專利名稱：螺桿泵及相關泵設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及偏心螺桿泵也稱為螺桿泵或穆瓦諾泵(Moineau pumps)類型的容積泵 領域。特別地，本發明涉及螺桿泵以及包括了該泵的泵設備。
背景技術：
傳統的方式中，泵設備包括一個螺桿泵或穆瓦諾泵以及液體容納套管。該泵包括 一個定子和一個容納在定子中的螺旋轉子。套管包括一個一端與轉子耦合，另一端與驅動 電機的輸出轉軸耦合的中間軸。定子通過拉桿被夾緊在兩個法蘭之間。在一些使用條件下，會出現過高的扭矩程度，例如，當溫度較高導致定子膨脹時， 就會出現這樣的情況。然后定子會被轉子轉動。結果，定子的端部受破壞，這樣定子和套管 之間的密封就得不到保證。
發明內容
本發明的一個目標是防止定子旋轉并由此避免受到破壞。為此目的，本發明提供一種包括了定子的螺桿泵，該定子具有一輸入端用于與液 體容納套管耦合；該泵的特征在于，其包括了具有至少一條腿和至少一個鉗體的錨定元件； 所述腿適于站立以及被緊固到一個固定平面支撐上；所述鉗體適于夾緊定子輸入端；以及 所述輸入端和所述鉗體包括在旋轉時將兩者鎖定在一起的鎖定裝置。在具體的實施方式中，該螺桿泵包括一個或多個下面的特征一個泵，其中該裝置包括·至少一個形成了定子的所述輸入端一部分的浮雕狀(in relief)定子部分；以 及·至少一個形成了鉗體一部分的浮雕狀錨定部分；該浮雕狀錨定部分適于以互補 方式與所述浮雕狀定子部分協同合作。一個泵，其中浮雕狀定子部分和浮雕狀錨定部分被以當錨定元件被緊固到定子和 固定支撐上時，第一單元的縱軸線基本上是豎直的方式定位。一個泵，其中浮雕狀定子部分為一凹處。一個泵，其中鉗體包括至少一個夾緊臂和由該夾緊臂承載的獨立部分，浮雕狀錨 定部分形成于獨立部分。一個泵，其中浮雕狀定子部分是一個具有直線形底部的凹槽部分，且其中獨立部 分為適于與該凹槽部分嚙合的組合桿；所述組合桿被緊固到夾緊臂上。一個泵，其中鉗體包括至少兩個半領，且其中組合桿適于與分別位于半領上的貫 穿孔嚙合；所述組合桿在其每一端都提供有軸向鎖定元件。一個泵，其中該獨立部分是固定螺釘，適于鄰近地抵住浮雕狀定子部分；所述固定 螺釘被緊固到夾緊臂上。
一個泵，其中浮雕狀定子部分為平坦部分。一個泵，其中浮雕狀錨定部分形成于鉗體上。一個泵，其中定子具有一個用于與液體輸送管耦合輸出端，且其中該輸出端具有 一個光滑的環形槽。一個泵，其中定子具有一個用于與液體輸送管耦合的輸出端，且其中該泵進一步 包括一個適于將該輸入端或該輸出端緊固到端部管件上的緊固組件；該緊固組件包括具有 第一和第二緊固元件的拉桿。一個泵，其中該第一緊固元件包括一個具有縱軸線的橢圓形鑰匙，該鑰匙適于與 端部管件上的鎖眼嚙合，該鎖眼包括具有一縱軸線的至少一個第一縮進部(setback)，當該 緊固組件被緊固到該鉗體上時，該鑰匙的縱軸線垂直于第一縮進部的縱軸線。一個泵，其中該第二緊固元件包括螺桿以及適于旋入該螺桿的螺母；所述螺母適 于鄰近地抵住錨定元件。本發明同樣提供了一個泵設備，其包括·液體容納套管；該套管包括一個鎖眼；·被安置在該套管中的驅動軸，該驅動軸一端被設定與驅動電機耦合；·根據任何上述特征的螺桿泵；定子具有與套管耦合的輸入端；轉子的一端與驅 動軸另一端耦合；以及·液體輸送管，該定子包括一個與該輸送管道耦合的輸出端。
通過閱讀下面給出的僅作為示例性的描述以及參考附圖，能更好地理解本發明，其中
圖1為泵設備的透視圖，該泵設備包括本發明第一實施方式中的螺桿泵；
