CN101415950A - 具有同轴磁耦合的旋转泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种磁耦合泵，磁耦合的位于径向内部的马达驱动部分(13，14)、该耦合的径向外部部分(6，7)以及泵转子(4)在泵送流体中处于浮动配合，使得浮动轴承的旋转部分(9)径向设置在外部磁铁(7)外。泵壳(1)的壁(20)自身可作为浮动轴承的固定部分(10)，从而带来从外部进入(润滑，传感器机构)和有效的对流冷却的可能性。当破坏性的气体组分收集在泵的径向内部中且将残余的少量流体继续向外驱动，从而有助于轴承润滑时，通过远离外侧设置的浮动轴承，可避免出现运转故障中的空运转。通过附加的环形挡板(21)，可防止残存的液体减少。所公开的新颖的浮动轴承允许大容积的间隔壳体(12)，间隔壳体(12)为马达驱动磁耦合部分的滚柱轴承的部件提供了如此大的安装空间，以致能够极大缩短整个泵的轴向安装长度。

Description

具有同轴磁耦合的旋转泵

技术领域

本发明涉及一种从EP-B1-0171515中获知、具有权利要求1的前序部分所述特征的旋转泵。

背景技术

具有磁耦合的旋转泵代表了在工业上用于输送液体的一种重要类型的机械。相对于具有浮环密封的较为简单的旋转泵，具有磁耦合的旋转泵具有气密密封泵送空间的优点。这看来是有利的，尤其是对于输送腐蚀性流体或有毒液体而言更是如此。

在大多数情况下，使用具有径向装置的同轴旋转耦合，该径向装置由磁铁和相应的径向磁力线构成。在下文中将仅就该构造进行进一步考虑，该构造也是本申请的主题。

下面将参照图1至图4说明本发明的背景技术，图1至图4示出了现有技术中公知的方案。

绪言1：所有的附图均示出穿过泵的轴向纵截面。为了清楚起见，在大多数情况下，剖视出的旋转体均未示出外缘，但轴除外。

绪言2：由于组装和使用不同材料的原因，在下面被指定为泵壳(1)的部件在实际中必须由若干部分构建而成。这些部件中的少量一些被所泵送的液体弄湿，因此必须被密封，其它部件则不需要密封。但是出于简化陈述的目的，此处将泵壳(1)作为一个部分示出。

在图1中示出了典型构造的第一已知泵，并在例如背景资料[1]中对该泵进行了宣传。

在泵壳(1’)中设有旋转泵叶轮(4’)，该泵叶轮通过吸入口(2’)接收泵送液体，并在累积压力的作用下通过压力口(3’)将泵送液体再次喷出。

泵叶轮(4’)的径向安装是通过通常位于浮动轴承(9’，10’)中的叶轮轴(5’)实现的，浮动轴承(9’，10’)的固定部分保持在轴承嵌片(11’)中。泵送流体提供对浮动轴承(9’，10’)的润滑和冷却。

这里以下不对泵叶轮(4’)的轴向安装以及与泵叶轮(4’)相连并随其旋转的其它部分的轴向安装进行更为详细的考虑。这里所意指的是，除了利用启动盘的机械安装之外，磁力安装以及基于压力差的液压启动原理也都可以考虑进来。

将旋转耦合的通过一般构造为薄壁开槽罐(12’)的分隔壁接收扭矩并通过叶轮轴(5’)将所述扭矩传递到泵叶轮(4’)的部分指定为磁转子(6’)。磁转子(6’)配有永磁体(7’)，必须在泵送液体的腐蚀性破坏以及同样很可能的磨损破坏之前用圆筒形的保护套筒(8’)以液体不能透过的方式包围这些永磁体。此处，仅仅顺带地提及，防止基本为金属性的磁转子即铁磁转子(6’)以及轴(5’)被腐蚀同样是必须的。

通常将旋转耦合的通过驱动轴(15’)接收并传递马达的驱动转矩的部分指定为磁性驱动器(13’)。该磁性驱动器也相应地配有永磁体(14’)，该永磁体在空气中旋转，并由此不会受到特别的破坏。磁性驱动器的径向和轴向支承是在常规的滚柱轴承(16’)中实现的。

