CN101779360A - 在易爆环境中运行的机器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种设置为在易爆环境中运行的机器，所述机器包括延伸穿过所述机器的固定部分(7)的可旋转轴(2)、安装在所述固定部分(7)中并且设有容纳所述可旋转轴(2)的通孔的压盖(3)、以及设置在压盖(3)和固定部分(7)之间的阻尼装置，阻尼装置允许压盖(3)相对于固定部分(7)轴向和径向运动。本发明的特征在于，可旋转轴(2)和压盖(3)是分开的，从而在它们之间提供管状火焰通道(5)，具有粘性的液体应用在可旋转轴(2)和压盖(3)之间的界面处，以确保所述管状火焰通道(5)。
Description
技术领域
本发明涉及设置为在易爆环境中运行的机器。具体地，本发明涉及设置为在易爆环境中运行的泵，该泵包括防止内部火花或火焰从泵的内部传播到泵周围的易爆环境中的装置。该机器包括延伸穿过所述机器的固定部分的可旋转轴、安装在所述固定部分中并且设有容纳所述可旋转轴的通孔的压盖、以及设置在压盖和固定部分之间的阻尼装置，该阻尼装置允许压盖相对于固定部分轴向和径向运动。
背景技术
对于一些应用来说，要求电气设备的壳体能够承受可能进入设备内部的易燃气体或蒸汽的内部爆炸，而不会受到损坏并且不会通过任何接头或结构孔将内部燃烧或火花连通到易爆环境中。这是通过提供具有适当尺寸的火焰通道来承受内部爆炸，而不会通过接头或结构孔将内部燃烧连通到外部易燃气体或蒸汽来实现的。然而，此时，由于内部爆炸所导致的升高的压力必须以可控的方式进行释放。
对于泵，一种这样的结构孔是穿过壳体的驱动轴通道。提供火焰通道的一种示例是设置围绕驱动轴的压盖，该压盖安装在将电机腔与泵腔分开的壳体壁中。压盖设计为围绕轴的金属缸筒，并且设置为提供轴和压盖之间的火焰通道。然而，当驱动轴旋转时，存在驱动轴和压盖之间金属性接触的风险，尤其是叶轮上存在会导致驱动轴弯曲的负载时，特别是在轴从泵的内部轴颈点伸出相当长的距离时。这个问题对于在存在易爆气体的环境中使用的泵来说更加显著。按要求规定压盖和轴之间的间隙/火焰通道必须具有最大宽度和最小长度，从而确保来自电机的任何火花都不能通过所述间隙/火焰通道逸出。
确保驱动轴和压盖之间的火焰通道的常规方式是使用滚柱轴承，这能够通过机械方式保持压盖和驱动轴之间的间隙/火焰通道。然而，这导致结构更复杂并且更大，并且磨损加大。
从WO 2006/137,766中根据权利要求1的前序部分已知一种设置为在易爆环境中运行的泵。该泵装配有允许压盖相对于泵的固定部分轴向和径向运动并且仍能确保压盖和泵的固定部分之间的火焰通道的阻尼装置，由于如果驱动轴弯曲则压盖可以跟随驱动轴，因此阻尼装置能够降低磨损。
发明内容
本发明旨在消除先前已知的在易爆环境中运行的电气设备、特别是泵的前述缺点，并且旨在提供一种改进的机器。本发明的主要目的是提供一种最初限定类型的机器，其中，确保了可旋转轴和压盖之间的火焰通道。本发明的另一个目的是提供一种机器，其允许可旋转轴弯曲或相对于机器的固定部分偏转。本发明的再一个目的是提供一种机器，其部件具有更长的生命周期。
根据本发明，至少所述主要目的是通过具有独立权利要求所限定的特征的最初限定的机器来实现的。本发明的优选实施例在从属权利要求中进一步限定。
根据本发明，提供了最初限定类型的机器，其特征在于，可旋转轴和压盖是分开的，从而在它们之间提供管状火焰通道，具有粘性的液体应用在可旋转轴和压盖之间的界面上，以确保所述管状火焰通道。
本发明具有若干优势。因此，本发明是基于这样一种认识，即，通过使用应用到管状火焰通道界面的具有粘性的液体，以及可沿轴向和径向运动的压盖来确保管状火焰通道。通过这种方式，在可旋转轴的任何弯曲过程中，该弯曲都被传递到压盖，压盖由于弹性构件而可以移动和倾斜，从而避免在重载操作条件下损坏压盖或可旋转轴的风险。
