CN105492765A - 用于泥浆泵的切换装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于泥浆泵的切换装置(1)，所述切换装置具有形成预装填容器(20)的壳体(2)并且具有设置在壳体(2)的相对侧(2a，2b)上的至少一个进入/排出开口(19a，19b)和至少一个排出开口(15)，其中枢转地设置在预装填容器(20)中并且具有在两侧处具有开口(13，14)的通路管道(17)的枢转体(3)在两个位置(a，b)之间是可枢转的，其中，在所述位置(a，b)中，通路管道(17)在每种情况下将在壳体的相对侧(2a，2b)处的一个进入开口(18a，18b)连接到的排出开口(15)，并且，其中枢转体(3)的至少一个开口(13，14)包括容纳在密封腔(8)中的弹性密封件(16)和密封环(12)，它们相对于预装填容器(20)密封通路管道(17)的开口(13，14)，其中弹性密封件(16)由设置在弹性密封件(16)外周周围的支撑条带(6)所支撑在密封腔(8)中。本发明也涉及所述类型的支撑条带(6)在切换装置中的用途，以及涉及具有所述类型支撑条带的枢转体(3)的用途。

Description

用于泥浆泵的切换装置

技术领域

本发明涉及一种用于泥浆泵的切换装置，以及支撑条带在这样的切换装置中的用途，以及这样的切换装置的枢转体的用途。

背景技术

用于泥浆泵的切换装置可以构造为例如混凝土泵的传输管道。采用这样的切换装置，混凝土通过两个传送滚筒以高压被加压，经过传输管道进入混凝土传送管道。对于现代的混凝土泵，在混凝土泵的传输管道中的可以将混凝土泵送到几百米高的建筑物上(例如桥或者摩天大楼)的压力的范围高达160巴。为了进一步的增加泵流量以允许泵送混凝土高达高于500米的水平，将需要300巴的泵压力，将会使得输送系统的密封件遭受极端的应变和应力。

采用这类切换装置，来自预装填容器的混凝土和/或泥浆流被压入吸收传输滚筒，并且从泵送传输滚筒进入输送管路。由于这些是双滚筒的泥浆泵，所以在活塞的冲程的循环时在壳体内来回地摆动的枢转体的进入和排出通过枢转体中的通道管被互相连接。

这样的切换技术在切换装置的密封件上提出了高要求，尤其是为了避免混凝土以及特别是包含在其中的水从枢转体的通道管被压入预装填容器内。特别是，在混凝土中含有的水具有的特性是提高流动性，从而提高传输线路中的混凝土的可传输性。而且，太干的混凝土导致传输线路的堵塞并且如果混凝土在传输线路中变硬那么可能需要昂贵的修理措施。

为了这个目的，由硬橡胶制成的橡胶密封件通常被放置在枢转体的密封腔中，所述橡胶密封件将所述枢转体压靠到转换装置的壳体的两个相对的侧面。通常，除了橡胶密封件之外，还插入硬金属环，使得橡胶密封件不会由于枢转体的枢转运动直接地在壳体壁处来回移动，而是橡胶密封件将硬金属环压到壳体侧。

在泵送过程中，由于在枢转装置的通道管道中的混凝土的高压，橡胶密封件被向外挤压，更具体的是，被挤压进入硬金属环和密封腔之间的缝隙中。由于混凝土的研磨作用，这样会使橡胶密封件承受高的磨损和破坏。因为橡胶密封件的更换是非常昂贵的，并且会导致混凝土泵的停用周期，所以为了减少这种磨损和破坏，需要在外周加强橡胶密封件。

在已出版的公开物DE3113787中，其已经提出提供一种用于上述类型的切换装置的橡胶密封件，所述橡胶密封件未装备有所述的硬金属环，在橡胶密封件的外周上具有金属支撑环，防止暴露到高压下的密封件穿透进入通路管道和预装填容器之间的间隙，从而防止其过早的磨损和破坏。

然而，这种类型的金属支撑环制造昂贵，并且为了完成组装作业，特别对于肾形的密封件而言，需要以最大可能的精度被生产。而且，这种支撑环不具有充分地使其本身适配密封腔的圆周形所需要的弹性。

