CN107076125A - 位移装置 - Google Patents

Abstract

一种位移装置，用于流体特别是用于液体，该位移装置具有能够线性地移动的位移体，所述位移体放置在泵腔室中并且通过各自的一个连杆与外部驱动的曲轴的曲柄销连接，其中，具有至少两组位移体。所有的组均具有相同数量的位移体，并且，用于位移体的曲柄销被配置成以相同的角距离分布于曲轴。分配给一个组的曲柄销被配置成相对于另一个组的曲柄销围绕曲轴以偏斜角β分别偏移。进而，每一组位移体被配置成相对于其他组位移体在曲轴的轴向上偏移，并且，每组位移体分别被配置为围绕曲轴以组偏斜角γ而彼此偏移。该位移装置能够实现较低的压力脉动。

Description

位移装置

技术领域

本发明涉及一种用于流体特别是液体的位移装置，包括线性地浸入到位移装置中的位移体，即，浸入到泵壳体中的圆柱形泵腔室中，每个泵腔室经由吸气阀和压力阀而彼此流体相通，其中，每个位移体经由连杆而与外部驱动的曲轴的曲柄销连接。

背景技术

位移泵是公知的，借助于位移泵，水能够被施加数百巴的压力。这样的加压的水例如用于对轧制的钢块或钢带除垢，以获得具有较高且均匀的表面质量的轧制产品。

当使用具有能够线性地移动的位移体的位移泵时，在下文中，也被称为活塞，压力脉动不可避免地产生，所述压力脉动应该保持为尽可能小以确保轧制产品除垢后具有所希望的均匀性。在现有的位移泵中，用于位移体的气缸以串联方式配置在泵壳体中。申请人所做的研究表明在这样的串联配置中，相比于偶数数量气缸的增加，随着奇数数量气缸的增加，压力脉动会变小。然而，使用较大的奇数数量的气缸比如七个气缸的障碍是较大的安装长度、较差的质量平衡以及曲轴上的不均匀的负载。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种本文首先描述的引起少量压力脉动的位移装置。

这个目的通过专利的权利要求1而解决，其中，对于根据本发明的位移装置，

-提供了至少两组位移体，

-每组均具有相等数量的位移体，

-用于位移体的曲柄销被配置成围绕曲轴以相同的角距离α分布，

-分配给一组的曲柄销被配置成相对于其他组的曲柄销围绕曲轴以偏斜角β分别偏移，

-每一组的位移体均被配置成相对于其他组的位移体在曲轴的轴向上偏移，并且，

-多组位移体分别被配置成围绕曲轴以组偏斜角γ而彼此偏移。

如果提供两组位移体并且一组位移体在曲轴的轴向上与另一组位移体交替配置，那么可实现特别紧凑的设计。

关于这个配置，位移体可以V形或者对置的方式提供。

关于质量力的更好的补偿，下述方案是有利的，即，两组位移体被以对置的方式配置，其中，组偏斜角是180°，但组偏斜角能够变更，比如能够变更为150°。与串联配置的奇数数量的位移体相比，在对置配置中，曲轴的压力是最小的。

在根据本发明的被设计为具有两组位移体的位移装置中，每一组包括三个位移体，每个位移体被配置为以120°的角距离α围绕曲轴分布。分配给第一组的曲柄销相对于第二组的曲柄销具有30°的偏斜角β，因此，在这里具有特别低的压力脉动。