附图说明
对本发明的前述及其他特征和优点的更加完全的理解将从其他从属权利要求，以及从下述结合附图的优选实施例的具体说明中变得明显，其中：
图1为包括本发明的泵的一部分的分解横截面视图；
图2是压盖、可旋转轴和泵的固定部分的横截面视图；
图3是图2的放大详细视图；和
图4是阻尼装置的俯视图。
具体实施方式
参考图1和2，其显示了用在例如易爆环境中的电气设备的一部分。下面，将本发明描述为设置在泵中，所述泵设置为在易爆环境中运行。更具体地，显示了泵的分隔壁1或固定部分，该分隔壁1将泵的内部(即，位于图的底部的电机腔)与泵的外部(即，位于图的顶部的泵腔)分开。因此，在内侧，电机(未显示)连接到可旋转轴2，可旋转轴2优选构成电机的驱动轴。可旋转轴2轴颈连接在设于泵壳中的轴承中，并且延伸穿过分隔壁1中的结构孔。
在所述结构孔处设有压盖3，压盖3具有围绕可旋转轴2的第一圆筒形部分4和向外延伸的法兰形部分6，在可旋转轴2和压盖3之间具有某一预定间隙，从而提供管状火焰通道5(见图3)。此外，泵包括具有大量通孔8的安装环7，螺栓9穿过这些通孔8插入并且旋入分隔壁1的螺纹孔10中，用于将所述安装环7刚性附连到泵上。因此，安装环7以及分隔壁1构成了泵的固定部分。
现在再参考图3，安装环7包括可供可旋转轴2延伸穿过的通孔或结构孔，以及位于所述通孔上部的向内延伸的法兰形部分11。压盖3被插入安装环7中，使得压盖3的法兰形部分6的上端面12靠近安装环7的法兰形部分11的下端面13。安装环7的通孔的下部设有壁架14，垫圈15放置在壁架14上，垫圈15保持压盖3的法兰形部分6。垫圈15则由装配在凹槽17中的保持器环16保持在适当的位置，凹槽17设置在壁架14附近。运动限制销18连接到压盖3的法兰形部分6，该运动限制销18从垫圈15中的切口或类似特征中伸出。
压盖3的法兰形部分6在法兰形部分6的外边缘处设有两个周向槽19。在每个槽中都设有阻尼装置20。在图4中显示了这种阻尼装置20的一个实施例。所示的阻尼装置20由诸如橡胶的弹性材料制成，并且形成为环21，环21的横截面直径小于由压盖3的法兰形部分6的槽19分别与安装环7的法兰形部分11的下端表面12和垫圈15形成的空间的宽度/深度。沿环21附连有若干个离散的阻尼构件22，阻尼构件22优选以均匀的间隔设置。在图中所示的实施例中，阻尼构件22形成为直径稍大于上述空间的宽度/深度的球。在优选实施例中，将压盖3的法兰形部分6的高度范围设置为使得当压盖3安装到安装环7中时，产生用作另外的火焰通道的盘形间隙23。
必要的是，阻尼装置20允许压盖3相对于安装环7轴向和径向运动。因此，阻尼装置20可以是，例如由统一的V形密封件或类似物构成。然而，常规的统一的O形密封圈的刚性可能太大而不允许压盖3的上述运动。阻尼构件22可以具有除球形以外的其他形状，例如管状或圆筒形、多边形，或者甚至是长方形，其主要功能是允许压盖3相对于安装环7和分隔壁1轴向和径向运动。阻尼构件22之间的间距以及阻尼构件22材料的弹性性能可以根据期望的功能而改变。环21和阻尼构件22中也可以具有不同的材料。
当阻尼装置20安装在周向槽19中时，其功能是，阻尼构件22被压盖3的法兰形部分6和由保持器环16保持在合适位置的垫圈15稍微压缩。然而，在压盖3的法兰形部分6的上端面12和安装环7的法兰形部分11的下端面13之间存在盘形间隙23。因此，阻尼构件22允许压盖3在轴向和径向方向上运动，使得压盖3能够运动和/或倾斜。
