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偏心蜗杆泵中间隙几何形状的调节

阅读：537发布：2021-02-23

IPRDB可以提供偏心蜗杆泵中间隙几何形状的调节专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种用于输送载有固体的液体的偏心蜗杆泵(1)，包括绕成螺旋形的转子(4)，具有入口(10)和出口(12)的定子(2)，在其中转子(4)可围绕定子(2)的纵向轴线(L1)旋转地设置并且定子具有与转子(4)相对应的螺旋形内壁(8)，所述转子(4)具有朝向出口(12)或入口(10)逐渐变细的、优选锥形的形状和/或变化的偏心率(e1、e2)，以及所述转子(4)和定子(2)相对于彼此设置和构造成，使得形成至少一个用于输送液体的腔室(5)，并且所述腔室(5)通过收窄部(7)、尤其是密封线(D)分隔开。本发明的特征在于用于调节转子(4)和定子(2)的轴向相对位置的调节装置，该调节装置(39)构造用于扩宽在转子(4)和定子(2)之间的收窄部(7)。，下面是偏心蜗杆泵中间隙几何形状的调节专利的具体信息内容。

权利要求

1.用于输送载有固体的液体的偏心蜗杆泵(1)，包括：-绕成螺旋形的转子(4)，

-具有入口(10)和出口(12)的定子(2)，在其中，转子(4)能围绕定子(2)的纵向轴线(L1)旋转地设置并且定子具有与转子(4)相对应的螺旋形内壁(8)，所述转子(4)具有朝向出口(12)或入口(10)逐渐变细的、优选锥形的形状和/或变化的偏心率(e1、e2)，以及所述转子(4)和定子(2)相对于彼此设置和构造成，使得形成至少一个用于输送液体的腔室(5)，并且所述腔室(5)通过收窄部(7)、尤其是密封线(D)分隔开，其特征在于用于调节转子(4)和定子(2)的轴向相对位置的调节装置，该调节装置(39)构造用于扩宽在转子(4)和定子(2)之间的收窄部(7)。

2.根据权利要求1所述的偏心蜗杆泵，其中，所述调节装置(39)构造用于这样扩宽在转子(4)和定子(2)之间的收窄部(7)，使得在转子(4)和定子(2)之间形成泄漏间隙(S)。

3.根据权利要求1或2所述的偏心蜗杆泵，其中，所述调节装置(39)构造用于根据一个或多个预定运行参数扩宽收窄部(7)。

4.根据权利要求3所述的偏心蜗杆泵，其中，所述运行参数之一是定子(2)和/或转子(4)的温度。

5.根据权利要求3或4所述的偏心蜗杆泵，其中，所述运行参数之一是输送的液体体积。

6.根据权利要求3、4或5所述的偏心蜗杆泵，其中，所述运行参数之一是定子(2)入口(10)处的液位。

7.根据前述权利要求中任一项所述的偏心蜗杆泵，其中，所述定子(2)能轴向移动地支承并且所述调节装置(39)构造用于使定子(2)轴向移动，以便至少部分地扩宽在转子(4)和定子(2)之间的收窄部(7)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的偏心蜗杆泵，其中，所述转子(4)能轴向移动地支承并且所述调节装置(39)构造用于使转子(4)轴向移动，以便至少部分地扩宽在转子(4)和定子(2)之间的收窄部(7)。

9.根据权利要求8所述的偏心蜗杆泵，其中，所述转子(4)的包括驱动马达(36)和驱动轴(26)的驱动传动系(25)能与转子(4)一起移动。

10.根据权利要求8所述的偏心蜗杆泵，其中，所述转子(4)能与驱动轴(26)一起相对于驱动马达(36)移动。

11.根据权利要求10所述的偏心蜗杆泵，其中，在所述驱动轴(26)和驱动马达(36)之间设置传动机构(34)并且所述传动机构(34)允许驱动轴(26)的轴向移动。

12.根据权利要求10所述的偏心蜗杆泵，其中，所述驱动轴(26)是至少两件式的并且包括膨胀元件(80)，该膨胀元件允许伸长和缩短驱动轴(26)以使转子(4)轴向移动。

13.根据前述权利要求中任一项所述的偏心蜗杆泵，其中，所述定子的纵向轴线(L1)在运行中基本上竖直定向并且定子(2)的出口(12)在上方。

14.根据前述权利要求中任一项所述的偏心螺旋泵，其中，所述定子(2)至少在内壁(8)区域中由能收缩材料、尤其是弹性体制成。

15.根据前述权利要求中任一项所述的偏心蜗杆泵，其中，所述调节装置构造-用于在用于旋转转子的驱动马达的启动过程开始之前或在惯性运转过程期间或之后扩宽在转子和定子之间的收窄部，以及-用于在驱动马达启动过程期间开始之前减小在转子和定子之间的收窄部。

16.根据前述权利要求中任一项所述的偏心蜗杆泵，其中，所述调节装置包括用于接收压力信号的输入接口并且构造用于根据该压力信号扩宽或减小在转子和定子之间的收窄部。

17.根据前述权利要求中任一项所述的偏心蜗杆泵，其中，所述调节装置包括用于接收体积量信号的输入接口并且构造用于根据该体积量信号这样扩宽在转子和定子之间的收窄部，使得在体积量信号的值表明自输送过程开始所输送的体积相当于目标体积时，这样扩宽在转子和定子之间的收窄部，使得不再继续从定子的出口输送体积。

