專利名稱：特別用于容積泵的偏心密封旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特別用于容積泵的偏心密封旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，也就是說，一種可以使旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變成圓軌道運動的驅(qū)動裝置，并將進(jìn)行軌道運動的部分與進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運動的部分完全持久地密封隔離。
這種驅(qū)動裝置迄今用于偏心旋轉(zhuǎn)活塞式容積泵，下面參照這種泵加以說明。這種裝置也可以例如用于偏心螺桿式容積泵，甚至可以用于構(gòu)成一種用來完全密封地旋轉(zhuǎn)傳輸運動的驅(qū)動裝置。
就本發(fā)明裝置應(yīng)用于希塞式容積泵的偏心驅(qū)動裝置而言，在這種泵中，一個環(huán)形活塞在由兩個具有不同直徑的環(huán)形壁限定的一個泵殼內(nèi)進(jìn)行軌道運動。顯然，活塞直徑是兩個直徑之間的數(shù)值。泵殼配有一個可將若干吸入和壓送室隔開的壁?；钊娜共看怪敝兄褂诒?或稱隔板)。
活塞的中央部分進(jìn)行圓周運動，而活塞本身不自轉(zhuǎn)，也就是說，橫坐標(biāo)軸和縱坐標(biāo)軸始終平行于其初始方位。
特別要指出的是，圍繞著軸并根據(jù)軸的整個長度配置一個不轉(zhuǎn)動的密封軸套，以下稱為“密封套”。所述具有不轉(zhuǎn)動密封套的旋轉(zhuǎn)活塞泵的主要優(yōu)越性在于，它具有完全的密封性，而其它需要有一個轉(zhuǎn)動的密封件(例如密封用編織物、刃口密封墊或者機械密封墊)的旋轉(zhuǎn)泵則相反。
旋轉(zhuǎn)密封性問題的另一個解決辦法是磁力驅(qū)動，但是磁力驅(qū)動的缺陷是不適合所有待泵送物，特別是費用非常昂貴。
迄今所采用的解決辦法是，在偏心活塞上連接一個用彈性材料制成的密封套，在其內(nèi)部配置一種可確保將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變成軌道運動的復(fù)雜裝置。
但是，除了密封套的內(nèi)裝置的復(fù)雜性之外，這種采用一個用彈性材料制成的密封套的解決辦法在以下幾個方面還具有一定的局限性-溫度性能，-機械性能，
-耐壓差性能，-與某些物質(zhì)的化學(xué)兼容性，-與供給標(biāo)準(zhǔn)的一致性。
因此，人們制造一種不銹鋼密封套。但是，不銹鋼伸縮筒和膜片可吸收軸向變形和角變形，而在徑向變形方面是非常有限的。
然而，旋轉(zhuǎn)活塞式容積泵在角頻率或角速度約為50至1000轉(zhuǎn)/分鐘時具有嚴(yán)格的徑向變形。
迄今唯一可能的解決辦法是延長伸縮筒，而這與所需的外形尺寸、流體效應(yīng)以及因伸縮筒重量而造成的變形相矛盾。
本發(fā)明可彌補上述缺陷，提出一種可用于旋轉(zhuǎn)活塞式容積泵的改進(jìn)型偏心密封旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，從而提出一種解決上述問題的辦法。
一般來說，根據(jù)本發(fā)明，特別用于容積泵的偏心密封旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置包括一個軸和一個可變形密封套，所述軸包括一個輸入段和一個輸出段，輸入段由與一個旋轉(zhuǎn)驅(qū)動件相連的一個固定軸承加以旋轉(zhuǎn)支承，輸出段的軸線平行于輸入段的軸線，并且與后者的偏心距為d，以便在軸旋轉(zhuǎn)時，圍繞輸入段軸線進(jìn)行圓軌道運動，密封套密封地安裝在兩個輸入段和輸出段支承凸緣之間，兩個支承凸緣分別旋轉(zhuǎn)地圍繞著兩個相對的輸入和輸出軸端。