发明内容

本发明的目的是，通过简单且低成本的措施改进泥浆泵的切换装置的密封件，目的是提高现有的橡胶密封件的稳定性。

本发明通过按照权利要求1的用于泥浆泵的切换装置来实现所述目的。

本发明的有利的实施例在相关的从属权利要求中被说明。

本发明建议，在枢转体的密封腔中在弹性密封件和/或橡胶密封件的周围设置支撑条带，所述支撑条带向外支撑所述弹性密封件，以防止弹性密封件移入密封环和密封腔的肩部之间的间隙中。

优选地，该支撑条带是由弹性塑料制造，其硬度高于弹性密封件的硬度。一方面，这样由于其外形的改变，确保支撑条带自身不会移动进入密封环和密封腔的肩部之间间隙内，另一方面，由于支撑条带已有的弹性，其可以容易地适合密封腔的形状，例如，所述形状可以是圆形或者肾形的。

优选地，支撑条带由聚四氟乙烯材料制造。聚四氟乙烯与其它橡胶或弹性材料相比，有不被混凝土的研磨特性严重侵蚀的特性，因此它有长的使用寿命。

优选地，由塑料和/或聚四氟乙烯制造的支撑条带含有青铜，因此，其性能进步一地提高，特别地，所述青铜部分提高了聚四氟乙烯条带的抗压强度，从而防止了移动进入密封环和密封腔的肩部之间的间隙的风险。

优选地，支撑条带的厚度是1到3.5mm。如果支撑条带大约为2.5mm厚时，其特别好地适合于完成预想的任务。如果支撑条带小于1mm，其本身不具有防止弹性密封件移动所需的必要的稳定性，以及，支撑条带自身可能移动进入密封腔和密封腔的肩部之间的间隙中。如果支撑条带太厚，其不再具有充足的弹性以允许容易地插入密封腔中并且在密封腔内其会需要不必要的更大空间。

优选地，支撑条带是从带状物上剪切的，例如，所述带状物可以很容易地在辊上获得。

此外，优选地，支撑条带的剪切的长度由密封腔的外周长决定。由于密封腔的外周长对于所有的产品系列的枢转体是恒定的，所以在支撑条带被放入密封腔中之前，所述支撑条带可以简单地被剪切为密封腔的圆周的长度。

优选地，支撑条带按照倾斜切口被剪切为所需的长度，并且，在插入支撑环之后，剪切面应该尽可能地彼此相邻紧靠。这样确保弹性密封件不会在圆周点上移动进入支撑条带的间隙内，从而限制其功能和/或在间隙处遭受增加的磨损和破坏。优选地，在插入密封腔内之后，支撑条带中保留的间隙小于1mm。

根据本发明的优选的实施例，枢转体的通路管道的一个开口是肾形的，弹性密封件也是肾形的并且由密封腔中的支撑条带所支撑。

关于进一步的优选方案，防磨板设置在壳体内部，在进入开口和/或排出开口的区域内。优选地，这些防磨板由金属制成的，所述金属的硬度高于壳体自身的硬度，使得在枢转体在壳体壁处来回摆动的区域内，壳体的内部遭受较少的磨损和破坏。此外，如果需要，防磨板可以更换，而不需要更换整个壳体。

附图说明

通过附图的方式，在下文中解释和说明本发明的实际示例，其中：

图1是泥浆泵的切换装置的顶部视图；

图2是图1中所示的切换装置的侧视图；

图3是根据现有技术的通过密封腔(细节A)的局部示意图；

图4是在泵送过程期间穿过根据现有技术的密封腔(细节A)的示意图；

图5是根据本发明的具有支撑条带的弹性密封件的示意图；

图6是在展开状态下的根据本发明的支撑条带；

图7是根据本发明的支撑条带的切割边缘的透视图；

图8是在泵送过程期间穿过根据本发明的密封腔(细节A)的示意图。

具体实施方式

图1从顶部示出了用于泥浆泵的切换装置1的示意图。所述切换装置主要包括枢转体3设置在其中的顶部开口的预装填容器20，其具有壳体侧2a，2b，2e，2f和底部2c。枢转体3主要包括通路管道17，其具有进入开口13和排出开口14。所述切换装置1例如适合于传输混凝土，所述混凝土通过连接到排出开口和进入开口19a，19b的液压驱动输送滚筒18a，18b被传输通过枢转体3的通路管道17沿着排出开口14方向进入混凝土通路管道17中。图1中，输送滚筒18b在吸取冲程中从预装填容器20吸取混凝土，并且输送滚筒在同时存在的输送冲程中推动混凝土通过枢转体3的通路管道17进入混凝土输送管道21中。在输送滚筒(18a，18b)的活塞移动的周期性的变化时，枢转体3通过未示出的液压单元被迅速地切换。