图2示出了尤其用于较小泵的另一种典型构造。这种泵在例如背景资料[2]中得到宣传。

在该构造中，出于成本效益的考虑，可将轴承嵌片(11’)省略掉。泵叶轮(4’)与磁转子(6’)、永磁体(7’)以及保护套筒(8’)整体地装配成单个部分。这里，该旋转叶轮—磁转子单元(19’)通过浮动配合安装在固定轴(17’)上。轴(17’)自身在一侧借助吸入口(2’)中的流动肋(18’)而固定，在另一侧支撑在特别专门的开槽罐(12’)中。

在图1和图2中描述的现今很大程度上具有代表性的构造(此处指定为A型构造)的特征在于，磁性驱动器(13’)径向向外设置在更靠内的磁转子(6’)外。该构造具有这样的优点，即外部磁性驱动器(13’)的较大的质量惯性矩抵消了驱动马达的所有太快的加速作用，并由此能够更有利地防止磁耦合分离。此外，该构造尤其简化了泵叶轮(4’)的较宽的且轴向隔开的径向安装，由于在泵内存在较大的液压力，因此这种简化一直是所追求的目标。

相比之下，更为少见的是具有位于径向外部的不接触液体的磁转子(6’)和位于内部的磁性驱动器(13’)的磁耦合泵。将这种构造指定为B型构造。

在例如DE 01453760或EP 0171514或EP 0171515中对这种B型构造的泵进行了描述，并示于图3中，必须慎重设计这种泵，使得在快速加速时磁耦合不会分离。由于磁转子(6’)位于外部，因此磁耦合分离在此处是一种风险。此外，在B型构造中，开槽罐(12’)必须用其实际开口面对泵的驱动侧，在未将该开槽罐(12’)不利地构造成向右侧扭转的情况下，径向向内设置的磁转子(13’)防止叶轮—磁转子单元(19’)的内部浮动轴承轴向延伸。所实现的B型构造的泵在背景资料[3]中得到宣传，并被用作图3的模型。由于在这里与图2所示的构造相比，轴(17’)唯一地由流体肋(18’)固定，因此所实现的泵具有这样的优点，即实现了只承载泵的内部压力而不承载支承力的连续的薄壁开槽罐(12’)。与根据DE 01453760或EP 0171514构造的泵相似，除了泵叶轮的直接径向轴承外，根据US-5 501 582 A和DE 298 22 717 U1构造的泵实际上还在磁转子的外侧上存在浮动轴承，但是，泵叶轮上径向更靠内的轴承导致公知的空运行问题以及泵叶轮的卡住，并还导致叶轮—磁转子单元出现较高的易磨损性以及不利的同步特性。

在上述设有浮动轴承并利用泵送介质自身作为它的冷却介质和润滑介质的磁力泵的运转过程中，重要的问题是，泵送流体几近缺乏或完全缺乏。当由于例如泵前部出现气穴现象、涡流进入、或者虹吸过程导致在流体中聚集了较高的气体组分时，就会出现缺少润滑。由于泵中的离心效应，导致这些气体组分聚集在泵体的径向内部中空空间中。然而，在如图1至图3所示以及根据US 5 501 582 A1和DE 298 22 717 U1所述的常规构造中，这正是浮动轴承所在的位置，该浮动轴承因而干透了，并因此频繁地受损。不过，这些解决方案通常受到摩擦件之间的摩擦关系的约束，同时由于缺乏润滑而试图减少轴承的摩擦力，并由此避免出现热破坏。

存在一种技术上不同但非常有用的方法以尽可能远地径向向外移动易损坏的浮动轴承，该解决方法的特征在于示出在图4中的如背景资料[4]中所述的“无轴”磁力泵。将该构造指定为A型构造。此处，能够实现无杆且无轴的构造，这是因为，开槽罐(12’)的一部分用作浮动轴承的固定部分(10’)，而浮动轴承的旋转部分(9’)由保护套筒(8’)的一部分形成。泵叶轮(4’)连接到磁转子(6’)、永磁体(7’)以及保护套筒(8’)，以形成中空的叶轮—磁转子单元(19’)。

