[发明专利]用于密封旋转活塞泵泵室的装置以及具有该装置的旋转活塞泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种尤其是在轴通过部的区域中相对于旋转活塞泵的无流体区域密封旋转活塞泵泵室的装置，所述装置包括两个或更多个密封件，所述密封件可在旋转活塞泵的泵室中与设置在轴上的旋转活塞的端面相邻地设置，使得在各密封件之间延伸有迷宫式间隙，该迷宫式间隙用于相对于轴沿径向和轴向延长密封路径。

本发明还涉及一种用于输送流体、尤其是含有固体颗粒的液体的旋转活塞泵，包括壳体，该壳体具有泵室和至少一对彼此啮合的、设置在泵室内的旋转活塞，所述旋转活塞分别支承在一个轴上，所述轴从泵室延伸到旋转活塞泵的无流体区域中。

背景技术

在本说明书的范畴中，轴向是指沿旋转活塞的旋转轴线方向的定向，所述旋转轴线也是轴的轴线。

为了保护已知的旋转活塞泵的功能，需要借助密封机构将旋转活塞泵的无流体区域（如传动装置区域和/或轴承区域）与引导流体的泵室分离。否则，含有固体颗粒的流体进入传动装置短时间之后就已导致传动装置的严重磨损直至失效。另外，必须保护轴和轴的轴承以防其被所输送的液体污染。需要特别注意轴通过部的从引导流体的泵室到泵的无流体区域的区域。

已知的用于密封的装置和已知的旋转活塞泵在此情况下使用密封迷宫，所述密封迷宫作为非接触密封元件通过延长密封路径使流体从密封部的一侧向另一侧的输送变难并且在此基础上实现了一定的密封效果。然而，已知的密封装置在旋转活塞泵中的作用并不完全令人满意。在已知的旋转活塞泵中，在旋转活塞的基圆直径的区域中在旋转活塞的端面上出现从旋转活塞泵的压力侧向吸入侧的流体短路流（泄漏流）。这结合所输送的纤维材料在活塞侧造成不希望的磨损。

发明内容

因此，本发明所基于的任务是提出一种用于尤其是在轴通过部的区域中密封旋转活塞泵的装置，该装置最大程度地克服了上述缺点并且在可能情况下有助于提高泵功率。

在开头所提类型的装置中本发明如下解决其所基于的任务，即：相对于轴沿径向的密封路径大于相对于轴沿轴向的密封路径。在此本发明利用下述认知：密封效果尤其以这样的方式得到提高，即，沿径向的密封路径分量与沿轴向的密封路径方向分量的比值越大，含有固体颗粒的流体就越难流经迷宫式间隙。这是因为：由于一些或所有密封件随轴旋转，因此处于迷宫式间隙中的流体也进行旋转。由此使流体具有一离心加速度，该离心加速度导致流体关于其径向运动分量的流动阻力增加。所选择的沿径向流过迷宫式间隙的流体与沿轴向运动的流体的比值越大，所述效果就越明显。

已经令人惊讶地表明，与沿轴向设计密封路径相比，相对于轴沿径向的密封路径大于相对于轴沿轴向的密封路径的设计使得用于密封的装置相对于轴长度整体上紧凑许多。为此特别有利的是，沿径向的密封路径与沿轴向的密封路径的比值在大于1至15的范围中。特别优选该比值在5至10的范围中。

在一种优选的实施方式中，这样选择迷宫式间隙的定向，使得迷宫式间隙具有一个或多个相对于轴在轴向上延伸的间隙区段和一个或多个相对于轴在径向上延伸的间隙区段。由此可实现阶梯形或曲折形的间隙图案，在此弯曲也额外增加流动阻力。在替换的实施方式中，迷宫式间隙并不严格地沿轴向或径向延伸，而是区段地或完全地相对于轴的轴线以0°和90°之间的角度延伸（在该装置的安装状态中）。在这种实施方式中，迷宫式间隙至少区段地构成各密封件之间的锥形空隙。

但特别优选迷宫式间隙构造有交替的径向和轴向延伸的间隙区段，因为由此可有利地将生产经济性与节省空间的结构方式结合起来。

根据本发明的装置的另一种优选的实施方式，至少一个第一密封件可借助形锁合或力锁合的连接器件固定在旋转活塞的一个端面上，并且至少一个第二密封件可借助形锁合或力锁合的连接器件固定在旋转活塞泵的壳体上。由此第一密封件构造为同步旋转的构件，而第二密封件构造为位置固定的构件。通过这种方式在第一和第二密封件之间延伸的迷宫式间隙或迷宫式间隙的一部分一方面由旋转构件并且另一方面由固定构件限定，因此间隙中的流体被剪切，这导致流体阻力和密封效果的进一步提高。另外，连接器件允许各个密封件的移除和更换。在磨损情况下可为了维护和维修目的更换密封件。另外，根据这种具有可固定的密封件的实施方式的并结合根据本发明的紧凑结构方式的装置可加装到传统旋转活塞泵中的轴向安装空间上，且无需特别改动旋转活塞泵的壳体和/泵室。

与延伸于各密封件之间的迷宫式间隙有关的另一优点在于，磨损仅出现在可更换的密封件上，而非如同在传统旋转活塞泵中那样出现在活塞面或者说端面上。