具有直接驱动的旋转活塞泵的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种旋转活塞泵，其包括:具有泵腔的泵壳；入口和出口 ；多叶片的第一旋转活塞，该第一旋转活塞设置在泵腔中并且围绕第一轴线可旋转地支承；和设置在泵腔中的、多叶片的第二旋转活塞，该第二旋转活塞围绕与第一轴线间隔开距离的第二轴线可旋转地支承并且与第一旋转活塞啮合地咬合，其中，第一和第二旋转活塞通过围绕第一或者第二轴线旋转而产生从入口到出口的流体流；驱动设备，该驱动设备为了驱动旋转活塞而与该旋转活塞机械地联接。
【背景技术】
[0002]前述结构的旋转活塞泵用于输送流体。在此，流体可以具有利用旋转活塞泵可输送的大范围的粘度。特别是旋转活塞泵还可以用于输送载有固体材料的流体。
[0003]由EP 1519044 BI事先公知了一种旋转活塞泵，该旋转活塞泵具有两根轴，相互啮合的旋转活塞抗扭矩地(drehmomentfest)固定在这两根轴上。利用液压马达来驱动各轴。原则上利用这样的驱动方式可以实现:通过两个旋转活塞相互的啮合运动本身来产生运行旋转活塞泵所需的两个旋转活塞的旋转运动的同步，这能够借助单独的液压马达实现对每个单独的旋转活塞的直接驱动。在这样的旋转活塞泵的正常运行期间，在每个单独的旋转活塞上出现的扭矩在较长的时间间隔上平均后对于两个旋转活塞来说是相同的，而如果观察的时间间隔比转一整圈所需的时间段短，那么在观察较短时间段的情况下在两个旋转活塞之间显示出扭矩差。由两个旋转活塞的相互啮合来承受这些扭矩差，然而这导致在旋转活塞上由于相互接触出现磨损并且因此增加了旋转活塞的轴支承在其中的轴承的负荷。因此在旋转活塞泵的效率方面部分地减少了通过液压直接驱动实现的优点。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是，提供一种旋转活塞泵，该旋转活塞泵能够在经济上以比前述旋转活塞泵更加有效的方式运行。
[0005]这个目的通过如下方式得以实现，即，第一和第二旋转活塞分别具有数量为N的叶片，其中，N大于或等于二，并且第一和第二旋转活塞的叶片螺旋状地沿着旋转活塞的周面延伸并且在此掠过至少300°除以N的角、优选掠过360°除以N的角，并且驱动设备包括为了驱动第一旋转活塞而与该第一旋转活塞机械联接的第一电驱动马达和为了驱动第二旋转活塞而与该第二旋转活塞机械联接的第二电驱动马达。
[0006]通过根据本发明的旋转活塞泵一方面能够实现借助电动驱动的直接驱动，这通过电动机的高效率实现了效率的提高。通过如下方式能够实现这种直接驱动方式，即，旋转活塞的叶片螺旋状地沿着该旋转活塞的周面延伸并且在此掠过一个角范围，该角范围接近一整转的叶片数分之一的部分并且优选等于一整转的相应的部分或者超过这部分。通过旋转活塞的叶片的这种盘旋延伸实现了决定性地减少或者在螺旋状地延伸360°除以N的角度的情况下完全避免在两个旋转活塞之间短时出现的扭矩差。除了由于通过两个旋转活塞的啮合运动而理论上不再是必要的同步效应实现的由此决定性降低的旋转活塞磨损和旋转活塞泵内的由此降低的轴承负荷和轴承力之外，通过短期的扭矩差的降低或甚至避免能够实现为每个旋转活塞使用直接驱动器，该直接驱动器绝对没有通过液压马达产生的相对这样的扭矩差的公差和随之发生的周期性的角波动。取而代之，通过根据本发明的构造可以使用电动直接驱动器，该直接驱动器可以非常经济地运行，这是因为它能够以实际上恒定不变的扭矩且在两个旋转活塞之间无扭矩差地驱动旋转活塞。在此，由于几乎或完全无脉冲的运行和降低的或完全避免的扭矩波动，直接驱动的电动机的相对液压马达提高的惯性可以在设计中得到转化，而不会由此在电动机与旋转活塞之间的连接元件上出现临界脉动负荷。
