CN1104301A

CN1104301A - 偏心螺杆泵

Info

Publication number: CN1104301A
Application number: CN94115129A
Authority: CN
Inventors: 格哈德·罗尔芬; 琼斯-尤·布兰特
Original assignee: Joh Heinr Bornemann GmbH
Current assignee: ITT Bornemann GmbH
Priority date: 1993-09-07
Filing date: 1994-09-07
Publication date: 1995-06-28
Also published as: DE4330226C1; EP0641937A1; RU94032201A; KR950008980A; US5472319A

Abstract

一具有泵壳和设在泵壳内的定子以及由定子包覆的、可由电机驱动的转子的偏心螺杆泵，泵壳具有吸入口接头和泵出口接头并把吸入及压力腔室围封。为进行多相介质输送，有如下特征：1)，通过一液体旁通管路使压力腔室的下方段与吸入腔室接通， 2)，在液体旁通管路中设一可由控制构件操纵的阀门，3).根据压力腔室和吸入腔室之间压差，控制构件受操纵的表现在于，阀门在干运行时处于开启状态，但在液体输送时处于闭合状态。

Description

本发明涉及一种具有泵壳和可由电机驱动的输送元件的偏心螺杆泵，其中，泵壳具有吸入口接头和泵出口接头并把吸入腔室和压力腔室围封在内，输送元件由设在泵壳内的壳芯和偏心螺杆组成。

根据输送原理，传统的偏心螺杆泵原则上适用于气体随同输送。但在气体比率高或干运行的情况下，不再能排出通过输送元件间的摩擦生成的热，结果使构成定子的弹性体在几秒钟后受到热破坏。

传统的偏心螺杆泵在由超压，例如压力管道堵塞造成的过载情况下建立压力，直至输送元件的弹性体抬起，脱离密封线并使输送介质在传送元件中回流。此时的功率消耗随压力腔室和吸入腔室之间的压差成比例地增加。在选用规格较大的驱动设备的情况下，泵虽在继续运行，但已不再能通过处于静止状态的输送介质排出生成的摩擦热，构成定子的弹性体因此在短时间内受到热破坏。如果驱动设备的设计规格小，在通过超压造成的过载时致使泵停机，此情况会导至电机损坏。

本发明的任务在于，开发一种其性能改善了的偏心螺杆泵。

按照发明，解决以上任务的技术方案包括下列特征：

1）通过一条液体旁通管路使压力腔室的下方段与吸入腔室接通;

2）在液体旁通管路中设有一个阀门，该阀门可由一个控制构件操纵;

3）根据压力腔室和吸入腔室之间的压差，控制构件受操纵的表现在于，阀门在干运行时出现的压差作用下处于开启状态，但在液体输送时出现的压差作用下处于闭合状态。

压力腔室的下方段储存一部分液态输送介质，当输送介质中的气体比率增大时，这部分液态输送介质被用于泵内部的液体循环。为此，按照发明，设有一个把与吸入腔室压密隔离的压力腔室和吸入腔室连通在一起的阀门。根据压力腔室和吸入腔室之间的压差并根据具体的工况，上述阀门得到自动控制。当气体比率增大时或譬如泡沫输送量增大时，阀门开启，可使储存在压力腔室下方段内的液体量逆原本的输送方向通过开启的阀门回流吸入腔室内，以便将这些液体量从吸入腔室重新输送到压力腔室内。用这些循环液体量排出由转子和定子之间的摩擦产生的热。这样，可避免过热并从而避免损坏由弹性体构成的定子，因此，该偏心螺杆泵适用于多相输送。

另外，有利的是，在高的、由通过超压引起的过载产生的压差作用下，控制构件把阀门调整到最大开启位置。通过该过载保护，提供了由压力腔室向吸入腔室的溢流可能性，使输送介质得以在泵内循环。通过该结构措施，既可避免定子的过热和受到破坏，又可防止电气驱动装置受到损坏或破坏。

按照发明，在压力腔室和吸入腔室之间设置一道压密的间隔壁。该间隔壁可由一个弹性的隔膜构成，所述的弹性隔膜与定子固定相连并接受该定子的径向相对运动。其中，隔膜和定子最好构成一个一体的弹性体部件。

隔膜可有利地同时用做阀门的控制构件。在一个特别简单的实施形式中，隔膜在其下方的、把压力腔室的下方段与吸入腔室隔离的隔膜段上具有一个阀孔。该阀孔连同隔膜段一起可相对于穿过该阀孔的、固定设置的并且具有轴向变化的控制截面的阀孔封闭构件进行轴向移动。阀孔封闭构件系一种节流控制装置，有利的是，阀孔封闭构件的控制截面由完全封闭阀孔的最大直径处向两侧轴向逐渐缩小。可呈锥体形完成截面逐渐缩小，在阀孔轴向移动时，可使阀孔的通流截面逐渐增大或在阀孔反向轴向移动时，可使阀孔的通流截面逐渐缩小。

