳体相连接，对专业人士来说是陌生的，其中，如上所述，在马达和特殊泵之间的快速连接是以最不同的方式来已知的。
依据本发明另一方案设计的具有杯形构造的缝管(其使更换泵头变得容易)的旋转活塞输送机械是附加的思考步骤，该思考步骤因此是陌生的，这是因为被待输送的基质流经的泵头由于其根据本发明的可更换性而与已知的分割磁极电动机(Spaltmotor)的功能没有形成思想上的关联性，这是因为对专业人士来说，在已知的泵中，缝管在运行期间应当将流动介质、电部件密闭地与泵部件分开。
因此根据本发明的一个有利构造方式，在更换作为可抛性部件的泵头时，缝管连同转子和永磁体被从基部壳体拔出，随后使用更换部件。为了使得根据本发明更换泵头变得容易，根据本发明的构造方式，基部壳体和泵头之间的连接部被构造为快速连接结合部，该快速连接结合部作用在基部壳体和泵头的相应装置上。
本发明与此相关的一个有利构造方式在于：
用于连接基部壳体的壳体和泵头的装置位于基部壳体和泵头之间的接触端面上；
壳体在接触区域内具有相互配属的外凸出部或者凸缘；以及
壳体能够通过切向可缩短的环被轴向共同夹紧，所述环搭接该凸出部或者凸缘。
本发明的一个构造方式在于制造方法，其中，泵头和/或分割杯的这种合成材料部件以模具方式制造。尤其在长短辐旋轮线形咬合的转子的情况下，可有利地应用这种制造方式，其中，被倒圆的齿借助限定线形工作空间的形状配合在平滑的面上分布，该形状配合是在相互对置的齿的侧面和齿梳之间的形状配合，这迎合了包括泵头和分割杯的壳部件的模具制造方式。
根据本发明的制造方法，至少功率转子和反转子是由合成材料组成的，或者，在机械的运行中所述泵头的与待输送的物质接触的部件，即功率转子、反转子、旋转轴承是由合成材料组成的，并且它们是以注塑成型方法制造的。
泵头的这些合成材料部件是采用模具制造的。
由以下说明和附图得到本发明其它优点和有利构造方式。
附图说明
附图中示出涉及本发明内容的实施例。
图中：
图1以分解图和纵剖图示出根据本发明的旋转活塞输送泵；
图2以俯视图示出在基部壳体和泵头壳体之间的快速闭锁连接部；以及
图3示出在装配状态下的旋转活塞输送泵，其与图2中的剖面A相应。
具体实施方式
如在图1中以分解图示出的，根据本发明的旋转活塞输送泵具有基部壳体1，泵借助基部壳体1可相应位置固定地锚定，并且电动马达的电可控的线圈2布置在基部壳体1内。在分解图的右边部分示出泵头3，泵头3可通过杯形的缝管4封闭。在缝管4的凸缘形部分9与泵头3的面对该缝管4的部分9的平整端面8之间，布置有位于泵头3的端面环形槽6内的密封环5。为此，泵头3具有环形凸出部7，在环形凸出部7上存在端面8并且环形凸出部7用于接合夹紧环10，该夹紧环10另一方面作用在基部壳体1的环形凸出部11上。
在12中，夹紧环10在一侧开放并且可以通过螺栓缩短其周长，螺栓可以沿切向安装至开口13内。此外，夹紧环10具有圆锥形延伸的连接片14，以致于夹紧环10周长的缩短以及通过将夹紧环接合在泵头3环形凸出部7和基部壳体1的环形凸出部11上导致它们被共同夹紧。
泵头3容纳带有位于缝管4的杯形部分内的永磁体16的功率转子15，以及通过功率转子15一起被驱动的、带有旋转轴承18的反转子17。
在图2中尤其示出具有其开放侧12的夹紧环10。
在图3中以装配状态和纵剖面图示出的视图中可以特别好地看到，在释放夹紧环10之后，可用简单方法将泵头3连同缝管4一起从基部壳体1和电线圈2拔出，所述缝管4分隔由待输送介质流经的区域。
此外还要说明，本发明不是仅限于缝管机械，也可以包括下述旋转活塞机械，在其中，在要更换的泵头和基部壳体之间的密封通过其它已知手段实现。与分隔流动介质一起的，简单且实用的泵头可更换性是起决定作用的。
所有在说明书中和附图中示出的特征，既可以单独也可以相互任意组合地作为本发明要素。
附图标记列表
1  基部壳体
2  线圈
3  泵头
4  缝管
5  密封环
6  端面环形槽
7  泵头3的环形凸出部
8  端面
9  凸缘部分
10 夹紧环
11 基部壳体1的环形凸出部
12 夹紧环10的开放侧
13 开口
