CN1035550A - 离心泵 - Google Patents

Abstract

“无密封”型的离心泵包括一个壳体，壳体内有一个泵室，进口和出口和一个装在轴上的叶轮，轴支撑在一个独立的轴承体系上。叶轮轴由一个位于壳体外的电动机通过一组磁铁驱动，磁铁位于壳体壁的两侧并以磁力耦合，电机驱动位于壳体外面的磁铁，而位于壳体里面的磁铁与泵叶轮相连接并驱动泵叶轮。轴承系统包括一个润滑系统，在某些情况下，其用泵液作为润滑剂和冷却剂。

Description

本发明涉及一种离心泵，特别是一种称为“无密封泵”的离心泵的轴承装置。

所谓无密封泵就是这样一种离心泵，它的叶轮和轴承系统由一层隔离壁与叶轮驱动机构隔开，隔离壁将泵机构与周围封闭开来，因而无需使用旋转密封来堵塞泵液沿着轴的渗漏。

这种类型的泵特别适合于泵吸腐蚀性的或有毒的液体，这种液体的漏出会引致危险。驱动机构是用位于隔离壁对面的磁铁装置连接于泵叶轮上的，这磁铁装置以磁力将驱动机构的转矩连接到叶轮上去。

无密封离心泵必须包括有一个叶轮轴承系统，这个叶轮轴承系统独立于电动机驱动轴承，因此叶轮轴承系统必须支承作用在叶轮上的全部负荷，包括径向力和推力。在过去，设计这种类型泵的人往往应用一种封闭的叶轮以减少轴承系统上的推力负荷，使其成为可操纵的负荷。然而，当泵液中掺有碎渣或其他固体物质则应用这种封闭叶轮就不太理想，因为这种叶轮比开放叶轮更容易堵塞且不易清除。

本发明的目的在于提供一种无密封型的离心泵，这种泵具有一个半开放的叶轮和一个能支承由半开放叶轮产生的负荷而不致过早损坏的轴承系统。

本发明的另一目的是提供一种无密封型的离心泵，这种泵具有一种新颖的轴承润滑系统。

本发明的另一个目的是提供一种具有一种轴承润滑系统的无密封型离心泵，这种轴承润滑系统利用泵液作为轴承系统的润滑剂和冷却剂。

本发明的离心泵包括：一个壳体，壳体内包含一个泵室，一个泵进口通道从壳内的一个进口处延伸，通入泵室，而一个泵出口通道从泵室通至壳内的一个出口处;一个装在该壳体内用以旋转的轴;一个装在轴前端的叶轮在泵室内与轴一起旋转，该轴装在至少是两个沿着轴的长度互相间隔开的轴承内，该壳体包含一个通道，用以引导润滑液至相对于叶轮在轴承后面的轴的部分处，壳体还包含供给润滑液使其沿着轴长，经过两个轴承向前流动及至从邻近叶轮处的轴承排出的装置，由此，润滑液的压力在通过轴承后自动地减小，使其在最后从邻近叶轮的轴承排出时处于非常低的压力下。

本发明的离心泵还可包括一个止推轴承，位于轴承后面的轴上而供给润滑液的装置是如此安排的，将润滑液在未供给其他轴承之前，首先使其流经该止推轴承，这样按顺序地先流经止推轴承，然后再经过沿着叶轮轴安装的其他轴承，这种液体的压力就减小了。

本发明的离心泵的润滑液可取自所泵的液体。

本发明的离心泵的润滑液也可与所泵的液体是分开的。

本发明的无密封型的离心泵包括有：一个壳体，壳体内包含一个泵室，一个泵进口通道从壳内的一个进口处延伸，通向泵室，而一个泵出口通道从泵室通至壳内的一个出口处;一个装在该壳体内用以旋转的轴;一个装在轴前端的叶轮在泵室内与轴一起旋转和一个装在轴上的部件，该部件带有一个第一磁铁装置，该第一磁铁装置可与一个第二磁铁装置以磁力耦合在一起，该第二磁铁装置由一个旋转的驱动装置，如一个电动机所旋转，该轴装在至少是两个沿着轴的长度互相间隔开的轴承内，一个包围轴与轴承的壳套使泵与外界密封，以防止泵液的渗漏，该壳套位于两个磁铁装置之间可传递两个磁铁装置之间的磁力，用以将两个磁铁装置以磁力耦合在一起，该壳体包含一个通道，用以引导润滑液至相对于叶轮在轴承后面的轴的部分处，壳体还包含供给润滑液使其沿着轴长，经过两个轴承向前流动，及至从邻近叶轮处的轴承排出的装置，由此，润滑液的压力在通过轴承后自动减小，使其在最后从邻近叶轮的轴承排出时是处于非常低的压力下。

上述的无密封型的离心泵还可包括一个装在壳套内位于轴承后面的轴上的止推轴承，而供给润滑液的装置是如此安排的，将润滑液在未供给至其他轴承之前，首先使其流经该止推轴承，这样按照顺序，先流经止推轴承，然后再经过沿着叶轮轴安装的其他轴承，这种液体的压力就减小了。