尽管如此，背景资料[4]的建议在技术上仍然存在局限性。例如，叶轮—磁转子单元(19’)的径向浮动轴承是在开槽罐(12’)自身中实现的，然而在这一点上，就必须将该开槽罐(12’)直接构造成具有非常薄的壁的部件。这同样记录在背景资料[4]中，并因此不能去掉由于开槽罐(12’)而必须总是不利地形成的稳定、辅助的启动或应急轴承(37’)。此外，轴承在薄壁开槽罐(12’)中的支撑不允许例如用于监测轴承温度或用于强制冲洗的外部冷却或简单的从外部进入。

有待说明的是，在由于例如泵前部出现气穴现象、涡流进入、或者虹吸过程而导致操作中断的情况下，旋转泵在泵送流体中载有显著增多的气体组分。这些气体组分由于泵中的离心效应而聚集在泵体的径向内部中空空间中。对于常规的磁力耦合泵而言，浮动轴承就设置在那里，因此它们干透了并由此频繁受损。

发明内容

本发明基于这一问题，即根据类型来改进旋转泵的磁耦合区域中的径向轴承。为了解决这一问题，提出了具有如权利要求1或3所述的特征的旋转泵。

本发明克服了现有技术的上述缺陷，并且其中，叶轮—磁转子单元的径向轴承尽可能远地向外设置，此外，通过本发明还获得了如下优点：

—在易受损的内部区域外的气体进口的端部上出现操作中断的情况下，叶轮—磁转子单元的轴承继续可靠地工作，其中，还有利地将残留的液体向外离心分离，而后用于润滑轴承；

述轴承定位在靠近外壳壁的位置上，在那里，受向外离心作用且例如变热的残留液体可有效地由冷却肋冷却；

—在轴承中获得相对高的浮动速度，使得尽管在通常情况下泵转速较低(通常仅为1000rpm—3000rpm)，仍然可将轴承引导到非接触的浮动状态中，这即使是对于较低的泵送介质粘度(通常与水相似)也是适合的，并由此避免磁耦合泵中常规浮动轴承的混合摩擦区；

—能够从外部简单地接触浮动轴承，且因此产生外部供给轴承润滑和/或利用轴承的传感器进行监测的可能；

—不再将开槽罐用作支撑部件，从而从属于磁力矩传送装置，开槽罐可以总是具有薄壁的构造，且仍不存在过载或变形的风险；

—此外，可取消启动和应急轴承。

如果将浮动轴承的固定部分作为一个整体设置在泵壳的内侧壁表面上，或者它由泵壳的壳壁或部分壳壁在较大的轴向长度上单独形成一个整体，那么就可以传递较高的径向支承力，并且可获得叶轮—磁转子单元的平稳的同步化。在多个浮动轴承轴向间隔布置的情况下，这些浮动轴承有利地定位在大致相同的径向高度上，以便进一步提高轴承的同步特性和空运行的能力。从原理上来说，在本发明的意义上，还能够支撑泵叶轮，特别是用于接收轴向支承力。此外，还能够例如在泵叶轮上接收径向支承力，从而获得对应急运转和/或启动特性的改良。但是，在泵叶轮以非接触或不施加力的情况下径向旋转时，获得最佳同步化状态。

如果在叶轮—磁转子单元的浮动轴承所在的区域中设置流体保持空间，那么就降低了空运行的风险。

如果将叶轮—磁转子单元的浮动轴承在其旋转部分中构造为可选地呈模制块状物形状的连续套筒，那么就可以改进且简化可能的最佳材料匹配以及对磁转子的永磁体的保护。

如果叶轮—磁转子单元的浮动轴承的旋转部分在其外周上具有凹槽或突起，那么就可产生改进浮动特性的液体运动。

如果泵壳的外壁在叶轮—磁转子单元的浮动轴承的固定部分所在区域中设有冷却肋或冷却套筒，那么就可避免因过热所导致的轴承损坏。

如果在叶轮—磁转子单元的浮动轴承的固定部分所在的区域中，在泵壳的壁中设有用于外部润滑剂或监测传感器的入口，那么就可向该浮动轴承提供润滑剂或应急润滑，或者可监测该浮动轴承的磨损情况。

