ЗАЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО
CLAMPING DEVICE

Настоящее изобретение относится к зажимному устройству для закрепления статора одновинтовых насосов, у которых их статор расположен между корпусом насоса и его концевой деталью, а между корпусом насоса и его концевой деталью расположено по меньшей мере два скрепляющих или стягивающих эти детали между собой элемента.
В DE 4116697 С1 описан одновинтовой насос, статор которого расположен между двумя корпусными деталями. Обе корпусные детали имеют по соединительной части в виде патрубка, которые своими наружными сторонами прилегают к внутренней стороне кожуха статора. Расстояние между обеими корпусными деталями ограничивается шпильками. С одной из корпусных деталей эти шпильки соединены по резьбе, а с другой корпусной деталью - зажимным устройством. Такое зажимное устройство образовано резьбовым концом шпильки с навинченной на него, но не затянутой до упора гайкой, соединяющей шпильку с фланцевой проушиной.
Из DE 2027993 А1 известен одновинтовой насос, у которого обойма статора выступает с обеих сторон из кожуха статора. Корпус насоса и расположенный со стороны нагнетания фланец прилегают к обойме статора и его кожуху. Для надежного соединения между собой расположенного со стороны нагнетания фланца и корпуса насоса предусмотрен распорный стержень. Такой распорный стержень выполнен с резьбой на обоих своих концах, которые пропущены через отверстия в опорах, на которых установлен насос, и выступают из них в осевом направлении. Распорные стержни прилегают к внутренним сторонам опор и скреплены с ними гайками, навинченными на их резьбовые концы.
Из DE 2425055 известна система крепления статора одновинтовых насосов, у которых статор соединен с примыкающими к нему с обеих сторон корпусными деталями. Согласно этой публикации подобное соединение обеспечивается тремя распределенными вокруг статора с угловым шагом в 120° шпильками постоянного по всей их длине сечения. С корпусными деталями шпильки скреплены навинченными на их концы, но не затянутыми до упора гайками.
В DE 4104282 А1 описан растворонасос с воронкой, питающим или подающим винтом и примыкающим к нему винтовым насосом. Для соединения между собой винтового насоса и его корпуса используются быстрозажимные приспособления. Для этого на расположенном со стороны нагнетания конце винтового насоса и с впускной стороны корпуса подающего винта предусмотрено по пластине с двумя выступами или углублениями, которые служат для крепления быстрозажимных приспособлений.
Из DE 29503838 U1 известно зажимное устройство для насоса, расположенного между соединительной частью и расходной емкостью. Подобное зажимное устройство образовано двумя стяжными элементами, каждый из которых на одном из концов насоса соединен с фланцем расходной емкости, а на другом конце насоса соединен с фланцем соединительной части. Каждый фланец контактирует со стяжными элементами в двух точках.
В DE 9116377 U1 также описано зажимное устройство для винтовых насосов. Согласно этой публикации используются тонкие резьбовые стержни, которые стягивают между собой фланцы, расположенные перед насосом и после него.
Исходя из описанного выше уровня техники в основу настоящего изобретения была положена задача упростить сборку и техническое обслуживание насоса и одновременно с этим повысить стабильность соединения между статором и присоединяемыми к нему деталями.
Указанная задача решается с помощью признаков, представленных в п.1 формулы изобретения. Различные варианты осуществления изобретения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Предлагаемое в изобретении зажимное устройство для одновинтовых насосов предназначено прежде всего для соединения статора с примыкающими к нему с концов концевыми деталями насоса, которые могут представлять собой, например, корпус насоса и его концевую деталь, такую как расположенный со стороны нагнетания фланец. Поскольку в местах стыка между статором и примыкающими к нему концевыми деталями насоса должно исключаться наличие неплотностей и неравномерное приложение усилий к уплотнительным элементам, предлагаемое в изобретении зажимное устройство оснащено расположенными по бокам статора стяжными планками, ширина которых составляет по меньшей мере 20% от поперечных размеров статора. Благодаря подобному увеличению ширины стяжных средств увеличивается также площадь поверхности, через которую на поверхности контакта статора с примыкающими к нему поверхностями концевых деталей насоса передается прижимное (стягивающее) усилие. Ширина стяжных планок может составлять от 20 до 120% от диаметра статора. В результате увеличения ширины стяжных планок увеличивается и площадь активной поверхности, через которую помимо прочего к концам статора прикладывается прижимное усилие. Таким образом, при том же соответственно уменьшенном точечном прижимном усилии обеспечивается равномерное распределение всего прижимного усилия по всей площади торцовых поверхностей статора. Тем самым выступающая на концах статора из его кожуха часть эластомерной обоймы подвергается равномерному сжатию и равномерной нагрузке.