图1是本发明的离心泵沿着叶轮轴结合其轴承系统的垂直截面图。

图2是图1的局部放大图，显示叶轮轴后端处止推轴承的结构。

图中显示的无密封离心泵包括有一个泵壳1，泵壳内包括一个轴向进口2，一个泵室3和一个出口4，所有这些都由贯通壳体内的通道互相连接。

泵壳1还包括有一个固定支脚5和一个围绕在泵室3周围的环形法兰6。环形法兰6可接纳环绕泵心子10的壳盖7，泵心子包含有一系列部件，其中包括带有半开放泵叶轮12的轴向延伸轴11，而泵叶轮在泵开动期间在泵室3内旋转。心子10将在后面专门介绍。半开放叶轮12包括一个侧板13和一系列叶片14，叶片的一边与侧板13连为一体。

一个动力架16套在心子10上并由一系列环绕在法兰6外面的螺栓17将其连接在壳体1和壳盖7上。动力架16还包括一个固定支脚18，用以与壳体1上的固定支脚5一起支承该泵。一根驱动轴19由一对轴向隔开的轴承20和21能转动地安装在动力架16内，轴承20和21装在轴承室22的两对面，轴承室内存有为轴承20和21用的润滑油。轴19的外端用通常的连接方式连接到驱动电动机（图中未显示）上。

壳盖7是一个环形部件，能滑进环绕泵室3的壳体1内的一个凹槽内，它有一个压在法兰6上的凸缘25，凸缘上配有容纳螺栓17的穿孔。环状凸缘25夹在法兰6和动力架16开口端的环状法兰26之间，而以螺栓17将壳盖7和动力架16栓牢在壳体1上。

心子体30配合在壳盖7内，并有一个贴在壳盖7外表面的环形台肩31，用以控制心子体30伸入壳盖7内的距离。心子体30在其两端含有围绕相应的前和后的轴颈轴承轴套33和34的凹槽。叶轮轴11穿过轴套33和34并带有在轴套33和34内转动的相应的轴承套筒36和37。轴承套筒36和37连同介于其间的隔离套筒39滑套在轴11上。

轴11的前端带有一个向外延伸的法兰41连同一个止推环42，止推环靠紧在法兰41和前轴套33的前端上。止推环42控制着轴11的向后的轴向移动。叶轮12带有一个有螺纹的部件44，这个部件被拧入轴11前端的一个有螺纹的孔内，叶轮12贴靠在轴法兰41上。

轴11的后端上装有若干个部件，其中包括一组垫片46、一个止推轴承环47和一个对中环48，所有这些都是滑套在轴11上的。一个磁铁架50用一个键51固定在轴11上，紧靠着对中环48的后表面，并由一个拧在轴11后端上的螺帽52保持就位。螺帽52将心子10所有的能转动的组件都锁定在心子体30中穿过轴承33和34的轴11上。该组垫片46的厚度控制着心子体30中轴11的轴端余隙。

作为止推轴承用的止推环47支撑在后轴套34的后端上，就象前止推环42支撑在前轴套33的前端上一样。然而，后止推环47是松弛地装在轴11上的，可以移向相对于轴的轴线的偏心位置上去。止推环47的后表面54是倾斜的，与轴11的轴线成45度的角，并与对中环48的球形前座55相啮合。座55的球形表面随着位于一个平面内的半径而产生，这个平面平行于并穿过轴11的轴线。

止推环47的座55和斜的后表面54的大小是如此定的，以致止推环47在必要时能移向一个偏心位置，以使止推环47的前表面能平贴在后轴承轴套34的后端上。这一安排容许止推环47移向一个位置，以校正轴11与包括套筒36和37以及轴套33和34在内的轴颈轴承之间之任何对中不当。止推环47的后表面上装有若干个插钉57，向后延伸，宽松地插入磁铁架50前表面上相应的孔中，以使止推环47能与磁铁架50一起转动。孔的大小必须使插钉57在其中有足够的余隙，以使止推环47能相对于轴的轴线移动一个足够的距离来调整止推环47在邻近的轴承轴套34的后端上的配合。

磁铁架50的周边上装有一系列的磁铁58，磁铁紧贴着一个比较薄的罐状壳套59的内壁旋转，罐状壳套套在磁铁架50和心子10的其他部件上。

动力架16包含一个外部磁铁架61，而该磁铁架连在驱动轴19上并随着该轴环绕并紧贴着罐状壳套旋转。外部磁铁架61装有一系列的磁铁62，这些磁铁间隔地围绕在其内部周边上与内部磁铁架50上的磁铁58以磁力相耦合，用以将来自外部磁力架61的转矩传送给泵叶轮轴11。应用磁铁以这种方式驱动一个泵叶轮在无密封泵的领域内是尽人皆知的。