如果泵壳壁具有多层构造，且最内的材料层由抗腐蚀或抗磨损的材料制成，那么对于难以泵送的介质，同样可提高寿命。

旋转泵的前述结构同样具有独立于权利要求1的独立且具有创造性的重要意义。

如果磁性驱动器具有设在叶轮—磁转子单元的内部空间所在的区域中的至少一个轴承可用，那么尽管在泵内存在磁性驱动器的单独的轴承，也可明显缩短泵的结构长度。对于磁性驱动器轴承而言，优选使用滚柱轴承。磁性驱动器的滚柱轴承保持不与泵送流体接触。为此，有利地使用设置在磁转子和磁性驱动器之间的公知的开槽罐。该磁性驱动器有利地为朝驱动侧开口的罐形，以便将磁转子的一个或多个轴承保持在泵壳内。磁性驱动器的特别有利的轴承是通过连续的中空轴颈而实现的，通过该轴颈引导磁性驱动器的驱动轴，并且该轴颈有利地在其端部区域中的一个或多个位置上的一个或多个内表面或外表面承载用于磁性驱动器的轴承。这些端部区域中的锥形结构简化了这种轴承在小空间中的设置。如果该锥形结构始于轴颈的底部，那么可对轻型构造保持较高的支承力。

磁性驱动器在叶轮—磁转子单元横跨的空间内的至少部分支承，以及这种轴承的构造具有独立且具有创造性的重要意义。

上述以及要求保护的、并根据本发明在实施例中所说明的那样使用的部件在尺寸、形状、材料选择和技术设计方面并不具有特别的限制，因此，可毫无限制地应用所用领域中公知的选择标准。

附图说明

本发明主题的其他细节、特征和优点在从属权利要求和相关附图的下述描述中获得，其中，作为示例，示出了根据本发明的具有同轴磁耦合的用于旋转泵的装置的优选实施例。附图所示为：

图5在轴向截面图中示意性地示出了根据本发明的旋转泵的第一实施例；

图6示出了第二实施例；

图7示出了第三实施例；

图8示出了第四实施例；

图9示出了第五实施例；

图10示出了第六实施例；

图11示出了第七实施例；

图12示出了第八实施例；

图13示出了第九实施例；

图14示出了第十实施例；以及

图15示出了第十一实施例。

具体实施方式

所有的实施例均具有带有吸入口2和压力口3的泵壳1，其中泵叶轮4与吸入口同轴安装，并在径向方向上与压力口3通过流体相连。泵叶轮4在驱动侧具有磁转子6，泵叶轮4与磁转子6形成朝驱动侧开口的叶轮—磁转子单元。该单元在其外周上具有浮动轴承的旋转部分9，而该浮动轴承的固定部分10设置在泵壳1的内壁20上。磁转子6在径向内侧承载永磁体7。这些永磁体7与永磁体14间隔一定的径向距离相对布置，并且永磁体14设置在约为罐型的磁性驱动器13的外表面上。在所有的实施例中，在磁转子和磁性驱动器之间均存在间隔壁，该间隔壁可选地呈所谓的开槽罐12形状，该间隔壁使磁性驱动器相对于被流体弄湿的泵的内部保持干燥。磁性驱动器13通过滚柱轴承16a和16b支撑在轴向隔开的两个位置上。在所有的实施例中，即使是在并不绝对需要的情况下，该支撑也是相对于泵壳1而实现的，其中在如图7至图15所示的实施例中，该支撑是至少在泵侧上在叶轮—磁转子单元19形成的空间内实现的。为此，连续而中空的轴颈39从驱动侧的壳体端壁伸到泵侧，并具有锥形的结构形状39a、39b，其中在其驱动侧的端部区域上，穿过该中空的轴颈的泵的驱动轴15由滚柱支撑，而在相对的端部区域中，第二滚柱轴承在驱动轴15的外侧上间接支撑驱动轴15，即通过磁性驱动器13来支撑。为此，磁性驱动器13呈在驱动侧开口的罐型。