根據(jù)本發(fā)明一個主要特征，軸包括一個傾斜中間段，布置在輸入段和輸出段之間，其軸線與平行的輸入段軸線和輸出段軸線成一個角度a，輸入支承凸緣與固定軸承連接，輸出支承凸緣與一個端板連接，端板對密封套加以密封，端板內(nèi)裝一個軸承，軸承與輸出段相連，不轉(zhuǎn)動的密封套由兩個金屬伸縮筒構(gòu)成，兩個金屬伸縮筒由一個導(dǎo)環(huán)加以密封連接，導(dǎo)環(huán)縱向滑動地安裝在軸的中間段上，以便不轉(zhuǎn)動的密封套的任何徑向剪切變形都轉(zhuǎn)變成每個伸縮筒的伸縮角變形，每個伸縮筒的準(zhǔn)線被迫形成圓弧。
根據(jù)本發(fā)明的其它特征-兩個金屬伸縮筒相同，最好是環(huán)節(jié)形或波紋狀伸縮筒，由不銹鋼構(gòu)成，連接兩個伸縮筒的導(dǎo)環(huán)相對于固定在傾斜中間段上的一個支承環(huán)縱向滑動地加以安裝，-角度a的最佳數(shù)值確定成在曲軸旋轉(zhuǎn)期間，兩個金屬伸縮筒各自的軸線每個都畫出一個與各自的密封套端面正交的圓弧，圓弧在導(dǎo)向連接環(huán)兩側(cè)的端面上彼此相切，端面分別為環(huán)和兩個伸縮筒所共有，-軸線之間各自的交叉點最好位于相連的密封套中每個密封套的兩個端面之間的一半距離上，以便軸的中間段的傾斜角a約為輸入段軸線與連接密封套輸入端面中心及輸出端面中心的線段總方向之間的夾角的兩倍。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)越性通過下面參照附圖
的說明將得到較好理解。唯一的一個附圖是本發(fā)明用于偏心旋轉(zhuǎn)活塞式容積泵的一個偏心密封旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的局部剖視示意圖。
附圖示出一個偏心密封旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，首先，裝置包括一個軸1，軸主要包括具有圓形橫截面的輸入段2和輸出段3。
輸入段2具有一個軸端4，軸端4具有一個旋轉(zhuǎn)軸線5。軸端4與一個未示出的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動件相連，一般來說，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動件與輸入段2具有同一個旋轉(zhuǎn)軸線5。另外，軸端4由一個固定軸承6加以旋轉(zhuǎn)支承，一個錐軸承或球面軸承7布置在軸端4的支承面8和固定軸承6之間。
同樣，輸出段3具有一個軸端9，軸端9具有一個旋轉(zhuǎn)軸線10，旋轉(zhuǎn)軸線10平行于輸入段2的旋轉(zhuǎn)軸線5，并且與后者的偏心距為d，以便當(dāng)軸1旋轉(zhuǎn)時，圍繞輸入段軸線5進(jìn)行圓軌道運動。另外，軸端9由一個端板11加以旋轉(zhuǎn)支承，端板將在后面加以詳述，一個軸承12布置在端板11和圍繞軸端9的一個軸瓦13之間。
其次，泵包括一個可變形的密封套14，密封套密封地安裝在支承用大凸緣和支承用小凸緣15和16之間，大小支承凸緣分別旋轉(zhuǎn)地圍繞著旋轉(zhuǎn)軸1的兩個相對的輸入軸端4和輸出軸端9。更準(zhǔn)確地說，大凸緣15可以例如由銷保持在固定位置，靠在輸入軸端4的固定軸承6上，而小凸緣16也可以例如由鎖緊螺栓加以保持，靠在端板11上，端板對密封套14加以密封，形成一個未示出的腔室，用于安裝軸承12，軸承支承輸出軸端9的軸瓦13。
根據(jù)本發(fā)明一個主要特征，軸1包括一個傾斜中間段17，傾斜中間段布置在輸入段2和輸出段3之間，傾斜中間段的軸線18與輸入段軸線5和輸出段軸線10成一個角度a。另外，密封套14由兩個金屬伸縮筒19和20構(gòu)成，兩個伸縮筒由一個導(dǎo)環(huán)21加以密封連接，導(dǎo)環(huán)縱向滑動地安裝在軸1的中間段17上。在這種情況下，密封套14的任何徑向剪切變形都轉(zhuǎn)變成兩個伸縮筒19和20中每個伸縮筒的伸縮角變形，每個伸縮筒19或20的準(zhǔn)線被迫形成圓弧。
