CN114810684B - 压力交换器 - Google Patents

Abstract

描述了一种压力交换器(1)，该压力交换器包括壳体(2)、驱动轴(3)和能够旋转地布置在壳体(2)中的缸筒(4)，该缸筒(4)包括两个端面和在所述端面之间的至少一个缸(5)，其中，壳体(2)包括在缸筒(4)的每一个端部处的端口法兰(7、8)，并且至少在缸筒(4)的一个端部处，在缸筒(4)与该端部处的端口法兰之间布置有压力瓦(18)。这种压力交换器应该以成本有效的方式运行。为此，能够调节的止动装置(19)被布置在压力瓦(18)和缸筒(4)之间。

Description

压力交换器

技术领域

本发明涉及一种压力交换器，该压力交换器包括壳体、驱动轴和能够旋转地布置在壳体中的缸筒，该缸筒包括两个端面和在端面之间的至少一个缸，其中，壳体包括在缸筒的每一个端部处的端口法兰，并且至少在缸筒的一个端部处，在缸筒和该端部的端口法兰之间布置有压力瓦。

背景技术

压力交换器用于将一个流体的压力传递到另一个流体。为此，利用马达使缸筒旋转。具有高压的第一流体被供应到缸筒的一侧并且经由端口法兰进入缸筒的缸。该第一流体将其压力传递给缸中的第二流体。缸中的第二流体经由另一个端口法兰从缸输出。该另一个端口法兰具有输入端，具有低压的第二流体被供应到该输入端。第一端口法兰具有回流连接部，第一流体在已经将压力传递给第二流体之后通过该回流连接部被输出。

为了将流体的内部损失保持在较低水平，缸筒必须以滑动接触方式在相应的端口法兰上移动。然而，这种滑动接触不得产生过多的摩擦以避免磨损。在操作过程中，即一旦压力交换开始，压力瓦上的压力和由这些压力产生的力就会平衡，因此压力瓦以足够的力被保持抵靠在端口法兰上，然而，该力的大小被设计为低的，以使摩擦力是可接受的。

当压力交换器开始运行时，情况有所不同。在这种情况下，壳体内存在的流体压力不足，因此压力瓦没有足够紧密地被保持抵靠在端口法兰上。在这种情况下，泄漏将会如此之高以至于压力交换器的操作的可靠启动可能失败。

为了克服这个问题，已经提出在缸筒和压力瓦之间使用弹簧以利用足够的力将压力瓦压靠在端口法兰上。然而，在压力交换器启动期间，这些弹簧会产生很大的摩擦力，从而需要具有大扭矩并因此具有大功率的马达。在某些情况下，缸筒开始旋转所需的扭矩是正常运行期间所需扭矩的5至10倍。

使用大型马达会产生成本。此外，当使用尺寸过大的马达时，马达通常不会在最佳运行点运行。这会产生额外的能源成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够以成本有效的方式操作的压力交换器。

通过如开头所描述的压力交换器实现了该目的，其中，能够调节的止动装置布置在压力瓦和缸筒之间。

能够调节的止动装置限制压力瓦在端口法兰和缸筒之间的移动。当这种移动受到限制时，压力瓦和端口法兰之间的间隙尺寸也会受到限制。因此，止动装置可以以压力瓦和端口法兰之间的间隙不超过泄漏不再可接受的尺寸的方式进行调节。然而，在可接受的泄漏情况下，可以启动压力交换器。在随后的“正常”运行期间，压力瓦由流体压力加载，并且由这些压力产生的力以如下方式平衡：即，压力瓦被保持在泄漏最小并且同时压力瓦和端口法兰之间的摩擦力也最小的位置。

在本发明的实施例中，止动装置与压力瓦及缸筒一起旋转。因此，在压力瓦和止动装置之间没有摩擦力。

在本发明的实施例中，止动装置可以从壳体的外部进行调节。这意味着当缸筒已经被内置在壳体中时，可以调整止动装置的位置。由于止动装置可以从外部调节，所以在很大程度上可以容忍形成压力交换器的元件的公差。