叶轮—磁转子单元19的外周现在可—具有完全自由的形状和宽泛的轴向延伸度—用于保持浮动轴承的旋转部分9(见图5的上半部)，且不必像图4所示的现有技术一样需要出于经济原因而设以具有可能的最薄壁的保护套筒8。在背景资料[4]中，这还需要额外的径向启动和应急轴承37，这里则无论如何也不再需要了。甚至能够通过适当地选择材料并相应的定型而将磁转子6自身的一些部分用作浮动轴承的旋转部分9(见图5的下半部)。然而，如果磁转子6由于其材料通常是铁磁性的而不适合，那么正如将要看到的那样，将由权利要求3和4提供适当的技术方案。这是从属于权利要求1的，因为用于磁转子6的嵌入式保护(套筒29或成型块30)最终也是叶轮—磁转子单元19的一部分。

由于同轴磁耦合的所有部分均放置成径向更靠内，所以可在没有附加装置的情况下，将浮动轴承的固定部分10直接引导到泵壳1的稳定的内部壳壁20上(见图5的上半部)，并不必再如背景资料[4]中所述那样不利地设置开槽罐12的主要薄壁。甚至能够通过适当地选择材料和相应的定型将泵壳1自身的部分壳壁20用作浮动轴承的固定部分10(见图5的下半部)，如随后在权利要求9中所述的那样，可选地，同样能够仅通过多层构造来实现。

对于有效的浮动轴承，此处，支撑是否在两个明确的轴承位置9a、10a和9b、10b(见图5的上半部)处实现，或者整个浮动轴承是否延伸为形成单个轴向延伸的“轴承滚筒”(见图5的下半部)均是无关紧要的。组合同样是可以想象的，即，明确的旋转轴承9a和9b相对于作为轴向延伸滚筒的固定轴承10的组合，反之亦然。

一种如权利要求1所述的装置不仅提供了显著的技术优势，而且导致整个泵具有极简单的构造。

在由于大量气体(因空穴现象所导致的空气或汽化的泵送流体)进入泵中而导致操作中断的情况(这种情况在实践中经常发生)下，将泵中剩余的残留流体在泵壳1中的外周上收集成为离心环。对于如权利要求1所述的泵，浮动轴承9、10正好设置于此，浮动轴承9、10可以利用残留液体充分冷却地操作任意长的时间。然而，对于易于在泵具有较大的泵送力度和较低的静态反压时出现的存在非常少量的残留流体的情况，并不排除这些流体会轴向逸出，从而在叶轮中产生更高的径向高度。这可通过如权利要求2所述并如图6所示的外周环21形式的挡板来防止。如果将外周环21的内径选择成小于浮动轴承半9和10之间的接触直径，那么内封且旋转的流体环23总是弄湿浮动轴承9、10(见图6的上半部)。当泵处于停止状态，即当外周环21防止在浮动轴承9、10的区域中泵完全排空时，给出了这种构造的另一个优点。如果泵然后重启而不向吸入口2施加液体(这同样是时常发生的操作失误)，那么浮动轴承9、10总是利用残存在液体保持空间(22)(见图6的下半部)中的液体样品充分地润滑，并且还通过该挡板防止了旋转过程中流体的轴向逸出。

如权利要求1所述的本发明还可用于相当大程度地缩短泵的轴向延伸度。这是可能的，因为磁性驱动器13并不支撑在泵壳1中，而是直接设置在驱动设备的轴颈上，即最终由驱动设备支撑。该驱动设备通常为电机。这里，该电机直接用法兰连接至泵，这就是公知的“块构造”。

除了轴向缩短的效果以外，该构造的优点是，节省了两个滚柱轴承16。该构造的缺点是，磁性驱动器13不再属于泵，因此仅当驱动马达还存在时才能够实现泵的完全装配。然而，至少对于工业泵而言，它的结构尺寸最初是未知的，并仅能基于用户信息来确定。因此，泵的最终装配时间必然在该时间之后设定，并且这还导致了具有公知的经济缺点的单独装配。