18.根据前述权利要求中任一项所述的偏心蜗杆泵，其特征在于，所述调节装置构造用于：在转子相对于定子旋转期间调节转子(4)相对于定子(2)的轴向相对位置。

19.一种用于运行根据权利要求1至14中至少一项所述的偏心蜗杆泵(1)的方法，所述方法包括如下步骤：-驱动转子(4)以输送液体；

-通过使转子(4)和定子(2)彼此相对轴向移动来扩宽在转子(4)和定子(2)之间的收窄部(7)。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，扩宽收窄部(7)的步骤包括：-设定转子(4)和定子(2)之间的泄漏间隙(S)。

21.根据权利要求19或20所述的方法，所述方法还包括：-测量转子(4)和/或定子(2)的温度；

-根据测量的温度相对轴向移动转子(4)和定子(2)。

22.根据权利要求19至21中任一项所述的方法，所述方法还包括：-确定定子(2)入口(10)处的液位；

-根据所确定的液位相对轴向移动转子(4)和定子(2)。

23.根据权利要求19至22中任一项所述的方法，所述方法还包括：-确定转子(4)每转所输送的液体体积；

-根据所确定的液体体积相对轴向移动转子(4)和定子(2)。

24.根据权利要求19至23中任一项所述的方法，其特征在于-在用于旋转转子的驱动马达启动开始时扩宽在转子和定子之间的收窄部，并且-在驱动马达启动开始之后减小在转子和定子之间的收窄部。

25.根据权利要求19至24中任一项所述的方法，其特征在于，-通过压力传感器检测压力，并且

-根据压力扩宽或减小在转子和定子之间的收窄部。

26.根据权利要求19至25中任一项所述的方法，其特征在于，-检测目标体积量，并且

-根据目标体积量扩宽或减小在转子和定子之间的收窄部。

27.根据权利要求19至26中任一项所述的方法，其特征在于，在转子为了输送液体而相对于定子以围绕旋转轴线的旋转运动被驱动期间，在轴向方向上沿旋转轴线相对于定子调节转子。

说明书全文

偏心蜗杆泵中间隙几何形状的调节

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于输送载有固体的液体的偏心蜗杆泵，包括绕成螺旋形的转子、具有入口和出口的锥形定子，在其中转子可围绕定子的纵向轴线旋转地设置并且定子具有与转子相对应的螺旋形内壁，所述转子具有朝向出口或入口逐渐变细的、优选锥形的形状和/或变化的偏心率，以及所述转子和定子相对于彼此设置和构造成，使得形成至少一个用于输送液体的腔室，并且所述腔室通过收窄部、尤其是密封线分隔开。本发明还涉及一种用于运行这种偏心蜗杆泵的方法。

背景技术

[0002] 开头所提类型的偏心蜗杆泵已经公开多年并且尤其是用于温和地输送和计量载有固体的液体、研磨液或概括来说高粘度的液体。所述泵使用单线或多线绕成螺旋形的转子，其设置在定子的相应双线或多线腔室中并且在其中旋转。蜗杆在偏心蜗杆泵中围绕蜗杆旋转轴线旋转，旋转轴线围绕基本上平行于其的定子纵向轴线旋转，这导致蜗杆在圆形轨迹上偏心地引导的旋转运动并且术语“偏心”蜗杆泵由此而来。偏心蜗杆泵的蜗杆的驱动通常由摆动轴(Taumelwelle)实现，该摆动轴由在驱动马达和转子之间的一个轴构成，该轴两端设有万向接头。通过相应设计转子的外部轮廓和定子的内部轮廓产生收窄部、尤其是密封线，其使所述至少一个腔室、但优选多个腔室的各个腔室彼此相对密封。转子和定子可彼此直接接触并且形成密封线或者可在收窄部中具有分隔开腔室的密封间隙。通常转子构造为单线蜗杆并且定子构造为具有两倍导程的双线蜗杆，由此实现各个腔室的密封。

[0003] 由DE2632716已知一种偏心蜗杆泵，其具有锥形蜗杆和锥形压力套。在该实施方式中蜗杆具有约30°锥角的锥度，由此应在短的蜗杆长度上实现输送压力的增加。通过使压力套在套筒中轴向移动地被导向，蜗杆和压力套可相对于彼此轴向移动。通过使压力套在液体压力作用下移动到泵中的压力套的环形部件上，由此应保持压力恒定。但就系统而言输出处的压力增加仅能引起竖直进给并且因此使压力套压紧到蜗杆上。该已知系统的另一个缺点是系统的目的仅仅是为了增加压力的恒定性，其通过锥形泵间隙在输送方向上的横截面积减小产生并且无法根据其它影响参数进行轴向移动。

[0004] 由AT223042也已知一种蜗杆泵，其具有锥形定子和转子。通过插入转子和输出轴之间的螺旋套筒可在该蜗杆泵中相对于定子轴向调节转子，即用户在泵静止时通过手孔借助工具手动旋转套筒。由此既可补偿夹紧也可补偿定子和转子之间的过大间隙(通过定子膨胀引起)或补偿转子和/或定子的磨损。

[0005] DE102015112248A1公开了一种偏心蜗杆泵，在其中转子和定子之间的间隙几何形状可通过再调节定子的预紧而改变。增加的预紧引起构造为弹性体部件的定子的压紧并且由此可减小间隙几何形状。但该偏心蜗杆泵的缺点在于：定子的弹性体厚度基于其几何形状在圆周方向和纵向方向上都不同并且因此增加的预紧导致不均匀的弹性变形。因此无法确保偏心蜗杆泵的可靠运行并且伴随着调节引起的不均匀间隙几何形状可能导致局部增加的磨损。