在本发明的实施例中，止动装置包括保持器，该保持器至少在压力交换器运行期间被保持在预定轴向位置，其中，保持器包括至少一个止动元件。该轴向位置与缸筒的旋转轴线有关。当保持器被保持在预定的轴向位置时，止挡元件也被保持在预定的轴向位置并且可以以这种方式限定压力瓦在朝向缸筒的方向上的运动的限制作用。

在本发明的实施例中，保持器至少在压力交换器运行期间抵靠在缸筒上。换句话说，缸筒形成阻止保持器运动的止动件并且限定保持器的轴向位置。不需要其他的止动件。

在本发明的实施例中，在调节期间止动元件相对于保持器轴向地移动。换句话说，它可以在轴向上移动以改变压力瓦的停止位置。

在本发明的实施例中，止动元件呈在调节长度上具有恒定横截面的销的形式。这是一种简单形式的止动元件。

在本发明的实施例中，止动元件通过压配合被保持在保持器中。压配合的尺寸被设计成使得在调节止动装置期间止动元件可以相对于保持器移动。然而，压配合将止动元件保持得足够紧，使得它不会被压力交换器启动和正常运行期间的压力产生的力移动。

在本发明的实施例中，保持器呈板的形式，该板被布置在驱动轴上并且可以与驱动轴一起至少在轴向方向上移动。当驱动轴轴向地移动时，板与驱动轴一起移动。因此，对于能够调节的止动件的调节，轴向地移动驱动轴就足够了。

在本发明的实施例中，压力交换器的一个端部设置有内螺纹，其中，内螺纹包括平行于驱动轴的旋转轴线的轴线，其中，调节螺栓可以被旋入内螺纹中以接触驱动轴或缸筒。在优选的实施例中，内螺纹的轴线与旋转轴线重合。当螺栓被旋入内螺纹中并接触驱动轴或缸筒时，螺栓的旋转将引起缸筒或轴的轴向运动。当保持器与缸筒或驱动轴一起轴向地移动时，保持器的运动会将止动元件压靠在压力瓦上。在进一步移动时，止动元件将进一步移动到保持器中。当螺纹的螺距已知时，螺栓的旋转角度与由此旋转产生的轴向运动之间存在唯一的关系。因此，可以精确地调整止动装置的位置。

在本发明的实施例中，驱动轴包括从动端并且螺纹被布置为与从动端相反。在从动端部处通常有一个联接驱动轴与马达的联轴器。另一个端部是自由的，使得内螺纹可以被布置在另一个端部处。

在本发明的实施例中，内螺纹被布置在远离能够调节的止动件的端部处。在调整期间，缸筒被推入到壳体中。在大多数情况下，产生推力比产生拉力更容易。

在本发明的实施例中，缸筒包括在端面中的至少一个盲孔，并且至少一个止动元件突出到盲孔中。这样，可以使用如上所述的先前已经与弹簧一起使用的传统的缸筒。此外，盲孔以简单的方式为止动元件提供足够的空间。

在本发明的实施例中，止动元件在朝向压力瓦的方向上突出到保持器之外。因此，仅止动元件形成用于压力瓦的止动件而不是保持器。这简化了调整。

附图说明

现在将参考附图描述本发明的优选的实施例，其中：

图1示出了压力交换器的示意性剖视图，

图2示意性地示出了调整开始时的止动装置，

图3示出了调整结束时的止动装置，以及

图4示出了压力交换器启动前的止动装置。

在所有附图中，相同的元件用相同的附图标记表示。

具体实施方式

图1示意性地示出了压力交换器1。压力交换器1包括壳体2、驱动轴3和能够旋转地布置在壳体2中的缸筒4。缸筒4包括围绕驱动轴3沿圆周方向均匀分布的多个缸5。然而，理论上一个缸5就足够了。

缸筒旋转地固定到驱动轴3。驱动轴3包括从动端6。

从动端6可以设置有联轴器，以连接驱动马达或其他驱动装置以转动驱动轴3。

端口法兰7、8布置在缸筒4的每一个端部处。缸筒4相对于端口法兰7、8旋转。

第一端口法兰7包括两个肾形开口9、10，这两个肾形开口连接到壳体2的端部13中的端口11、12。第二端口法兰8包括两个肾形开口14、15，这两个肾形开口被连接到壳体的第二端部17中的端口16(另一个端口未示出)。