壳盖7包含一个液体通道64，从它的前表面延伸至其后表面，用以将泵液从泵室3引向包含磁铁架50的空间中去。这液体流向止推轴承，其中包括止推环47，经过该止推轴承，然后沿着轴11向前，经过轴颈轴承，其中包括轴承轴套33和34，最后从邻近叶轮12处的轴11上的止推轴承42流出。这种液体用来润滑和冷却这些轴承。只有在泵液的性质可以使其用作润滑剂时，这泵液才可以作为润滑剂用。

如果泵液不能当润滑剂用时，例如液体太脏，通道64的前端就可用一个带有螺纹的塞头堵住，润滑液就从外面引入，通过通道65流入通道64中（图中显示通道65为带有螺纹的塞头所堵）。通常，这润滑液是预先通过过滤设备净化后的泵液。

在过去，无密封泵的设计者从中部，在两个轴颈轴承之间将润滑液引入轴承系统，使润滑液沿着轴11朝着两个方向流去。据发现，这种类型的润滑系统并不适用于在本说明书中描述的条件下的这一型式的泵。从轴11前端流出的润滑液压力是如此之高，使叶轮12受到不适当的负荷，以致使轴承加快损坏。这个高强度的推力负荷，虽然可以通过将叶轮12变成封闭式叶轮来予以降低，这就是以前这种型式泵的设计者在遇到这同一问题时所采取的措施，但是，封闭式叶轮又有其他的问题，例如，不易清除脏物。

应当提及的是这里所叙述的轴承面是由炭化硅所制成的，表面非常坚硬，是在这种泵的设计中承受负荷所必需的，然而这种轴承直到本发明系统出现后，才能真正立足。在本发明的系统中，润滑液向内流经止推轴承47，然后沿着轴11向前流，经过轴颈轴承，最后从邻近叶轮12处的止推轴承环42流出。

虽然，本发明只显示和详细描述了一个实施例，但本发明并不只局限于这一专门叙述的实施例，而是包涵利用本发明的概念和启发所能设想出的其他各种实施例和变异。

Claims (6)

1、一种离心泵包括：一个壳体，壳体内包含一个泵室，一个泵进口通道从壳内的一个进口处延伸，通入泵室而一个泵出口通道从泵室通至壳内的一个出口处；一个装在该壳体内用以旋转的轴；一个装在轴前端的叶轮在泵室内与轴一起旋转，该轴装在至少是两个沿着轴的长度互相间隔开的轴承内，该壳体包含一个通道用以引导润滑液至相对于叶轮在轴承后面的轴的部分处，壳体还包含供给润滑液使其沿着轴长，经过两个轴承向前流动及至从邻近叶轮处的轴承排出的装置，由此，润滑液的压力在通过轴承后自动地减小。使其在最后从邻近叶轮的轴承排出时处于非常低的压力下。

2、如权利要求1中的泵，其特征在于它包括一个止推轴承，位于轴承后面的轴上，而供给润滑液的装置是如此安排的，将润滑液在未供给其他轴承之前，首先使其流经该止推轴承，这样按顺序地先流经止推轴承，然后再经过沿着叶轮轴安装的其他轴承，这种液体的压力就减小了。

3、如权利要求1中的泵，其特征在于润滑液即取自所泵的液体。

4、如权利要求1中的泵，其特征在于润滑液也可与所泵的液体是分开的。

5、本发明的无密封型的离心泵包括有：一个壳体，壳体内包含一个泵室，一个泵进口通道从壳内的一个进口处延伸，通向泵室，而一个泵出口通道从泵室通至壳内的一个出口处;一个装在该壳体内用以旋转的轴;一个装在轴前端的叶轮在泵室内与轴一起旋转和一个装在轴上的部件，该部件带有一个第一磁铁装置，该第一磁铁装置可与一个第二磁铁装置以磁力耦合在一起，该第二磁铁装置由一个旋转的驱动装置，如一个电动机所旋转，该轴装在至少是两个沿着轴的长度互相间隔开的轴承内，一个包围轴与轴承的壳套使泵与外界密封，以防止泵液的渗漏，该壳套位于两个磁铁装置之间，可传递两个磁铁装置之间的磁力，用以将两个磁铁装置以磁力耦合在一起，该壳体包含一个通道，用以引导润滑液至相对于叶轮在轴承后面的轴的部分处，壳体还包含供给润滑液使其沿着轴长，经过两个轴承向前流动及至从邻近叶轮处的轴承排出的装置，由此，润滑液的压力在通过轴承后自动减小，使其在最后从邻近叶轮的轴承排出时是处于非常低的压力下。

6、如权利要求5中的泵，其特征是它包括一个装在壳套内位于轴承后面的轴上的止推轴承，而供给润滑液的装置是如此安排的，将润滑液在未供给至其他轴承之前，首先使其流经该止推轴承，这样按照顺序，先流经止推轴承，然后再经过沿着叶轮轴安装的其他轴承，这种液体的压力就减小了。

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