液体旁通管路的阀门截面尺寸的设计准则在于，在纯气体输送时，释放约等于泵排量的15%的循环液体量，事实证明，以上设计准则是有利的。

为了防止特别是长的物体，如大头针、针、螺钉或焊条等随输送介质进入输送单元并损坏输送单元，在吸入口接头的后方有利地设置一个迷宫式导卫装置，用以捕集上述杂物。

由于本发明结构的偏心螺杆泵也可输送泡沫，因此，发明的偏心螺杆也适用于在洗衣机中排水。

按照本发明，泵壳和转子均由塑料构成。

本发明的其他特征，可见本申请从属权利要求和实施例。

下面借助一个实施例，结合发明的其它优点，进一步阐明发明的其它特征。图中示出了发明的实施例，其中：

图1是偏心螺杆泵的纵剖面（工况：液体输送）;

图2是工况为“干运行”时，图1的X局部状况;

图3是工况为“过截保护”时，图2的状况。

图1中所示的偏心螺杆泵由泵壳1、一个设在其内的泵芯壳2（定子）及一个被定子2包围的、可由一个图中没有详加示出的电机驱动的偏心螺杆3（转子）组成。为了连接图中没有详加示出的主轴，转子3在驱动侧4具有一个插塞式联轴节5。

泵壳1在其上侧具有分别为垂直设置的吸入接头6和泵出口接头7并围封住处于吸入口接头6后方的吸入腔室8和处于泵出口接头7前方的压力腔室9。压力腔室9具有一个处于定子2下方的下方段9a。直接设在吸入口接头6下方、最靠近此接头的是一个迷宫式导卫装置10，在其面朝吸入口接头6的上侧可捕集输送介质中的较大的杂质，如洗涤水中夹带的大头针等。

泵壳1内的输送方向朝向驱动侧4。

最好是塑料制的泵壳1由两部分壳体1a、1b构成，在这两部分壳体1a和1b之间形成横向于轴向的分界缝11，并在此沿圆周侧夹紧固定隔膜12。该隔膜同时形成两部分壳体1a和1b之间的密封。

弹性结构的并且最好由弹性体构成的隔膜12注塑在同样由弹性体构成的定子2上并具有轴向外突的环形折弯段12a。该隔膜12在吸入腔室8和压力腔室9之间形成一个压密的隔墙，并且在把压力腔室9的下方段9a与吸入腔室8隔离的隔膜段上具有一个阀孔13。一个其上有阀孔封闭构件14的杆15的自由端伸入上述阀孔13。杆15的另一端固定在泵壳1上。阀孔封闭构件14具有一个中段，其外径与阀孔13的孔径大致相同。由中段向两侧轴向方向，外径逐渐缩小，直至缩减到杆15的直径为止。

在静止位置时，隔膜12连同仅仅悬挂在隔膜12上的定子占据图2所示的位置，在该位置时，其上有阀孔13的隔膜段处于靠近阀孔封闭构件14的左方;因此，阀孔13是敞开的并在压力腔室9和吸入室8之间形成旁通管路。该位置与“干运行”工况或气体比率高的气-液输送相适配。在气-液输送时，根据压力侧的管特性曲线，出现比纯液体输送时更小的压差。其中，作为一种特殊形式，也可把气-液输送理解为泡沫输送。为了在图2所示的工况下，即在气体比率高或干运行的情况下防止损坏定子2，在压力侧分出一部分液体体积流量并使其通过开启的阀门13反馈到吸入腔室8中，如此使其保持循环。为了在泵中留有充分的循环液体量，以便可靠地完成功能，设置了压力腔室9的下方段9a。此外，液体旁通管路的阀门截面的设计准则在于，在泵进行纯气体输送时，释放大约相当于泵排量的15%循环液体量。保持循环的液体量用于排放输送元件中生成的热并用于密封间隙。

压力腔室和吸入腔室之间的压差随气体比率下降而升高。在上述压差升高的情况下，隔膜12连同悬挂在隔膜12上的定子2沿轴向（图中向右）移动，直至隔膜12或者阀孔13占据图1所示的位置。在该位置时，阀孔13被阀孔封闭构件14完全封闭。在该位置时，漏损降至最低并从而达到最高效率。上述轴向移动得自隔膜12的弹簧特性曲线，其中，为了对定子2的轴向移动加以辅助，尚可设置一个附加弹簧。