圖2為圖1所示泵設備的豎直平面截面 圖3為本發明第一實施方式中螺桿泵的部分定子和部分錨定元件的局部分解透視 圖4為本發明第一實施方式中部分螺桿泵的透視圖，所述泵的部分與套管耦合；
圖5為本發明螺桿泵的拉桿的透視 圖6為本發明泵設備套管的端部管件透視 圖7為圖6中所示端部管件的鎖眼的放大視 圖8為本發明第一實施方式中的螺桿泵的定子透視 圖9為本發明第二實施方式中的部分螺桿泵的局部分解透視圖，所述泵的部分與套管'華禹合；
圖10為圖9中所示部分螺桿泵的局部放大截面 圖11為本發明第二實施方式中螺桿泵的定子的透視 圖12為本發明第三實施方式中部分螺桿泵的透視圖；以及
圖13為圖12中所示部分的放大視圖。
具體實施例方式在下面的描述中，術語如“高”、“低”、“底部”、“頂部”、“豎直”以及“水平”都被限
定為與本發明安裝在水平的支撐上的泵設備1有關，如圖1所示。參考附圖1和2，本發明的泵設備1包括·螺桿泵2，其包括被收納于定子8的螺旋空腔6中的螺旋轉子4 ；·適于驅動轉子4的電機(未示出)，該電機具有一輸出軸12 ；·中間柔性驅動軸14，其端部之一與轉子4耦合，且被設定為在其另一端通過輸出 軸12進行旋轉；·容納該中間驅動軸14的套管20，該套管20以密封方式被固定到定子8的輸入端 21，套管20擁有一側面開口 24，其組成了由泵設備1傳輸的液體的入口(箭頭25)；以及·液體輸送管或管道22，以密封方式固定在定子8的輸出端23。定子8由剛性材料制成，比如，一種金屬。可選擇地，其包括彈性材料，比如橡膠， 其被粘合到金屬結構的內表面。如圖3中所示，定子8的輸入端21具有頸部28，該頸部28形成了與定子的外表面 30相應的第一肩部29。如圖4所示，套管20的端部管件26與頸部28嚙合。并且，定子8的輸入端21提供有形成了相應于定子外表面30的第二和第三肩部 27,32 的槽 31。根據本發明，槽31具有兩個浮雕狀定子部分33，適于通過一個錨定元件36與兩個 互補形狀的錨定孔34協同合作，以便防止定子8相對于圖1和2中所示的固定支撐38旋轉。通過示例，固定支撐38由泵設備1所在的地面構成，或者由任何其它承載泵設備 1的平表面構成。每個浮雕狀定子部分33包括一個縮進部或一個凸起。它形成了一個壓痕。圖3中所示的本發明的第一個實施方式中，每個浮雕狀定子部分33由平坦部分40 組成，該平坦部分40沿定子的一個傾斜的角度部分延伸，該傾斜角度范圍為5° -40°。優選地，浮雕狀定子部分33被定位在沿著定子8的預先限定環狀位置上，這樣當 錨定元件36被緊固到定子8上以及固定支撐38上時，第一單元39豎直地延伸且第一單元 的縱軸線優選地大體上豎直，如圖2所示那樣。有利地，這個定子8的環狀位置提高了泵2的抽吸能力。有利地，這個定子8的環狀位置減少了氣泡的數量。有利地，這個定子8的環狀位置提高了效率。有地利，這個定子8的環狀位置還提高了泵2的除塵度。錨定元件36具有兩個相同的相互緊固的浮雕狀錨定部分41和43。每個浮雕狀錨 定部分41和43都具有用來站立于固定支撐38上的腿44，46，固定在腿44，46上的夾緊臂 48，50，以及由夾緊臂48，50承載的獨立部分52，54。因此，定子的輸入端通過錨定元件36 局部地緊固到固定平面支撐38上。通過螺釘56，58擰入在夾緊臂48，50的頂部和底部上的孔60，62，浮雕狀錨定部分 41和43相互緊固。螺母57，59被擰入螺釘56，58的自由端，這樣軸向地擋住螺釘。在本發明的這一實施方式中，夾緊臂48，50由兩個夾緊半領構成。當浮雕狀錨定部分41，43相互緊固時，夾緊半領48，50和獨立部分52，54形成了用于夾緊定子8的鉗體。鉗體位于定子的槽31內。