为确保具有相对的壳体壁2a和2b的枢转体3的防漏密封，枢转体3由在壳体壁2a和2b之间的下文要说明的密封系统(细节A)挤压，但是，为了切换运动仍然保持可移动。

图2示出了图1中的切换装置1的侧视图，其中，排出开口14位于面对观察者的一侧，进入和排出开口13位于从观察者移开的一侧。从图2，特别地，枢转体3在壳体3中的摆动变得明显，其中图中的枢转体3位于位置(a)中，这意味着左侧的进入和排出开口19a的上游。在两个位置中(a，b)，枢转体3的肾形的排出开口14保持在壳体2的排出开口15的上游的位置中，但是，枢转体3的排出开口14当围绕旋转轴11从位置a旋转到位置b时仍然来回地移动到壳体侧2b的排出开口15的上游，反之亦然。当输送滚筒从吸取冲程转变到输送冲程根据泥浆泵的构造和尺寸占用的时间大约是3到15秒时，并且因为在这段时间内枢转体3依然保持不变，所以在切换期间枢转体3必须在几个十分之一秒的时间内被旋转到其它的位置中。在泥浆泵1运行时，在停止和转换过程这两个期间，高达几百巴的压力P盛行在通路管道17中，并且该压力也对密封单元(细节A)起作用。

图3示出了根据现有技术的处于无负荷状态下的来自于图1的密封系统(细节A)的示意图。这意味着枢转体3通过弹性密封件16、密封环12、硬金属涂层4和被安装到壳体壁2b上的防磨板5被挤压接触壳体壁2b，在通路管道17中没有任何混凝土的压力。在这种情况下，密封环12被示出为具有硬金属涂层的金属环，但是，其也可以由对在泵送中的混凝土的研磨作用提供高的抵抗性的不同的固体材料制造。硬金属涂层4不是绝对必须的。然而，在下文中，将说明具有硬金属涂层的金属环的结构。可以由塑料或橡胶材料组成并且可以采用金属环在内部被加强的弹性密封件16用于如下目的：预张紧密封环12使其抵靠壳体壁2和/或防磨板5，以朝向预装填容器密封通路管道17。弹性密封件16和具有硬金属涂层4的密封环12被放置在密封腔8中，通过鼻头形的肩部10朝外被限制。在未安装状态中，这里示出的弹性密封件16具有圆形的横截面。由于枢转体3被挤压进入壳体壁2a，2b之间的事实，密封件16具有稍微椭圆形形变，因此，具有硬金属涂层4的金属环12在压力P作用下被挤压接触防磨板5。

为了允许金属环12在通过鼻头形的肩部10朝外被限制的密封腔8中向前和向后移动，使得它始终提供与防磨板5的齐平闭合，为此提供具有宽度d的间隙9。因为，金属环12在切换期间也横向地移动，所以间隙的宽度在操作中可以在0和大约1mm之间变化。由于该移动，受到接触压力的弹性密封件16也横向地被移动和倒坍，这变得是明显的。

图4示出了根据现有技术的处于操作中的根据图3的密封系统。因为混凝土被传输，非常高的压力P现在出现在通路管道17中。在泵送期间通过密封件16将金属环12附加地挤压到防磨板5上的所述压力P在鼻头形的肩部10的方向上挤压弹性密封件16，此外，由于金属环12朝向金属环12的密封腔8的相对运动，弹性密封件16横向地来回移动。

压力P和金属环12的运动包括，弹性密封件16不仅在鼻头形的肩部10的方向被挤压，而且也被挤压进入间隙9中，由此一方面金属环12实质上被夹持，但是，特别地，被挤压进入缝隙9的区域中的弹性密封件16受到非常高的磨损和破坏。

