連接裝置以及包括所述連接裝置的離心泵的製作方法

2023-05-18 04:36:31 2

專利名稱：連接裝置以及包括所述連接裝置的離心泵的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種連接裝置，其包括軸、設有外螺紋並安裝在所述軸上 的套筒、設有從第一端被旋擰到所述套筒的外螺紋上的內螺紋的旋轉元件 以及將所述旋轉元件相對於所述軸鎖定的鎖定裝置。
背景技術：
NL-C-1.014.301中公開了一種這樣的連接裝置。所述現有的連接裝置 具有插入在稍微錐形的襯套中、並冷縮配合在軸上的套筒。所述連接裝置 可以在扭力過載的情況下使所述套筒相對於所述軸滑動。為了達到將被用 作葉輪的旋轉元件相對於所述軸鎖定的目的，應用一種特殊的、分段的、 且具有錐形外表面的分段環，或所謂的開口環。
所述現有的連接裝置具有鎖定裝置相當複雜的缺點。用於將所述旋轉 元件相對於所述軸鎖定的所述分段環必須藉助於螺栓固定，所述螺栓被旋 擰入為此目的而在所述軸的端面上製作出的螺紋孔中。並且這意味著所述 軸的端部應該保持可被觸及以用於安裝或拆卸所述螺栓，在所述旋轉元件 已經安裝到所述軸上之後也是如此。此外，考慮到必須在所述軸的端面與 所述旋轉元件的相反面之間設置多個段的事實，因此設置過程是麻煩的。
DE965107公開了用於根據DE962668的軸和葉輪的連接裝置的特殊實 施方式。DE965107的所述連接裝置具有環繞所述軸的槽。所述葉輪上的總 的軸向載荷經由所述槽傳遞到所述軸，因為外殼(Hiilse)可相對於所述軸 滑動。這種用於傳遞載荷的槽具有在軸中引了機械應力局部增大的缺點。 因此，這種槽使所述軸更容易出現尤其是與疲勞相關的故障。而且具有槽 的軸製造起來更費力。此外，因為所需工序的數量和連接裝置中部件的數 量，所以DE965107的連接裝置非常費力和費時。例如，每次更換葉輪都 需要裝卸外殼。在葉輪需要更換的情況下，需要克服所述軸與葉輪之間的 夾緊力，這非常不利。

發明內容
因此，本發明的目的是提供一種沒有這些缺點並且提供更有效鎖定方 式的前述類型的連接裝置。通過使鎖定裝置設置在與第一端相反的螺紋端 部處能夠實現所述目的。
本發明的鎖定裝置位於遠離所述軸端部的位置處。這樣具有的優點是 始終可以應用所述鎖定裝置，甚至是在所述旋轉元件被安裝到所述軸上之 後，其部分地或全部地覆蓋所述軸端部的情況下。這可以是例如具有葉輪 和封閉轂的離心泵的情況。另一個優點是減少了軸的類型，因為螺紋形狀、 螺距、右旋方向等等方面的差別現已在所述套筒中實現。在將所述旋轉元 件與所述軸連接的過程中，首先將所述旋轉元件上移到相對於所述軸的標 定位置。隨後應用所述鎖定裝置。所述鎖定裝置可以以多種方式實現；根 據一個優選的實施方式，所述鎖定裝置包括與所述套筒相連接的凸緣，所 述旋轉元件相對於所述凸緣被鎖定。根據該實施方式，在鎖定的過程中， 在所述套筒自身內產生內力，特別地為預應力。這樣具有的優點是這些預 應力既不加載在軸上也不加載在軸之間的連接上。因此，可以出於提供相 對這些預應力所需的強度和剛度的目的來設計和製造所述套筒。另一個優 點是提高了材料選擇方面的自由度，以使得所述軸和套筒可以依據硬度、 延展性或根據需要單獨優化。此外，在螺紋損壞或磨損的情況下，僅需更 換套筒。
此外，所述鎖定裝置可以包括抵靠所述凸緣定位的開口環，所述開口 環承受所述凸緣與旋轉元件之間的軸向壓縮預應力。特別地，所述開口環 可以包括至少三個開口環部件。為了保持所述開口環的適當位置，其開口 環部件可以以可鬆開的方式相互連接。因此，為了從所述軸上卸下所述旋 轉元件，例如為了更換旋轉元件，通過鬆開所述開口環部件，可以將所述 開口環本身移除。
