CN1095040C - 压排机 - Google Patents

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Abstract

压排机尤其是被指定用作泵，它具有一个成型于一个外壳(1)内的、通过两个端壁(3，4)和一个套筒(5)限定出其边界的且工作介质可通过一个入口(6)和一个出口(7)进出其中的工作腔(2)。至少一个活动安装在外壳内的转子(8)分隔开所述工作腔，而一个用于控制转子的导向驱动机构(10)与一个位于工作腔外的驱动装置(11)相连。本发明的任务是提供一种可以以低于已知这类压排机的成本和重量生产所述压排机，并且它尤其是可以无需特殊的轴承润滑剂地工作。如此完成上述任务，即转子至少部分地支承在工作腔中，工作介质可接触到装在工作腔内的轴承(16，17)，所述轴承被设计成陶瓷滚动轴承，由此可以无需润滑剂地驱动压排机工作。因而，实际上排除了工作介质被润滑剂污染。

Description

压排机
技术领域：
本发明涉及一种尤其是用作泵的压排机，它具有一个成型于一个外壳内的、通过两个端壁和一个套筒限定出其边界的且工作介质可通过一个入口和一个出口进入其中的工作腔以及至少一个活动安装在外壳内的且分隔工作腔的转子以及一个用于控制转子的导向驱动机构和一个位于工作腔外的驱动装置。
背景技术：这类压排机已经以许多不同的实施形式被公开了。它们不仅被设计用于提供压力介质如空气，而且被设计用作真空泵。在这类机器的许多应用领域中且尤其是在包装业和食品业中，压力介质不可以被油污染。因此，机器在工作腔内没有油的情况下也行是很重要的。至于转子，人们通过允许转子不接触地工作的几何形状解决了这个问题，从而不必用油润滑转子。但是，如以下将结合几个典型例子所描述的那样，问题出在转子轴承上。
在第一种上述类型的压排机中，转子由滑动轴承支承。目前已经知道许多种滑动轴承，如带碳化硅涂层的滑动轴承，它们具有很好的无润滑运转性能。在机器启动时或润滑剂供应终止而直到机器停转之前，这样的轴承在能够短暂且无危险地经受住无润滑剂的运转，但是它们不适用于无润滑剂的长久运转。尤其当介质是液体时，出现了这样一些情况，即机器所传送的介质被考虑用来润滑轴承。在所有其它情况下，当应该不使工作介质被润滑剂污染时，要使其余别的部件象轴承那样与工作腔隔绝。这在大多数情况下是通过动态密封件实现的。不完善的密封性能以及可能出现的摩擦及其有关的变热和密封件有限的使用寿命是这种结构的主要问题。例如，DE3124247C1所述的螺旋式压缩机就属于这类压排机。为了简化这种螺旋式压缩机的制造，至少在螺旋件区域内的两个转子由陶瓷制成。在该文献中还说明了，转子由滑动轴承支承是有意义的，其中转子套适当地由被浸润的碳化锆制成并且轴在轴承区内有利地涂覆有陶瓷材料。该文献还明确指出了，轴承需要润滑剂并且所述润滑剂最好是水。
第二种压排机利用液动轴承或液静轴承工作。在这里，一旦工作介质不应被润滑剂污染，则当然也存在着密封问题。解决这样的密封问题决定了更高的构建成本，这不理想地提高了机器重量。在EP0376373A1中公开了一种带液静轴承的机器的例子，在这种压排机中，获得润滑剂压力所需的装置又增加了重量和构建成本。
第三种压排机为转子轴配备了磁力轴承。这样的轴承本身就比较重。由于磁力轴承可承受的力比较小，所以转子必须由单独的同步电动机来驱动并且可能无法与导向传动机构同步。但在同步电路失效的情况下，还是反复出现了机械的非同步传动。
另一种压排机具有单侧支承轴，其中轴承设置在工作腔的背面。DE19522551A1说明了这样的机器，其中可以看到，在这种压排机中，构建成本也很高。
被广泛传播的第四种压排机利用滚动轴承工作，所述轴承一般进行润滑并且与工作腔动态密封隔离。在这类机器的第一变形例中，如DE3706588C1所述的那样，从两侧支承转子。在该文献的附图中可以看到，在工作腔长度已知的情况下，轴承之间的支承宽度因密封轴承所需的密封结构而增大了。显然，随着支承宽度递增，转子横向震动的趋势以及因而接触转子的危险就越大。为了消除这种危险，必须相应地把转子芯直径设计得更大。因此，机器的结构尺寸和重量增大了。在如DE19513380A1所述的这种机器中，支承是在转子内的一侧上实现的，而转子为此取代轴承颈地具有一个孔。另外，轴承之间的支承宽度减小了，但使轴承与工作腔密封的成本没有降低。已知的第四种机器的第二变形例是利用单侧支承的转子工作。这样的机器已经由本申请人在1997年7月15日作为瑞士专利1737/97申请了。该机器尤其是具有这样的优点，即只要密封隔绝一个轴承，确切地说是在工作腔背面的那个轴承。因而，工作腔的密封还存在一点儿问题，这是因为在压力侧密封时的工作介质污染危险要比在抽吸侧密封时的工作介质污染危险小许多。但这样的结构与上述结构相比没有节省结构空间，因此它只限于被用于小型泵。
发明内容：本发明的任务是提供上述类型的压排机，它可以以低于已知这类压排机的成本和重量生产所述压排机，并且它尤其是可以无需特殊的轴承润滑剂地工作。如此完成上述任务，即转子至少部分地支承在工作腔中，工作介质可接触到装在工作腔内的轴承，所述轴承被设计成陶瓷滚动轴承，由此可以无需润滑剂地驱动压排机工作。因此，本发明的压排机可以不需要特殊的轴承润滑剂地工作并由此实际上排除了润滑剂污染工作介质。
通过权利要求2所述的本发明实施例，不必必须从两侧进行密封，由此可以减小轴承之间的支承宽度。因此，机器安装成本及其重量和安装空间都减小了。
如权利要求3所述的本发明压排机特别优选的实施例在减小支承宽度的情况下提供了一种简单的两侧密封转子结构以及提供了一种无需进气侧的动态密封件的机器工作方式和安装空间普遍减小。在真空泵的情况下，省掉进气侧的密封件特别有利，这是因为，在带有传统润滑轴承的机器中，这样的密封件失效将导致工作介质被污染或真空状态被破坏。
如权利要求4所述的实施例同样可以实现机器的无润滑剂运转以及进一步减小转子支承宽度。另外，在这个实施例中，可以从外侧接近动态轴端密封件并可以进行更换。
附图说明：以下，参见附图来详细描述现有技术和本发明的一个优选实施例，其中：
图1是现有技术的压排机的纵截面图；
图2是本发明压排机的一个实施例的纵截面图。
具体实施方式：图1画出了现有技术的压排机的纵截面图，它被指定用作泵。在外壳1内形成了一个工作腔2，所述工作腔的边界由两个端壁3、4和一个套筒5构成。通过入口6，工作介质如空气可以被吸入工作腔中，并且通过一个出口7，又被排出所述工作腔。两个在其套筒上按照已知方式形成有相互啮合的螺纹形异形部的转子8、9可转动地安装在工作腔中。安装在工作腔外的且通过驱动装置11驱动的导向驱动机构10用于使两个转子不接触地反向转动。转子8、9利用两个传统的滚动轴承12、13支承在端壁3或4中并且通过密封件14、15与工作腔2隔绝。在图1中，用L1表示在这种结构中出现的支承宽度。
在图2示出了其一个实施例的本发明压排机中，转子8、9通过滚动轴承16、17支承在工作腔2内。由于滚动轴承用陶瓷材料制成，而且所述轴承无需要润滑或只需要工作介质略微润滑地就获得了长久的使用寿命，所以可以省去图1所示的密封件14、15。同时，转子支承在工作腔内，由此出现了与图1所示的现有技术相比明显小的支承宽度L2。工作腔2只需要在导向驱动装置10的那一侧进行密封，这在本实施例中可以通过安装在远离工作腔的轴承17侧上的动态密封件18来实现。