所制定的目标还能够通过本文首先描述的一种位移装置而解决，其中，

-驱动器具有两个相对的输出轴端部，所述两个相对的输出轴端部分别与位移泵的一个曲轴相连，每一个位移泵包括一组位移体，

-两组位移体具有相等数量的位移体，

-用于每组位移体的曲柄销被配置成围绕附属的曲轴以相同的角距离α而彼此偏移，并且

-一个组的曲柄销被配置成相对于另一个组的曲柄销围绕附属的曲轴以偏斜角β偏移。

具有用于两个位移泵的共用驱动器的本发明的进一步有利的实施方式在从属权利要求7～12中详细说明。

附图说明

在下文中，通过参考具有更多的细节的示意图而详细地说明本发明。在这些附图中：

图1a和图1b示出根据本发明的位移泵中的具有两组各三个位移体的曲轴的侧视图和主视图，所述两组各三个位移体以组偏斜角γ为180°的对置方式分别连接于曲轴。

图2示出根据图1a的位移泵修改后的主视图，这里组偏斜角γ为150°。

图3以侧视图的形式示出不具备位移体的根据图1或图2的曲轴。

图4和图5示出根据图2的曲轴的曲柄销配置的两个示意图，具体来说，图4示出第一组三个位移体的曲柄销配置，图5示出相对于此转过偏斜角β的第二组三个位移体的曲柄销配置。

图6a、图6b、图6c示出根据图1a、图1b和图2的位移泵在曲轴的三个不同的旋转位置上的曲柄销位置的例子。

图7示出竖向排列的三个图表，用于根据图1a和1b的配置的各种情况，并且作为曲柄角在0～360°之间变化的函数，即，在上方的图表中的用于固定的位移体的速度的六条速度曲线，在中间的图表中的传送容积和在最下方的图表中的压力脉动。

图8示出根据本发明的具有用于两个位移泵的共用驱动器的另一个位移装置的局部立体图。

图9示出根据图8的位移装置的部分视图。

具体实施方式

图1a和图1b示出曲轴10的侧视图和主视图，曲轴10具备安装于曲轴10上的相对的A、B两组位移体或活塞1、3、5(组A)和2、4、6(组B)。如图1a所示，组A的活塞在曲轴的轴向上与组B的活塞交替配置。组A和组B以组偏斜角γ为180°的对置方式被配置成彼此相对。根据图1a和图1b的角γ是180°，但也能够不同于该角度。

曲轴10和活塞1～6构成位移泵的一部分，位移泵的壳体和更多的部件没有被示出。然而，应当理解，活塞1～6以可滑动且密封的方式引导在常规设计的圆柱形泵腔室中，其中泵腔室经由各自的一个吸气阀和一个压力阀流体连通来使流体(例如水)达到高压。

图3单独示出曲轴10。图3中在曲轴10的右端设置有驱动器插口17，借助于驱动器插口17，曲轴10能够与驱动器(未示出)(例如电动机)的输出轴相连。曲轴10还具有相隔一定距离配置的两个轴承凸起18、19，借助于轴承凸起18、19，曲轴10可旋转地安装于未示出的泵壳体的轴承。在两个轴承凸起之间的间隔中，曲柄销11～16被配置成在轴向上彼此相邻。两组中各组的三个曲柄销配置成各自以角距离α＝120°而分布。在图3中未示出的针对活塞的参考标号1～6涉及对于附属的曲柄销11～16的分配，即活塞1对应曲柄销11,活塞2对应曲柄销12等。活塞1～6经由连杆20以常规方式借助于十字头21而与这些曲柄销连接。三个曲柄销12、14、16根据图5而配置于曲轴并且相对于曲柄销11、13、15以偏斜角β偏移。因此，偶数编号的活塞2、4、6的位移效果与奇数编号的活塞1、3、5的位移效果不在同一时刻设置，而是在β＝30°时发生。正如在后文中详细说明地，这有一个结果：压力脉动被曲轴的旋转抵消。在这件事情上，参考图6a、6b、6c，还参考图7。