在如权利要求10所述的更好的解决方法中(见图7)，最初插入开槽罐12，该开槽罐总是用在工业泵中，有利地是，该开槽罐是可拆卸的。实践中，这些开槽罐在外周具有非常薄的壁构造，从而能够实现在磁转子6和磁性驱动器13之间具有可能的最小径向间隙。由于如权利要求1所述的构造类型，能够将开槽罐12构造成具有光滑的端壁，并必须利用其较大的开口指向驱动侧。实际上，如果开槽罐12由于其薄壁构造而不能用来支撑滚柱轴承，那么根据权利要求10，在内部区域24有足够的空间可用于放置磁性驱动器13的轴向较大的滚柱轴承16(图7)。由此，可将泵的轴向结构质量减小至常规的块构造所具有的轴向结构质量，然而，此处磁性驱动器13仍然是泵的部件，这允许对泵进行完全生产线装配和存货储备。

对于这种有利地如权利要求15或16(图8)所述的轴向缩短的构造，可将轴端25构造成使得能够选择性地通过常规泵耦合(仅示出了泵耦合的轴颈部分27)实现马达的直接连接(此处，该马达也可以通过中间环用法兰直接连接至泵)，或者轴颈28再次通向具有自由轴端的常规泵(例如，以满足给定的标准尺寸)。同样，这种轴端25应该提供安装附加飞轮块26的可能，从而能够在泵启动时补偿所选择的B型构造被提到的缺点。所有这些都将成为泵组件的最后组装的一部分(它还可能已经由泵的使用者执行过了)，并且尽管如此，将允许对泵如上所述进行大量的生产线组装以及在生产商处进行良好储备。

浮动轴承的旋转部分9无需一定由两个限定的轴承套a和b、或者由磁转子6自身制成，作为替代，还可如权利要求3所述(图9)构造成轴向的连续套筒29(见图9的上半部)或成型块30(见图9的下半部)。

尤其是当根据权利要求4(图10)这些部件仍然用于保护并密封径向更深的磁转子6和永磁体7时，这在经济上提供了优点。例如根据一个应用领域，与泵叶轮(4)一样，还必须保护作为永磁体7的铁磁承载器的磁转子6不受泵送液体的破坏，并且该磁转子6不可与液体接触。泵叶轮(4)和磁转子6之间的材料差异由不同的阴影线表示。

所期望的叶轮—磁转子系统19在泵壳1中完全不接触、以及因此导致的无磨损、低摩擦和浮动配合抵消了该装置较高的圆周速度。通过在旋转浮动轴承9的表面上、例如在套筒29或成型块30上设置附加的涟漪状凹槽或突起部分，可在浮动间隙和液体的邻近旋转空间中产生所谓的泰勒紊流，这有助于稳定，并有助于浮动轴承的接触自由。这些凹槽或突起部分在权利要求5中引入(图11)。

特别地，在泵中，在操作中断的情况下，只要液体环23仍在旋转，且没有新的润滑剂流，那么残余的液体将由于摩擦而在浮动轴承中被加热，直到泵壳1实现传热平衡。由于浮动轴承9、10与泵壳1的直接接触，通过如权利要求6所述(图12)的外部冷却肋32的连接，对于长时间持续的操作中断存在直接有效的提高对流传热并由此降低液体环23的稳定温度的可能性。在图12的上半部中示出了横向肋，并在下半部中存在纵向肋。在实践中，后一种构造可能更有用，这是由于可以有利地使用驱动电机的以某种方式存在的冷却空气流，该冷却空气流总是在朝向泵的方向中获得。

为了防止浮动轴承9、10同样在相应的操作中断情况下缺少润滑，如权利要求7(图13)所述提出了供应外部润滑剂和/或如权利要求8(图14)所述通过传感器(例如温度传感器、振动传感器、结构声传感器)对浮动轴承9、10进行监测。这里，浮动轴承9、10靠近泵壳1具有能够轻易接近的效果。

许多已经实现的磁耦合泵由于泵内的密封而特别适于直接用于供应更具腐蚀性、更具有磨损作用以及更危险的液体，这些磁耦合泵例如可通过塑料层覆盖在泵壳1的潮湿区域中，或者由多种(通常为两种)材料壳体构造而成。最后，最内的材料层35必须相对于流体具备所期望的特性，而外部壳体用于定型和相对于泵的内部压力保持稳定。权利要求9(图15)对于本发明的这种构造同样是有效的。特别地，由于所提到的塑料材料(例如聚四氟乙烯或聚乙烯)还能够作为浮动轴承材料以出色的效果用在混合摩擦区域中，如在图15的下半部所示，已经提出了一种构造。相比而言，如果最内材料层35的材料不适于用作浮动轴承，那么本发明就回归到图15的上半部所示的构造。

