旋转泵和固定板的制作方法

本发明涉及一种旋转泵，该旋转泵具有至少一个被驱动的传送元件，该至少一个被驱动的传送元件配置于供待被传送的产品流动通过的产品空间，该至少一个被驱动的传送元件借助于从外侧伸入产品空间中的轴而被驱动，该轴相对于产品空间的壁被密封。已知对应构造的泵为流量泵(flowpump)和容积泵(positivedisplacementpump)。

背景技术：

用于相对于壁密封轴的已知措施是例如使用轴密封环。然而，轴密封环仅是部分可靠的，并且，特别地当待被传送的产品的类型需要特别可靠的密封时，诸如传送有毒的材料或在卫生领域(例如在食物和/或化妆产业)中时，轴密封环并不适用。

在所述领域中，已建立了确保非常令人满意的密封作用的滑环密封的使用。然而，这借助于密封的复杂构造来实现。一般来说，密封具有连接到轴的至少一个旋转部和安装于壁的一个固定部。

为了使密封可靠地发挥功能，固定部需要轴向地固定且抵抗旋转。轴向固定必须防止密封朝向产品空间移动，否则，在产品空间中的真空条件的情况下密封的功能会受损。为此，所述部分通常具有凸缘或座，所述凸缘或座例如借助于使用多个螺栓的旋拧或借助于收缩装配(shrink-fitting)而以非形状匹配锁定(non-positivelocking)和/或形状匹配锁定(positivelylocking)的方式固定于壁。

在许多情况下，特别在诸如食品或化妆品的卫生产品用的泵的情况下，由于产品流动受到损害并且对应的轮廓难以清洁，所以不期望或仅仅是不能将凸缘或座配置于产品空间中。因此，凸缘必须从产品空间的外侧安装。出于各种原因这是不利的。

为了安装凸缘，轴必须被完全拉出产品空间。在许多泵的情况下，这需要产品空间和泵驱动部的完全分离。同时，由于仅能够从产品侧进行滑环密封的旋转部的安装，因此密封的更换或维护是非常复杂的。另外，在安装有密封的固定部的产品空间和泵驱动部相结合的情况下，存在由于密封与轴不受控制的接触而导致密封被损坏的风险。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于特别地针对上述问题改进泵的构造。

根据本发明的一方面，通过如下旋转泵来实现该目的，所述旋转泵具有至少一个被驱动的传送元件，所述被驱动的传送元件配置于产品空间，待被传送的产品流动通过所述产品空间，借助于从外侧伸入所述产品空间中的轴驱动所述被驱动的传送元件，所述轴相对于所述产品空间的壁被密封，其特征在于，所述密封被构造为滑环密封，利用外侧形状匹配锁定的位置固定部件将所述滑环密封安装在产品侧。这里，在本发明的上下文中，外侧被理解为指在产品空间的外侧进行滑环密封的位置固定。

借助于所提出的构造实质上简化了密封的组装和维护。密封可以在产品空间和泵驱动部没有分离的情况下经由轴从产品空间插入到壁中。

为了特别高质量的密封作用，根据本发明的一个细化方案，所述滑环密封具有第一旋转部、第二旋转部和固定部。根据本发明的一个优选变形，所述固定部包括被插入到所述壁的密封座中的套筒。

如果根据本发明的另一实施方式，所述套筒在背对所述产品空间的一侧突出离开所述壁，则所述位置固定部件可以具有特别简单的设计。出于该目的，根据一个实施方式，所述套筒在突出离开所述壁的部分具有周向槽。

根据本发明的另一优选实施方式，所述位置固定部件被构造为固定板，所述固定板横向地绕着所述套筒接合且在该过程中所述固定板接合到所述周向槽中。结果，可靠地且以简单的方式防止套筒在密封座中的轴向移动。

为了特别高效的固定作用，所述固定板在大于180°的周向角度上接合到所述周向槽中。为此，所述固定板优选地具有横向指部，所述指部在绕着所述套筒接合时首先向外弹性地弯曲且随后朝向所述指部的复位位置回弹。

在本发明的一个发展中，所述套筒具有与所述周向槽邻接的滚花部。所述固定板优选地具有突起，所述突起作为防旋转保护件接合到所述滚花部中。作为该细化方案的结果，对于套筒，固定板同时实现作为轴向固定部件和作为防旋转保护件的功能。