图5示出了肾形的弹性密封件16，其被用于根据图1和图2的泥浆泵的切换装置3。在弹性密封件16的周围，由聚四氟乙烯材料制成的支撑条带6被示出，其与弹性密封件6一起被设置在切换装置的密封腔8中。为了增加条带的硬度，聚四氟乙烯材料6可以有利地通过青铜被强化。

图6示出了在打开状态的支撑条带6。支撑条带6具有的长度L与密封腔8的外周长相应。在图5和图6中清楚地展示出了支撑条带6的斜向切割面6a。这些斜向切割面的作用是：弹性密封件16假设在被插入支撑条带16的端部(2a)之间具有微小间隙那么也不是在圆周点处点式地加压力，而是在比较长的区域上倾斜地加压，由此由于在支撑条带端部(2a)之间的间隙，在密封腔8中在弹性密封件16处在宽的范围上分配磨损。

切割角度的量可以是大约30度，如图中所示，但是，其不应该太小，使得条带16的端部不会变得太薄并且可能滑动进入间隙9中和/或旋转；然而，该角度也不应该太大，因为否则的话所述弹性密封件在一个圆周点上会被加压过大。

支撑条带6的高度H的量大约是1.5cm，但是，它在嵌入状态下不应该超过密封腔8的高度，因为否则的话，所述支撑条带16在金属密封件12和密封腔8的上端部之间会被挤压，并且所述弹性密封件16将不再能够实现它的将金属密封件8挤压到防磨板的功能。另一方面，支撑条带6的高度H不应该太低于密封腔8的高度，因为否则的话在内置的支撑条带6的上方或者下方会出现所述弹性密封件6可能无意地插入其中的间隙。

图7示出了具有厚度D的支撑条带6的斜切面6a。这里的支撑条带的厚度D的量例如为2.5mm，但是，其也可以在1mm到3mm之间变化。最小厚度D不应该小于间隙9的最大宽度，因为如果这样会有如下风险：支撑条带6移动进入间隙9中并且阻碍了金属密封件在所述密封腔8中的移动性。相反地，如果支撑条带设置为太厚，那么它不能为弹性密封件16在密封腔8中留出足够的空间。

图8示出了根据图1的密封系统，细节A，其中，支撑条带6是圆周地在密封腔8中围绕弹性密封件16布置。在这里可以清楚地看出，在朝向通路管道17开放的密封腔8中存在的在被泵送的混凝土7的压力P下(在这里由指向下方的较大的箭头示出流动方向，而作用在弹性密封件16上的压力P的作用由朝向右侧的较小的箭头示出)，弹性密封件仅轻微地形变。此外，在切换周期期间，由于摩擦力F_R，金属环12被来回地推动。

在该图中，清楚地显而易见的是，弹性密封件16在鼻头形的肩部10的方向上被挤压，并且在这个过程期间发生轻微地形变，但是所述支撑条带6防止弹性密封件16因为它受到压力P而移动进入间隙9中。因此，弹性密封件16的磨损和破坏充分地被降低，并且金属环12的移动性也未被限制。

应该注意的是，在这里被示出的支撑条带6不仅可以被使用在这里图示的切换装置的肾形密封腔8中，而且例如也可以处于枢转体3的另一侧上的圆形的进入开口13处以在泵送周期期间密封所述进入和排出开口。

此外，这样的支撑条带16的使用并不局限于这里被示出的切换装置的设计方案，而是例如其也可以被用在S形状的切换阀中，用于在进入和排出开口处密封。

Claims (12)

1.一种用于泥浆泵的切换装置(1)，包括：

形成预装填容器(20)的壳体(2)，其具有设置在所述壳体(2)的相对侧(2a，2b)上的至少一个进入/排出开口(19a，19b)和至少一个排出开口(15)，

枢转地设置在所述预装填容器(20)中的枢转体(3)，所述枢转体包括在两侧上具有开口(13，14)的通路管道(17)并且在两个位置(a，b)之间是可枢转的，所述通路管道(17)在这些位置(a，b)中将每一个进入/排出开口(19a，19b)连接到所述排出开口(15)，