压力瓦18布置在缸筒4和第二端口法兰8之间。压力瓦18相对于缸筒4的缸5密封(未示出密封件)并且相对于缸筒4能够略微移动，以便在运行期间它可以与第二端口法兰8保持接触。

在运行期间，即当压力交换器1中的流体已经具有升高的压力时，这些压力在压力瓦18上产生力，这些力被平衡使得压力瓦18以低摩擦力保持抵靠在第二端口法兰上，以确保第二端口法兰和压力瓦18之间的接触区域的密封性，然而，压力瓦18和第二端口法兰8之间的摩擦力很小。压力瓦18与缸筒4一起旋转。

然而，当压力交换器1启动时，流体中的必要压力不可用。

尽管如此，为了在压力交换器1内实现必要的密封性，提供止动装置19以限制压力瓦18远离第二端口法兰8的运动。如稍后将解释的，止动装置19限制压力瓦18远离第二端口法兰8的运动，使得压力瓦18和第二端口法兰8之间的间隙不超过预定的和允许的尺寸。

将参考图2至图4更详细地解释止动装置19。

止动装置19包括呈盘或板形式的保持器20，该保持器20安装在驱动轴3上并抵靠在缸筒4上。保持器20保持多个止动元件21(在图2至图4中仅示出了1个止动元件21)。止动元件21围绕驱动轴3沿圆周方向分布。在优选的实施例中，设有12个止动元件21。

在调节止动装置19之前，止动元件21至少在朝向压力瓦18的方向上突出到保持器20之外。然而，优选地，止动元件21在两侧突出到保持器20之外。

缸筒4包括多个盲孔22。这些盲孔22容纳沿着朝向缸筒4的方向突出到保持器20之外的止动元件21的端部。盲孔22是以下事实的结果：缸筒4与已经与弹簧装置一起使用的缸筒属于相同类型。

止动元件21(至少在调节长度上)呈具有恒定横截面的销的形式。止动元件21通过压配合被保持在保持器20中。当在止动元件21上施加克服由所述压配合产生的力的力时，止动元件21可以相对于保持器20移动。该移动平行于驱动轴3的旋转轴线定向。

图1示出了产生这种力的装置。

第一端部13设置有内螺纹23。该内螺纹可以设置在螺纹元件24中，该螺纹元件24可以固定至第一端部13并且可以在调整之后从第一端部13移除。螺栓25可以旋入内螺纹23中。螺栓25旋入内螺纹23中直到它接触驱动轴3。可选地，它可以直接接触缸筒4。

因此，当螺栓25旋转时，它可以使驱动轴3沿着轴向方向朝向第二端部17移动。当驱动轴3轴向地移动时，缸筒4也沿着轴向移动，并且与缸筒4接触的保持器20也沿着朝向第二端部17并因此朝向压力瓦18的方向轴向地移动。

由于缸筒4的这种运动，止动元件21与压力瓦18接触(图2)。在缸筒4进一步移动时，止动元件21相对于保持器20移动，使得接触压力瓦18的端部将更短并且伸入盲孔22中的端部的长度将更长。

当螺纹23的螺距已知时，可以精确地调整保持器20的轴向位置。例如，当螺纹23的螺距为1.5mm每转时，螺栓25旋转24°将使得缸筒4并因此使得保持器20移动0.1mm。

因此，可以调节保持器20以及与保持器一起的止动元件21，使得(在移除螺栓25之后)在止动元件21和压力瓦18之间形成间隙26。该间隙26可以具有例如0.1至0.8mm的厚度，特别是0.2mm、0.3mm或0.4mm。

允许压力瓦18从第二端口法兰8移开相同的距离。

这意味着在没有其他力的情况下，可以在压力瓦18和第二端口法兰8之间形成与间隙26大小相同的间隙。

因此，当压力交换器8启动时，压力瓦18以低摩擦力或几乎没有摩擦力的方式在第二端口法兰8上滑动。尽管少量液压流体可以通过压力瓦18和第二端口法兰8之间的间隙中逸出，但是这种泄漏非常小，以至于可以建立足够的压力，使得该压力可以将必要的力施加到压力瓦18上，从而以足够的但不会太大的力将其压靠在第二端口法兰8上。