根据本发明的一个发展，所述固定板配置于在所述泵的产品空间和驱动部之间的泄漏空间中，为了向所述泄漏空间提供护手，所述固定板在不与所述套筒相互作用的端部处弯曲。

优选地，借助于一个或多个固定螺栓来固定所述固定板。

根据本发明的另一方面，此外，借助于泵的固定板来实现该目的，所述固定板是根据上述实施方式设计的。明确地引用关于根据本发明的固定板的优点和效果的前述说明。

附图说明

在下文中将使用一些示例性附图来说明本发明，其中：

图1以立体图的方式示出了泵；

图2示出根据图1的泵的水平截面图；

图3示出根据图1的泵的竖直截面图；

图4示出穿过根据本发明的一个方面的泵的产品部的密封的水平截面；以及

图5示出根据本发明的另一方面的泵的固定板。

具体实施方式

图1以立体图的方式示出了泵1，该泵1实质上由驱动部2和产品部3构成。在所示的示例中，该泵为卫生的单流式螺旋轴泵(hygienicsingle-flowscrew-spindlepump)。

泵1的驱动部2具有驱动轴轴颈4，借助于该驱动轴轴颈4，泵1能够联接到驱动马达(未示出)，泵1的产品部3具有产品入口5和产品出口6。在泵1的可逆操作的情况下，产品入口5和产品出口6在这里可以以依赖于传送方向的方式交换。

在图2和图3中示出了泵1的内部构造。在产品部3中，彼此接合的两个排料螺杆(displacingscrew)7、8配置为由两个平行的轴9、10驱动的传送元件。排料螺杆7、8插接于轴9、10且借助于在所示的示例中的装配件11、12以形状匹配锁定的方式可释放地紧固到轴9、10。

轴9、10延伸出产品部3并进入到驱动部2中，在驱动部2处，轴9、10首先借助于径向作用的滚针轴承13、14且借助于径向、轴向作用的角接触球轴承15、16而被安装。在所示的示例中，在各情况下，角接触球轴承15、16由三个轴承构成，这三个轴承以一个轴承配置在另一个轴承的后方的方式配置且为了简洁被描述为一个轴承。具有彼此啮合的小齿轮18、19的同步齿轮机构17配置在轴承13、14和轴承15、16之间。同步齿轮机构17将经由驱动轴轴颈4施加至轴10的移动传递给轴9，结果排料螺杆7、8沿相反的方向同步旋转。

特别地，对于单流式螺旋轴泵1的轴承13、14、15、16和同步齿轮机构17具有高需求。为了实现高的效率度，排料螺杆7、8以具有最小间隙而不接触的方式彼此接合。为了避免排料螺杆7、8的接触(如果排料螺杆7、8接触，排料螺杆7、8可能被损坏)，同步齿轮机构17和轴承系统因此需要具有极大的刚性且游隙(play)低。另外，特别是在高传送率且在高度粘性或糊状产品的情况下，作为轴向力必须由角接触球轴承15、16吸收的单流式构造的结果，高轴向力作用于轴9、10。

为了能够承受高载荷，轴承13、14、15、16必须被连续冷却。为此，在泵1的驱动部2中设置油路20。这里，小齿轮18、19浸入到油池中，且在驱动部2中产生油雾，该油雾进入到轴承13、14、15和16中，同时润滑和冷却轴承13、14、15和16。

为了防止油漏到驱动部2外，借助于轴密封环21、22，在驱动部2的产品侧端部处密封轴9、10。设置另外的轴密封环23以用于密封驱动轴轴颈4。

在泵1的组装过程中，由于小齿轮18、19的功能导致小齿轮18、19的直径大于轴9、10的轴线间的间隔产生了困难，由此角接触球轴承15、16的外圈26、27用的座孔24、25的直径必须小于轴9、10的轴线间的间隔。因此，在安装了小齿轮18、19的情况下，轴9、10不能通过座孔24、25引入到泵1的驱动部2中。

因此如下地进行组装：在组装之前，滚针轴承13、14的内圈28、29、小齿轮18、19用的支撑体30、31和角接触球轴承15、16被安装于轴9、10。为此，滚针轴承13、14的内圈28、29和角接触球轴承15、16收缩装配到轴9、10，由此借助于滑键连接(featherkeyconnection)(未示出)将支撑体30、31固定于轴9、10。