Claims (4)

1.一种尤其是用作泵的压排机，它具有一个成型于一个外壳(1)内的、通过两个端壁(3，4)和一个套筒(5)限定出其边界的且工作介质可通过一个入口(6)和一个出口(7)进出其中的工作腔(2)以及至少一个活动安装在外壳内的且分隔工作腔的转子(8)以及一个用于控制转子的导向驱动机构(10)和一个位于工作腔外的驱动装置(11)，其特征在于，转子至少部分地支承在工作腔中，工作介质可接触到装在工作腔内的轴承(16，17)，所述轴承被设计成陶瓷滚动轴承，由此可以无需润滑剂地驱动压排机工作。
2.如权利要求1所述的压排机，其特征在于，两个平行轴状的外啮合转子(8，9)可转动地支承在外壳(1)中，每个转子具有一个在一侧通过一个在第一端壁(3)中的孔伸出的带动态密封件的轴端并且它通过一个陶瓷滚动轴承(16)支承在相反端侧上，所述滚动轴承在内侧固定在两个成封闭盖板形状的端壁(4)上，并且所述滚动轴承通过一个无摩擦的迷宫式密封件与工作腔隔绝开，或可自由接触到所述滚动轴承。
3.如权利要求2所述的且用作真空泵的压排机，其特征在于，转子几何形状成螺杆或类螺杆形状，因此，所述压排机利用主要是轴向的输送装置工作，在密封盖板状端壁(4)上，靠近陶瓷滚动轴承(12)地开设了入口(6)，而在轴端侧上，靠近所述陶瓷滚动轴承地开设了出口(7)。
4.如权利要求2或3所述的压排机，其特征在于，在带有轴导向槽的端壁(3)上的转子轴承(17)同样由内置的陶瓷滚动轴承构成。
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