其中，所述枢转体(3)的至少一个开口(13，14)包括容纳在密封腔(8)中的弹性密封件(16)和密封环(12)，所述弹性密封件和密封环相对于所述预装填容器(20)密封所述通路管道(17)的所述开口(13，14)，其特征在于，所述弹性密封件(16)由围绕所述弹性密封件(16)的外周设置的支撑条带(6)支撑在所述密封腔(8)中。

2.根据权利要求1所述的切换装置(1)，其特征在于，所述支撑条带(6)包括弹性塑料，并且，所述支撑条带的硬度高于所述弹性密封件(16)的硬度。

3.根据权利要求1或2所述的切换装置(1)，其特征在于，所述支撑条带(6)由聚四氟乙烯材料组成。

4.根据上述任意权利要求所述的切换装置(1)，其特征在于，所述支撑条带(6)含有青铜。

5.根据权利要求1到4所述的切换装置(1)，其特征在于，所述支撑条带(6)具有1-3.5mm的厚度(D)，优选2.5mm的厚度(D)。

6.根据权利要求2到5所述的切换装置(1)，其特征在于，所述支撑条带(6)从聚四氟乙烯带状物上切下，其长度由所述密封腔(8)的外周长所确定。

7.根据权利要求6所述的切换装置(1)，其特征在于，所述支撑条带(6)通过倾斜切割被切下，并且由此放置在所述密封腔(8)内，使所述倾斜切割面(6a)相互邻接紧靠。

8.根据权利要求7所述的切换装置(1)，其特征在于，所述倾斜切割面(6a)与放置在所述密封腔(8)中的支撑条带(6)的距离小于1mm。

9.根据权利要求1到8所述的切换装置(1)，其特征在于，所述枢转体(2)的所述通路管道(17)的开口(15)是肾形的，而且，所述弹性密封件(16)也是肾形的并且由所述支撑条带(6)支撑在所述密封腔(8)内。

10.根据权利要求1到9所述的切换装置，其特征在于，防磨板(5)设置在所述预装填容器(20)的内部，在所述进入/排出开口(19a，19b)和/或排出开口(14)的区域中。

11.一种支撑条带在用于泥浆泵的切换装置(1)中的用途，所述切换装置具有形成预装填容器(20)的壳体(2)，并且具有设置在所述壳体(2)的相对侧(2a，2b)上的至少一个进入/排出开口(19a，19b)和至少一个排出开口(15)，其中，可枢转地配置在所述预装填容器(20)中并且具有在两侧具有开口(13，14)的通路管道(17)的枢转体(3)在两个位置(a，b)之间是可枢转的，其中，在所述位置(a，b)中，所述通路管道(17)在每种情况下都将在所述预装填容器(20)的相对侧处的一个进入开口(19a，19b)连接到所述排出开口(15)上，并且，其中所述枢转体(3)的至少一个开口(13，14)包括容纳在密封腔(8)中的弹性密封件(16)和金属密封环(12)，它们相对于所述预装填容器(20)密封所述通路管道(17)的开口(13，14)，并且，其中所述弹性密封件(16)由围绕所述弹性密封件(16)的外周设置的支撑条带(6)支撑在所述密封腔(8)中。

12.一种枢转体(3)在用于泥浆泵的切换装置(1)中的用途，所述切换装置(1)具有形成预装填容器(20)的壳体(2)并且具有设置在所述壳体(2)的相对侧(2a，2b)上的至少一个进入/排出开口(19a，19b)和至少一个排出开口(15)，其中可枢转地设置在所述预装填容器(20)中并且具有在两侧处具有开口(13，14)的通路管道(17)的枢转体(3)在两个位置(a，b)之间是可枢转的，其中在所述位置(a，b)中，所述通路管道(17)在每种情况下将在所述壳体的相对侧(2a，2b)处的一个进入/排出开口(18a，18b)连接到一个排出开口(15)，并且，其中所述枢转体(3)的至少一个开口(13，14)包括容纳在所述密封腔(8)中的弹性密封件(16)和金属密封环(12)，它们相对于所述壳体(2)密封所述通路管道(17)的所述开口(13，14)，并且，其中所述弹性密封件(16)由围绕所述弹性密封件(16)的外周设置的支撑条带(6)支撑在所述密封腔(8)中。