該第二和第三肩部27和32將鉗體保持在槽31中，并 防止由于轉子4在定子8中旋轉而引起的振動和壓力的影響下錨定元件36的任何軸向運 動，如圖2中所示。在一個變形中，夾緊臂48，40僅夾住定子的一個部分。在一個變形中，夾緊臂由，比如，安裝有獨立夾緊元件的圓環構成，或者由直線形 夾緊臂構成。在這一實施方式中，獨立部分52包括一個扁平墊片64，該墊片具有一位于其外表 面66的中心螺柱68。扁平墊片64和中心螺柱68分別嚙合在形成于夾緊臂48，50上的方 形殼體70內以及孔72內。浮雕狀錨定部分34形成于墊片54的內表面74上。本例中，浮雕狀錨定部分34 在由用于支承定子的平坦部分40的平表面構成，以便通過腿44，46防止定子旋轉。獨立部分54與獨立部分52相同。優選地，墊片64具有大于或者等于定子平坦部分40的尺寸的正面。為了保證錨定元件36的穩定，腿44，46安裝有相應的支撐足76，每個足提供在具 有半孔78的端部。當浮雕狀錨定部分41，43相互緊固，腿44和46的支撐足76變得相互 接觸且形成一基座，該基座被設計成通過一緊固螺釘80穿過半孔78保持住固定支撐38。 當浮雕狀錨定部分41，43相互緊固，腿44，46相互間隔一定距離，該距離大體上小于由夾緊 臂48，50形成的夾緊領的直徑。每個夾緊臂48，50還包括一個豎直延伸的調整片82，其從夾緊臂48，50的主體上 突出。這個調整片82形成一個凹口 84，其用于接納用來緊固定子8的組件，如圖2中所示。參考圖4到7，緊固組件，以下參考拉桿90，例如為彎桿形式的桿。它適于使固定 到定子8上的夾緊臂48或50與在圖2中可見的套管20或管道22之間具有剛性連接。具體地，拉桿90包括參考為直線形桿部分的第一桿部分89，以及一個參考為彎桿 部分的第二桿部分91。彎桿部分91的端部提供有由鑰匙94終止的收縮部92。鑰匙94形成為大體上長 方形的頭部。鑰匙94的長軸線A-A，同樣參考為其縱軸線，平行于直線形桿部分89的中心 軸線B-B。鑰匙94適于嚙合入形成在套管20上的領部100的鎖眼98，或者安裝到套管上的 鎖眼。鎖眼98具有開口在領部100的外側面的第一縮進部102和開口在領部100內側 面并與第一縮進部102聯通的的第二縮進部104。第一縮進部102呈現為與鑰匙94形狀相同的長方形。第一縮進部102的長軸線 C-C，也參考為其縱軸線，垂直于端部管件26的軸線D-D。第二縮進部104的至少一個部分為圓形，其直徑不小于鑰匙94的最大直徑。由于 在端部管件26的軸線D-D方向上，第二縮進部104所呈現的長度大于第一縮進部102的長 度，第二縮進部104的面形成了用于鑰匙94的支承面106，108。這些支承面106，108位于 第一縮進部102的縱軸線C-C的任一側。定子8的邊緣面覆有一彈性體，當定子組裝成套管20時，適于支承形成在套管20的端部管件的內側面上的肩部109，以提供兩者之間的密封。參考圖4和5，螺紋110形成在拉桿90的直線形桿部分89上。這個螺紋110適于 接納墊圈114和螺母116。當拉桿90緊固到錨定元件36上時，墊圈114鄰近地抵住調整片 82，以及抵著夾緊臂48的側面。夾緊臂48鄰近地抵住第二肩部27。如在圖1中可見，錨定元件36可以安裝到定子8的輸入端21上以及輸出端23上。當安裝到輸入端時，拉桿90適于抵著定子的輸入端21拉住套管20的端部管件 26。當安裝到輸出端時，拉桿90適于低著定子的輸出端23拉住管道22端部管件115。如在圖1以及4到7可見，當拉桿90緊固到端部管件26或115時，鑰匙94開始 插入第一縮進部102，此后插入到第二縮進部104。