根據(jù)本發(fā)明，兩個金屬伸縮筒19和20一般來說是相同的，它們?yōu)榄h(huán)形或波紋狀伸縮筒。伸縮筒由不銹鋼構(gòu)成，不銹鋼的剛度是這樣的軸1的旋轉(zhuǎn)不驅(qū)動密封套14的端板11，其中，只有輸入凸緣15加以固定。為此，可以取消彈性材料的密封套所必須配置的、確保將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變成軌道運動的內(nèi)部復(fù)雜裝置。
此外，對兩個金屬伸縮筒19和20加以連接的導(dǎo)環(huán)21相對于一個支承環(huán)22縱向滑動地加以安裝，支承環(huán)固定在傾斜中間段17上，一個滾針軸承23可以布置在支承環(huán)22和導(dǎo)環(huán)21之間。
根據(jù)本發(fā)明另一個特征，角度a的最佳數(shù)值在曲軸1旋轉(zhuǎn)期間加以確定，兩個金屬伸縮筒19和20各自的軸線5、18和18、10每個都畫出一個與各自的密封套14端面24、25正交的圓弧，圓弧在導(dǎo)向連接環(huán)21兩側(cè)的端面26和27上彼此相切，端面26和27分別為環(huán)21和兩個伸縮筒19和20所共有。
另外，根據(jù)本發(fā)明，軸線5、18和10之間各自的交叉點28、29最好位于相連的密封套19和20中每個密封套的兩個端面24、26和27、25之間的一半距離上。因此，軸1中間段17的傾斜角a的數(shù)值約為輸入段軸線5與連接密封套14輸入端面24中心30及輸出端面25中心31的未示出線段的總方向之間的夾角數(shù)值的兩倍。
另外，輸入段2最好略呈錐形，從輸入軸端4開始逐漸縮小直徑，直至與傾斜中間段17連接的一個過渡圓角32，輸入軸端4包括一個圓柱形支承面8，其軸線是軸1的輸入段軸線5，傾斜中間段17具有直徑一般恒定不變的圓形橫截面，與傾斜中間段17連接的過渡圓角32基本延伸至輸出軸端9的區(qū)域，輸出軸端9的軸線是軸1的輸出段軸線10。
另外，傾斜中間段17包括一個直徑略微增大的區(qū)域33，區(qū)域33位于中間段17的傾斜軸線18與平行的輸入段軸線5和輸出段軸線10各自的交叉點28、29之間的中間部分，形成一個中間支承面33，導(dǎo)環(huán)21的支承環(huán)22固定在支承面33上，導(dǎo)環(huán)21連接兩個金屬伸縮筒19和20，并且相對于支承環(huán)22縱向滑動地加以安裝。
根據(jù)本發(fā)明一種可能的使用情況，端部11內(nèi)裝一個軸承，在軸承中安裝一個曲軸(或曲柄)的偏心端部，獲得一種可以完全密封地傳遞旋轉(zhuǎn)運動的系統(tǒng)。
唯一的附圖示出本發(fā)明驅(qū)動裝置用于一種偏心旋轉(zhuǎn)活塞式容積泵的最佳實施例。
這種泵本身是公知的，首先，它包括一個固定泵殼34，其次，它包括一個偏心旋轉(zhuǎn)活塞，一般安裝在密封套14的端部。
更確切地說，固定泵殼34由一個固定圓柱體38構(gòu)成，圓柱體安裝在兩個環(huán)形固定支承凸緣39和40之間，支承凸緣39與固定軸承6相連，固定軸承支承軸1的輸入段2，圓柱體38的支承凸緣40與泵的泵殼34相連，活塞與端板11相連，端板對密封套14加以密封，由進(jìn)行圓軌道運動的輸出軸端9加以支承。
待泵送物可以是一種流體或粘性液體，尤其裝在不轉(zhuǎn)動的密封套14和固定泵殼34的內(nèi)壁35之間，并且在入口區(qū)36和吸入-壓送區(qū)37之間自由移動。
吸入-壓送區(qū)37或者泵送區(qū)位于對密封套14加以密封的端板11之外，包括若干吸入和壓送室，吸入和壓送室由泵殼34的一個壁分開，偏心活塞的進(jìn)行圓軌道運動的端部包括一個裙部，裙部垂直中止于壁或隔板，為簡明起見，這些構(gòu)件未示出。
