具有优化的入口和出口的旋转式活塞泵

摘要

本发明涉及一种用于输送液体和用于输送包含固体的液体的旋转式活塞泵。该旋转式活塞泵包括泵壳体，其设有入口和出口。泵壳体包括衬套。至少两个反向旋转的旋转活塞设置于泵壳体内或者衬套内，所述旋转活塞在其旋转过程中形成泵空间。在旋转运动过程中，旋转活塞相对于彼此、相对于泵壳体以及相对于衬套密封。通过其可减少或者甚至完全避免脉动的装置设置于泵壳体内和/或衬套内、在空间上在入口和/或出口附近。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于输送液体和用于输送包含固体的液体的旋转式活 塞泵。旋转式活塞泵包括泵壳体，其设有入口和出口。泵壳体包括衬套。 至少两个反向旋转的旋转活塞设置于所述泵壳体内或者衬套内，所述旋转 活塞在其旋转过程中形成泵空间。在旋转运动过程中，旋转活塞相对于彼 此、相对于泵壳体以及相对于衬套密封。

背景技术

德国专利申请DE 10 2006 041 633 A1公开了一种具有由两个相交圆柱 体部分所形成的壳体的泵，其中入口开口和出口开口设在彼此相反的两侧 且在每个圆柱体部分内设置可围绕其中心纵向轴线旋转的转子。转子的较 长横向轴线在至少一个运动相位(movement phase)中每次都基本上垂直 于彼此，其中转子以相对于彼此以及相对于壳体内壁密封的方式转动，且 每个转子的表面线从长横向轴线的交叉点开始在倾斜于相应中心纵向轴线 的彼此相反的方向上延伸。每个转子包括两个基本上凸耳形的部分，所述 凸耳形的部分在它们的较窄端部处通过收缩区域彼此连接。如果两个转子 的长横向轴线垂直于彼此定位，则一个转子的凸耳形部分接合在另一转子 的收缩区域内，且两个转子以相对于彼此密封的方式转动。在旋转运动的 每一相位中，两个转子形成在入口开口前方均匀递增的吸入体积以及在出 口开口前方均匀递减的排出体积。为了提高泵输出以及增加稳定性，进行 这样配置使得作为密封线的表面线以正弦曲线的方式构成。

德国实用新型DE 20 2009 012 158 U1公开了一种用于输送含固体流体 介质的旋转式活塞泵。该泵设有两个旋转活塞，所述旋转活塞具有彼此相 接合的旋转活塞叶片且在每种情况下具有旋转轴线和外圆周，其中两个旋 转活塞的旋转轴线设置成彼此间隔开并且彼此平行，以及两个旋转活塞的 外圆周部分地相交，泵还具有壳体，所述壳体具有入口开口和出口开口以 及内壁和外壁，其中在每种情况下壳体的内壁包围住旋转活塞外圆周的一 部分，并且其中旋转式活塞泵构成为可将介质在输送方向上从入口开口输 送到出口开口。

德国实用新型DE 20 2006 020 113 U1公开了一种用于输送含固体流体 的旋转式活塞泵。本实用新型的根本问题是防止以损害泵特别是损害旋转 活塞的方式泵送含固体流体。该问题通过至少一个特殊构成的斜面来解决， 通过该斜面来优化入口。这种优化可确保在具体位置处将固体输送到旋转 式活塞泵的泵室内。此外，通过在旋转式活塞泵的入口区域和出口区域中 斜面的具体设计来实现空穴现象的减少。为了实现空穴现象的减少，增加 所谓的壳体角度是绝对必要的。然而在此只需下壳体半部角度而言具 有>90°的角度就已足够。

德国专利说明书DE 94 751 A示出了一种正排量式鼓风机，两个反向 旋转的活塞在其中运动，通过其空气受到压缩并被供给至出口。鼓风机设 有两个特殊的单齿辊C，所述辊C中的每一个与输送活塞以这样的方式协 作以使得允许输送活塞的每个叶片以与辊C紧密闭合的方式通过，其结果 是该辊C转动到下一间隙内并压缩空气，直到叶片将出口释放到压力腔。

发明内容

本发明的根本问题是要提供一种旋转式活塞泵，通过其可以尽可能无 脉动的方式进行输送。

该问题通过包括权利要求1的特征的旋转式活塞泵来解决。另外的有 利实施方式可由从属权利要求的特征得到。

公开了一种用于输送流体和用于输送含固体流体的旋转式活塞泵。该 旋转式活塞泵包括泵壳体，其设有入口和出口。泵壳体包括衬套。至少两 个反向旋转的旋转活塞设置于所述泵壳体内或者衬套内，所述旋转活塞在 其旋转过程中形成泵空间。在旋转运动过程中，旋转活塞相对于彼此、相 对于泵壳体以及相对于衬套密封。在每一泵空间内，至少两个凹部设置于 所述泵壳体内和/或设置于所述衬套内。凹部在空间上设置在入口和/或出口 的附近。在入口区域中以及在出口区域中，泵壳体和/或衬套可包括加强部， 其导致横截面减小。加强部以20度至160度的角度设计，优选为45度至 135度的角度。入口和出口从加强部扩大到它们的端部。加强部优选包括 大于180度的包角。

在特定实施方式中，四个凹部设置于每一泵空间内，其中所述凹部总 是成对设置。在另一实施方式中，六个凹部设置于每一泵空间内，其中在 每种情况下所述凹部还以三个一组的方式设置。对于本领域的技术人员而 言，从以上描述可知这些描述并不代表对本发明的结论性的限制。多个凹 部设置于泵空间内是可能的。此外，可以想到将不同数目的凹部设置于两 个泵空间内。通过泵空间，本领域内的普通技术人员认识到由旋转活塞在 旋转式活塞泵内旋转形成所述空间。该泵空间或者这些泵空间位于旋转活 塞和泵壳体之间。