附图标记列表

1   泵壳

2   吸入口

3   压力口

4   泵叶轮

5   叶轮轴

6   磁转子

7   永磁体(转子)

8   保护套筒

9   旋转浮动轴承

9a  位于叶轮侧的旋转浮动轴承

9b  位于驱动侧的旋转浮动轴承

10  固定浮动轴承

10a 位于叶轮侧的固定浮动轴承

10b 位于驱动侧的固定浮动轴承

11  轴承嵌片

12  开槽罐

13  磁性驱动器

14  永磁体(驱动器)

15  驱动轴

16a 位于叶轮侧的滚柱轴承

16b 位于驱动侧的滚柱轴承

17  轴

18  流动肋

19  叶轮—磁转子单元

20  泵壳的内壁

21  外周环

22  液体保持空间

23  残存流体的旋转量

24   开槽罐的内部区域

25   轴端

26   飞轮块

27   泵耦合的轴颈部分

28   轴颈

29   套筒

30   成型块

31   凹槽

32   冷却肋

33   润滑剂入口

34   传感器入口

35   最内的材料层

36   密封装置

37   启动或应急轴承

38   叶轮磁转子系统的外周

39   套环轴颈

39a  锥形结构

39b  锥形结构

背景资料

[1]WERNERT-PUMPER股份有限公司

D-45476Mulheim an der Ruhr

具有磁耦合的由塑料制成的标准化学泵—型号系列NM版687/02

[2]IW AKI Pumpen公司

易威奇磁力驱动泵-MDM系列

印制于Japan 99.11.ITN

[3]CP-Pumpen AG公司

CH-4800 Zofingen

磁耦合泵MKP，金属

[4]Robert Neumaier

密封泵

Verlag und Bildarchiv W.H.Faragallah，1994

ISBN-3-929682-05-2

无轴磁耦合旋转泵Chaper 3.7.12

pp.356ff

Claims (21)

1.一种旋转泵

一在呈泵壳(1)形状的泵的内部具有泵送液体的固定且封闭的封闭体，

—具有非接触式的、永磁的同轴旋转耦合(6，7；13，14)，以用于将驱动力矩传送到泵壳的内部，

—具有泵叶轮(4)，该泵叶轮(4)与承载永磁体(7)的磁转子(6)一起形成罐型部件(叶轮—磁转子单元19)，该部件由浮动轴承支撑并朝驱动侧开口，

—在所述旋转泵中，所述旋转耦合(磁性驱动器13和永磁体14)的驱动部分的磁力线径向指向外，且所述旋转耦合(磁转子6和永磁体7)的连接到所述泵叶轮(4)的部分的磁力线径向指向内，

所述旋转泵的特征在于，为了径向支撑所述叶轮—磁转子单元(19)，

—沿着所述磁转子(6)的外周(38)将浮动轴承的旋转部分(9；9a、9b)作为一个整体设置，并将其刚性连接至该转子，或者，所述旋转部分(9；9a、9b)由所述磁转子(6)自身的外周(38)或部分外周形成。

2.如权利要求1所述的旋转泵，其特征在于，在所述泵壳(1)的内壁表面(20)上设置所述浮动轴承的固定部分(10；10a、10b)，或者，由所述泵壳(1)自身的壳壁(20)或部分壳壁形成所述固定部分。

3.特别如权利要求1或2所述的旋转泵，其中设有若干轴向隔开的浮动轴承部分(9a、10a；9b、10b)，这些浮动轴承部分位于大致相同的径向高度上。

4.如权利要求1至3中的一项所述的旋转泵，其特征在于，所述泵叶轮(4)能够在不接触或没有力的情况下径向旋转。

5.如权利要求1至4中的一项所述的旋转泵，其特征在于，在所述泵叶轮(4)和所述浮动轴承(9，10)之间设置外周环(21)或凸缘，使得该外周环或凸缘的内部尺寸小于所述浮动轴承(9，10)的接触直径，因此当所述泵叶轮(4)旋转时，以及当它处于停止状态时，在所述浮动轴承(9，10)的区域中保持一液体保持空间(22)。

