[发明专利]具有改进的定子干运转保护的螺杆泵

说明书

本公开总体上涉及用于将温度监控系统联接在螺杆泵内以防止干运转的改进的系统和方法。更具体而言，本公开描述了一种应用于螺杆泵中的温度监控系统，用于监控弹性体定子的内部温度。该温度监控系统可以包括套筒和设置在其中的温度传感器。本公开通过在硫化弹性体定子之前将套筒插入到定子的壳体部分中，从而使套筒可以硫化到弹性体定子，实现了预期的结果。

技术领域

本公开总体上涉及具有改进的定子干运转保护的螺杆泵。更具体而言，本公开描述了一种用于螺杆泵的改进的温度监控系统。

背景技术

图1示出了螺杆泵100的局部剖视图，该螺杆泵通常也称为偏心螺旋泵(在此统称为螺杆泵，而不意在进行限制)。螺杆泵100可以包括螺旋转子110(图2)和定子120。

定子120可以具有壳体部分125，在壳体部分125内设置有具有内部模制腔127的弹性体材料。转子110可旋转地定位在定子120内。一般来说，转子110可以由金属(比如例如硬化钢、不锈钢等)制成。定子120的内部模制腔127可以由合成橡胶或天然橡胶(比如硫化弹性体)形成。弹性体可以通过填充定子120的壳体部分125的内表面126与放置在定子120内的护套或结构之间的空间来形成。

使用中，转子110在其旋转时紧密密封抵靠弹性体定子120，从而形成一系列紧密密封的固定尺寸的腔。转子110的旋转导致腔向排放端口移动，从而导致腔内的任何材料(例如，液体)的移动。

一个通常与螺杆泵相关联的问题被称为干运转。在干运转事件期间，转子110和定子120之间的摩擦导致定子120的内表面的温度快速升高。当定子120的内表面处的操作温度超过其最大允许操作温度时，弹性体会烧坏或者降解，从而导致螺杆泵故障。也就是说，当螺杆泵的传送元件(例如，转子110和定子120)中生成的热能不再被充分耗散时，弹性体定子120会在短时间内被热损坏，从而导致螺杆泵失效，并导致计划外的操作失效、停机时间和昂贵的修理，例如，用于更换定子120。

鉴于此，螺杆泵通常结合有干运转保护装置。图1示出了经常使用的一种形式的干运转保护。温度监控系统130可用于监控弹性体定子120中的操作温度。温度监控系统130可以通过监控弹性体定子120的温度来防止干运转，并且当系统检测到弹性体定子120的温度已经超过预定阈值温度时，温度监控系统130可以向控制单元150发出信号，以便关闭或另外地以最小化或消除对定子的热损坏的风险的方式来控制螺杆泵100的操作。控制单元150可以是定位在开关柜中的数字电子控制单元。控制单元150可以包括微处理器、存储器以及一个或更多个用户界面，使得操作者可以设置用于断开螺杆泵100的预定阈值温度。另外，控制单元150可以包括用于显示预定阈值温度的显示器。控制单元150可以通过导线152通信耦合到温度监控系统130。替代地，控制单元150可以无线地耦合到温度监控系统130。替代地，控制单元可以定位在温度监控系统130的连接头内部。

使用中，控制单元150被布置和构造成接收来自温度监控系统130的信号，并确定弹性体定子部分的操作温度何时超过预定阈值温度。当控制单元150确定弹性体定子部分的当前操作温度大于或超过预定阈值温度时，控制单元150可以关闭螺杆泵100的操作。

参考图2-图3，已知的温度监控系统130可以包括套筒134和温度传感器136。温度监控系统130还可以包括套圈138、锁定螺钉140和连接头142。连接头142可以包括用于与外部控制单元150通信的电子连接和装置。替代地，连接头142可以包括内部控制单元(未示出)。锁定螺钉140可以用于固定套筒134的位置。套圈138可以在将连接头142可旋转地联接就位之前联接到连接头142。

一般来说，已知的温度监控系统130可以通过在成品弹性体定子120中形成精确定位的钻孔132而联接到螺杆泵100。钻孔132可以完全延伸穿过弹性体定子120进入定子120的由转子110占据的传输空间中，或者钻孔132可以在弹性体定子120内的某处停止。套筒(例如，金属套筒)134然后可以插入到钻孔132中。然后可以将温度传感器136插入到套筒134中。