專利名稱：具有可熔化定子的漸進(jìn)腔式泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型泵，用以泵送可流動(dòng)的爆炸組合物或其它熱敏物質(zhì)，具體來說，涉及用于此目的的漸進(jìn)腔式泵。本發(fā)明還涉及用以安全泵送可流動(dòng)的爆炸組合物和其它熱敏物質(zhì)的新型泵。
漸進(jìn)腔式泵意指旋轉(zhuǎn)正排量泵，其中螺旋形轉(zhuǎn)子軸在固定的定子中旋轉(zhuǎn)。定子是由有彈性的材料組成，并且界定螺旋槽的有效縱向腔。當(dāng)轉(zhuǎn)子在定子腔中旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子與定子接觸以形成一系列腔，該腔沿軸向移動(dòng)，借此不斷沿軸向推動(dòng)泵送的介質(zhì)到泵的出口。在本發(fā)明中，設(shè)置有易熔化的定子，該定子在預(yù)定的高溫下開始熔化，以使在泵中的壓力和摩擦加熱降低或減緩，從而防止的泵送的爆炸組合物或其它熱敏物質(zhì)發(fā)生有害的或不安全的高溫分解或反應(yīng)。
因?yàn)楸ńM合物對(duì)熱、摩擦和沖擊是敏感的，因此這類組合物的泵送要在能消除因超出這些變數(shù)的安全限值所引起的危險(xiǎn)條件下進(jìn)行。例如，在漸進(jìn)腔式泵中，在轉(zhuǎn)子和定子之間存在內(nèi)摩擦，在泵送操作中該摩擦不斷地產(chǎn)生熱。該產(chǎn)生的熱量通常很小，足以傳送到泵送的組合物中并在其中消散，而不會(huì)將該組合物加熱到不希望的溫度。但當(dāng)在泵中由于堵塞和限制出口或無組合物入口而造成幾乎沒有流動(dòng)時(shí)，摩擦熱可在轉(zhuǎn)子和定子之間積累，經(jīng)過一定時(shí)間可變?yōu)樽銐驘?，并將足夠的熱傳給組合物以引起其引爆。
已經(jīng)采用或建議一些方法用以解決爆炸組合物的泵送問題。利用安全停車系統(tǒng)，它以電子儀器監(jiān)測(cè)泵中或泵附近各不同位置處的溫度和壓力，一當(dāng)工況超過所設(shè)定的最大限值，該系統(tǒng)將自動(dòng)停止泵的運(yùn)行。另一方法是在泵驅(qū)動(dòng)軸和轉(zhuǎn)子之間提供連接件，該連接件包含由熱可熔金屬合金制的熱敏斷開接頭，該金屬合金連接件在泵腔中產(chǎn)生熱時(shí)是可熔化的，以使驅(qū)動(dòng)軸和轉(zhuǎn)子之間的機(jī)械連接斷開。
盡管存在這些現(xiàn)有方法，但仍需要一種可靠、簡(jiǎn)單、故障安全和經(jīng)濟(jì)的方法來防止泵送爆炸組合物或其它熱敏物質(zhì)的漸進(jìn)腔式泵的過熱。
本發(fā)明滿足此要求，它提供一種可熔化的彈性材料的定子，該定子的預(yù)定的熔化溫度高于泵的正?；蛩璧牟僮鳒囟?，但低于所泵送的爆炸組合物或熱敏物質(zhì)的熱反應(yīng)溫度。定子的熔化引起熱積累停止，以使泵中溫度下降，并基本上恒定在低于爆炸組合物或其它物質(zhì)的熱反應(yīng)溫度。這樣，泵的溫度就不能上升到高于不希望的熱反應(yīng)溫度，因?yàn)槿刍亩ㄗ硬辉賹?duì)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子提供阻力及由此產(chǎn)生的摩擦。熔化會(huì)由于泵中溫度的增加而既容易又簡(jiǎn)單地發(fā)生，因此與外部的控制和監(jiān)測(cè)裝置無關(guān)?？扇刍ㄗ拥牧硪粌?yōu)點(diǎn)在于，能對(duì)用于泵送熱敏物質(zhì)的現(xiàn)有泵進(jìn)行改裝。
因此，本發(fā)明對(duì)用于泵送爆炸組合物或熱敏物質(zhì)的漸進(jìn)腔式泵提供一種重要的安全性改進(jìn)。
總之，本發(fā)明包括一種泵送可流動(dòng)爆炸組合物或其它熱敏物質(zhì)的有入口和出口的漸進(jìn)腔式泵；在選定的泵運(yùn)行最大溫度或超過此溫度時(shí)可熔化的定子；轉(zhuǎn)子和將轉(zhuǎn)子連接到電源上的驅(qū)動(dòng)軸；其中定子在超過所選溫度時(shí)會(huì)熔化，以防止在泵中產(chǎn)生高于足以引起危險(xiǎn)的溫度。本發(fā)明還涉及安全泵送可流動(dòng)爆炸組合物或其它熱敏物質(zhì)的方法，它包括使用漸進(jìn)腔式泵，該泵具有在超過所選的泵運(yùn)行最大溫度時(shí)可熔化的定子。