如上所述，本發(fā)明驅(qū)動裝置安裝在泵的圓柱體38中，密封套14的大支承凸緣15可以由銷保持在固定位置，保持在輸入軸端4的固定軸承6和泵殼34的環(huán)形支承凸緣39之間。
根據(jù)本發(fā)明另一種可能的使用情況，驅(qū)動裝置安裝在一個偏心螺桿式容積泵中，此處未示出。這種泵一般包括一個單齒式偏心螺旋螺桿或轉(zhuǎn)子，在一個雙齒式螺旋定子中轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生從吸入到壓送進(jìn)行移動的封閉容積。在這種情況下，泵的定子與支承軸1輸入段2的固定軸承6直接或不直接相連，而偏心轉(zhuǎn)子螺旋螺桿與端板11和進(jìn)行圓軌道運動的輸出軸端9相連。
顯然，本發(fā)明不限于所描述的非限制性實施例，任何有效的改進(jìn)、特別是等同技術(shù)方面的改進(jìn)均不超出本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種特別用于容積泵的偏心密封旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，它包括一個軸(1)和一個可變形密封套(14)，所述軸(1)包括一個輸入段(2)和一個輸出段(3)，輸入段(2)由一個固定軸承(6)加以旋轉(zhuǎn)支承，并與一個旋轉(zhuǎn)驅(qū)動件相連，輸出段(3)的軸線(10)平行于輸入段(2)的軸線(5)，并且與后者的偏心距為(d)，以便當(dāng)軸(1)旋轉(zhuǎn)時，圍繞輸入段軸線(5)進(jìn)行圓軌道運動，所述可變形密封套(14)密封地安裝在兩個輸入段支承凸緣(15)和輸出段支承凸緣(16)之間，兩個支承凸緣分別旋轉(zhuǎn)地圍繞著兩個相對的輸入軸端(4)和輸出軸端(9)，其特征在于，軸(1)包括一個傾斜中間段(17)，布置在輸入段(2)和輸出段(3)之間，傾斜中間段(17)的軸線(18)與平行的輸入段軸線(5)和輸出段軸線(10)成一個角度(a)，輸入段支承凸緣(15)與固定軸承(6)相連，輸出段支承凸緣(16)與一個端板(11)相連，端板(11)對密封套(14)加以密封，端板(11)內(nèi)裝一個軸承(12)，軸承(12)與輸出段(3)相連，不轉(zhuǎn)動的密封套(14)由兩個金屬伸縮筒(19，20)構(gòu)成，兩個伸縮筒(19，20)由一個導(dǎo)環(huán)(21)加以密封連接，導(dǎo)環(huán)(21)縱向滑動地安裝在軸(1)的中間段(17)上，以便不轉(zhuǎn)動的密封套(14)的任何徑向剪切變形都轉(zhuǎn)變成每個伸縮筒(19，20)的伸縮角變形，伸縮筒的準(zhǔn)線被迫形成圓弧。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，兩個金屬伸縮筒(19，20)是相同的，最好是環(huán)節(jié)形或波紋狀伸縮筒，由不銹鋼構(gòu)成，對兩個伸縮筒加以連接的導(dǎo)環(huán)(21)相對于一個支承環(huán)(22)縱向滑動地加以安裝，支承環(huán)(22)固定在傾斜中間段(17)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述角度(a)的最佳數(shù)值確定成在曲軸(1)旋轉(zhuǎn)期間，兩個金屬伸縮筒(19，20)各自的軸線(5，18；18，10)每個都畫出一個與各自的密封套(14)端面(24，25)正交的圓弧，所述圓弧在導(dǎo)向連接環(huán)(21)兩側(cè)的端面(26，27)上彼此相切，端面(26，27)分別為環(huán)(21)和兩個伸縮筒(19，20)所共有。