Для снижения затрат на сборку насоса все детали, необходимые для крепления статора, соединены со стяжными планками или закреплены на них. Стяжные планки расположены по бокам статора параллельно продольной оси насоса. Продольные оси стяжных планок и статора проходят горизонтально.
Конструктивно стяжные планки можно согласовывать соответственно с типоразмером насоса, соответственно с его рабочим давлением.
Конкретная ширина стяжной планки или же способ ее соединения с каждой из концевых деталей насоса выбирается в зависимости от величины создаваемого насосом напора.
Стяжные планки могут быть снабжены на обоих своих концах одинаковыми или разными соединительными элементами. Для упрощения сборки насоса стяжные планки на одном из своих продольных концов могут образовывать соединение с геометрическим замыканием, а на другом своем продольном конце - соединение с силовым замыканием. Типом такого соединения определяется и исполнение соединенной со стяжной планкой концевой детали насоса.
Так, в частности, в одном из вариантов выполнения стяжной планки она по меньшей мере на одном своем конце выполнена загнутой радиально внутрь, а образованная в результате этого загнутая радиально внутрь часть стяжной планки образует геометрическое замыкание в соединении с примыкающей к ней концевой деталью насоса. Концевая деталь насоса для образования геометрического замыкания в соединении со стяжной планкой может иметь пазы, канавки, выступы, отверстия, шлицы или иные возвышения либо углубления аналогичного назначения, взаимодействующие с соответствующими им ответными или сопряженными элементами на концевой детали насоса.
Концы стяжной планки могут быть загнуты по отношению к ней самой под углом от 30 до 120°, предпочтительно под углом 90°. Если загнутая концевая часть стяжной планки сама образует геометрическое замыкание в соединении с соответствующей концевой деталью насоса, то угол, под которым загнута концевая часть стяжной планки, не должен превышать 90°, за исключением тех случаев, когда конец стяжной планки загнут дважды или более раз.
В другом предлагаемом в изобретении варианте выполнения стяжной планки она по меньшей мере на одном своем параллельном продольной оси насоса конце имеет одно или несколько отверстий, в которые входят расположенные в этой зоне выступы на концевой детали насоса. Тем самым стяжную планку на по меньшей мере одном из обоих ее концов можно соединять с концевыми деталями насоса путем ее насаживания на указанные выступы перемещением перпендикулярно продольной оси насоса.
Следующий вариант выполнения стяжной планки относится к ее выполнению на по меньшей мере одном ее конце с возможностью соединения с соответствующей деталью насоса с силовым замыканием. Силовое замыкание при этом обеспечивается либо со стороны стяжной планки в ее соединении с примыкающими к ней концевыми деталями насоса, либо со стороны концевых деталей насоса в их соединении со стяжной планкой.
При создании силового замыкания стяжной планкой она в этой своей части выполнена, например, загнутой радиально внутрь и снабжена одним или несколькими зажимными винтами. Такой(-ие) зажимной(-ые) винт(-ы) при его(их) ввинчивании в соответствующее(-ие) резьбовое(-ые) отверстие(-я) в стяжной планке нажимает(-ют) на поверхность концевой детали насоса, например поверхность расположенного со стороны нагнетания фланца. Под действием такого нажимного усилия, оказываемого винтом, стяжная планка, работающая в этом случае на растяжение, передает стяжное усилие на следующую концевую часть насоса и таким путем зажимает статор между двумя концевыми деталями насоса.
Другая возможность зажима статора между двумя примыкающими к нему концевыми деталями насоса заключается в приложении растягивающего усилия к стяжной планке. Для этого стяжная планка по меньшей мере на одном своем продольном конце должна оканчиваться перед креплением примыкающей концевой детали насоса. В стяжной планке предусмотрено соответствующее резьбовое отверстие, в которое ввинчен винт, который при этом, однако, лишь удерживается в примыкающей концевой детали насоса и который в зависимости от глубины его ввертывания в указанное резьбовое отверстие в стяжной планке прикладывает к ней растягивающее усилие. Это растягивающее усилие в свою очередь в виде стягивающего усилия передается стяжной планкой на вторую примыкающую к статору концевую деталь насоса, в результате чего статор зажимается между корпусом насоса или его концевой деталью, прежде всего его фланцем.