鑰匙94的縱軸線A-A平行于第一縮進 部102的縱軸線C-C。此后，拉桿90旋轉90°，這樣鑰匙94的縱軸線A-A垂直于第一縮進 部102的縱軸線C-C。形成于收縮部92和鑰匙94之間的肩部96然后接觸到支承面106， 108。鑰匙94接著鎖定在鎖眼98中。最后，螺母116旋入直線形桿部分89，直到墊圈114 鄰近地抵住調整片82以及抵住夾緊臂48的側面。在一個變形中，拉桿90為直線形桿。在這種條件下，拉桿被緊固在形成在一個凸 起上的鎖眼中，該凸起形成在套管20的領部100上。參考圖3和8，定子的輸出端23與定子輸入端21相似。這些端部的相同元件具有 相同的標記，且不再贅述。不同于輸入端21的槽31，形成于輸出端23的槽118為光滑的環形槽。換句話說， 其不具有浮雕狀定子部分33。與圖3中所示的錨定元件相似的錨定元件36被安裝在槽118 中。這個錨定元件36不包括有獨立部分52，54。當緊固到槽118而不具有獨立部分52，54時，錨定元件36僅起到支撐定子8和嚙 合管道22的作用。其并不用作防止定子旋轉或指示與電機4的單元的位置相關的定子8 的位置。在一個變形中，錨定元件36具有單個調整片以及僅在定子8 —側安裝到夾緊臂48 上的單個拉桿90，在一個變形中，錨定元件36具有多個調整片82以及多個安裝在夾緊臂 48上的拉桿90。在一個變形中，定子8具有單個平坦部分40，以及提供有獨立部分52的單個夾緊 臂 48，50。在一個變形中，平坦部分40直接形成于夾緊臂48，50上。在這樣的條件下，錨定 元件36不具有獨立部分52，54。在一個變形中，定子的至少一段為八邊形以及夾緊臂具有互補形狀。本發明第二實施方式中的螺桿泵2借助下面的參考圖9-11進行說明。泵2包括一個具有輸入端122和輸出端124的定子120，每個都適于接納錨定元件 128。如在圖1中可見的，輸入端122提供有頸部126，套管20的端部管件26嚙合在該 頸部126上。頸部126相對于定子外側表面130形成了肩部。在本發明的第二實施方式中，浮雕狀定子部分33為凹槽部分132。這個凹槽部分 132延伸過以5°到40°的角度范圍傾斜的定子120的角度部分。其呈現出一個直線形底部。錨定元件128與本發明第一實施方式中錨定元件36相同。在這些錨定元件中相 同的元件給予相同的標記，且不再贅述。錨定元件128包括一獨立部分52，具有形成于其上的浮雕狀錨定部分34。在本發明的這個實施方式中，獨立部分52為一組合桿134，其適于嚙合穿過提供 在夾緊臂48，50的自由端部上的孔136，138。組合桿134在其端部提供有一頭部140且在 其另一端提供有能擰入螺釘的螺母142，以防止組合桿134在孔136，138中軸線方向上移動。錨定元件128也可以安裝有未在圖9中示出的拉桿90。參考圖11，定子120的輸出端124也具有頸部126，管道22的端部管件115嚙合 在頸部126上，就像在圖1中可看到的。環形槽140被機械加工環繞在定子120上，以代替 浮雕狀錨定部分34。錨定元件128適于緊固在環形槽140上，以便組合桿134穿過槽140。夾緊臂48，50被定位于定子的槽140中。形成在槽部分132的肩部將夾緊臂保持 在槽140中，并防止錨定元件128在由于位于定子8內的轉子4旋轉時所引發的振動和壓 力的作用下的軸向移動，如在圖2中可以看到的那樣。至于在本發明的第一實施方式，由于槽140是環狀的，當錨定元件128被緊固到定 子120的輸出端124，其僅用作承載120并與管道22嚙合，而不能防止定子旋轉以及不能指 示定子8的角度部分。本發明第三實施方式中的螺桿泵2在圖12和13中示出。