具有減少的脈動的蠕動泵和所述蠕動泵的應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于輸送流體的輸送介質通過軟管的蠕動栗，其具有包括弓狀成形的鞍座內面的鞍座和繞旋轉軸線可旋轉地設置在鞍座中的轉動件，所述轉動件包括多個按照角度繞旋轉軸線分布的、至少暫時對置于鞍座內面設置的軟管擠壓機構，用于從外部這樣對要設置在鞍座內面和轉動件之間的軟管加載，使得在轉動件旋轉時，由于通過軟管擠壓機構對軟管的外部加載引起的軟管的通過橫截面相應局部的變窄部能夠隨著相關的軟管擠壓機構沿鞍座內面運動，以便在軟管中輸送所述輸送介質，其中鞍座沿鞍座內面以所述次序具有沿鞍座內面優選30°的沉入區域、在鞍座內面的至少與兩個軟管擠壓機構之間的間距相同大小的角度范圍上的密封區域以及用于軟管擠壓機構的浮出區域，并且其中在轉動件的旋轉軸線和鞍座內面之間的徑向距離在沉入區域中減小，而在浮出區域中增大，從而軟管擠壓機構在其通過沉入區域的運動中漸增地對軟管加載，而使其通過橫截面變窄，并且在通過浮出區域的運動中可以使軟管卸載，以便消除或至少減少相應的變窄。此外本發明涉及所述蠕動栗的一種應用。
【背景技術】
[0002]已知的是，為了輸送流體的輸送介質而使用軟管栗，所述軟管栗裝備有軟管擠壓機構，所述軟管擠壓機構例如可以構造成滑座或滾子。所述軟管擠壓機構可以封閉處于轉動件和鞍座內部之間的間隙中的軟管。通過封閉位置的向前運動來輸送所述輸送介質。在此軟管擠壓機構在沉入區域中進入軟管中，直到其逐漸在與密封區域的過渡部中最終封閉軟管。在密封區域中產生的封閉隨著轉動件和軟管擠壓機構沿軟管移動，由此產生軟管栗的輸送效果。密封區域的長度延伸至少在軟管的一個區段上延伸，所述區段對應于兩個相繼的軟管擠壓機構沿其輸送軌道的距離。從密封區域到在蠕動栗的排出側上的浮出區域的過渡部開始，軟管中的封閉位置打開，其方式為打開的軟管擠壓機構從軟管中浮出并且封閉位置再次打開。在該過程中，軟管的內部容積在封閉位置上或在封閉位置的周圍區域中擴大。當壓縮和封閉軟管時，其內部容積減少，與此相對，在軟管擠壓機構完全從軟管中浮出時，軟管具有其正常的橫截面并且與封閉的狀態中相比在相關的區域中具有明顯更高的內部容積。通過內部容積的這種增加，在軟管擠壓機構浮出時實現回吸效應。浮出的軟管擠壓機構后面的另一個軟管擠壓機構在輸送流體進入栗的進入區域和發生浮出的移出區域之間封閉軟管。在移出區域中內部容積的增大或回吸效應因此只作用在栗的出口側。這導致，已經輸送的輸送流體回吸到栗中。如果將輸送看作連續的過程，則可以看到，在軟管擠壓機構每次從軟管中的浮出時周期性出現回吸效應。重復的回吸效應使得通過栗的體積流量不均勻并且在下面稱為脈動效應。根據發生浮出的轉動件旋轉持續時間或角度范圍，得到回吸效應不同的動態過程。所述動態過程可能例如在短的或長的角度范圍上發生。
[0003]為了使回吸效應均勻化，在現有技術中在一個轉動件上安裝多個軟管擠壓機構。然而這是有缺點的，即，多個軟管擠壓機構對軟管強烈加載。這導致磨損加劇，所述磨損尤其是在軟管的內部是不希望的，因為其可能污染輸送介質。此外在現有技術中已知，使用不僅一個輸送軟管，而是使用兩個并行運行的軟管，所述軟管由轉動件的在相位上彼此錯開作用的軟管擠壓機構掃過。在栗中的兩個軟管通常在栗之前或之后分別利用Y形件分別在栗的單獨的輸送或導出軟管中相會匯合。通過在轉動件上的軟管擠壓機構的進一步增加和相移，在運行中實現了回吸效應和對應的脈動效應更好的均勻化。
