液环螺旋泵功能设计的制作方法
【专利说明】液环螺旋泵功能设计
[0001 ] 本发明涉及一种液环螺旋栗设计，包括具有抽吸入口部分和压力出口部分的壳 体，并且在该壳体内，可旋转地设置有通过马达经由轴驱动的阿基米德式螺旋件 (Archimedes screw)。
[0002] 上述类型的栗目前常用于船舶、航空飞机和火车上的真空排水系统。然而，由于减 小的需水量和易于对废水进行操作和处理，以及就管道安装和由这样的系统给出的布局方 面而言的灵活性，这样的系统还越来越多地用于陆地上。
[0003] 本申请的申请人在1987年参照欧洲专利第0 287 350号首次引入新型真空排水系 统，其中通过以下类型的液环螺旋栗在该系统中产生真空，即，该栗还用来从真空槽(tank) 或类似结构(栗连接至该真空槽或类似结构）中排出污水。
[0004] 该申请人还提交了欧洲专利第0 454 794号，进一步示出了真空排水系统的革命 性的改进，其中液环螺旋栗设置有研磨机或碎渣机，并且与该系统的抽吸管道直接连接，由 此，在污水抽吸管道中产生真空并且通过栗直接从该系统中排出污水。
[0005] 本发明可以包括或者可以不包括设置在阿基米德式螺旋转子的入口端部处的这 种研磨机。
[0006] 上述类型的液环螺旋栗通常包括壳体，该壳体在一个端部处具有抽吸入口部分并 且在另一个端部处具有压力出口部分，并且在该壳体内，可旋转地设置有通过电动机经由 轴驱动的阿基米德式螺旋件(螺旋转子）。在已知现有技术的栗和马达中，例如在上述欧洲 专利第0 454 794号中所示的，转子通常设置在栗壳体的中央轴线处或靠近该中央轴线设 置。
[0007] 本发明提供了具有改进设计的液环螺旋栗，其中与现有的栗设计相比，通过优化 栗壳体内的螺旋转子的位移(dispIacement)而使得效率增加了几个百分点（％ )。
[0008] 本发明的特征在于所附独立权利要求1中限定的特征。
[0009] 本发明的有利实施方式在所附从属权利要求2中进一步限定。
[0010]通过实例的方式并参照附图，将在下面进一步描述本发明，在附图中：
[0011] 图1示出了根据本发明的液环螺旋栗，
[0012] 图2以更大的比例示出了图1中示出的栗的截面。
[0013] 图3是示出容量曲线的图解，即相对于栗转子中央(轴线)位移，流体(液体和空气） 的栗吸体积对比于(vs)栗抽吸真空。
[0014] 图4示出了具有不同的转子轴线位移的相同图解。
[0015] 图5是基于试验的柱状图，示出了基于栗转子的位移的每个步长(step)的容量改 变的百分比。
[0016] 如上所述，图1示出了包括壳体2的液环螺旋栗1的实例，该壳体在一个端部处具有 抽吸入口部分4并且在另一个端部处具有压力出口部分3，并且在壳体2内可旋转地设置有 通过马达6经由轴(未示出）驱动的阿基米德式螺旋件(也未示出）。入口部分4还包括设置有 前覆盖件或盖子5的抽吸腔室，该前覆盖件或盖子利用多个螺钉和螺母8通过凸缘连接部7 固定至抽吸腔室。在本实例中，包括马达的栗设置有两对腿状件或支撑件9,其中，图中示出 了每对中的一个腿状件或支撑件9(另一侧的腿状件未示出）。在这方面，应该注意的是，一 些已知的解决方案甚至可以具有三对或更多对腿状件，包括针对马达6的至少一对。图1中 示出的解决方案的腿状件或支撑件9设置在中间环元件10上。
[0017] 具有抽吸入口部分4和压力出口部分3的壳体2通过穿过所述中间元件10的纵向设 置的螺栓11而可拆卸地保持在一起。
[0018] 图2示出了图1中示出的栗的截面，包括转子壳体2、螺旋转子12和转子芯13。参考 标号14表不空气囊，参考标号15表不液环16,其是在栗的运转条件下产生的。
[0019] 本发明人旨在探究螺旋转子12直径、转子芯13直径以及转子12轴线相对于转子壳 体2轴线的位移CD之间的关系。