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的裝置，其特征在于，所述軸線(5，18，10)之間各自的交叉點(28，29)最好位于相連密封套(19，20)中每個密封套的兩個端面(24，26；27，25)之間的一半距離上，以便所述軸(1)中間段(17)的傾斜角(a)約為輸入段軸線(5)與連接密封套(14)輸入端面(24)中心(30)及輸出端面(25)中心(31)的線段總方向之間的夾角的兩倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的裝置，其特征在于，所述輸入段(2)略呈錐形，從輸入軸端(4)開始縮小直徑，直至與傾斜中間段(17)連接的一個過渡圓角(32)，輸入軸端(4)包括一個圓柱形支承面(8)，其軸線是軸(1)的輸入段軸線(5)，傾斜中間段(17)具有直徑一般恒定不變的圓形橫截面，從與傾斜中間段(17)連接的過渡圓角(32)基本延伸至輸出軸端(9)的區(qū)域，輸出軸端(9)的軸線是軸(1)的輸出段軸線(10)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述傾斜中間段(17)包括一個直徑略微增大的區(qū)域(33)，所述區(qū)域(33)位于中間段(17)的傾斜軸線(18)與平行的輸入段軸線(5)和輸出段軸線(10)各自的交叉點(28，29)之間的中間部分，形成一個中間支承面(33)，導(dǎo)環(huán)(21)的支承環(huán)(22)固定在支承面(33)上，導(dǎo)環(huán)(21)連接兩個金屬伸縮筒(19，20)，并且相對于支承環(huán)(22)縱向滑動地加以安裝。
7.一種使用根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述裝置的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，一個軸承朝外內(nèi)裝在端板(11)中，一個曲軸(或曲柄)的偏心端部安裝在所述軸承中，所述系統(tǒng)借此可以完全密封地傳遞旋轉(zhuǎn)運動。
8.一種使用根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述驅(qū)動裝置的偏心活塞式容積泵，其特征在于，所述裝置安裝在一個固定圓柱體(38)中，支承凸緣(39)與固定軸承(6)相連，固定軸承(6)支承軸(1)的輸入段(2)，圓柱體(38)的支承凸緣(40)與泵的泵殼(34)相連，其活塞與端板(11)相連，端板(11)對密封套(14)加以密封，由進(jìn)行圓軌道運動的輸出軸端(9)加以支承。
9.一種使用根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述驅(qū)動裝置的偏心螺桿式容積泵，其特征在于，所述泵的螺桿式定子與支承軸輸入段的固定軸承相連，而轉(zhuǎn)子螺旋螺桿與端板和進(jìn)行圓軌道運動的輸出軸端相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種特別用于容積泵的偏心密封旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置,包括一個曲軸(1)和一個不轉(zhuǎn)動的密封套(14),軸(1)具有一個輸入軸線(5)和一個平行的偏心輸出軸線(10),以形成圓軌道運動,密封套(14)圍繞軸(1),并包括兩個由導(dǎo)環(huán)(21)連接的金屬伸縮筒(19,20),導(dǎo)環(huán)(21)可在軸的傾斜中間段(17)上縱向滑動。該裝置用于完全密封地將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變成圓軌道運動。
文檔編號F01C17/00GK1183135SQ9719023
公開日1998年5月27日 申請日期1997年3月18日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月22日
發(fā)明者居伊·德萊塞 申請人:穆韋克斯公司