以上仅描述了在缸筒4的阀上的面向第二端部17的一个压力瓦18。然而，另一个压力瓦27可以被布置在缸筒4的另一侧与第一端口法兰7之间。在这种情况下，两个压力瓦18、27必须共享由间隙26限定的可允许的运动。

这样，既避免了启动期间泄漏过大，又避免了摩擦力过大，使得压力交换器1可以利用驱动马达进行操作，该驱动马达对于正常运行而言是足够的，但不需要克服压力交换器1启动期间的大扭矩。

Claims (14)

1.一种压力交换器(1)，包括壳体(2)、驱动轴(3)和能够转动地布置在所述壳体(2)内的缸筒(4)，所述缸筒(4)包括两个端面和在所述端面之间的至少一个缸(5)，

其中，所述壳体(2)包括在所述缸筒(4)的每一个端部处的端口法兰(7、8)，并且

至少在所述缸筒(4)的一个端部处，在所述缸筒(4)与所述一个端部处的端口法兰(8)之间布置有压力瓦(18)，

其特征在于，在所述压力瓦(18)与所述缸筒(4)之间布置有能够调节的止动装置(19)，所述止动装置(19)限制所述压力瓦(18)在所述端口法兰(8)和所述缸筒(4)之间的移动，从而在所述压力交换器(1)启动期间限制所述压力瓦(18)和所述端口法兰(8)之间的间隙的尺寸。

2.根据权利要求1所述的压力交换器，其特征在于，所述止动装置(19)与所述压力瓦(18)及所述缸筒(4)一起旋转。

3.根据权利要求1或2所述的压力交换器，其特征在于，所述止动装置(19)能够从所述壳体(2)的外部进行调节。

4.根据权利要求1或2所述的压力交换器，其特征在于，所述止动装置(19)包括保持器(20)，所述保持器(20)至少在所述压力交换器(1)运行期间被保持在预定轴向位置，其中，所述保持器(20)包括至少一个止动元件(21)。

5.根据权利要求4所述的压力交换器，其特征在于，至少在所述压力交换器运行期间，所述保持器(20)抵靠在所述缸筒(4)上。

6.根据权利要求4所述的压力交换器，其特征在于，在调节期间，所述止动元件(21)相对于所述保持器(20)轴向地移动。

7.根据权利要求6所述的压力交换器，其特征在于，所述止动元件(21)呈在调节长度上具有恒定横截面的销的形式。

8.根据权利要求4所述的压力交换器，其特征在于，所述止动元件(21)通过压配合被保持在所述保持器(20)中。

9.根据权利要求4所述的压力交换器，其特征在于，所述保持器(20)呈板的形式，所述板被布置在所述驱动轴(3)上并且至少能够与所述驱动轴(3)一起在轴向方向上移动。

10.根据权利要求4所述的压力交换器，其特征在于，在所述压力交换器(1)的一个端部处设置有内螺纹(23)，其中，所述内螺纹(23)包括平行于所述驱动轴(3)的旋转轴线的轴线，其中，调整螺栓(25)可以被旋入所述内螺纹(23)中以接触所述驱动轴(3)或所述缸筒(4)。

11.根据权利要求10所述的压力交换器，其特征在于，所述驱动轴(3)包括从动端(6)，并且所述内螺纹(23)被布置为与所述从动端(6)相反。

12.根据权利要求10或11所述的压力交换器，其特征在于，所述内螺纹(23)被布置在远离所述能够调节的止动装置(19)的端部处。

13.根据权利要求4所述的压力交换器，其特征在于，所述缸筒(4)包括在所述端面中的至少一个盲孔(22)，并且所述至少一个止动元件(21)突出到所述盲孔(22)中。

14.根据权利要求4所述的压力交换器，其特征在于，所述止动元件(21)在朝向所述压力瓦(18)的方向上突出到所述保持器(20)之外。