[0006] 在偏心蜗杆泵中还已知锥形偏心蜗杆泵，因为它们既能简单地安装又允许在磨损情况下相对于定子再调节转子。这种偏心蜗杆泵例如由WO 2010/100134A2已知。为了预防或补偿磨损，该文献提出一种具有锥形转子的偏心蜗杆泵，这样构造该偏心蜗杆泵，使得各个腔室都具有相同的体积。如果在运行期间出现磨损现象、尤其是所谓的气穴，可相对于定子这样轴向移动转子，使得腔室体积再次具有相同尺寸并且实现密封性。

[0007] 这些已知解决方案的缺点在于，所述解决方案只能通过移动转子来补偿定子上已经发生的磨损。现有技术中已知的蜗杆泵和偏心蜗杆泵无法防止磨损本身的发生。

发明内容

[0008] 因此，本发明的任务在于提出一种开头所提类型的偏心蜗杆泵，其不仅补偿已经发生的磨损，而且也减少磨损的发生，从而延长偏心蜗杆泵的使用寿命并减少维护费用。

[0009] 所述任务在开头所提类型的偏心蜗杆泵中如下解决：所述偏心蜗杆泵具有用于调节转子和定子的相对轴向位置的调节装置，该调节装置构造用于通过扩宽在转子和定子之间的收窄部来优化转子和定子之间的间隙几何形状。

[0010] 本发明基于下述认识：间隙几何形状，即分隔腔室的收窄部的几何形状一方面对于形成足够的密封是重要的，使得能够进行泵送，另一方面在偏心蜗杆泵的运行期间存在摩擦，由此各个部件、尤其是转子和定子加热并且基于材料膨胀而在转子和定子之间的预紧增加，或者收窄部变得过小。增加的预紧因此导致进一步磨损。

[0011] 本发明已经认识到：如果在运行中扩宽收窄部并且由此可以使得间隙几何形状适配于运行条件并因此优化间隙几何形状，则可防止或减少磨损。因此，本发明提出一种调节装置，其构造用于扩宽在转子和定子之间的收窄部。如果收窄部再次扩宽，则存在预紧较小的接触或不存在接触，并且由此在转子和定子之间的摩擦减少，这又导致较少的磨损。此外，在泵送液体时还存在冷却效果，从而部件可在减小的预紧下再次冷却。因此，例如可在偏心蜗杆泵启动时设定较大的间隙，以便在干燥状态下保持低的摩擦。也可在考虑体积效率和摩擦损失的情况下通过调节到优化总效率使偏心蜗杆泵节能地运行。而在剪切敏感的介质中仅适合略微扩宽收窄部。因此通过本发明可调整偏心蜗杆泵以适应相应输送的介质。

[0012] 转子具有朝向出口或入口逐渐变细的形状。形状由包围转子的包络曲线确定。形状优选为锥形。因此转子的直径朝向出口或入口方向变小。优选转子线性地逐渐变细。但也优选转子具有根据预定函数、如二阶、三阶或四阶函数逐渐变细的形状。直径因此递增或递减。根据转子的负荷，这具有防止过度磨损的优点。转子是朝向入口还是出口逐渐变细的选择尤其取决于结构边界条件并且应取决于安装方式。逐渐变细的方向决定转子插入定子的方向。

[0013] 替代或附加地，转子具有朝向入口或出口的方向变化的偏心率。偏心率优选线性地变化、即线性地增大或减小。但也优选转子具有根据预定函数、如二阶、三阶或四阶函数变化的偏心率。偏心率因此递增或递减。

[0014] 在两种情况下定子均适配于转子并且因此具有相应的内部轮廓。

[0015] 原则上优选转子的逐渐变细和/或在纵向方向上变化的偏心率在输送方向上是如此之小，以至于不会引起间隙横截面在输送方向上的明显减小，从而避免不希望的压力增加。这例如可通过如此选择逐渐变细来实现，即在纵向截面中在两侧平均包络的两条直线彼此形成小于20°、优选小于10°并且尤其是小于5°的锥角。特别优选由逐渐变细引起的定子出口处的间隙横截面积与定子入口处的间隙横截面积之间的面积差小于定子入口处的间隙横截面积的10％、优选小于5％。

[0016] 即使在直径恒定而偏心率变化时，也可通过轴向移动扩宽收窄部。因此具有较小偏心率的转子区段可移入具有较大偏心率的定子区段中，从而扩宽收窄部。逐渐变细的转子和具有变化的偏心率的转子的组合也是优选的。

[0017] 在一种优选实施方式中，调节装置构造用于如此程度地扩宽在转子和定子之间的收窄部，使得在转子和定子之间形成泄漏间隙。在此情况下，收窄部并非通过转子和定子之间的接触形成，而是通过小的间隙、即泄漏间隙形成，其始终仍提供一定的密封。在此情况下，虽然输送速率下降，但基于转子和定子之间不再有物理接触以及所述部件之间的液膜产生大范围的冷却并且磨损进一步减少。可规定，这种泄漏间隙不会持续存在于运行中，而是仅在特殊负荷期间或之后被设定。

[0018] 进一步优选调节装置构造用于根据一个或多个预定运行参数扩宽收窄部。例如可想到，在一定的运行持续时间之后自动设定收窄部的扩宽。还可想到，测量驱动马达的功率消耗并且在功率消耗增加时，扩宽收窄部。优选收窄部的扩宽根据多个运行参数进行。虽然也可想到并且优选仅使用一个唯一的运行参数，但通过使用多个运行参数可更有效地减少磨损。

[0019] 特别优选运行参数之一是定子和/或转子的温度。优选测量定子的温度。为此偏心蜗杆泵优选包括至少一个传感器，该传感器设置在定子中或上并测量定子的温度。优选在多个位置处测量温度，以便能够特别有效地减少磨损。优选根据温度连续扩宽收窄部。作为替代方案，预先确定一个或多个阈值，并且在超过所述一个或多个阈值时，阶梯式地扩宽收窄部。