在驱动部2的壳体34中，滚针轴承13、14的外圈35、36在对应的座孔37、38中与相关联的针盒41、42固定。

安装于轴9、10的部件28、29、30、31、15、16以这些部件的外径均小于轴9、10的轴线间的间隔的方式确定尺寸，结果是预组装的轴可以朝向产品部3通过座孔24、25被推入到驱动部2中。这里，在轴9、10上受到推动时，通过壳体的组装开口43引导齿形缘39、40。

一个或多个固定板46随后被拧紧，用于轴9、10和角接触球轴承15、16的轴向固定。

在轴9、10借助于角接触球轴承15、16的固定而以轴向无游隙的方式被安装之后，同步齿轮机构17在接下来的步骤中被最终组装。为此，在轴9、10被推入时已松配合地置于轴9、10的齿形缘39、40被推出到支撑体30、31，在支撑体30、31处，齿形缘39、40紧配合就位且彼此啮合。为此，支撑体30、31在与产品部3相背对的一侧具有止挡肩47、48。夹持板49、50、51、52随后从面对产品部3的一侧被载置成抵靠齿形缘39、40。夹持板49、50、51、52在各情况下为近似半环构造且具有端侧台阶，结果是在各情况下，两个夹持板可以被组装以形成一个平环(flushring)。组装的环随后借助于螺栓紧固到支撑体30、31且使齿形缘39、40压抵止挡肩47、48，结果它们以非形状匹配方式固定。

由于角接触球轴承15、16的座孔24、25和滚针轴承13、14的座孔35、36能够在被制造为单件的壳体34中被制成为同轴的事实，所以能够制出极低的游隙，特别地，各座孔24、25、35、36相对于彼此的径向偏差的风险被降低。

泵的驱动部2与由具有产品入口5的中间凸缘53、传送器壳体54和具有产品出口6的封闭凸缘55构造的产品部3邻接。中间凸缘53借助于安装套环56支撑在驱动部2的壳体34上，结果在驱动部2的壳体34和一个驱动侧壁57之间形成泄漏空间58。如果轴密封环21、22中的一者失灵，所述的泄漏空间58确保来自驱动部2的油能够从泵排出，而不污染被传送的产品，这在特别是泵在卫生领域(诸如食物或化妆产业)的使用中具有基本意义。

轴9、10通过在壁57中的密封座59、60突出到产品区域中，且在通过壁57的过程中、借助于为了简洁在图2和3中未示出的滑环密封61、62而被密封。将在下文中使用图4更详细地说明所述密封的构造。

由于滑环密封61、62具有相同的构造，因此这里将仅描述滑环密封61。所有的说明也同样适用于滑环密封62。

滑环密封61被构造为两段(twostages)，且因此具有固定部63和两个旋转部64、65。第一旋转部64置于轴9的驱动侧且借助于被旋拧到轴9中的销66、67而被轴向地、可旋转地保持。固定部63由借助于弹簧环70彼此支撑的两个滑环68、69构成。包括两个滑环68、69和弹簧环70的单元被包围于如下套筒71中：所述套筒71被插入到密封座59中且在这里被轴向地支撑于突起72。

相应地，第二旋转部65由被包围在壶部(pot)74中的滑环73构成，所述壶部74被支撑于轴9的台阶75且借助于排料螺杆7固定夹持于轴9的台阶75。驱动部76被旋拧到壶部74中，该驱动部76防止滑环73相对于壶部74旋转。

借助于弹簧环70的力，使滑环68压抵旋转部64，使滑环69压抵滑环73，结果它们紧紧地支撑彼此且相对于泄漏空间58密封产品空间77。这里，特别地，由产品可兼容且低磨耗材料制造滑环69和73。

借助于可以为例如蒸馏水的产品可兼容液体来冲洗在滑环68、69、73和轴9之间的中间空间。这用于冷却滑环且将能够穿过滑环之间的产品组成部分输送走。通过壁57中的通道执行液体的向内和向外输送，为了简洁起见在图中未示出该通道。

在泵1的操作过程中，会出现产品空间77中为真空的情况。为了防止套筒71由于环境压力被压入到产品空间77中，在最坏情况下的结果是，污染物能够进入到产品中，套筒71突出超过在驱动侧的壁57且在那里具有周向槽78。从外侧被推入到泄漏空间58中的固定板81的指部79、80(图5)接合到所述槽78中。结果，套筒71被轴向地锁定，结果是套筒71不能被压入到产品空间中。为了确保套筒71抵抗旋转，在一个位置处，槽78具有轴向滚花部82，该轴向滚花部82与固定板81的突起83相互作用。

