ОДНОВИНТОВОЙ НАСОС С КОНИЧЕСКИМИ УПЛОТНИТЕЛЬНЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ
SINGLE-SCREW PUMP WITH TAPERED SEALING SURFACES

Настоящее изобретение относится к одновинтовому насосу согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Из DE 19804258 A1 известен выполненный с использованием эластомера статор, имеющий кожух постоянной толщины, и обойму, выполненную из эластомера. По меньшей мере на одном из концов статора внутренняя кромка соединительного фланца плотно смыкается с внутренней поверхностью обоймы. Внутренняя поверхность соединительного фланца и обращенная к ней уплотнительная поверхность ориентированы параллельно концу статора. В рассматриваемом случае уплотнительная поверхность зависит от толщины обоймы статора.
Из DE 2937403 A1 известно устройство для уплотнения концов статора относительно фланца. Во всех вариантах выполнения известного устройства обойма статора непостоянной толщины доходит до конца статора и выступает за этот конец. Выступающая за конец статора часть выполненной из эластомера обоймы имеет форму выступающего кольца с закругленными или плоскими поверхностями. Напротив выступающих уплотнительных поверхностей расположены параллельные концу статора плоские поверхности соединительного фланца.
В основу настоящего изобретения была положена задача усовершенствовать уплотнение между плотно соединяемыми друг с другом статорами с выполненной из эластомера обоймой, с одной стороны, и соединительными фланцами или переходниками (переходными деталями), с другой стороны.
Указанная задача решается с помощью совокупности существенных признаков пункта 1 формулы изобретения.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения рассмотрены в приведенном ниже описании и представлены в зависимых пунктах формулы.
Объектом изобретения является одновинтовой насос, имеющий статор с жестким кожухом по существу трубчатой формы и эластичной обоймой, в основном постоянной по длине статора толщины, которая (обойма) имеет два или более витков винтовой поверхности и по меньшей мере на одном своем конце имеет по существу коническую уплотнительную поверхность, по меньшей мере частично расположенную внутри кожуха статора и сопрягающуюся с дополняющей ее уплотнительной поверхностью соединительного фланца или переходной детали, причем по существу коническая уплотнительная поверхность имеет по меньшей мере один выступ и/или углубление для образования соединения с геометрическим замыканием с соединительным фланцем или переходной деталью.
За счет придания уплотнительным поверхностям эластомера конической формы, а уплотнительным поверхностям соединительного фланца (концевого фланца) и, как возможный вариант, переходной детали (или переходника), дополняющей ее, т.е. соответствующей ей, конической формы достигается увеличение площади поверхности уплотнения. Это имеет особое преимущество в том случае, когда обойма статора, выполненная из эластичного материала, например синтетического полимера или резины, имеет небольшую толщину, постоянную практически по всей ее длине. Эта малая толщина со своими преимуществами в отношении малой материалоемкости, хорошей теплопередачи и, например, небольшой деформируемости при смятии в соответствии с уровнем техники привела бы к чрезмерному уменьшению площади поверхности уплотнения поверхности на торце, если выполненный из эластомера слой не проходит также по торцевым поверхностям кожуха статора, действуя в качестве уплотняющего материала или уплотнительной поверхности.
Нагрузка материала (эластомера) обоймы статора давлением для прижима к прифланцованному наконечнику или переходнику обычно приводит в соответствии с уровнем техники к постоянному напряжению этого материала, прежде всего на участке перехода между внутренней поверхностью статора и торцевой поверхностью последнего.
Предлагаемая в изобретении конструкция уплотнения позволяет увеличить площадь поверхности уплотнения и снизить механическую нагрузку обоймы статора на участке уплотнения. Помимо этого, изобретение позволяет уменьшить опасность повреждения уплотнительных поверхностей при транспортировке и при работе насоса, поскольку участок уплотнения по меньшей мере частично находится внутри статора.
Поскольку уплотнительная поверхность обоймы имеет один или несколько выступов и/или углублений для образования соединения с геометрическим замыканием с соединительным фланцем или переходной деталью, это позволяет увеличить площадь поверхности уплотнения, соответственно повысить давление между кожухом статора и эластомером, без повреждения последнего.
При этом уплотнительная поверхность соединительного фланца или переходной детали может иметь по меньшей мере одно углубление, дополняющее по меньшей мере один выступ уплотнительной поверхности обоймы, или может иметь по меньшей мере один выступ, дополняющий по меньшей мере одно углубление уплотнительной поверхности обоймы.
