CN104024647B - 泵机组 - Google Patents
泵机组 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104024647B CN104024647B CN201280065237.7A CN201280065237A CN104024647B CN 104024647 B CN104024647 B CN 104024647B CN 201280065237 A CN201280065237 A CN 201280065237A CN 104024647 B CN104024647 B CN 104024647B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- armature spindle
- rotor
- axial
- impeller
- pump assembly
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D13/00—Pumping installations or systems
- F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
- F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
- F04D13/0606—Canned motor pumps
- F04D13/0633—Details of the bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D13/00—Pumping installations or systems
- F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
- F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/04—Shafts or bearings, or assemblies thereof
- F04D29/041—Axial thrust balancing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/04—Shafts or bearings, or assemblies thereof
- F04D29/041—Axial thrust balancing
- F04D29/0413—Axial thrust balancing hydrostatic; hydrodynamic thrust bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/04—Shafts or bearings, or assemblies thereof
- F04D29/042—Axially shiftable rotors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/04—Shafts or bearings, or assemblies thereof
- F04D29/046—Bearings
- F04D29/047—Bearings hydrostatic; hydrodynamic
- F04D29/0473—Bearings hydrostatic; hydrodynamic for radial pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/04—Shafts or bearings, or assemblies thereof
- F04D29/046—Bearings
- F04D29/049—Roller bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/08—Sealings
- F04D29/16—Sealings between pressure and suction sides
- F04D29/165—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for liquid pumps
- F04D29/167—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for liquid pumps of a centrifugal flow wheel
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
本发明涉及一种泵机组,具有:电驱动电机,该驱动电机具有定子(20)和设计为永磁转子(14)的转子;至少一个叶轮(4),其通过转子轴(12)与转子(14)相连接;和轴向轴承(26,28),用于吸收在泵机组运行时作用在叶轮(4)和转子轴(12)上的轴向力;和至少一个设置在转子轴(12)上的径向轴承,其中,转子(14)和定子(20)被设计为,在转子(14)和定子(20)之间产生沿转子(14)的转动轴线(X)的方向起作用的磁性轴向力,该磁性轴向力沿叶轮(4)的流入方向(E)作用在转子上,转子轴(12)与转子(14)相对于定子(20)沿轴向方向(X)可移动地被支承,径向轴承(22,24)被设计为,在转子轴(12)沿叶轮(4)的流入方向(E)轴向移动时,径向轴承(22,24)的彼此相对的轴承面(34)至少部分地脱离接合。