特別地，所述鎖定裝置可以包括協同作用的錐形鎖定表面，其在根據 包含所述軸的軸線的徑向平面的截面中可見，並且在徑向向外的方向上加 寬。在這種連接中，所述凸緣和所述開口環可以包括相面對的協同作用的 錐形鎖定表面。
此外，所述開口環的背離其錐形面的面以及所述旋轉元件的相反面或定位在所述開口環與所述旋轉元件之間的中間元件的相反面可以根據相對 於所述軸的軸線垂直的平面而被定向。
根據一個優選的實施方式，所述套筒包括帶螺紋的套筒部和支撐環部， 所述支撐環部支承所述鎖定裝置。在該實施方式中，將所述旋轉元件與所 述套筒相連接的功能以及施加預應力和將所述旋轉元件相對於所述套筒鎖 定的功能在所述套筒的不同部件中實現。此外，所述套筒可以用於實現另 外的功能，例如提供所述軸與周圍結構之間的密封。為此，所述支撐環部 可以支承密封裝置，所述密封裝置包括在所述旋轉元件與所述開口環之間 被施加預應力的密封襯套。
例如為葉輪的旋轉元件與所述軸之間的連接按以下方式實現。首先， 將所述套筒安裝到所述軸上。通常，將所述套筒壓力配合到所述軸上。重 要的是所述套筒與所述軸處於強制配合連接，例如冷縮配合也是可行的選 擇。接下來，將分段環移動到所述支撐環部上。隨後，將密封襯套移動到 所述支撐環部上。然後，將旋轉元件旋擰到所述套筒的帶螺紋部上，直到 達到所述旋轉元件的、也是所述密封襯套的所需位置，並且直到在用於將 所述旋轉元件相對於所述套筒鎖定的螺紋連接中達到所需預應力。
此外，優選採用一個實施方式，其中所述帶螺紋的套筒部具有相對小 直徑而所述支撐環部具有相對大直徑，並且所述軸具有軸部和毗鄰軸部， 所述軸部具有相應的相對小直徑而所述毗鄰軸部具有相應的相對大直徑。 在這種情況下，所述帶螺紋的套筒部配合在具有相對小直徑的軸部上，所 述支撐環部配合在具有相對大直徑的軸部上。所述大直徑的軸部為驅動例 如為葉輪等的旋轉元件提供了所需的扭力穩定性。
本發明還涉及一種離心泵，其包括殼體、被可旋轉地支撐在所述殼體 中的軸以及被支撐在所述殼體內的所述軸上的葉輪，其中轉子藉助於前述 的連接裝置與所述軸相連接，所述連接裝置包括設有外螺紋並安裝在所述 軸上的套筒、設有從第一端被旋擰到所述套筒的外螺紋上的內螺紋的旋轉 元件、以及將所述旋轉元件相對於所述軸鎖定的鎖定裝置。根據本發明， 所述鎖定裝置設置在與所述第一端相反的所述螺紋的端部處。
所述殼體包括與支撐環部上的密封裝置協同工作的相對/副密封裝置
(counter sealing means )。


現將進一步參照含有前述連接裝置的離心泵的實施方式來描述本發明。
圖1示出了剖開離心泵的縱向截面。
圖2示出了根據圖1的放大細節II。 圖3示出了細節II的另一個實施方式。
具體實施例方式
圖1中示出的離心泵由殼體1、藉助於軸承3、 4、 5而可旋轉地相對於 支撐裝置6被支撐的軸2，以及葉輪7組成。所述殼體1具有用於葉輪的軸 向定向的入口8，以及切向定向的出口 (未示出)。離心泵的其他設置是已 知的，因此省略了對其的詳細描述。
所述葉輪7具有設有內螺紋10的封閉轂9。所述軸2具有相對小直徑 部ll、相對大直徑部12和位於它們之間的圓錐形部13。設有套筒14，所 述套筒14由被壓力配合到相對小直徑軸部11上的套筒部15和跨過圓錐形 軸部13並安裝在相對大直徑軸部12上的支撐環部16組成。