[0004]DE 196 11 637 B4提出，在軟管擠壓機構從軟管中浮出期間，提高轉動件的角速度，以便由此補償由于擴張的軟管出現的回吸效應。為此角度傳感器與轉動件連接，利用所述角度傳感器的測量結果，與角度相關地控制轉動件的速度變化。然而在生產速度高時這在控制技術上可能是困難的并且由于所需的加速是耗費能量的。在一些情況下只可達到小的轉動件速度。WO 2009/095358提出補償由擴張的軟管產生的脈動效應的另一種可能性。軟管為此沿鞍座內面被引導，所述鞍座內面具有不恒定的半徑。為了盡管如此也能通過鞍座內面軟管擠壓機構保持軟管封閉，所述軟管擠壓機構彈性地預緊，從而其可以克服鞍座內面和轉動件的旋轉軸線之間的距離的一定的改變。當在此軟管擠壓機構進一步移動遠離轉動件的旋轉軸線時，則提高其速度，從而可以通過輸送介質的加強的輸送來補償回吸效應。DE 24 52 771 Al公開了類似的補償方法，然而其中速度差不是通過鞍座形引起，而是通過轉動件的關于鞍座中點偏心設置的旋轉軸線引起。在轉動件中同樣設置徑向可移動的軟管擠壓機構，所述軟管擠壓機構在轉動件的旋轉軸線相對于鞍座內面具有大距離的位置上從轉動件中移出較遠，而其在轉動件的旋轉軸線和鞍座內面之間的距離較小的位置上移入較遠。因此得出各個軟管擠壓機構到軟管上的不同的速度。其這樣設計，使得在軟管擠壓機構的浮出區域之外加強的輸送補償回吸效應。在后面兩個所提到的解決方案中不利的是，軟管擠壓機構必須設計成在轉動件中是可運動的，這導致栗的磨損和較高的失效概率。
【發明內容】
[0005]本發明的任務是，克服現有技術的所述缺點并且找到一種用于避免脈動效應的機械上簡單且可靠的解決方案，所述解決方案盡可能在高的生產速度時也可以使用。
[0006]本發明的主題在第一方面是一種蠕動栗，其中軟管擠壓機構這樣按角度間隔開地設置在轉動件上并且浮出區域在這樣的角度范圍上繞轉動件的旋轉軸線延伸，使得在轉動件旋轉時可以總是有一個軟管擠壓機構在浮出區域中，其中鞍座內面在浮出區域中這樣延伸，使得鞍座內面和轉動件的旋轉軸線之間的徑向距離沿軟管擠壓機構的運動軌道這樣變化，使得在通過浮出區域時這樣對通過軟管擠壓機構對軟管的加載進行調制，使得軟管的內部容積在通過軟管擠壓機構加載的位置至少大致均勻地增加。
[0007]該解決方案的優點是，可以選擇機械上簡單的構造并且仍能實現脈動效應的均勻化。當在其浮出期間在軟管擠壓機構上軟管的內部容積均勻增加時，脈動被補償。當這樣選擇浮出的速度，使得體積均勻增加時，這是可能的。在此要注意，被擠壓的軟管的體積不是隨軟管擠壓機構從軟管中的浮出位移線性增加，而是在卸載開始時強烈地并且隨著逐漸浮出較不強烈地增加。在考慮到這點的情況下改變鞍座內面和轉動件的旋轉軸線之間的徑向距離能夠使軟管擠壓機構相應地首先非常緩慢地從軟管中浮出。隨著不斷浮出此時浮出速度也增大，例如以指數函數的形式增加。對于在轉動件中半徑固定的軟管擠壓機構，相應的浮出速度能通過鞍座內面的形狀實現。以軟管擠壓機構通過這樣的鞍座內面的浮出區域在速度恒定時實現輸送介質恒定的體積流。