[0007]几乎或完全无脉冲的运行已经证明为根据本发明的旋转活塞泵的另外的特别优点，在该运行中由旋转活塞泵输送的流体以恒定不变的、无脉冲的液流得到输送。这决定性地减少了加速过程和制动过程并且降低了由此产生的旋转活塞泵的以及与其连接的输送管道的轴承负荷和管道负荷。在能够实现根据本发明的旋转活塞泵的旋转活塞的这种构造特性特别是电动驱动的同时，应该理解的是:作为备选在一定的应用方式中也可以使用液压驱动或其它的驱动方式并且这是有益的且在个别情况中相应地实现经济效率。
[0008]原则上，根据本发明的旋转活塞泵的驱动马达可以借助减速器或加速器和在必要时经由同步变速器(Synchronisat1nsgetriebe)而与旋转活塞机械联接，例如以便使用转速特别高或特别低的驱动马达或者以便使用在不同的转速范围的情况下具有最大效率的两个驱动马达并且交替地运行。然而特别优选的是:第一和第二驱动马达直接与第一或第二旋转活塞机械联接，特别是通过如下方式，即，第一驱动马达直接驱动第一旋转活塞抗扭矩地固定在其上的第一轴，而第二驱动马达直接驱动第二旋转活塞抗扭矩地固定在其上的第二轴。通过这种直接的机械联接一一在中间没有连接变速器的情况下如下地实施该机械联接，即，驱动马达的转速与旋转活塞的转速相符一一进一步提高了旋转活塞泵的效率。
[0009]在此特别优选的是:旋转活塞泵是没有变速器的。通过这样的没有变速器的设计避免了由旋转活塞泵的变速器中的摩擦所产生的效率损失，特别是放弃两个旋转活塞之间的同步变速器，这能够通过根据本发明的构造得以实现。在这种情况下，没有变速器的设计应该理解为旋转活塞泵的旋转活塞仅仅通过它们的啮合运动而相互同步，就是说，当两个旋转活塞之一从旋转活塞轴上拆下时，两根轴可以彼此独立地旋转。另外，没有变速器的设计的优点在于:由此可以降低轴承的负荷并且因此可以将轴承的尺寸设计得更小或者在相同尺寸的情况下可以承受更高的泵压。
[0010]根据另一种优选的实施方式规定:其中至少一根轴可旋转地支承在至少一个借助输送的流体介质润滑的滑动轴承中，优选第一和第二轴支承在由输送的流体介质润滑的滑动轴承中。原则上由于与此相关的保养费用的降低所以优选在通过输送的流体介质本身润滑的滑动轴承中的支承。特别是因为由于泵内腔中的静态的、非脉冲的压力比，通过输送流体对滑动轴承的加压显示轴承使用寿命的可估算的设计参数和轴承的鉴于轴承力的设计，所以这种类型的支承对根据本发明的泵可以是有益的。另外，这种实施方式能够实现无油运行，这特别是在利用根据本发明的旋转活塞泵可能实现的饮用水应用中是有益的。在此特别优选的是:使用介质润滑的陶瓷滑动轴承，这些陶瓷滑动轴承具有足够的使用寿命和抵抗大量输送的流体的、特别是抵抗水的抵抗力。使用滑动轴承的另一个优点是在结构空间相同的情况下由此可实现的较高的承载量(Tragzahl)，这能够实现承受较高的泵压。
[0011]特别优选的是:通过相互啮合的第一和第二旋转活塞实现第一和第二旋转活塞的旋转运动的机械同步。通过这种经由相互齿啮合的旋转活塞的机械同步可以放弃与旋转活塞分离设置的同步变速器并且因此可以避免由在这样的变速器中的摩擦导致的效率损失。另外，由于这种同步类型，根据本发明的旋转活塞式马达能够构造得特别紧凑且耐用。最后，如果希望无油运行的话，那么这种改进方案是特别有益的，这是因为在这种情况中可以放弃在必要时需要油润滑的变速器。