С увеличением ширины стяжных планок для приложения тем самым прижимного усилия к примыкающим деталям насоса можно увеличивать и количество поверхностей контакта между стяжными планками и соседними с ней деталями насоса. При создании высоких прижимных усилий и при большой ширине стяжных планок для передачи действующих на них сжимающих (зажимных) или растягивающих усилий можно предусмотреть несколько соответствующих точек или поверхностей передачи таких усилий. Так, в частности, на узких концевых сторонах стяжных планок можно предусматривать до четырех точек или поверхностей передачи прижимного усилия. В этом случае точки передачи прижимного усилия могут располагаться на одной прямой или же на одном имеющем форму кругового сегмента участке.
При создании растягивающего или зажимного усилия соответствующими элементами, такими как работающие на растяжение винты или зажимные винты либо подпружиненные штифты, которые упираются в уступы или в примыкающую к статору концевую деталь насоса, в таких уступах могут быть предусмотрены прорези, позволяющие демонтировать стяжную планку сбоку без необходимости при этом снятия с нее указанных элементов.
В следующем варианте осуществления изобретения предусмотрено использование быстрозажимных приспособлений, которые для замены статора или изменения его положения позволяют демонтировать стяжные планки с насоса без применения каких-либо инструментов.
Стяжная планка в дополнение к своей основной функции, состоящей в зажиме статора между двумя примыкающими к нему деталями насоса, может также служить для размещения на ней информационных табло или управляющих устройств. Для этого на стяжной планке или в ней можно предусмотреть расположенные со стороны ее видимой боковой поверхности визуальные индикаторы или элементы, соответственно органы управления насосом. Визуальные индикаторы могут представлять собой обычные фирменные таблички или же цифровые и стрелочные индикаторы. На таких индикаторах в цифровом или графическом виде может отображаться выдаваемая соответствующими, встроенными в насос измерительными приборами информация, например, о давлении, количестве наработанных часов, частоте вращения, температуре, параметрах продукта и иные данные. Если речь идет об отдельных насосах или соединенных в единую систему насосах, то в стяжную планку в принципе можно было бы встроить органы управления для регулирования частоты вращения, для изменения пусковых характеристик, для дозирования добавок и для выполнения иных функций.
Для защиты измерительного и индикаторного оборудования стяжная планка на ее продольных сторонах должна быть выполнена с загнутыми радиально внутрь краями для образования тем самым между ней и статором полого пространства, в котором можно было бы разместить чувствительные электрические/электронные компоненты.
Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере некоторых вариантов выполнения предлагаемого в нем зажимного устройства со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи, на которых показано:
на фиг.1 - общий вид одновинтового насоса,
на фиг.2 - горизонтальный разрез фрагмента насоса со стяжной планкой, работающей на сжатие,
на фиг.3 - горизонтальный разрез фрагмента насоса со стяжной планкой, работающей на растяжение, и
на фиг.4 - горизонтальный разрез фрагмента насоса со стяжной планкой, снабженной быстрозажимным приспособлением.
На фиг.1 показан предлагаемый в изобретении насос 10, а именно: одновинтовой насос. Подобный насос имеет привод 12, который промежуточным редуктором 14 или промежуточной передачей соединен с промежуточным валом, а тем самым и с не показанным на чертеже ротором. Корпус 16 насоса расположен между корпусом редуктора и статором 18.
По бокам корпуса 16 насоса диаметрально против друг друга смонтированы два фланца 20, 20' для присоединения трубопровода, по которому перекачиваемый насосом продукт поступает в его корпус 16. В зоне корпуса 16 насоса и в зоне его концевой детали 22, например в зоне расположенного со стороны нагнетания фланца, предусмотрены опоры 24, 26, на которых установлен насос. Между корпусом 16 насоса и его концевой деталью 22 расположен статор 18, окруженный проходящими вдоль него стяжными планками 28, 30. Стяжные планки 28, 28', 28'', 30, 30', 30'' соединены с корпусом 16 насоса и его концевой деталью 22 элементами, создающими геометрическое или силовое замыкание. Концевая деталь 22 насоса выполнена, например, в виде фланца с присоединением для трубы.