如圖2的放大細節II中所示，所述套筒部15具有外螺紋17，所述葉 輪7的內螺紋10已經被旋擰到所述外螺紋17上。所述支撐環部16具有外 凸緣20，所述外凸緣20設有面對帶螺紋的套筒部15的錐形表面18。此外， 設有分段環21，其具有與所述外凸緣20的相對錐形表面18相鄰接的類似 錐形表面19。在其另一端，所述分段環21具有徑向定向的相反面22。所 述分段環21的所述相反面22抵靠密封襯套24的類似的徑向定向面23。此 外，所述密封襯套24具有相反側的徑向定向面27,其抵靠所述葉輪7的類 似的徑向定向面28。
實現如圖2中示出的所述葉輪7與所述軸2之間的連接過程是以如下 方式實施的。首先，將所述套筒14壓力配合到所述軸2上。接下來將所述 分段環21移動到所述支撐環部16上，以使得所述分段環21的表面19與 所述凸緣20的錐形表面18相鄰接。隨後，將所述密封襯套24推到所述支 撐環部16上。接下來，將所述葉輪7的轂9旋擰到所述套筒14上，直到 它們的面27、 28彼此接觸。所述轂9被旋擰到所述套筒14上達到一定程度，以獲得其常規位置。隨後，將所述轂9在所述套筒上進一歩旋擰，可 能超過其標定位置，從而在所述套筒14和轂9的螺紋10、 17上產生預載 荷。在所述位置，所述環21的環段例如通過螺栓或輔助環相對於彼此被鎖 定。所述支撐環部16的錐形表面18和所述分段環21的錐形表面設置成在 需要從所述軸2上更換或移除所述葉輪7的情況下能夠移除分段環21 。
所述密封襯套24提供了被唇形密封件26接觸的密封表面。這些唇形 密封件26與離心泵的殼體1相連接，並且在保持殼體內部的密封條件的同 時允許所述密封襯套24的旋轉運動。
圖3的實施方式在很大程度上與圖2的實施方式類似。但是，軸襯31 被設置在套筒14與軸2之間，所述軸襯31提供保護以免承受所述葉輪7 的過載。在葉輪7過載的情況下，所述軸襯31屈服(give way)並滑動。
權利要求
1.一種連接裝置，其包括軸(2)、設有外螺紋(17)並被安裝在所述軸(2)上的套筒(14)、設有從第一端被旋擰到所述套筒(14)的外螺紋(17)上的內螺紋(10)的旋轉元件(7)、以及將所述旋轉元件(7)相對於所述軸(2)鎖定的鎖定裝置(18-21)，其特徵在於，所述鎖定裝置(18-21)設置在與所述第一端相反的所述螺紋(10、17)的端部處。
2. 根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述鎖定裝置包括所述 套筒(14)的凸緣(20)，所述旋轉元件(7)相對於所述凸緣(20)被鎖 定。
3. 根據權利要求2所述的裝置，其特徵在於，所述鎖定裝置包括開口 環(21)，所述開口環(21)被定位為抵靠所述凸緣(20)，所述開口環(21) 承受所述凸緣(20)與旋轉元件(7)之間的軸向壓縮預應力。
4. 根據權利要求3所述的裝置，其特徵在於，所述開口環(23)包括至少三個開口環部件。
5. 根據權利要求4所述的裝置，其特徵在於，所述開口環部件以可松 開的方式相互連接。
6. 根據權利要求2-5中任一項所述的裝置，其特徵在於，所述鎖定裝 置包括協同作用的錐形鎖定表面(18、 19)，所述協同作用的錐形鎖定表面(18、 19)在根據包含所述軸(2)的軸線的徑向平面的截面中可見，並且 在徑向向外的方向上加寬。
7. 根據權利要求3-6中任一項所述的裝置，其特徵在於，所述凸緣(20) 和所述開口環(21)包括相面對的協同作用的錐形鎖定表面(18、 19)。