[0020] 优选一个、尤其是另一个运行参数是输送的液体体积。优选输送的液体体积是每转的液体体积。如果每转输送的液体体积减少，则这表示输送更多的气体或空气。当输送气体或空气时，介质对偏心蜗杆泵的冷却效果小于输送液体时的冷却效果。因此优选在这种情况下也扩宽收窄部，以预防磨损。为此目的可想到在定子的入口或出口处设置流量计。

[0021] 根据另一种优选实施方式，运行参数之一是定子入口处的液位。优选为此设置一个液位传感器或多个液位传感器。优选可仅测量特定液位水平作为阈值。作为替代方案，连续测量定子入口处的液位水平也是优选的。如果定子入口处的液位较低，则偏心蜗杆泵干运行的可能性较高，由此摩擦力较高并且偏心蜗杆泵的冷却较少。这又导致更快的加热和因此材料膨胀，由此收窄部进一步减小并且预紧可增加。因此优选在定子入口处测量到低液位时扩宽在转子和定子之间的收窄部。

[0022] 另一个可想到的参数是出口处的压力。如果该参数保持相等或下降并且同时扭矩增加，则这指示转子和定子之间的摩擦增加并且因此是定子材料膨胀的标志。在此情况下也优选扩宽收窄部，以便使间隙几何形状适配于改变的边界条件。

[0023] 在另一种优选实施方式中，定子可轴向移动地支承并且所述调节装置构造用于使定子轴向移动，以便至少部分地扩宽在转子和定子之间的收窄部。转子通常与驱动装置连接并且定子在旋转方向上固定地支承。在磨损情况下必须首先更换定子，因为定子通常由比转子更软的材料制成。由于出于该原因定子必须能容易更换地设置，因此在本实施方式中提出这样支承定子，使得其可轴向移动，以便至少部分地扩宽在转子和定子之间的收窄部。优选为此这样连接调节装置与定子，以使定子移动。调节装置为此可与为此设置的定子驱动装置耦合。在一种优选实施方式中，这种定子驱动装置构造为液压驱动装置、齿条-小齿轮驱动装置、链驱动装置、主轴驱动装置等。优选这样构造定子驱动装置，使得可保持定子的轴向位置。这优选地通过将定子驱动装置构造成自锁的来实现。

[0024] 在另一种优选实施方式中，转子可轴向移动地支承并且所述调节装置构造用于使转子轴向移动，以便至少部分地扩宽在转子和定子之间的收窄部。应理解，两种移动的组合也是可能的并且是优选的，即转子和定子都轴向移动。由此可保持小的移动绝对距离。

[0025] 在一种变型方案中，转子的包括驱动马达和驱动轴的传动系可与转子一起移动。转子通常通过轴连接到驱动马达，该驱动马达通常构造为电动机。由于转子围绕定子的中心轴线偏心地旋转，即转子的中心轴线描述成围绕定子中心轴线的圆形轨迹，因此这种驱动轴通常也包括至少一个万向接头或软杆，以便实现偏心扭矩传递。在本实施方式中，传动系所包括的驱动马达和驱动轴可与转子一起移动地支承。由此简化了传动系的设计并且例如为驱动马达设置线性支承装置，如上面关于定子所描述的，该线性支承装置可设有为此目的设置的驱动装置。

[0026] 在可附加于上述变型方案构造的另一变型方案中，转子可与驱动轴一起相对于驱动马达移动。在本变型方案中优选在驱动轴和驱动马达之间设置传动机构，其允许驱动轴轴向移动。例如这样构造传动机构的齿轮，使得能实现轴向移动。在本变型方案中简化了驱动马达的布置，而传动机构的设计比先前描述的实施方式更复杂。但在此产生另一个优点，即可移动部件的质量变低。此外，可单独支承驱动马达。

[0027] 在一种变型方案中或附加地，驱动轴构造成至少两件式的并且包括膨胀元件，该膨胀元件能伸长和缩短驱动轴以使转子轴向移动。在本实施例中驱动轴可构造成伸缩式的并且可自动伸长，或者为转子设置单独的驱动装置用于移动转子。例如可想到，在驱动轴中设置液压运行的膨胀元件，其通过被加载液压压力来实现轴向调节。代替液压膨胀元件，也可设置机械作用的膨胀元件、如蜗杆传动机构形式的膨胀元件。

[0028] 替代或附加地，为转子设置单独的驱动单元，其使转子轴向移动，而膨胀元件是被动的并且能实现移动。从而进一步简化了设计。

[0029] 根据另一种优选实施方式，定子的纵向轴线在运行中基本上竖直或者说直立定向并且定子的出口设置在上方。由此产生进一步的优点。一方面转子和定子之间的收窄部或预紧在下部定子区域中不会因转子的额外重量而变窄或增大。另一个优点在于，当间隙几何形状变化至泄漏间隙时，液体再次向下流向入口方向并且因此实现了附加的冷却效果。在本变型方案中特别有利的是，当既输送液体又输送气体时，液体总是存在于接触位置区域中，也就是说密封线区域中，因此即使在输送高比例的气体时也始终确保密封线的冷却。
由此有效避免了加热和因此摩擦和预紧的增加或收窄部的过度减小。这进一步预防了磨损。竖直布置也节省空间并且偏心蜗杆泵可特别简单地安装到现有设备中。通过扩宽收窄部可实现竖直布置。

[0030] 在另一种优选实施方式中，定子至少在内壁区域中由可收缩材料、尤其是弹性体制成。由此一方面简化了定子的制造，另一方面也在定子和转子之间产生良好的密封。在一种变型方案中可规定，定子的内壁衬有基本上均匀厚度的弹性体材料层。在另一种变型方案中，整个定子由弹性体材料制成并且在表面设有用于稳定的套箍(Manschette)。