這個泵2的定子8與圖8中示出的本發明的第二實施方式中的泵的定子相同。本 發明第三實施方式中的錨定元件142與本發明中第一實施方式的錨定元件36相同。在這 些錨定元件中的相同的元件給予相同的標記，且不再贅述。每個調整片82被穿孔88穿透，穿孔88的軸線垂直于夾緊臂48，50的軸線，且調 整片被定位成與孔72對齊。孔72為一穿孔且被攻有內螺紋。在圖3中可以看到獨立部分52，54是不由墊片構成的，而由固定螺釘114構成，優 選是平頭的，將螺釘插入到調整片82的孔88中并擰入螺紋孔72。固定螺釘144適于鄰接 地抵住定子的平坦部分40，以防止定子旋轉。如在圖3中可見，每個固定螺釘144的平頭端與定子的平坦部分40協同合作。這 個平頭端形成浮雕狀錨定部分34。在一個變形中，每個固定螺釘呈現出適于與定子的孔協同合作的尖端。在一個變形中，錨定元件只有一個調整片和僅有一個僅緊固在定子一側的固定螺 釘144。在一個變形中，錨定元件具有多個調整片82和多個固定螺釘144。在一個變形中，定子8具有平坦部分40，不具有安裝在殼體70上的中心螺柱68的 墊片64，以及擰入螺紋孔72的固定螺釘144。固定螺釘144然后構成了墊片的一個夾緊元 件。墊片的平面進而形成了浮雕狀錨定部分34。在一個變形中，第三實施方式中的錨定元件包括“傳統”緊固部件，如緊固到電機 套管或電機以及變速箱上的拉桿。有利地，在第二和第三實施方式中，拉桿90和調整片82被安裝到錨定元件128， 142 上。
有利地，在定子和管道之間以及定子和套管之間的緊固都很容易通過部分地擰出 螺母116和將拉桿90掰過90°進行拆除。有利地，本發明的泵包括用來定位在套管旁邊的定子第一單元的裝置，以及用來 防止定子在套管旁邊旋轉。
權利要求
一種螺桿泵(2)包括定子(8；120)，所述定子具有用于與液體容納套管(20)耦合的輸入端(21；122)；所述泵的特征在于，其包括具有至少一條腿(44，46)和至少一個鉗體(48，50)的錨定元件(36；128；142)；所述腿(44，46)適于站立且被緊固到一固定平面支撐(38)上；所述鉗體(48，50)適于夾緊所述定子的輸入端(21；122)；以及所述輸入端(21；122)和所述鉗體(48，50)包括在旋轉時將兩者相互鎖定的鎖定裝置(33，34，48，50)。
2.根據權利要求1所述的泵(2)，其特征在于，所述鎖定裝置(33，34，48，50)包括 至少一個形成所述定子的輸入端(21 ； 122) —部分的浮雕狀定子部分(33)；以及 至少一個形成所述鉗體(48，50) —部分的浮雕狀錨定部分(34)；所述浮雕狀錨定部 分(34)適于以互補方式與所述浮雕狀定子部分(33)協同合作。
3.根據權利要求1或2所述的泵(2)，其特征在于，所述浮雕狀定子部分(33)和所述 浮雕狀錨定部分(34)以這樣一個方式定位，所述方式為當所述錨定元件(36 ；128)被緊固 到所述定子(8)和所述固定支撐(38)上時，第一單元(39)的縱軸線基本上豎直。
4.根據權利要求1到3中任一項所述的泵(2)，其特征在于，所述浮雕狀定子部分(33) 為一凹處。
5.根據權利要求2到4中任一項所述的泵(2)，其特征在于，所述鉗體(48，50)包括至 少一個夾緊臂(48，50)和由所述夾緊臂承載的獨立部分(52，54，64，134，144)，所述浮雕狀 錨定部分(34)形成在所述獨立部分(52，54，64，134，144)上。
6.根據權利要求5所述的泵(2)，其特征在于，所述浮雕狀定子部分(33)為具有直線 形底部的凹槽部分(132)，且其中所述獨立部分(52，54，64，134，144)為一適于嚙合到所述 凹槽部分(132)的組合桿(134)；所述組合桿(134)被緊固到所述夾緊臂(48，50)上。