附圖中，

圖1是典型的漸進(jìn)腔式泵的縱向截面圖，圖2是對(duì)本發(fā)明的漸進(jìn)腔式泵進(jìn)行試驗(yàn)的圖式說明。
參看圖1，它示出以1表示的典型的漸進(jìn)腔式泵的縱向截面圖。泵1有驅(qū)動(dòng)軸支承殼2、連接到電源(未示出)的驅(qū)動(dòng)軸3、入口4、出口5、定子6和轉(zhuǎn)子7。在所示實(shí)施方案中，驅(qū)動(dòng)軸3是撓性的，并由電源提供的旋轉(zhuǎn)力和在位置8處與驅(qū)動(dòng)軸3連接的偏心形狀的轉(zhuǎn)子7而螺旋形地旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選的，撓性驅(qū)動(dòng)軸3直接耦合到液壓電動(dòng)機(jī)電源(未示出)的驅(qū)動(dòng)軸上。這就不需泵驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)軸承，該軸承如果失效將是另一種潛在的熱源。以這種方式，液壓電動(dòng)機(jī)軸承用作泵1的軸承，因?yàn)樵擃愝S承是由流過電動(dòng)機(jī)的液壓油的流動(dòng)連續(xù)冷卻的，軸承不會(huì)成為潛在的熱源。
運(yùn)行中，撓性軸3的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子7旋轉(zhuǎn)，由此推動(dòng)泵送的介質(zhì)(在入口4進(jìn)入)通過由轉(zhuǎn)子7和定子6構(gòu)成的腔室，并從出口5送出。
對(duì)本發(fā)明來說，泵1的關(guān)鍵和新型部件是定子6。定子6是彈性的，最好包括熱塑性彈性體，該彈性體最好選自聚氨酯、熱塑性橡膠和熱塑性聚烯烴。優(yōu)選的聚氨酯是聚酯-聚醚摻合物，它可購自Anderson Development公司，Adrian，MI，型號(hào)為Audur 700-AP，在美國專利4182898中有進(jìn)一步描述。優(yōu)選的聚烯烴是聚乙烯。對(duì)于泵送大部分爆炸組合物，從安全考慮泵運(yùn)行的最大溫度為約140℃-約150℃。因此，定子的熔化溫度為約140℃-約150℃。如果，由某種原因泵運(yùn)行溫度超過此范圍，則定子開始熔化，由此防止運(yùn)行溫度再上升(實(shí)際上，溫度通常會(huì)開始下降)。如果泵送的爆炸組合物或熱敏物質(zhì)的熱反應(yīng)溫度是在熔化溫度或泵運(yùn)行溫度以上，則爆炸組合物或物質(zhì)將達(dá)不到高到足以引起會(huì)導(dǎo)致安全危險(xiǎn)的熱反應(yīng)溫度。最好所選的泵運(yùn)行溫度比泵送的爆炸組合物的結(jié)晶或凝固溫度高至少10℃，更優(yōu)選是高至少20℃。下面的實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
當(dāng)泵送一種油包水的乳液狀爆炸組合物時(shí)，漸進(jìn)腔式泵有時(shí)要以呈空載運(yùn)行。開始時(shí)，泵充有熱的乳液狀爆炸組合物，并在出口打開的情況下慢慢運(yùn)行。幾分鐘之后，泵達(dá)空載運(yùn)行，使壓力達(dá)500psi(磅／平方英寸)以上，溫度達(dá)140℃。在近140℃的溫度時(shí)，熱塑性彈性體(聚氨酯)定子(Andur 700-AP)開始熔化，由此降低壓力，并在1小時(shí)后，泵的內(nèi)部溫度從140℃下降到80℃，壓力從大于500psi下降到40psi。未發(fā)生持續(xù)的乳液的油(燃料)相的燃燒或燒焦，也未發(fā)生內(nèi)部的氧化劑溶液小滴的分解。該試驗(yàn)示于圖2。
雖然本發(fā)明參考現(xiàn)在的作為最好模式或本發(fā)明實(shí)際運(yùn)行模式的實(shí)施方案進(jìn)行說明和描述，但應(yīng)理解，在不偏離所公開的及權(quán)利要求所包含的較寬的發(fā)明原理的條件下，可作各種改變以使本發(fā)明適應(yīng)不同的實(shí)施方案。
權(quán)利要求
1．一種用于泵送可流動(dòng)爆炸組合物或其它熱敏物質(zhì)的漸進(jìn)腔式泵，它包括(a)入口和出口；(b)在選定的最大泵運(yùn)行溫度或超過此溫度時(shí)可熔化的定子；(c)轉(zhuǎn)子，和(d)將轉(zhuǎn)子連接到電源上的驅(qū)動(dòng)軸其特征在于，定子在超過所選定的溫度下會(huì)熔化，以防止在泵中產(chǎn)生高到足以引起爆炸危險(xiǎn)的溫度。