[0031] 根据另一种优选实施方式规定，调节装置构造用于在用于旋转转子的驱动马达的启动过程开始之前或在惯性运转过程期间或之后扩宽在转子和定子之间的收窄部，以及用于在驱动马达启动过程期间开始之前减小在转子和定子之间的收窄部。根据本实施方式，在偏心蜗杆泵的输送过程开始期间，即在产生转子相对于定子的旋转运动的驱动马达启动期间或启动之后，转子和定子之间的收窄部从扩宽的收窄部调节为细长的收窄部。由此偏心蜗杆泵从开始的高内部泄漏流调节为减小的泄漏流。这种调节运动有助于在输送过程开始时偏心蜗杆泵的输送量和/或输送压力不会突然增大，而是在启动期间连续地建立，突然增大将导致偏心蜗杆泵和连接管路上的高负荷。这段启动时间可在一秒到几秒的范围内。本实施方式在使用这样的驱动马达时特别有利，所述驱动马达不具有由变频器控制的转速调节，而是在启动时立即增加到额定转速。

[0032] 原则上应理解，为了所述控制的目的，可在每次输送过程结束时扩宽在转子和定子之间的收窄部，使得收窄部在下一次输送过程开始时处于扩宽状态或在输送过程开始时在驱动马达启动之前首先执行收窄部的相应扩宽，以便在执行该扩宽之后再启动驱动马达。以这两种方式可确保当驱动马达启动时在定子和转子之间不存在减小的收窄部或甚至直接的密封接触，这从一开始并且立即会引起高的输送体积和高的输送压力。

[0033] 进一步优选调节装置包括用于接收压力信号的输入接口并且构造用于根据该压力信号扩宽或减小在转子和定子之间的收窄部。根据本扩展方案，调节装置原则上可具有相应控制单元，其可构造为电子控制单元且构造用于根据压力信号改变转子和定子之间的收窄部。在此压力信号可以是定子入口侧的压力、定子内的压力、或定子出口侧的压力，即尤其是偏心蜗杆泵的压力侧压力。以这种方式可精确地调节压力，并且通过相应地调节收窄部可将预定压力曲线调整为实际值曲线。这种调节或控制根据本发明通过扩宽或减小在转子和定子之间的收窄部来实现，与可能的转子和定子的转速调节相比，这能实现显著更精确、自发和低惯性的调节或控制。本实施方式尤其是也可用于提供过压保护。在此情况下，当达到特定压力或超过特定压力时，扩宽在转子和定子之间的收窄部，从而防止超过特定最大压力的压力增加。

[0034] 此外，根据本发明的蜗杆泵可通过下述方式进一步改进，调节装置包括用于接收体积量信号的输入接口并且构造用于根据该体积量信号这样扩宽在转子和定子之间的收窄部，使得在体积量信号的值表明自输送过程开始所输送的体积相当于目标体积时，这样扩宽在转子和定子之间的收窄部，使得不再进一步从定子出口输出体积。根据本实施方式，调节装置构造用于接收体积量信号。原则上该体积量信号可表征应由偏心蜗杆泵输送的目标体积。这意味着从连续输送过程、即偏心蜗杆泵的连续运行的开始到结束应由偏心蜗杆泵输送的确定体积。原则上发明人已经认识到，基于惯性和滞后作用通过控制和调节驱动转子的驱动马达无法以足够精确的方式实现特定输送量的精确计量。取而代之，根据本发明这样调节在转子和定子之间的收窄部，使得由此可调节和控制精确的计量。这尤其是意味着，当达到希望的体积量、即体积量目标值时，这样扩宽收窄部，使得不再通过偏心蜗杆泵进一步输送体积。尤其是可这样调节或控制在转子和定子之间的收窄部，即当要输送仅一小部分期望的目标体积时，设定在转子和定子之间的收窄部的扩宽并且以这种方式在一个或两个阶段中或连续地减少输送量。实际值体积在此可通过相应的体积流量计来检测或者可由在输送时间段上偏心蜗杆泵的转数和转子与定子之间的收窄部的尺寸来计算。作为体积量信号可由调节装置检测目标值信号或输入调节装置中，在此情况下，用于在转子和定子之间的收窄部的调节参量的计算在调节装置内进行并且可通过内部计算或附加地将实际值输入到调节装置中来实现。体积量信号也可以是从目标值和实际值确定的差值信号，以便能够直接在调节装置内计算调节参量。进一步优选调节装置构造用于在转子相对于定子旋转期间调节转子相对于定子的轴向相对位置。用于在泵运行时进行轴向调节的本实施方式例如可通过从外部可访问或从外部可控制的调节装置来实现。该调节装置可构造为能量运行的致动器并且因此能够在转子旋转期间进行调节，例如通过在泵上提供液压、气动或电动致动器，用于转子和定子之间的轴向调节。

[0035] 根据本发明的第二方面，开头所提任务通过一种用于运行根据本发明第一方面的偏心蜗杆泵的至少一种上述优选实施方式的偏心蜗杆泵的方法来解决，所述方法包括如下步骤：驱动转子以输送液体；通过使转子和定子彼此相对轴向移动来扩宽在转子和定子之间的收窄部。应理解，根据本发明第一方面的偏心蜗杆泵和根据本发明第二方面的方法具有相同和相似的优选实施方式，尤其是如在从属权利要求中提出的。在这方面完全参考本发明第一方面的上述说明。

[0036] 该方法优选还包括步骤：设定在转子和定子之间的泄漏间隙。优选在驱动转子以输送液体期间设定泄漏间隙。也就是说，在转子和定子相对于彼此的移动以及泄漏间隙的设定优选在运行期间进行，即优选当运行参数达到或超过阈值时进行。