在通过超压造成的过载情况下，譬为在压力管道堵塞的情况下，压力腔室和吸入腔室之间的压差增加得更高，因此，带阀孔13的隔膜12相对于固定不动的阀孔封闭构件14继续向右移动（为图中所示）并且在移动后占据图3所示的位置。这样，阀门13重新敞开，在该工况下，也就是提供了由压力腔室9向吸入腔室8的溢流可能性，使输送介质可在泵内循环。

图示的偏心螺杆泵因而适于多相介质-输送。其中，可在洗衣机中用于唧出洗涤水和洗涤用碱液。与迄今所用的离心泵相反，本发明的偏心螺杆泵也能吸入泡沫，在洗衣过程结束后的排水后，使衣服内不留泡沫。这样，在衣服内残留的洗涤剂有所减少，使清洗过程的水耗量可大大减少。

定子2只是悬挂在隔膜12上，隔膜12形成了定子2的弹簧弹性支承并能接受定子2的径向相对运动。因此，可去掉主轴和转子之间通常所用的万向节。

Claims

1、一具有泵壳(1)和可由电机驱动的输送元件的偏心螺杆泵，其中，泵壳(1)具有吸入口接头(6)和泵出口接头(7)并把吸入腔室(8)及压力腔室(9)围封在内，输送元件由设在泵壳(1)内的芯壳(定子2)和偏心螺杆(转子3)组成，其特征在于：

1)通过一条液体旁通管路使压力腔室(9)的下方段(9a)与吸入腔室(8)接通；

2)在液体旁通管路中设有一个阀门(13)，该阀门的可由一个控制构件操纵；

3)根据压力腔室(9)和吸入腔室(8)之间的压差，控制构件受操纵的表现在于，阀门(13)在于运行时出现的压差作用下处于开启状态，但在液体输送时出现的压差作用下处于闭合状态。

2、按照权利要求1所述的偏心螺杆泵，其特征在于，在高的、由通过超压引起的过载产生的压差作用下，控制构件把阀门（13）调至最大开启位置。

3、按照权利要求1或2所述的偏心螺杆泵，其特征在于，在吸入腔室（8）和压力腔室（9）之间设有一道压密的隔离壁。

4、按照权利要求3所述的偏心螺杆泵，其特征在于，压密隔离壁是一个弹性隔膜（12），该隔膜（12）与定子（2）固定连接并接受定子（2）的径向相对运动。

5、按照权利要求4所述的偏心螺杆泵，其特征在于，隔膜（12）和定子（2）构成一个一体的弹性体部件。

6、按照权利要求4或5所述的偏心螺杆泵，其特征在于，隔膜（12）是控制构件。

7、按照权利要求6所述的偏心螺杆泵，其特征在于，隔膜（12）沿圆周侧固定在泵壳（1）上并允许靠内的、与定子（2）相连的隔膜环形区域相同只是悬挂在隔膜（12）上的定子（2）进行轴向移动。

8、按照权利要求7所述的偏心螺杆泵，其特征在于，隔膜（12）具有一个轴向外突的环形折弯（12a）。

9、按照权利要求7或8所述的偏心螺杆泵，其特征在于，液体旁通管路是通过设在把压力腔室（9）的下方段（9a）与吸入腔室（8）隔离的隔膜段上的阀孔（13）形成的，并且该阀孔（13）可相对于穿过该阀孔的、固定设置的、并具有轴向变化截面的阀孔封闭构件（14）进行轴向移动。

10、按照权利要求9所述的偏心螺杆泵，其特征在于，阀孔封闭构件（14）的控制截面由完全封闭阀孔（13）的最大直径处向两侧轴向逐渐缩小。

11、按照权利要求9或10所述的偏心螺杆泵，其特征在于，阀孔封闭构件（14）座落在一个杆（15）上，该杆的一端固定在泵壳（1）上。

12、按照以上权利要求之一项的偏心螺杆泵，其特征在于，液体旁通管路的阀门截面的设计准则在于，在纯气体输送时，释放约等于泵排量的15%的循环液体量。

13、按照以上权利要求之一项所述的偏心螺杆泵，其特征在于，泵出口接头（7）垂直设在泵壳（1）的上侧。

14、按照以上权利要求之一项所述的偏心螺杆泵，其特征在于，在吸入口接头（6）的后方设有一个迷宫式导卫装置（10）。

15、按照以上权利要求之一项所述的偏心螺杆泵，其特征在于，泵壳（1）为两部分的合成结构，其中，隔膜（12）被夹紧在两部分壳体（1a、1b）之间的、处于横向于轴向的分界缝（11）中并构成密封。

16、按照以上权利要求之一项所述的偏心螺杆泵，其特征在于，泵壳（1）是由塑料构成的。

17、按照以上权利要求之一项所述的偏心螺杆泵，其特征在于，转子（3）是由塑料构成的。