14 连接片
15 功率转子
16 永磁体
17 反转子
18 旋转轴承

Claims (9)

1.旋转活塞机械，其作为泵或者压缩机工作，所述旋转活塞机械具有：
-功率转子(15)，其长短辐旋轮线形地被咬合并且被驱动；
-反转子(17)，其接合到咬合部内，由此相应地被咬合；
-工作空间，其布置在所述转子之间；
-泵驱动设备(2、16)；
-基部壳体(1)，其容纳用于控制所述泵驱动设备的部件；
-泵头(3)，其轴向和径向支承所述转子(15、17)；以及
-在所述基部壳体(1)和所述泵头(3)之间的可释放的连接设备(10)，
其特征在于，
-所述功率转子(15)是具有缝管(4)的分割磁极电动机的部件；
-所述缝管(4)以径向延伸的部分(4)在所述基部壳体(1)和所述泵头(3)的相互面对的侧之间延伸；以及
-所述泵驱动设备通过所述缝管(4)被划分为磁部件(16)和被电流流过的线圈部件(2)，所述磁部件(16)布置在所述功率转子(15)内，所述线圈部件(2)布置在所述基部壳体(1)内，
所述缝管(4)用于容纳所述功率转子(15)的轴承和所述磁部件(16)，所述缝管(4)杯形地构造且构造为带有在壳体之间径向夹紧的凸缘部分(9)，并且
缝管表层的成型区域的周边构成所述功率转子的轴承；
-所述转子的轴线彼此围成斜交角；
-所述咬合部在端侧上设置在转子上；
-在所述基部壳体(1)和所述泵头(3)之间的连接部被构造为快速连接结合部(10)，所述快速连接结合部(10)作用在所述基部壳体(1)和所述泵头(3)的相应的外凸出部(7、11)或者凸缘上。
2.根据权利要求1所述的旋转活塞机械，其特征在于，
-用于连接所述基部壳体和所述泵头的所述外凸出部(7、11)或者凸缘位于接触区域(8)内；
-在所述接触区域内存在相互配属的外凸出部(7、11)或者凸缘；以及
-这些外凸出部(7、11)或者凸缘可以通过搭接的、切向可缩短的环(10)而被轴向共同夹紧。
3.根据权利要求2所述的旋转活塞机械，其特征在于，所述环(10)被构造为夹紧环，所述夹紧环(10)在截面上向外拱起且在周边中在位置(12)处开放，所述夹紧环(10)具有布置在开放的所述位置(12)上并且通过螺栓装置相互连接的径向连接片(14)。
4.根据权利要求1所述的旋转活塞机械，其特征在于，在所述缝管(4)和所述泵头(3)相互面对的面之间布置密封件。
5.根据权利要求4所述的旋转活塞机械，其特征在于，
-所述密封件被构造为环地布置在端面环形槽内；以及
-所述端面环形槽布置在所述泵头面对所述凸缘部分(9)的那一侧上，以便在拆卸后封闭整个所述泵头。
6.根据权利要求1所述的旋转活塞机械，其特征在于：
-所述线圈部件(2)用于在所述基部壳体(1)内的电驱动，其中
-所述基部壳体(1)能够固定布置，并且
-所述泵头(3)布置在所述基部壳体(1)上并且容纳所述旋转活塞机械的、限定工作空间的转子(15、17)，
-所述泵头(3)被构造为可抛性部件；
-为简单更换所述泵头(3)，用于所述基部壳体(1)和所述泵头(3)之间的连接部的布置具有快速释放连接部(7、10、11、12、14)；以及
-在更换所述泵头(3)时，在从所述基部壳体(1)释放所述泵头(3)之后，在面对所述基部壳体(1)那一侧，所述泵头(3)内的所述工作空间被封闭。
7.根据权利要求6所述的旋转活塞机械，其特征在于，所述转子具有相互啮合的长短辐旋轮线咬合部，即摆线咬合部。
8.制造方法，用于权利要求1至5之一的应用，其特征在于，至少功率转子(15)和反转子(17)是由合成材料组成的，或者，在机械的运行中所述泵头的与待输送的物质接触的部件，即功率转子(15)、反转子(17)、旋转轴承(18)是由合成材料组成的，并且它们是以注塑成型方法制造的。
9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，所述泵头(3)的这些合成材料部件是采用模具制造的。
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