2．權(quán)利要求1的漸進(jìn)腔式泵，其特征在于，定子是熱塑性彈性體。
3．權(quán)利要求2的漸進(jìn)腔式泵，其特征在于，熱塑性彈性體選自聚氨酯、熱塑性橡膠和熱塑性聚烯烴。
4．權(quán)利要求3的漸進(jìn)腔式泵，其特征在于，聚氨酯是聚酯-聚醚摻合物。
5．權(quán)利要求3的漸進(jìn)腔式泵，其特征在于，熱塑性聚烯烴是聚乙烯。
6．權(quán)利要求1的漸進(jìn)腔式泵，其特征在于，驅(qū)動(dòng)軸是撓性的，并直接被耦合到液壓電動(dòng)機(jī)電源的驅(qū)動(dòng)軸上。
7．權(quán)利要求1的用于泵送爆炸組合物的漸進(jìn)腔式泵，其特征在于，所選定的泵運(yùn)行的最大溫度為約140℃-約150℃。
8．權(quán)利要求7的漸進(jìn)腔式泵，其特征在于，定子是一種熱塑性彈性體其熔化溫度為約140℃-約150℃。
9．權(quán)利要求8的漸進(jìn)腔式泵，其特征在于，熱塑性彈性體選自聚氨酯、熱塑性橡膠和熱塑性聚烯烴。
10．權(quán)利要求8的漸進(jìn)腔式泵，其特征在于，聚氨酯是聚酯-聚醚摻合物。
11．權(quán)利要求8的漸進(jìn)腔式泵，其特征在于，熱塑性聚烯烴是聚乙烯。
12．一種用于安全泵送可流動(dòng)爆炸組合物或其它熱敏物質(zhì)的方法，它包括使用漸進(jìn)腔式泵，該泵具有在超過所選定的泵運(yùn)行的最大溫度時(shí)可熔化的定子，如果泵運(yùn)行溫度超過所選定的溫度，則定子將熔化，以防止在泵中產(chǎn)生高到足以引起爆炸危險(xiǎn)的溫度。
13．權(quán)利要求12的方法，其特征在于，定子是熱塑性彈性體。
14．權(quán)利要求12的方法，其特征在于，熱塑性彈性體選自聚氨酯、熱塑料橡膠和熱塑性聚烯烴。
15．權(quán)利要求12的方法，其特征在于，聚氨酯是聚酯-聚醚摻合物。
16．權(quán)利要求12的方法，其特征在于，熱塑性聚烯烴是聚乙烯。
17．權(quán)利要求12的方法，其特征在于，泵具有撓性的驅(qū)動(dòng)軸，并且直接被耦合到液壓電動(dòng)機(jī)電源的驅(qū)動(dòng)軸上。
18．權(quán)利要求12的用于泵送可流動(dòng)爆炸組合物的方法，其特征在于，所選定的泵運(yùn)行最大溫度為約140℃-約150℃。
19．權(quán)利要求18的用于泵送可流動(dòng)爆炸組合物的方法，其特征在于，定子是熱塑性彈性體，其熔化溫度為140℃-150℃。
20．權(quán)利要求18的方法，其特征在于，熱塑性彈性體選自聚氨酯、熱塑性橡膠和熱塑性聚烯烴。
21．權(quán)利要求12的用于安全泵送可流動(dòng)爆炸組合物的方法，其特征在于，所選定的泵運(yùn)行的最大溫度比爆炸組合物的結(jié)晶或凝固溫度高至少10℃。
22．權(quán)利要求21的方法，其特征在于，所選定的泵運(yùn)行的最大溫度比爆炸組合物的結(jié)晶或凝固溫度高至少20℃。
23．權(quán)利要求12的用于安全泵送可流動(dòng)熱敏物質(zhì)的方法，其特征在于，所選定的泵運(yùn)行的最大溫度高于泵送該物質(zhì)的正常運(yùn)行溫度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于泵送可流動(dòng)爆炸組合物或其它熱敏物質(zhì)的漸進(jìn)腔式泵,它包括入口和出口;在選定的泵運(yùn)行最大溫度或超過此溫度時(shí)可熔化的定子;轉(zhuǎn)子和將轉(zhuǎn)子連接到電源上的驅(qū)動(dòng)軸;其中定子在超過所選溫度時(shí)會(huì)熔化,以防止在泵中產(chǎn)生高到足以引起危險(xiǎn)的溫度。本發(fā)明還涉及安全泵送可流動(dòng)爆炸組合物或其它熱敏物質(zhì)的方法,該方法包括采用漸進(jìn)腔式泵,該泵具有在超過所選的泵運(yùn)行最大溫度時(shí)可熔化的定子。
文檔編號(hào)F04C14/28GK1295197SQ0013235
公開日2001年5月16日 申請(qǐng)日期2000年11月3日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月3日
發(fā)明者A·M·奧斯波爾尼 申請(qǐng)人:戴諾·諾貝爾公司