На фиг.2 показан один из множества возможных вариантов соединения стяжных планок 28, 30 с корпусом 16 насоса и его концевой деталью 22. В данном варианте левые в плоскости чертежа концы стяжных планок 28, 30 соединены с корпусом насоса с геометрическим замыканием. Для этого указанные левые концы стяжных планок 28, 30 загнуты радиально внутрь под углом 90°. На загнутой радиально внутрь части 32, 34 каждой стяжной планки 28, 30 предусмотрен один или несколько штифтов 36, 38, который/которые входит/ входят в одно или несколько соответствующих отверстий 40, 42. Другой конец каждой стяжной планки 28, 30 также загнут радиально внутрь под углом 90°. Загнутые радиально внутрь части 44, 46 стяжных планок охватывают один или несколько уступов 48, 50 на концевой детали 22 насоса. В этих загнутых радиально внутрь частях стяжных планок выполнены резьбовые отверстия. В эти резьбовые отверстия до упора ввинчены винты 52, 54, витки резьбы которых упираются в витки резьбы резьбовых отверстий и которые тем самым своими концами давят на уступы 48, 50, в результате чего стяжные планки 28, 30 обеспечивают соединение между корпусом 16 насоса и его концевой деталью 22 за счет их стягивания друг с другом и тем самым фиксируют между ними статор. При необходимости замены или поворота статора винты ослабляют и вывинчивают до тех пор, пока не станет возможным снять стяжные планки 28, 30. Штифты 36, 38, равно как и винты 52, 54 и навинченные на них контргайки остаются при этом на стяжных планках 28, 30.
На фиг.3 показан другой возможный вариант соединения между собой корпуса 16 насоса и его концевой детали 22 стяжными планками. В этом варианте левые в плоскости чертежа концы стяжных планок 28', 30' соответствуют таковым, показанным на фиг.2, т.е. варианту с геометрическим замыканием. Правые же концы стяжных планок 28', 30' соединены при этом с концевой деталью 22 насоса за счет приложения к ним растягивающего усилия. Для этого в загнутых радиально внутрь частях 56, 58 стяжных планок выполнены резьбовые отверстия, в которые ввинчены работающие на растяжение винты 60, 62. Тем самым при монтаже, соответственно демонтаже, стяжных планок 28', 30' эти работающие на растяжение винты требуется туго затянуть, соответственно ослабить. Работающие на растяжение винты можно извлечь из уступа, соответственно уступов, на концевой детали насоса через радиальные, открытые наружу, не показанные на чертеже прорези без необходимости полного отсоединения этих винтов от стяжных планок 28', 30'. Вместо отдельных боковых уступов 64, 66 на корпусе 16 насоса или на его концевой детали 22 можно также предусмотреть кольцевой буртик.
В показанном на фиг.4 варианте никакие винты не используются вовсе. Вместо них в данном случае для зажима статора 18 между корпусом 16 насоса и его концевой деталью 22 предусмотрено два быстрозажимных приспособления 68, 70. В результате такого зажима к выступающей в осевом направлении из кожуха 72 статора его эластомерной обойме 74 прикладывается сжимающее усилие, благодаря чему обеспечивается уплотнение статора относительно корпуса 16 насоса и его концевой детали 22. В рассматриваемом варианте стяжные планки 28'', 30'' образуют непосредственное геометрическое замыкание с корпусом 16 насоса и для этого выполнены загнутыми радиально внутрь на по меньшей мере одном своем конце. В данном конкретном примере каждая стяжная планка 28'', 30'' охватывает предусмотренный на корпусе 16 насоса уступ 76. Для стабилизации положения стяжной планки 28'', 30'' при установке концевой детали 22 насоса один из концов стяжной планки должен зацепляться за уступ 76. Дополнительно к этому в загнутой радиально внутрь под углом в 90° части 78, 80 стяжной планки можно предусмотреть отверстия, в которые входят соответствующие выступы 80 на уступах 76.
Второй конец стяжных планок 28'', 30'' не контактирует непосредственно с концевой деталью 22 насоса. Подобный контакт обеспечивается крючком 82, 84, зацепляющимся за выступ 86, 88 на концевой детали 22 насоса. Крючки 82, 84 быстрозажимных приспособлений соединены с поворотными рычагами 90, 92. Каждый рычаг 90, 92, соединенный с соответствующей стяжной планкой 28'', 30'', при его повороте по часовой стрелке или против часовой стрелки уменьшает, соответственно увеличивает, расстояние от соответствующего крючка до концевой детали 22 насоса и тем самым создает или наоборот ослабляет соединение статора 18 с примыкающими к нему деталями. Величина, на которую может уменьшаться, соответственно увеличиваться, расстояние от крючка до стяжной планки 28'', 30'', определяется эксцентриком 94, 96. Для облегчения монтажа эксцентрик 94, 96 имеет три, смещенные по окружности относительно друг друга примерно на 90° незакругленные поверхности. Благодаря этому эксцентрик может занимать три различных устойчивых положения. Одно из этих положений эксцентрик занимает при ослабленном быстрозажимном приспособлении, другое - при затянутом быстрозажимном приспособлении, а третье - при центрировании статора относительно корпуса насоса и его концевой детали. В принципе быстрый зажим можно обеспечить и в том случае, когда с помощью быстрозажимного приспособления можно варьировать длину самой стяжной планки, которую для этого необходимо выполнять из нескольких частей.