[0020] 通过理论评估和试验，发明人发现该关系可以通过由范围k(其代表栗效率最佳的 区域或范围）定义的方程获得。因为k定义了一个区域，所以确定该位移的精确值是不可能 的，但是可以确定一个范围，在该范围内，栗将具有其最佳的效率和容量(capacity)。
[0021] 参照图2,发明人提出了一组方程来确定螺旋转子在壳体内的位移的最佳范围：
[0024]为了进一步确定范围k，发明人得出了以下方程：
[0026]其中：
[0027] Rr是螺旋转子半径 [0028] CRmin是最小螺旋转子芯半径 [0029] ⑶是中央位移
[0030] Lseai是液体密封长度 [0031] LDmax是最大理论液环直径
[0032]为了寻找范围k的下界值，利用液环螺旋栗进行了试验，其中仅完成了（done，获得 了，测量了）转子相对于栗壳体的位移。所有其它的设计特征未改变。对于每次试验，转子的 位移是0.2mm，并且相对于栗的抽吸侧处的真空（％，大气以下）测量了以m 2/h为单位的容 量。图3示出了试验的结果，并且如可以看出的，容量曲线在从13.3至13.5的中央位移处显 著地改变，并且当⑶大于13.4时，5%真空处的值小于10%和20%真空处的值。
[0033] 为了寻找范围k的上界值，进行了另一个试验，其中⑶逐步地变化0.2mm。试验的结 果描述于图4,并且如可以看出的，在曲线中存在一个"跳跃"，并由此从11.3至11.1mm，容量 显著的改变。
[0034] 图5的柱状图示出了随着位移每改变0.2_，容量改变了多少百分比。
[0035] 基于执行的试验，当增加和减少螺旋转子的CD时，可以看出，当CD大于13.3和小于 11.3时，图3和图4中的曲线显著地改变。通过将这些结果应用于上述发明人提出的经验方 程，可以得到以下结果：
[0037]当把已记下/已记录的数字代入方程中时，范围k计算如下：
[0039]这意味着当范围k在0.14与0.25之间时，液环螺旋栗具有其最佳的容量。
【主权项】
1. 液环螺旋栗（1)，包括具有抽吸入口部分(4)和压力出口部分(3)的壳体(2)，并且在 所述壳体(2)内，能旋转地设置有通过马达(6)经由轴驱动的阿基米德式螺旋转子，所述抽 吸入口部分(4)和所述压力出口部分(3)均设置有用于各自的抽吸管道和压力管道的连接 装置， 其特征在于 所述螺旋转子相对于所述壳体的中央轴线的位移CD基于以下方程确定： R,-CRmm-2CP_/： CRmm 其中 Rr是螺旋转子半径 CRmin是最小螺旋转子芯半径 CD是中央位移， 并且其中k是一范围。2. 根据权利要求1所述的液环螺旋栗， 其特征在于 范围k在0.14与0.29之间。
【专利摘要】一种液环螺旋泵(1)，包括具有抽吸入口部分(4)和压力出口部分(3)的壳体(2)，并且在壳体(2)内，能旋转地设置有通过马达(6)经由轴驱动的阿基米德式螺旋转子。抽吸入口部分(4)和压力出口部分(3)均设置有用于各自的抽吸管道和压力管道的连接装置。螺旋转子相对于壳体的中央轴线的位移CD基于以下方程确定：(I)其中Rr是螺旋转子半径，CRmin是最小螺旋转子芯半径，CD是中央位移，并且其中k是基于计算的一范围，优选地应当在0.14与0.29之间。<maths num="0001"></maths>
【IPC分类】F04D29/26, F04D29/00
【公开号】CN105473867
【申请号】CN201480028549
【发明人】奥勒·阿斯格尔·斯文海姆
【申请人】喷射器股份有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2014年5月15日
【公告号】EP2997262A1, US20160090982, WO2014185786A1, WO2014185786A9