[0037] 该方法优选还包括步骤：测量转子和/或定子的温度；并且根据测量的温度相对轴向移动转子和定子。例如当超过预定的阈值温度时，根据所述超过使转子和定子相对于彼此轴向移动，从而扩宽收窄部。也可规定，当温度下降时，再次减小收窄部直至在预紧下接触，从而保持低泄漏。优选连续测量、优选以预定的小时间间隔测量转子和/或定子的温度。根据所述测量优选动态地执行转子和定子之间的移动，使得转子和定子之间的收窄部和因此间隙几何形状始终与测量的温度协调，从而可防止磨损。

[0038] 进一步优选地执行下述步骤：确定定子入口处的液位；并且根据所确定的液位相对轴向移动转子和定子。优选通过液位传感器确定液位。可规定，仅关于确定的阈值确定液位，例如最大进入流量的一半。基于所确定的液位使转子和定子相对轴向移动，优选移动预定的固定值。由此扩宽收窄部并因此预防了磨损。也可规定，当液位重新上升时，再次减小收窄部，即设定较小的间隙或接触，以便实现优化的间隙几何形状和输送。

[0039] 在另一种优选实施方式中，该方法还包括：确定转子每转所输送的液体体积；并且根据所确定的液体体积相对轴向移动转子和定子。转子每转所输送的较少液体体积表明输送相对高比例的气体。气体输送一方面阻止了接触部件之间的润滑，另一方面阻止冷却。在此情况下，当转子每转输送相对大量的气体和少量液体时，优选扩宽收窄部以防止磨损。

[0040] 该方法还可进一步扩展：在用于旋转转子的驱动马达启动开始时扩宽在转子和定子之间的收窄部，并且在驱动马达启动开始之后减小在转子和定子之间的收窄部。借助本方法扩展方案可实现平稳的启动特性，同时运输体积和运输压力不会骤升。关于本扩展方案的优点、变型和方面参考上述关于偏心蜗杆泵的相对应实施方式的说明。

[0041] 另外优选通过压力传感器检测压力，并且根据压力扩宽或减小在转子和定子之间的收窄部。借助本方法的该实施方式通过相应调节转子和定子之间的收窄部可精确调节压力、压力曲线或维持最小压力和/或最大压力。这可实现自发且精确的压力调节。为此参考偏心蜗杆泵的相对应实施方式以及上述说明。

[0042] 进一步优选检测目标体积量，并且根据目标体积量扩宽或减小在转子和定子之间的收窄部。根据本实施方式，偏心蜗杆泵作为精确的计量泵控制或调节。为此输入或通过偏心蜗杆泵接收目标体积量并且根据该目标体积量扩宽或减小在转子和定子之间的收窄部。在此这样设定在转子和定子之间的收窄部的扩宽或减小，使得在达到目标体积量时，将输送体积减小到零。这可通过相应扩宽收窄部来实现，或者可与这种扩宽并停止转子旋转结合进行。当仅一小部分目标体积量要输送以达到目标体积量时，尤其是可通过阶梯状或连续扩宽收窄部来实现精确计量到希望的目标体积量。对于该实施方式再次参考上述关于偏心蜗杆泵的相对应实施方式的说明。

附图说明

[0043] 下面借助五种实施例参考附图详细阐述本发明。附图如下：

[0044] 图1是根据第一实施例的偏心蜗杆泵的示意性横截面图；

[0045] 图2a是在设定密封线时偏心蜗杆泵沿纵向轴线的示意性横截面图；

[0046] 图2b是根据图2a的垂直于纵向轴线的示意性横截面图；

[0047] 图2c是根据图2a的垂直于纵向轴线的示意性横截面图；

[0048] 图3a是在设定泄漏间隙时偏心蜗杆泵沿纵向轴线的示意性横截面图；

[0049] 图3b是根据图3a的垂直于纵向轴线的示意性横截面图；

[0050] 图3c是根据图3a的垂直于纵向轴线的示意性横截面图；

[0051] 图4是根据第二实施例的偏心蜗杆泵的示意性横截面图；

[0052] 图5是根据第三实施例的偏心蜗杆泵的示意性横截面图；

[0053] 图6是根据第四实施例的偏心蜗杆泵的示意性横截面图；

[0054] 图7是根据第五实施例的偏心蜗杆泵的示意性横截面图；和

[0055] 图8是用于运行偏心蜗杆泵的方法的一种实施例的流程图。

具体实施方式

[0056] 偏心蜗杆泵1具有定子2和转子4。定子具有中心轴线L1，所述中心轴线在中心延伸穿过定子2的内腔6。定子2包括限定腔6并由弹性体材料制成的内壁8。这样构造所述壁8的内部轮廓，使得其限定双线螺旋线。转子4整体也构造成螺旋形的，定子2的螺旋线形状的导程相对于转子4具有两倍导程。因此形成各个腔室5，这些腔室通过收窄部7分隔开。

[0057] 定子2还包括入口10和出口12。入口10与入口壳体14连接，入口壳体包括入口法兰16，入口管18法兰连接到入口法兰上。出口12还设有出口壳体20，该出口壳体包括出口法兰
22，出口管24法兰连接到出口法兰上。

[0058] 驱动轴26延伸穿过入口壳体14，驱动轴通过第一万向接头28与转子4连接并且通过第二万向接头30与传动机构34的输出轴32连接。代替这种具有两个万向接头28、30的驱动轴26，优选还可使用细的软轴，其允许偏心驱动。传动机构34在输入侧与驱动马达36连接，该驱动马达根据本实施例构造为电动机。

