偏心螺杆泵及其用图
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于传送液体和/或颗粒介质的偏心螺杆泵，以及这种偏心螺杆泵的用途。
【背景技术】
[0002]偏心螺杆泵是用于传送多种介质的泵，尤其是粘性介质、高粘性介质和研磨介质，例如淤泥、肥料、原油和油脂。由现有技术已知的偏心螺杆泵包括转子和定子，其中转子容纳于定子中并且在定子中偏心地运动。定子由带有螺旋盘绕的内部的壳体所构成。作为转子运动和相互接触的结果，在定子和转子之间形成了蜿蜒的传送空间，可通过该传送空间沿着定子传送液体介质。转子围绕着定子轴线或偏心螺杆泵的纵向轴线做偏心旋转运动。外螺旋，即定子，可为双线螺纹形式，而转子螺旋仅为单线螺纹。偏心螺杆泵特别适合于水、原油和多种其他液体的传送。当转子在定子中运动时，传送空间的形状为恒定不变的，所以所传送的介质不受挤压。在设计适当时，不仅流体，固体也可以由偏心螺杆泵传送。
[0003]在传送某些介质时，偏心螺杆泵中可能会出现过高的压力。为了这种应用，偏心螺杆泵需要至少一个防止过高压力的安全装置。在现有技术中，这一问题通过在泵体吸入侧的入口法兰和压力侧的排出法兰之间安置连接管线来解决。连接管线为外部管线和/或集成有溢流阀或安全阀的软管线。
[0004]所述现有技术的缺点在于，连接管线以偏心螺杆泵的外部附件形式呈现。考虑到所需的设计高度，因此，这增加了偏心螺杆泵的空间需求。此外，外部附件还有被运动负载损坏的风险。到目前为止，对防止过高压力的安全装置的需求阻碍了偏心螺杆泵在某些应用领域的使用。例如，在钻孔(borehole)中使用偏心螺杆泵可以是有利的。然而，在此处空间被钻孔的直径所限制。此外，在将偏心螺杆泵插入到钻孔中时，偏心螺杆泵的外部管道有被损坏的风险。
[0005]因此，本发明所需解决的问题是提供带有至少一个防止过高压力的安全装置的偏心螺杆泵，其特征在于简单而不复杂的设计，特别是其不会呈现出现有技术的前述缺点。
[0006]上述问题可由带有独立权利要求1中的技术特征的偏心螺杆所解决。从属权利要求中描述了更加有利的实施例。
【发明内容】
[0007]本发明涉及一种用于传送流体和/或颗粒介质的偏心螺杆泵，尤其是粘性介质、高粘性介质和研磨介质。偏心螺杆泵包括泵体和驱动单元。泵体分为带有入口连接件的入口区域、泵单元和带有出口连接件的出口区域。入口连接件和出口连接件包括用于连接其他管道部段的标准化法兰，从而传送泵送的介质。
[0008]泵单元由转子和定子所构成。定子由带有螺旋盘绕的内部的壳体所构成。转子构成为一种圆螺纹螺杆且在定子内部偏心地运动，因此，在转子和定子之间构成的传送腔可在传送方向上移动。
[0009]偏心螺杆泵的入口区域形成了吸入侧，并且偏心螺杆泵的出口区域形成了压力侦U。带有至少一个安全阀的旁路连接安置在压力侧和吸入侧之间。所述旁路管线用于在偏心螺杆泵的压力侧和吸入侧之间吸取和返回回流的介质，从而防止在偏心螺杆泵内部累积产生不可控的过高的压力。必须以可控的方式降低过高的压力，从而阻碍或防止偏心螺杆泵的损坏。
[0010]根据本发明，旁路连接和安全阀被集成在偏心螺杆泵的泵体中。特别地，旁路连接和安全阀在泵单元的区域中被集成在偏心螺杆泵的泵体中。
[0011]根据本发明的第一优选实施例，定子包括附加的外套。特别地，定子安置在套管内，其中定子的外圆周小于套管的内圆周，所以在定子和套管之间形成中介空间。所述中介空间分别与入口区域和出口区域的内部空间流体连接并构成旁路连接。此外，中介空间分配有至少一个安全阀。当偏心螺杆泵的压力侧累积产生过高的压力时，一部分所传送的介质作为回流经由中介空间被运送回到泵体的入口区域内，从而降低过高的压力。
[0012]根据本发明的第二优选实施例，定子安置在定子套筒内。定子套筒的内圆周大致对应于定子的外圆周，所以定子套筒延伸地在其表面区域上以其内圆周抵靠着定子的外圆周的方式放置。在定子和定子套筒之间构成平行于偏心螺杆泵的纵向轴线的至少一个连接管线。该连接管线经由第一连接和第二连接分别与入口区域和出口区域的内部空间流体连接，并构成旁路连接。第一连接和第二连接特别是在泵体的壳体中的孔，特别地位于出口区域和入口区域各自与泵单元邻接的区域中。此外，至少一个连接管线分配有至少一个安全阀。当偏心螺杆泵的压力侧累积产生过高的压力时，一部分所传送的介质作为回流经由至少一个连接管线被运送回到泵体的入口区域内。
[0013]在定子和定子套筒之间的至少一个连接管线由例如平行于偏心螺杆泵的纵向轴线的定子外部侧表面中的连续的凹部所构成。例如，外表面侧面上构成连续沟槽。凹部沿定子的长度延伸，特别地沿定子的整个长度延伸。