在可旋转轴2和压盖3之间的界面处(由此在管状火焰通道5中)应用具有粘性的液体作为薄膜，即，在优选实施例中，所述液体为常规的油脂。然而，液体具有粘性意味着，在压盖3和可旋转轴2的相互转动过程中，液体或多或少保留在整个界面上。液体的功能是确保所述管状火焰通道5，从而完全避免压盖6和可旋转轴2之间的金属性接触。因此，由于所述液体的存在，可旋转轴2在运行期间的任何弯曲都会导致压盖3运动，阻尼装置20允许了这种运动。通过这种布置，允许压盖3在可旋转轴2的弯曲运动期间处于“浮动”状态。
管状火焰通道5的功能是防止泵内的爆炸传播到泵外的易爆气体中。因此，爆炸前的火焰不会通过管状火焰通道5和/或所述盘形火焰通道23传播，然而，排气将穿过管状火焰通道5，并且如果排气没有冷却下来，那么热的排气足以点燃外部易爆气体。因此，管状火焰通道5以及盘形火焰通道23必须足够长，从而冷却排气。火焰通道的尺寸是高度规范的并且是标准化的。管状火焰通道5的轴向长度优选大于10mm，管状火焰通道5的径向宽度严格大于0mm，优选大于0.0001mm并且小于0.5mm。
应该指出的是，压盖3优选由非火花形成材料，例如青铜制成。
为了避免销18和垫圈15之间由于相对运动而产生不必要的摩擦，阻尼装置20设置有装配在运动限制销18周围的管状盖24。
本发明可实施的改动
本发明并不仅仅限于前面所描述的以及附图中所显示的实施例，它们主要是用于说明及示例目的。本专利申请意图覆盖这里所描述的优选实施例的所有改动及变型，因此本发明由权利要求书的表述及其等同设置限定。因此，可以在权利要求书的范围内以各种方式对机器进行改动。
应该指出的是，所有关于/涉及例如以上、以下、下部、上部等术语的信息都应该解释/理解为设备根据附图来确定方位，附图的方位设定成能够正确地读取附图标记。因此，这种术语仅仅指出了所示实施例中的相互关系，如果本发明的设备设有其他结构/设计，则可以改变这些关系。
同样应该指出的是，即使没有明确说明某一具体实施例中的特征可以与其他实施例中的特征结合，但如果这种结合是可能的，则应该认为这种结合是显而易见的。同样应该指出的是，可旋转轴和压盖之间的管状火焰通道可以通过无接触永磁轴承的电磁力来确保，以代替具有粘性的液体，或者作为该液体的补充。永磁轴承的外圈刚性连接到压盖上，并且永磁轴承的内圈刚性连接到可旋转轴上。
Claims (7)
1.一种设置为在易爆环境中运行的机器，包括：延伸穿过所述机器的固定部分(1，7)的可旋转轴(2)；安装在所述固定部分(1，7)中的压盖(3)，所述压盖(3)设有容纳所述可旋转轴(2)的通孔；以及设置在所述压盖(3)和固定部分(1，7)之间的阻尼装置(20)，所述阻尼装置(20)允许所述压盖(3)相对于所述固定部分(1，7)轴向和径向运动，所述机器的特征在于，所述可旋转轴(2)和压盖(3)是分开的，从而在它们之间提供管状火焰通道(5)，具有粘性的液体应用在所述可旋转轴(2)和压盖(3)之间的界面处，以确保所述管状火焰通道(5)。
2.如权利要求1所述的机器，其中所述液体为油脂。
3.如权利要求1或2所述的机器，其中，所述管状火焰通道(5)在所述可旋转轴(2)的径向方向上严格大于0mm。
4.如权利要求1-3中任一项所述的机器，其中，所述管状火焰通道(5)在所述可旋转轴(2)的径向方向上小于0.5mm。
5.如权利要求1-4中任一项所述的机器，其中，所述管状火焰通道(5)在所述可旋转轴(2)的轴向方向上大于10mm。
6.如前述权利要求中任一项所述的机器，其中，在所述可旋转轴(2)的轴向方向上，在所述压盖(3)和固定部分(7)之间设有盘形火焰通道(23)，所述盘形火焰通道(23)是通过所述阻尼装置(20)来确保的。
7.如前述权利要求中任一项所述的机器，其中，所述阻尼装置(20)包括若干离散的阻尼构件(22)，所述阻尼构件(22)互相连接并且在所述可旋转轴(2)的周向方向上间隔开。
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