[0059] 偏心蜗杆泵1根据本发明包括调节装置39，用于扩宽在转子4和定子2之间的收窄部7，以便调节优化的间隙几何形状。根据本实施例(图1)，这样构造调节装置39，使得定子2可轴向移动地支承。定子2可沿纵向轴线L1移动，如通过箭头38所示。为此定子2容纳在入口壳体14和出口壳体20的区段中，所述区段借助密封装置40、42密封。为了移动定子2，调节装置39具有作用区段44，其可与为此设置的驱动装置连接。

[0060] 图2a、2b和2c以及3a、3b和3c示出间隙几何形状的变化、即根据示意图示出收窄部7的扩宽。

[0061] 图2a-2c示出具有密封间隙的间隙几何形状，其中转子4和定子2之间存在接触，而图3a-3c示出收窄部7的扩宽，从而调节泄漏间隙S。图2b示出沿纵向轴线L1的截面，也如图1所示。转子4参照图2a-2c处于最大上部位置，这尤其是可根据图2a和2c看到，其分别示出垂直于纵向轴线L1的截面。图2a示出入口10附近的截面并且图2c示出出口12处的截面。尤其是参考图2a和2c可以看出，转子4以其圆周表面3的一个区段贴靠在定子2的内壁9上。通过该接触在收窄部7中形成密封线D。通常规定，转子4这样轴向定位在定子2中，使得在径向方向上产生预紧(Vorspannung)。定子2由柔性材料、尤其是例如由弹性体制成。因此，径向方向上的预紧导致定子4在密封线D区域中的弹性变形。在此摩擦相对较高。高摩擦也导致高磨损。在运行期间这种径向预紧可能进一步增加，例如基于定子2的材料鼓胀或基于热输入的材料膨胀。

[0062] 即使在剪切敏感介质中例如也优选形成密封线D并且同时也实现相对高的径向预紧，使得介质在腔室5之间的密封线D处清楚地分隔开并且产生很小的剪切。

[0063] 通过轴向调节整体锥形构造的转子4可扩宽收窄部7并且因此减小径向预紧或甚至代替密封线D而设定泄漏间隙S。应理解，泄漏间隙S也是密封的；转子4在该状态中漂浮在收窄部7中的液膜上。收窄部的扩宽是通过使转子4向锥形扩宽方向移动、即参考图2a-3c向左移动实现的。由此收窄部7扩宽并可以形成泄漏间隙S。

[0064] 在相反情况下，也可减小、即进一步缩小收窄部7，以便例如消除泄漏间隙S并设定密封线。这例如可在高压下是有利的。高压可导致定子2径向扩张并且自动形成泄漏间隙S。为了仍始终能保持优化的间隙几何形状，在这种情况下需要在锥形缩小方向上的轴向移动，即参见图2a-3c向右移动。

[0065] 在本实施例(图2a-3c)中偏心距e1、e2恒定，而转子4的直径D1、D2朝向出口12方向减小。即，e1和e2相同，而D1大于D2。但也包括这样的实施方式，两个直径恒定，即D1等于D2，而偏心率改变，即例如e1大于e2。轴向移动时的效果于是相应变化。

[0066] 图4示出一种相对于图1改变的实施例，其中类似的元件由相同的附图标记表示。在这方面完全参考关于第一实施例(图1)的上述说明。关于收窄部7中的间隙几何形状参考图2a至3c。

[0067] 与第一实施例不同，在本实施例(图4)中，这样构造调节装置39，使得转子4可轴向移动，更确切地说与整个传动系25一起，该传动系根据实施例包括驱动轴26、传动机构34和驱动马达36。在这方面，箭头37表示驱动马达36也一起移动。为此传动机构34的壳体46可移动地支承在入口壳体14的与定子2入口10相对置的区段48中并且通过密封装置50相对于环境密封。

[0068] 为了沿轴向方向移动转子4，设置单独的驱动装置52，其可通过蜗杆传动机构54(仅示意性示出)使传动系25这样移动，以致转子4和定子2之间的收窄部7扩宽。如需要，收窄部7可扩宽到这样的程度，使得在转子4和定子2之间在密封线D的区域中产生泄漏间隙S。在此转子4和定子2之间的预紧通常不会完全消除，因为存在输送液体的反压。

[0069] 驱动装置52优选为此通过信号线56与控制装置连接。优选控制装置集成在控制装置58中或例如通过信号线60连接到控制装置58。该控制装置优选具有输入接口，通过所述输入接口输入控制或调节数据并且构造用于根据这些控制或调节数据执行控制或调节。例如可通过该接口将目标体积或目标体积与实际体积之间的差值输入控制装置。该接口在此可以是用户界面或用于连接传感器或开关的接口。控制装置58用于确定是否应改变间隙几何形状以及改变间隙几何形状的程度，即是否应扩宽在转子4和定子2之间的收窄部7。在本实施例中，控制装置58首先与设置在定子2中的传感器62连接。传感器62构造为温度传感器并且用于检测定子2的温度。应理解，也可这样设置传感器62，使得其检测转子4的温度。为此传感器62可检测转子4的外表面，或者该传感器或附加传感器可设置在转子4中。控制装置58基于由传感器62测得的温度确定是否已经达到阈值温度并且基于此确定是否应改变间隙几何形状以及改变间隙几何形状的程度。该结果以调节信号的形式通过导线60和56发送给驱动装置52，从而传动系25移动，以便扩宽在转子4和定子2之间的收窄部7。

[0070] 在本实施例(图4)中，偏心蜗杆泵1还具有液位传感器64，其确定定子2入口10处的液位。该传感器64也与控制装置58连接。控制装置58基于接收到的液位确定转子4相对于定子2的移动并将相应信号发送到驱动装置52以调整传动系25。