[0014]根据本发明的第三优选实施例，转子包括沿着转子纵向轴线的空腔。空腔可以例如是沿着转子纵向轴线贯通转子的通孔。或者，空腔可在制造时被集成在转子中，从而后者即转子可以相应地铸造为中空或通过其它合适的工艺模塑为中空。转子的空腔分别与入口区域和出口区域的内部空间流体连接，且构成旁路连接。空腔分配有至少一个安全阀。当偏心螺杆泵的压力侧累积产生过高的压力时，一部分所传送的介质作为回流经由转子的内部空腔被运送回到泵体的入口区域内。
[0015]根据本发明的第四优选实施例，偏心螺杆泵包括带有至少一个回流通道的定子。沿着定子长度，回流通道平行于偏心螺杆泵的纵向轴线构成。至少一个回流通道分别与入口区域和出口区域的内部空间流体连接，并构成旁路连接。
[0016]特别地，定子的内螺纹节距和定子的外部侧表面之间的区域构成回流通道。回流通道不包括与定子的内螺纹节距和/或定子的外部侧表面的开放连接(openconnect1n)。这意味着回流通道由定子材料构成。
[0017]回流通道分配有至少一个安全阀。当偏心螺杆泵的压力侧累积产生过高的压力时，一部分所传送的介质作为回流经由定子的至少一个回流通道被运送回到泵体的入口区域内。至少一个回流通道优选地在制造时在定子中铸造而成。或者，至少一个回流通道也可在定子制造完成后形成。
[0018]根据本发明的一个实施例，安全阀安置在回流通道内，优选地在入口区域和泵单元之间的区域中。根据替代实施例，安全阀被集成在泵体的出口区域中。在此规定为使得安全阀的出口开口经由第一连接通向回流通道。此实施例中也可使用多个回流通道和多个相应地安置的安全阀。当偏心螺杆泵的压力侧累积产生过高的压力时，一部分所传送的介质作为回流经由定子的至少一个回流通道被运送回到泵体的入口区域内。
[0019]用于防止偏心螺杆泵中不能承受的压升的安全阀可为弹簧安全阀、重力安全阀或介质安全阀。优选地，安全阀是用于当封闭系统内出现不能承受的过高压力时从偏心螺杆泵内部释放压力的溢流阀。
[0020]前述的根据本发明的偏心螺杆泵特别是可用于在钻孔中传送流体和/或颗粒介质。无论预期过高的压力在何时出现(例如取决于即将被传送的介质)，这种偏心螺杆泵总体上都可使用。
[0021]因为具有安全阀或溢流阀的回流管路被集成在偏心螺杆泵的泵体中中，其结构仍保持紧凑。特别地，集成的回流管路总体上不会导致偏心螺杆泵的泵体的尺寸增加。
[0022]不仅仅可以在带有弹性体制成的定子的偏心螺杆泵中集成回流管路。还可以设想，以类似的方式在所谓步进旋涡泵中集成回流管路。例如在US 2008/0050249A1中描述了步进旋涡泵。与偏心螺杆泵相比，这种泵不包括橡胶制成的定子，橡胶制成的定子可被所传送的介质损害，例如当泵送石油或类似物时。相反地，泵构成为步进的，仅包括耐腐蚀金属部件且以同心式运行。因此可以消除系统中的振动，该泵可在升高的温度下运行并可被构造得更小。
【附图说明】
[0023]在附图的辅助下，下文将更详细地解释本发明实施例的示例以及其优点。图中各个元件相对于彼此的尺寸比例并不总是符合实际尺寸比例，因为某些结构被简化地显现，而为了更加清楚起见，其他结构相较于其它元件被放大地呈现。
[0024]图1示出了带有根据现有技术的已知旁路管线的偏心螺杆泵。
[0025]图2示出了根据本发明的偏心螺杆泵。
[0026]图3示出了根据本发明的偏心螺杆泵的细节。
[0027]图4示出了根据本发明的偏心螺杆泵的第二实施例。
[0028]图5示出了根据本发明的偏心螺杆泵的第三实施例。
[0029]图6不出了根据本发明的偏心螺杆泵的第四实施例。
[0030]图7示出了根据本发明的偏心螺杆泵的第五实施例。
[0031]附图标记清单
[0032]I偏心螺杆泵
[0033]2外部旁路管线
[0034]3 泵体
[0035]4入口区域
[0036]5泵单元
[0037]6 出口区域
[0038]7 定子
[0039]8转子
[0040]9联接杆
[0041]10连接件
[0042]11连接件
[0043]12驱动单元
[0044]13驱动轴
[0045]14传送空间
[0046]15入口法兰
[0047]16出口法兰
[0048]20安全阀
[0049]21溢流阀
[0050]30偏心螺杆泵
[0051]40溢流阀
[0052]43空腔
[0053]44回流管路
[0054]45套管
[0055]46第一连接
[0056]47第二连接
[0057]50定子套筒
[0058]52连接管线
[0059]55第一连接
[0060]56第二连接
[0061]60空腔
[0062]62连接孔
[0063]65铸造的回流通道
[0064]66第一连接
[0065]67第二连接
[0066]D压力侧
[0067]FR传送方向
[0068]L纵向轴线
[0069]M介质
[0070]Me回流的介质
[0071]S吸入侧
【具体实施方式】
[0072]本发明的相同的或者作用相同的元件采用了相同的附图标记。此外，为了清楚起见，在各个附图中仅呈现了用于描述所提供的附图所需的附图标记。所呈现的实施例仅仅是如何构成根据本发明的装置的示例，并不代表决