在图5中更详细地示出固定板81。固定板具有两个外侧的指部79、80和中间的腹板部(middleweb)84，该两个指部79、80和腹板部84在轮廓方面适配于槽78的槽底。总体上，它们围成一定程度上大于180°的角度，结果当固定板81被推入时，指部79、80向外弹性地弯曲，随后回弹至它们的初始位置。借助于当固定板被推入时与固定螺栓87(图4)接合的缝85、86辅助弹性变形。在腹板部84的中央处设置小支架88，该支架88用于形成突起83。为此，如图4所示，小板89可以例如借助于点焊被固定于支架88。可选地，为了形成突起83，支架88自身可以一定程度上弯曲离开固定板81的平面或呈珠状地从固定板81的平面离开。

在固定板81的自由端，窄条弯曲近似90°，因此用作泄漏空间58用的护手(protectivehandguard)90。为了在固定板81被推入之后借助于扳手拧紧固定螺栓87并由此固定固定板81，这里留有足够的间隙。

滑环密封61、62的安装和拆卸特别简单且通过拆卸封闭凸缘55从产品侧进行。

旋转部64被从产品侧引导至轴上，且一直被推到销66、67，销66、67在安装驱动部2之前已旋拧到轴9、10的螺纹孔中。随后在轴9上引导由滑环68、69、弹簧环70和套筒71构成的固定部63，且固定部63一直被推到密封座59中，套筒71从驱动侧的壁57突出直到周向槽78。接下来，固定板81被推入到泄漏空间58中，结果指部79、80和腹板部84接合到槽78中。这里，套筒以突起83接合到滚花部82中且因此确保套筒抵抗旋转的方式定向。在固定板已被完全推入之后，为了固定固定板，将固定螺栓87上紧。

最后，将由壶部74和滑环73构成的旋转部65推到轴9上，直到台阶75。借助于排料螺杆7、8的安装来固定滑环密封61、62。

在排料螺杆7、8的安装过程中，优选地，排料螺杆7、8在被推到轴9、10之前相对于彼此定向，结果对应的螺纹相应地彼此接合。排料螺杆7、8和轴9、10的产品侧端部具有互补形状的装配元件，结果排料螺杆7、8在轴9、10上的旋转被阻止。借助于装配件11、12附加地确保了形状匹配锁定连接。

由于因为形状匹配锁定连接而使排料螺杆7、8可以仅在不连续的角度位置处置于轴9、10上，因此，为了设定排料螺杆7、8相对于彼此的最佳无接触定向，需要使轴9、10相对于彼此旋转。为了避免排料螺杆7、8的过早磨耗，这是重要的。

为此，齿形缘39用的夹持板49、50通过组装开口43在一定程度上松弛，结果齿形缘39可以在支撑体30上旋转。于是借助于旋转设定排料螺杆7、8之间的间隙。在排料螺杆7、8相对于彼此的正确位置，夹持板49、50被再次夹紧，结果齿形缘39被再次固定使得齿形缘39不能旋转。

在排料螺杆7、8的调整之后，封闭凸缘55被载置到传送器壳体上。借助于泵的驱动部2上的盖91来封闭组装开口。在这之后泵1可供使用。

附图标号的说明

1泵

2驱动部

3产品部

4驱动轴轴颈

5产品入口

6产品出口

7、8排料螺杆

9、10轴

11、12装配件

13、14滚针轴承

15、16角接触球轴承

17同步齿轮机构

18、19小齿轮

20油路

21、22、23轴密封环

24、25座孔(角接触球轴承)

26、27外圈(角接触球轴承)

28、29内圈(滚针轴承)

30、31支撑体

32、33内圈(角接触球轴承)

34壳体

35、36外圈(滚针轴承)

37、38座孔(滚针轴承)

39、40齿形缘

41、42针盒

43组装开口

44、45球盒

46固定板

47、48止挡肩

49、50、51、52夹持板

53中间凸缘

54传送器壳体

55封闭凸缘

56安装套环

57壁

58泄漏空间

59、60密封座

61、62滑环密封

63固定部

64、65旋转部

66、67销

68、69滑环

70弹簧环

71套筒

72突起

73滑环

74壶部

75台阶

76驱动部

77产品空间

78槽

79、80指部

81固定板

82滚花部

83突起

84腹板部

85、86缝

87固定螺栓

88支架

89板

90护手

91盖