[0008]在蠕動栗的一種實施形式中，各軟管擠壓機構繞轉動件的旋轉軸線相對于彼此以相同的角距離分布并且浮出區域的長度對應于轉動件中的兩個軟管擠壓機構之間的角距離。以這種方式，在軟管擠壓機構完全釋放軟管時，另一個后面的軟管擠壓機構進入浮出區域并且開始浮出，在所述浮出中從栗輸出的體積流量是恒定的。因為該過程連續地并且優選無過渡交疊地重復，在轉動件恒定的轉速時得到來自栗的均勻的體積流。在用軟管最大360°的纏繞轉動件時，可以利用兩個軟管擠壓機構構成這樣的蠕動栗。在纏繞較小時，可以構成具有三個軟管擠壓機構的構造。當然也可設想使用更多軟管擠壓機構。必須始終有至少一個軟管擠壓機構封閉軟管，由此可以實現可靠的輸送。
[0009]在蠕動栗的另一種實施形式中，在沒有調制的情況下在鞍座內面和轉動件的旋轉軸線之間的徑向距離的變化過程沿浮出區域的至少一些部分符合線性函數、多項式(Polynom)或指數函數。通過這樣的函數，軟管擠壓機構連續從軟管中浮出，其中多項式的或指數的函數實現了對脈動效應的上述補償的一部分。剩余的誤差可以通過附加的調制補
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[0010]在蠕動栗的另一種實施形式中，在鞍座內面和轉動件的旋轉軸線之間的徑向距離沿軟管擠壓機構的運動軌道除了徑向距離的均勻增加以外還這樣跟隨沿浮出區域的調制，使得所述調制通過由軟管擠壓機構進行相應較強烈的或較弱的加載來補償隨鞍座內面和轉動件的旋轉軸線之間的徑向距離的軟管的內部容積的不均勻的增加。
[0011]在蠕動栗的另一種實施形式中，在鞍座內面和轉動件的旋轉軸線之間的徑向距離的調制通過在沒有對鞍座內面調制的情況下對同類的蠕動栗的測量這樣確定，使得通過反作用的調制來補償在沒有調制的情況下在蠕動栗上測量的輸送介質中的脈動效應。盡管可以通過例如在浮出區域上的浮出的多項式的或指數的變化過程實現排出的體積流量的均勻化，通過在還未最終優化的栗上測量剩余的脈動并且將所述測量結果用于通過鞍座內面的形狀實現的補償，可以優化所述均勻化。尤其是在所述將測量結果用于補償時要考慮，軟管擠壓機構從軟管中的浮出行程以何種方式與軟管的體積增加相關聯，以便由測量的脈動效應得到適當的鞍座內面幾何結構。
[0012]在本發明的另一個方面提出按照權利要求1所述的蠕動栗，其中，軟管擠壓機構這樣按角度間隔開地設置在轉動件上并且浮出區域在這樣的角度范圍上繞轉動件的旋轉軸線延伸，使得在轉動件旋轉時總是有至少兩個相繼的軟管擠壓機構可以在浮出區域中，其中鞍座內面在浮出區域中這樣伸展，使得鞍座內面和轉動件的旋轉軸線之間的徑向距離沿軟管擠壓機構的運動軌道這樣變化，使得在通過浮出區域時對通過軟管擠壓機構對軟管的加載這樣進行調制，使得在通過浮出區域時由于通過所述兩個分別共同通過浮出區域的軟管擠壓機構之一對軟管的加載的改變在輸送介質中產生的脈動效應通過由所述兩個分別共同通過浮出區域的軟管擠壓機構中的另一個對軟管的加載的改變至少部分地得到補償。
[0013]如已經在上面解釋的，由于軟管擠壓機構從軟管中的浮出均勻