通过由旋转活塞打开和封闭凹部，可以防止旋转式活塞泵的脉动。此 外，通过凹部的打开和封闭，在泵空间内以及在入口区域和/或出口区域内 的压力条件可被改变。作为这些压力变化的结果，由脉动在入口内和/或在 出口内产生的影响被降低或完全避免。

在入口端部和出口端部处的扩大使输送介质流实现优化，其中被优化的 流与凹部的组合造成脉动的进一步减少。凹部及加强部的组合以这样的方 式配置以使得在旋转式活塞泵的运行中产生被优化的流，其中在输送过程 中的能量损失和旋转式活塞泵内的死角空间可几乎完全避免。

从入口和/或从出口到凹部的距离等于凹部横截面的两倍至五倍。凹部 可具有不同的横截面。在凹部之间可存在间隔。凹部的深度等于衬套壁厚 度的至少10％至30％。凹部可具有不同的深度。此外，凹部可在入口区域 和出口区域内以及在多个布置中具有不同的横截面和深度。对于本领域的 技术人员而言，显然前述内容不代表对本发明的结论性的限制。相反，它 们涉及优选的实施方式。通过凹部的不同数目和配置，可以可变的方式改 变或防止泵内的压力特性，因此以可变的方式改变或防止流和脉动。

附图说明

在下面将借助于附图对本发明的实施方式的示例及其优点进行更详细 的描述。在附图中各个元件相对于彼此的尺寸比例不总是对应于实际尺寸 比例，因为某些形式以简化的方式呈现以及其它形式相对于其它元件被放 大以便清楚说明的目的。

图1示出根据本发明的具有打开的泵壳体的旋转式活塞泵。

图2至图4示出旋转活塞与泵壳体的衬套接触的不同位置。

图5示出根据本发明的用于旋转式活塞泵的具有十二个凹部的衬套。

具体实施方式

图1示出根据本发明的具有打开的泵壳体12的旋转式活塞泵10。旋 转式活塞泵10包括泵壳体12，其设有入口14和出口16。衬套18被引入 到泵壳体12内。衬套18设有凹部24a、24b、24c和24d。此外，衬套18 包括在入口14区域和出口16区域内的加强部26。旋转活塞20a和20b设 置在泵壳体12的内部，输送介质通过旋转活塞20a和20b从入口14泵送 到出口16。凹部24a、24b、24c和24d都被打开。在旋转活塞的所示位置 下，介质可流入到凹部24a和24c内以及从凹部24b和24d流出。

图2至图4示出旋转活塞20a和20b与泵壳体(未示出)的衬套18接 触的不同位置。图2示出旋转活塞20a和20b彼此平行设置的位置。泵空 间22a和22b被打开。泵空间22a朝向入口14打开，使得介质可流入到旋 转式活塞泵内。泵空间22b朝向出口16打开，使得介质可从旋转式活塞泵 流出。加强部26具有20度至160度的半径r，优选为45度至135度的角 度w。作为该角度w的结果，使得介质进出旋转式活塞泵的入流和出流得 以改进。作为加强部26的结果，入口14和出口16的横截面减小。入口 14和出口16朝向它们的端部28扩大。作为该扩大的结果，使得进入到旋 转式活塞泵内的介质的供应得以改进，以及使得离开旋转式活塞泵的介质 的泵出得以改进。

图3示出旋转活塞20a和20b在泵壳体(未示出)的衬套18中的第二 位置。为了简明起见，在附图的描述中只涉及泵空间22a所处的旋转式活 塞泵的上部区域。对于泵空间22b的区域，过程和起转将被认为且被视为 是类似的。泵空间22a通过旋转活塞20a朝向入口14以及朝向出口16封 闭。凹部24a被打开且可以接收介质。凹部24b通过旋转活塞部20a封闭。 当凹部24b通过旋转活塞20a封闭时，介质已在出口16的方向上从凹部24a 输送出来。

图4示出旋转活塞20a和20b与泵壳体(未示出)的衬套18接触的第 三位置。旋转活塞20a水平地立于垂直设置的旋转活塞20b上。在旋转活 塞20a和20b的该位置上，泵空间22a相对于入口14和出口16封闭。两 个凹部24a和24b朝向泵空间22a打开。当凹部24b朝向泵空间22a打开 时，介质可从凹部24b流入到泵空间22a内。从而增加泵空间22a内的压 力。当泵空间22a朝向出口16的随后完全打开发生时，因为泵空间22a和 出口16之间的压力差已被大幅降低，所以压力均衡流要小很多。

图5示出根据本发明的用于旋转式活塞泵的具有十二个凹部24的衬套 18。十二个凹部24分布在两个泵空间22a和22b内。凹部24布置成四组， 每组中具有三个凹部24。通过使用附加的凹部24，可以逐步增加和减少泵 空间22a和22b内的压力。通过该过程模式也可再次改变脉动。凹部24通 过旋转活塞20a和20b一个接一个地被打开和/或封闭，从而可以逐步地改 变相应的压力。

通过参照优选的实施方式已经对本发明进行了描述。

附图标记清单

10 旋转式活塞泵

12 泵壳体

14 入口

16 出口

18 衬套

20 旋转活塞(20a、20b)

22 泵空间(22a、22b)

24 凹部(在图中的24a、24b、24c、24d)

26 加强部

28 端部

w  角度