[0071] 此外，偏心蜗杆泵1根据本实施例(图4)具有流量传感器66，其测量通过定子2的液体流量。该传感器66也与控制装置58连接，控制装置58基于传感器66的信号和转子4的转速确定流量或每转的流量体积。如果流量低，则表明输送了相对多的气体，因此转子4和定子2之间的摩擦增加并且同时冷却减少。这通常导致更高的材料膨胀并且又导致转子4和定子2之间的预紧增加并且因此导致磨损增加。因此优选调节间隙几何形状。代替流量传感器66也可设置压力传感器66，其能够通过调节转子和定子之间的收窄部来进行压力调节。借助这种压力传感器也可通过调节收窄部来调控最小压力或最大压力的维持。原则上应理解，这种压力传感器也可附加于流量传感器66设置。压力传感器也可设置在定子区域中或入口侧。

[0072] 应理解，也优选这样的实施例，在其中仅存在三个传感器62、64、66之一。还应理解，控制装置58也可集成到驱动装置52的控制装置和/或驱动马达36的控制装置中。

[0073] 图5示出另一实施例，其原则上类似于图4的实施例。相同和相似的元件具有相同的附图标记，因此完全参考上述说明。应理解，参考图4描述的传感器62、64、66也可单独或组合地用于图1、5、6和7的实施例中。

[0074] 根据本实施例(图5)，转子4又可相对于位置固定的定子2移动地设置。但在本实施例中，驱动马达36也是位置固定的并且不可移动。总的来说，驱动轴26又通过万向接头30与驱动马达36的输出轴32连接。为了实现转子4和驱动轴26的移动，输出轴32可轴向移动地支承在传动机构34的输出齿轮68中。该齿轮68通过可轴向移动的轴-毂连接与输出轴32连接。传动机构34设有构造为空心轴的齿轮68，轴32可在齿轮中移动。输出轴32在其侧通过密封装置70导向，使得来自入口壳体14的液体不会渗透到传动机构34中。驱动装置52又可设置在输出轴32的位于外部的区段72上(参见图4)，以便实现输出轴32进而转子4的轴向移动。

[0075] 图6示出相对于此修改的另一种实施方式。相同和相似的元件再次用相同的附图标记表示，从而完全参考上述说明。

[0076] 在根据图6的实施例中，转子4可移动，而定子2位置固定地容纳在入口壳体14和出口壳体20中。根据本实施例，驱动轴26构造成两件式的并且包括第一部件74和第二部件76。这两个部件74、76伸缩式地相互嵌套并且在这两个部件74、76之间膨胀元件80构造在第一元件74中的凹部78中。膨胀元件80用于通过相对于第一轴部件74移动第二轴部件76形成驱动轴26的轴向长度。通过膨胀元件80的膨胀或膨胀元件80的缩小可移动转子4。

[0077] 可想到将膨胀元件80构造为被动膨胀元件、尤其是液压元件。液压元件用于保持转子4和定子2之间基本上相同的预紧，使得作用在转子4上的预紧力基本上恒定。当定子2和/或转子4的材料膨胀时，转子4可相对于图4向左退让，通过膨胀元件80中的液压元件补偿。由此也可如主动、即通过驱动装置控制地调节转子和/或定子2一样防止过度磨损。在液压元件中作用的压力可根据泵压力调节。

[0078] 图7最后示出偏心蜗杆泵1的一实施例，其又允许转子4相对于定子2移动。在本实施例中驱动轴26又与图1、4和5的前三实施例一样构造为一体的。驱动轴26通过万向接头30与输出轴32连接。

[0079] 在根据图7的实施例中，连接万向接头28与转子4的轴端82构造为两件式的并且包括刚性连接到转子4的第一部件84和连接到万向接头的第二部件86。所述部件84和86伸缩式地彼此嵌套并且在该部件84中构造有相当于图4的膨胀元件80的膨胀元件80。该膨胀元件80又可以是主动或被动的，例如液压元件形式的被动式。作为替代方案也可规定，在转子4的端面88上使用驱动装置，其用于轴向移动转子4。

[0080] 图8示出用于运行根据实施例1至7之一的偏心蜗杆泵的上述优选实施方式之一的偏心蜗杆泵的方法的示例性流程。在步骤100中，启动偏心蜗杆泵1并使转子4旋转。步骤102表示通过转子4旋转将液体从入口10输送到定子2的出口12。在该输送步骤102期间，通过温度传感器在步骤104中测量定子2的温度。

[0081] 在步骤106中将测量的温度与一个或多个阈值进行比较。然后在步骤108中确定是否已经超过所述一个或多个阈值之一，并且如果没有超过阈值，或者预紧、即转子相对于定子的轴向位置和因此间隙几何形状、即收窄部7的几何形状已经与步骤106中确定的阈值一致，则在步骤108中选择继续输送液体并返回步骤102。否则在步骤110中调节相应预紧。在步骤110中可能重新调节间隙几何形状之后，流程可返回步骤102。

[0082] 例如可想到，在步骤106中相对于多个阈值确定在步骤104中测量的温度，其中，每个阈值表示转子4和定子2彼此的相对轴向位置的等效值。然后在步骤110中设定相应于在步骤106中确定的阈值的轴向位置。同时在步骤102中继续输送液体。

[0083] 原则上在输送过程开始时，即在转子开始相对于定子旋转之前，如此程度地扩宽在转子和定子之间的收窄部，使得基于内部泄漏不产生或仅产生小的输送速率。然后收窄部在约1.5秒的时间上有限的启动过程中这样减小，使得实现希望的输送速率或希望的输送压力。

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偏心蜗杆泵中间隙几何形状的调节

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