Число выступов и/или углублений в уплотнительных поверхностях может быть выбрано в зависимости от конкретного эластомера, использованного для выполнения обоймы статора. Как указано выше, такие выполненные в виде бороздок углубления могут при соединении статора с концевыми фланцами или фланцами переходника быстро образовывать соединение с геометрическим замыканием.
В другом варианте осуществления изобретения уплотнительные поверхности могут иметь витки резьбы, позволяющие увеличить радиальное усилие прижима выполненной из эластомера обоймы статора к внутренней поверхности кожуха статора, прежде всего в том случае, когда конусность уплотнительной поверхности соединительного фланца или переходника больше конусности эластичной обоймы статора. Для разгрузки уплотнительной поверхности обоймы статора от создаваемого ротором сминающего усилия витки резьбы между уплотнительными поверхностями между обоймой ротора и фланцами/переходниками проходят в направлении, противоположном направлению вращения ротора.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения предусмотрено коническое продолжение, или удлинение, уплотнительных поверхностей, не имеющее ни выступов, ни углублений и призванное улучшить вход транспортируемой среды в винтовые каналы статора.
В еще одном варианте осуществления изобретения предусмотрено несколько отдельных кольцевых участков уплотнительной поверхности, расположенных концентрично друг другу. Такая конструкция позволяет облегчить соединение статора с фланцами или переходниками.
Во избежание проникновения транспортируемой среды между внутренней поверхностью кожуха статора и выполненной из эластомера обоймой статора эта обойма может частично проходить по торцевой поверхности кожуха статора.
Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере нескольких вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:
на фиг.1 - вид статора с фланцем в разрезе,
на фиг.2 - конец статора, и
на фиг.3 - вид статора с фланцем в разрезе.
На фиг.1 изображен конец статора 10 одновинтового насоса, который иногда также называют эксцентриковым шнековым насосом, имеющий покрытие в виде эластичной обоймы 12 статора, выполненной из эластомера, резины или иного подобного материала. На концах статора расположены соединительные фланцы 14 или переходники. Соединительные фланцы 14 корпуса насоса или всасывающего и напорного корпуса притянуты к статору 10, например, стяжными анкерами. Для этого эти анкеры пропущены сквозь отверстия 16 и снабжены регулировочным устройством. Эластичная обойма 12 статора неразъемно соединена с кожухом 18 статора вулканизацией. Толщина стенки кожуха 18 статора и толщина обоймы 12 постоянна практически по всей их длине. Лишь толщина обоймы 12 статора несколько меняется в области концов статора в случае, когда на соответствующем участке предусмотрена круглая в поперечном сечении форма. Соединительный фланец 14 может представлять собой и фланец переходника, предназначенный для соединения с элементами, имеющими в поперечном сечении самые различные формы. Соединительный фланец 14 охватывает кожух 18 статора и прилегает к торцу 20. Внутренняя поверхность 22 соединительного фланца 14 проходит в направлении средней оси 24 статора 10 до обоймы 12 статора. Как обойма 12 статора, так и соединительный фланец 14 выполнены на участке их контакта или взаимного наложения имеющими коническую форму. Соответствующие конические поверхности обоймы 12 статора и соединительного фланца 14 образуют в сопряжении друг с другом уплотнительные поверхности 26, 28.
Как показано на фиг.2, уплотнительная поверхность 26 имеет кольцевой выступ 30 и углубления 32. К радиально внутреннему концу обоймы 12 статора прилегает также коническая поверхность 34, улучшающая вход транспортируемой среды в статор.
На фиг.3 показан вариант осуществления изобретения, в котором эластичная обойма 12 статора проходит также по части торцевой поверхности 20 кожуха 18 статора. Это позволяет при необходимости повысить эффективность уплотнения, особенно для защиты от проникновения транспортируемой среды, на участке взаимного прилегания обоймы 12 статора и кожуха 18 статора за счет того, что обойма 12 перекрывает место перехода. Уплотнительные поверхности 26, 28 обоймы 12 статора и соединительного фланца 14 образованы несколькими отдельными кольцевыми участками, которые также могут быть расположены в разных плоскостях. При этом соединительный фланец непосредственно прилегает как к опорной поверхности 36, так и к обойме 12 статора.