8. 根據權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述開口環(21)的背 離其錐形面(19)的面(22)以及所述旋轉元件(7)的相反面(23)或定 位在所述開口環(21)與所述旋轉元件(7)之間的中間元件(24)的相反 面(23)根據相對於所述軸(2)的軸線垂直的平面而被定向。
9. 根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其特徵在於，所述套筒(14) 包括帶螺紋的套筒部(15)和支撐環部(16)，所述支撐環部(16)支承所 述鎖定裝置(18-21)。
10. 根據權利要求8和9所述的裝置，其特徵在於，所述支撐環部(16) 支承密封裝置(25)，所述密封裝置(25)包括在所述旋轉元件(7)與所 述開口環(21)之間被施加預應力的密封襯套(24)。
11. 根據權利要求9或10所述的裝置，其特徵在於，所述帶螺紋的套 筒部(15)具有相對小直徑而所述支撐環部(16)具有相對大直徑，所述 軸(2)具有軸部(11)和毗鄰軸部(12)，所述軸部(11)具有相應的相 對小直徑而所述毗鄰軸部(12)具有相應的相對大直徑，所述帶螺紋的套 筒部(15)被配合在具有相對小直徑的軸部(11)上，而所述支撐環部(16) 被配合在具有相對大直徑的軸部(12)上。
12. 根據權利要求11所述的裝置，其特徵在於，在所述相對大直徑的 軸部(12)與所述相對小直徑的軸部(11)之間設有圓錐形軸部(13)。
13. 根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其特徵在於，在所述套 筒(14)與所述軸(2)之間提供摩擦配合。
14. 根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其特徵在於，在所述套 筒(14)的內表面上設有軸襯(31)，所述軸襯(31)提供了所述套筒(14) 與所述軸(2)之間的摩擦配合。
15. —種離心泵，其包括殼體(1)、可旋轉地支撐在所述殼體(1)內 的軸(2)以及被支撐在所述殼體(1)內的所述軸(2)上的葉輪(7)，其 中轉子(7)藉助於根據前述權利要求中任一項所述的連接裝置而與所述軸(2)相連接，所述連接裝置包括設有外螺紋(10)並被安裝在所述軸(2) 上的套筒(14)、設有從第一端被旋擰到所述套筒(14)的外螺紋(10)上 的內螺紋(17)的所述葉輪(7)、以及用於將所述葉輪(7)相對於所述軸(2)鎖定的鎖定裝置(19、 20)，其特徵在於，所述鎖定裝置(19、 20) 被設置在與所述第一端相反的所述螺紋(10、 17)的端部處。
16. 根據權利要求15所述的離心泵，其特徵在於，所述殼體(1)包 括與所述支撐環部(16)上的密封裝置(24)協同工作的相對密封裝置(25)。
17. 根據權利要求16所述的離心泵，其特徵在於，所述密封裝置(25) 包括至少一個唇形密封件(26)。
全文摘要
一種連接裝置，其包括軸(2)、設有外螺紋(17)並被安裝在所述軸(2)上的套筒(14)、設有從第一端被旋擰到所述套筒(14)的外螺紋(17)上的內螺紋(10)的旋轉元件(7)、以及用於將所述旋轉元件(7)相對於所述軸(2)鎖定的鎖定裝置(18-21)。所述鎖定裝置(18-21)設置在與所述第一端相反的所述螺紋(10、17)的端部處。本發明還涉及一種包括所述連接裝置的離心泵。
文檔編號F04D1/00GK101581318SQ20091014091
公開日2009年11月18日 申請日期2009年5月13日 優先權日2008年5月16日
發明者A·H·桑蒂, P·A·布倫斯費爾德 申請人:Ihc荷蘭Ie公司