7.根據權利要求6所述的泵(2)，其特征在于，所述鉗體(48，50)包括至少兩個半領， 且其中所述組合桿(134)適于嚙合入分別位于所述半領上的貫穿孔(136，138)；所述組合 桿(134)在其每個端部都提供有軸向鎖定元件(140，142)。
8.根據權利要求5所述的泵(2)，其特征在于，所述獨立部分(52，54，64，134，144)為 固定螺釘(144)，其適于鄰近地抵住所述浮雕狀定子部分(33)；所述固定螺釘(144)被緊固 到夾緊臂(48，50)上。
9.根據權利要求2到5以及8中任一項所述的泵(2)，其特征在于，所述浮雕狀定子部 分(33)為平坦部分(40)。
10.根據權利要求2到4以及9中任一項所述的泵(2)，其特征在于，所述浮雕狀錨定 部分(34)形成于所述鉗體(48，50)上。
11.根據權利要求1到10中任一項所述的泵(2)，其特征在于，所述定子(8； 120)具有 一用于與液體輸送管(22)耦合的輸出端(23 ；124)，且其中所述輸出端(23 ；124)具有光滑 的環形槽(118 ； 140)。
12.根據權利要求1到11中任一項所述的泵(2)，其特征在于，所述定子(8； 120)具有 一用于與液體輸送管(22)耦合的輸出端(23 ；124)，且其中所述泵(2)進一步包括緊固部 件(90)，所述緊固部件(90)適于將所述輸入端(21 ；122)或所述輸出端(23 ； 124)緊固到 端部管件(26 ；115)；所述緊固部件(90)包括具有第一和第二緊固元件(94 ；110，116)的拉 桿。
13.根據權利要求12所述的泵(2)，其特征在于，所述第一緊固元件包括具有縱軸線(A-A)的橢圓形鑰匙(94)，所述鑰匙適于與所述端部管件(26 ；115)上的鎖眼(98)嚙合，所 述鎖眼(98)包括至少一個具有縱軸線(C-C)的第一縮進部(102)，當所述緊固部件(90)被 緊固到所述鉗體(48，50)時，所述鑰匙(94)的縱軸線(A-A)垂直于所述第一縮進部(102) 的縱軸線(C-C)。
14.根據權利要求12或13所述的泵(2)，其特征在于，所述第二緊固元件(110，116) 包括一個螺桿(110)和一個適于擰入所述螺桿的螺母(116)；所述螺母(116)適于鄰近地 抵住所述錨定元件(36 ；128 ； 142)。
15.一個泵設備(1)包括 液體容納套管(20)；所述套管(20)包括一個鎖眼(98)； 安置在所述套管(20)內的驅動軸(14)，所述驅動軸(14)的一端被設定為與驅動電 機耦合； 根據權利要求1到14中任一項所述的螺桿泵(2)；所述定子(8 ； 120)具有與所述套 管(20)耦合的輸入端(21 ；122)；所述轉子(4)的一端與所述驅動軸(14)的另一端耦合； 以及 液體輸送管(22)，所述定子(8 ；120)包括一與所述輸送管(22)耦合的輸出端(23 ； 124)。
全文摘要
一種螺桿泵及相關泵設備，該螺桿泵包括一個具有與液體容納套管耦合的輸入端(21)的定子(8)，且特征在于其包括適于將定子輸入端(21)緊固到固定支撐上的錨定元件(36)，所述輸入端(21)和所述錨定元件(36)包括用于在旋轉時將兩者鎖定在一起的鎖定裝置。
文檔編號F04D3/02GK101985941SQ201010241070
公開日2011年3月16日 申請日期2010年7月23日 優先權日2009年7月23日
發明者金保爾·沃泰萊特, 金-皮埃爾·馬里埃勒 申請人:Pcm公司