图6a、6b、6c在三个旋转位置0°、60°和90°上示出了根据图1～5的曲轴。与图4和图5中的示意图类似地，曲柄销11～16被用圆来代表，为了更简单的表示，这里的圆被表示为比图4和图5中的圆小。然而，不同于这些图，所有六个曲柄销在三个图6a、6b、6c中的每一个中示出，以通过偏斜角β使曲柄销的轨迹清晰。指定各活塞中的每一个的参考标号1～6标示在各个圆中。奇数参考标号的活塞1、3、5属于组A并且在图1a、1b、2中向上传送，反之，偶数参考标号的活塞2、4、6属于组B并且向下传送。各个圆中在活塞参考标号之上或者之下的正方形的活塞标示表示相关的活塞的运动方向。已加压的传送中的活塞通过剖面线而分辨出。没有剖面线的活塞处于吸气冲程并未加压。

在图7的最上方的图表中，活塞1～6各自的速度曲线g1～g6被显示为曲轴的曲柄角0～360^o的函数，其中，对各个活塞的参考由它们的参考标号来表征。因此，曲线g1与活塞1相关，曲线g2与活塞2相关等。

活塞在上止点OT或下止点UT处具有零速度，因此与曲柄角轴线x相交。在这里，传送过程开始或者结束。比如，活塞1在UT处处于零曲柄角并开始以增加的传送量进行传送。活塞2在零曲柄角处已经处于具有增加的传送量的传送状态。

在根据图6b的曲柄角60°处，活塞3位于上止点OT并且速度曲线g3以下降方式与曲柄角轴线相交，同时，活塞2达到最大速度并以最大容量进行传送。

在曲柄角90°处，活塞1以最高速度且以最大容量进行传送，同时，活塞6在OT处达到速度0m/s。

在图7的中间的图表中的曲线f以l/min示出所传送的流体量的周期性波动，所传送的流体量在使用根据图1～5的位移泵而达到大约1550l/min到1610l/min之间的流体量。

最后，图7的最下方的图表中的曲线d示出所传送的液体的压力脉动在375巴的最小压力和400巴的最大压力之间波动。这构成非常低的压力脉动，并比使用7个泵串联的现有位移泵能够达到的压力脉动小。

图8和图9示出替代的位移装置，其中，图9以图1a的侧视图的方式示出根据图8的装置的右半部分。图8和图9中，与图1～6中的参考标号相同的参考标号用于相同的部件或者具有相同效果的部件。

如图8所示，位移装置拥有电动机30来作为驱动器，其连续的输出轴(未示出)通过其输出轴端部34与它自己的位移泵31、32的曲轴10分别相连。因此，形成包括中心驱动器30和与中心驱动器30排成一行的两个位移泵31、32，位移泵31、32以悬空的方式安装于电动机30。每一个位移泵具有活塞组A和活塞组B，活塞组A具备串联配置的三个活塞，即活塞1、3、5(图8中左侧)，活塞组B具备活塞2、4、6(图8和图9中的电动机30的右侧)。所有的活塞1、3、5和活塞2、4、6被分别配置成串联并且分别配置在相同的垂直面E上。组A的曲轴10的曲柄销11、13、15根据图4而配置在与活塞1、3、5相同的面E上。然而，组B的曲轴10的曲柄销12、14、16如图5地以偏移偏斜角β＝30°的方式配置于第二曲轴10上。作为该偏移的结果，通过根据图8和图9的位移装置能够达到比通过具有奇数数量的活塞的现有活塞泵而达到的压力脉动更低的压力脉动。

本发明不限定于所示的实施方式。因此，根据图1～9一个实施方式的每一个活塞组也能够每组具有超过三个活塞。具有均匀分布于共用曲轴的超过三个曲柄销的曲柄销配置也是可能的，比如具有以角间隔α＝90°分布在曲轴的圆周上的四个曲柄销。偏斜角β也能够比30°小或者比30°大。