6.特别如权利要求1至5中的一项所述的旋转泵，其特征在于，将所述浮动轴承的旋转部分(9；9a、9b)构造成轴向连续的套筒(29)或轴向连续的铸造或模压成型的块(30)。

7.如权利要求6所述的旋转泵，其特征在于，所述套筒(29)或所述成型块(30)以这种方式或将以这种方式安装、成型、或利用密封装置(36)密封，使其成为用于所述永磁体(7)和/或所述磁转子(6)的保护套筒(8)的一部分。

8.特别如权利要求1至7中的一项所述的旋转泵，其特征在于，所述浮动轴承的旋转部分(9；9a、9b)在其外周上设有多个局部凹槽(31)或突起部分，所述局部凹槽(31)或突起部分促进在所述浮动轴承中产生稳定的紊流。

9.特别如权利要求1至8中的一项所述的旋转泵，其特征在于，所述泵壳(1)的外壁在所述浮动轴承的固定部分(10)的区域中设有冷却肋(32)。

10.特别如权利要求1至9中的一项所述的旋转泵，其特征在于，可通过所述泵壳(1)的壁中的一个或多个入口(33)向所述浮动轴承的固定部分(10)提供外部润滑剂。

11.特别如权利要求1至10中的一项所述的旋转泵，其特征在于，可利用所述泵壳(1)的壁中的一个或多个入口(34)，通过传感器来监测所述浮动轴承的固定部分(10)。

12.如权利要求1至11中的一项所述的旋转泵，其特征在于，所述泵壳(1)的壁由多种材料层构造而成，并且最内的材料层(35)由抗腐蚀和/或抗磨损的材料制成。

13.如权利要求1的前序部分所述，特别如权利要求1至12中的一项所述的旋转泵，其中，在所述磁转子(6)和磁性驱动器(13)之间存在间隔壁，该间隔壁以其开口面对所述泵的驱动侧，并将位于所述泵的内部的液体与所述磁性驱动器(13)隔开，所述旋转泵的特征在于，

—所述磁性驱动器(13)支撑在连接至所述泵的至少一个轴承中，例如支撑在滚柱轴承(16)中，

—将位于叶轮侧的至少一个轴承例如滚柱轴承(16a)设置在所述泵壳的内部区域(24)中，并且

—所述磁性驱动器(13)的支承是在不接触所述间隔壁的情况下实现的。

14.如权利要求13所述的旋转泵，其特征在于，将所述叶轮侧上的一个或多个轴承设置在内部的中空磁性驱动器(13)的内部区域中。

15.如权利要求13或14所述的旋转泵，其特征在于，内部环由叶轮侧的轴承固定，并且相关的外部环随着所支撑的磁性驱动器(13)旋转。

16.如权利要求15所述的旋转泵，其特征在于，在驱动侧设有轴承，例如滚柱轴承(16b)，所述轴承的内部环随所支撑的驱动轴(15)旋转，并且相关的外部环是固定的。

17.如权利要求13至16中的一项所述的旋转泵，其特征在于，设置从驱动侧伸至所述泵壳(1)中的连续的中空轴颈(39)，用来保持所述驱动轴(15)，并且将该轴颈连接至或能够将其连接至所述泵壳。

18.如权利要求17所述的旋转泵，其特征在于，所述中空的轴颈(39)至少在其端部区域的一个中具有锥形结构(39a；39b)。

19.如权利要求13至18中的一项所述的旋转泵，其特征在于，所述驱动轴(15)的驱动侧端部(25)的区域被构造成使其具有飞轮块(26)或能够设置这种飞轮块。

20.如权利要求13至19中的一项所述的旋转泵，其特征在于，所述驱动轴(15)的驱动侧端部(25)的区域被构造成使其能够可拆卸地且选择性地连接至飞轮块(26)、泵耦合的轴颈部分(27)和/或轴颈(28)。

21.如权利要求13至20中的一项所述的旋转泵，其特征在于，所述磁性驱动器(13)具有朝所述驱动侧开口的罐形。

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