为了以本发明的各种各样的配置实现本发明，在上述的说明书、权利要求和附图中公开的特征无论是单独的还是任意的组合都可能是重要的。

附图标记

A，B 活塞组

1～6 位移体，活塞

10 曲轴

11～16 曲柄销

17 驱动器端部

18，19 轴承凸起

20 连杆

21 十字头

α 一组活塞的角距离

β 一组曲柄销相对于另一组曲柄销的偏斜角

γ 活塞组的组偏斜角

30 电动机

31，32 位移泵

34 输出轴端部

E，F 面

x 曲柄角轴线

f 传送量曲线

d 压力脉动曲线

g1～g6 速度曲线

Claims (12)

1.一种位移装置，用于流体特别是用于液体，所述位移装置包括能够线性地移动的位移体(1～6)，所述位移体放置在所述位移装置中，并且均通过连杆(20)而与外部驱动的曲轴(10)的曲柄销(11～16)连接，其中，

-提供了至少两组(A；B)的多个位移体(1～6)，

-所有组均具有相等数量的位移体，

-用于所述位移体(1～6)的所述曲柄销(11～16)被配置成围绕曲轴(10)以相同的角距离(α)分布，

-分配给一个组(B)的曲柄销(12，14，16)被配置成相对于其他组(B)的曲柄销(11，13，15)围绕曲轴(10)以偏斜角(β)分别偏移，

-每一个组(B)的位移体被配置成相对于其他组(A)的位移体在曲轴(10)的轴向上偏移，并且，

-位移体(1，3，5；2，4，6)的组(A；B)分别被配置成围绕曲轴(10)以组偏斜角(γ)而彼此偏移。

2.根据权利要求1所述的位移装置，其中，

提供两组(A；B)位移体(1，3，5；2，4，6)，并且，一组(B)位移体(2，4，6)在曲轴(10)的轴向上与另一组(A)位移体(1，3，5)交替配置。

3.根据权利要求2所述的位移装置，其中，

所述两组(A；B)位移体以对置的方式配置，其中，所述组偏斜角(γ)是180°。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的位移装置，其中，

每一个组包括以120°的角距离(α)配置的三个位移体(1，3，5；2，4，6)。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的位移装置，其中，

所述偏斜角(β)是30°。

6.一种位移装置，用于流体特别是用于液体，所述位移装置包括能够线性地移动的多个位移体(1～6)，所述多个位移体放置在所述位移装置中，并且均通过连杆(20)而与外部驱动的曲轴(10)的多个曲柄销(11～16)连接，其中，

-驱动器(30)具有两个相对的输出轴端部，所述两个相对的输出轴端部分别与位移泵(31，32)的一个曲轴(10)相连，每一个位移泵包括一组(A；B)位移体(1～6)，

-两组位移体(A；B)具有相等数量的位移体，

-用于每组位移体(A；B)的曲柄销(11～16)被配置成围绕附属的曲轴(10)以相同的角距离(α)而彼此偏移，并且，

-一组(B)曲柄销(12，14，16)被配置成相对于另一组(A)曲柄销(11，13，15)围绕附属的曲轴以偏斜角(β)偏移。

7.根据权利要求6所述的位移装置，其中，

所述输出轴和所述曲轴彼此排成一行。

8.根据权利要求6或7所述的位移装置，其中，

两组位移体(A；B)被配置成围绕所述曲轴(10)以组偏斜角(γ)而彼此偏移。

9.根据权利要求6～8中的任一项所述的位移装置，其中，

每一个组(A；B)包括三个位移体(1，3，5；2，4，6)，所述三个位移体被配置为围绕所述附属的曲轴(10)以120°的角距离(α)各自分布。

10.根据权利要求6～9中的任一项所述的位移装置，其中，

每一个曲轴(10)的所述曲柄销(11～16)的所述偏斜角(β)是30°。

11.根据权利要求6～10中的任一项所述的位移装置，其中，

所述驱动器(30)是电动机。

12.根据权利要求11所述的位移装置，其中，

所述电动机(30)具有彼此排成一行的两个相对的输出轴端部(34)，所述两个相对的输出轴端部形成连续的电动机轴的端部部分。