Description
技术领域
本发明涉及一种泵机组。
背景技术
泵机组特别是作为供热循环泵机组是公知的,其构成包括泵和电驱动电机的结构单元。电驱动电机通常被设计为永磁转子,即,它们具有永磁转子,该永磁转子在定子内部旋转。在泵壳体中旋转的至少一个泵叶轮通过转子轴与该永磁转子相连接。在泵机组的运行中,由转子轴上的轴向轴承或转子吸收的轴向力作用在转子轴上。
这种泵机组被设计为湿运行的泵机组,即,转子在位于待输送液体中的密封管或密封管罐的内部运行。一般情况下,利用待输送的液体对用于支承转子或转子轴的轴承进行润滑。当长时间的停机时,在这种泵机组中存在以下问题:包含在待输送液体中的杂质可能会粘附在轴承上,由此使得电机由于启动转矩过低而不能启动。
发明内容
鉴于这些问题,本发明的目的在于对泵机组进行改进,使得泵机组能够在长时间的停机之后也能毫无问题地启动。
本发明的目的通过一种泵机组来实现,其具有:电驱动电机,该驱动电机具有定子和设计为永磁转子的转子;至少一个叶轮,该叶轮通过转子轴与转子相连接;和轴向轴承,用于吸收在泵机组运行时作用在叶轮和转子轴上的轴向力;和至少一个设置在转子轴上的径向轴承,其中,转子和定子被设计为,在转子和定子之间产生沿转子的转动轴线的方向起作用的磁性轴向力,该磁性轴向力沿叶轮的流入方向作用在转子上,转子轴与转子相对于定子沿轴向方向可移动地被支承,并将径向轴承设计为,在转子轴沿叶轮的流入方向轴向移动时,径向轴承的彼此相对的轴承面至少部分地脱离接合。优选的实施方式由下面的说明、附图以及其他部分给出。
根据本发明的泵机组与已知的泵机组一样具有电驱动电机,优选将该电驱动电机设计为湿运行电驱动电机。该电驱动电机具有定子和设计为永磁转子的转子。在湿运行转子的情况下,转子被设置在密封管或密封管罐中,密封管或密封管罐将湿的转子腔体与干燥的定子腔体分开,定子设置在该定子腔体中。另外,泵机组具有至少一个叶轮,该叶轮通过转子轴与转子相连接。与传统的离心泵机组一样,优选将叶轮设置在泵壳体的内部,其定义了吸入侧和压力侧的流动路径。此外还设置有轴向轴承,其在泵机组的运行中吸收作用在叶轮和转子轴上的轴向力。这种轴向力是液压轴向力,其在运行中通常指向与待输送的液体流入吸入口的流入方向相反的方向。这种流动通常沿轴向进入叶轮并沿径向从叶轮流出。优选将轴向轴承设置在转子轴或转子上。除了轴向轴承之外,在转子轴上还设置至少一个径向轴承。该径向轴承可以是单独的构件,其与转子轴相连接。替代地还可以利用转子轴的外周面本身构成内轴承面,该内轴承面贴靠在固定的外轴承面上。
根据本发明,将永磁转子和定子设计为,在转子和定子之间产生磁性轴向力,该轴向力在转子的转动轴的方向上起作用,并与叶轮的流入方向相反地从转子指向定子。也就是说,反过来看,该额外的轴向力沿流入方向作用在转子上。即,该磁性轴向力反作用于在正常运行中发生的、作用于转子上的液压轴向力。特别是将永磁转子和定子设置为,当泵机组不运行时也会产生磁性轴向力,即永磁力无论是在驱动电机运行时还是在停机时都持续地起作用。由此可以使轴向轴承在停机时卸载,从而降低了轴承在停机过程中被意外卡住的风险。此外,还可以在电机启动时使轴承卸载,以减少摩擦并降低所需要的启动转矩。优选该永磁轴向力是由永磁转子和定子的彼此相关的设置所引起的。因此在理想情况下,不需要额外的永磁部件或软磁部件。但是也可以考虑在转子和/或定子上设置附加的硬磁部件,即永磁部件或软磁部件,或者多个能够产生磁性轴向力或有助于产生磁性轴向力的部件。
此外,转子轴与转子相对于定子沿轴向方向可移动地受到支承。这种设置允许在泵机组的特定运行状态下或停机状态下,通过附加的磁性轴向力使转子轴沿轴向方向移动。这使得轴承在泵机组不运行时能够有利地至少部分地脱离接合(auβer Eingriff),由此可以避免轴承被粘附(Festsetzen),下面将对此进行说明。此外,还可以如下所述地在停机状态下实现对转子腔体的密封,以防止杂质侵入到转子腔体中。
特别优选使转子轴这样移动:在泵机组的停机状态下,转子轴可以沿叶轮中的流入方向轴向移动。即,在停机状态下,由于缺少反作用的液压力,转子轴将由于永磁力而沿液体轴向流入叶轮的方向轴向移动。该方向就是与在泵机组的正常运行中起作用的轴向力相反的方向。当泵机组开始运行时,优选液压轴向力大于磁性力,从而由于液压轴向力的反向作用使得转子轴又沿相反的方向,即与流入方向相反的方向移动。
优选在泵机组运行中作用于叶轮和转子轴上的轴向力大于指向相反方向的磁性轴向力。优选在泵机组的整个运行区域内或至少在正常运行区域内,液压轴向力大于指向相反方向的磁性轴向力。由此可以实现:通过运行中的液压轴向力使轴向轴承设定地贴靠(in definierter Anlage)保持在转子轴或转子上。如果泵机组停止运转,该液压轴向力将消失,只有所述的永磁轴向力仍在起作用,该永磁轴向力会导致转子移位,由此使得至少一个径向轴承至少部分地脱离接合。根据这种能够引起永磁力的磁性配置的实施方式,可以在静止位置上减小或消除永磁轴向力。重要的是,永磁轴向力在泵机组的运行中反作用于液压轴向力,因此当液压轴向力消失时,该磁性轴向力可以使转子沿轴向方向位移。也就是说,根据本发明,永磁轴向力不必在泵机组的任何状态下都作用在转子上,而仅仅是至少在泵机组停机时起作用,以使转子轴如同所期望的那样沿轴向方向位移。然后在泵机组重新启动时,可以通过所产生的液压轴向力使转子轴再次移动到使至少径向轴承完全接合的位置上。
将至少一个径向轴承设计为,在通过磁性轴向力使转子轴沿叶轮的流入方向轴向移动时,径向轴承的彼此相对的轴承面至少部分地脱离接合。在泵机组的正常运行中,径向轴承的轴承面彼此相对并相互贴靠在一起。通过这种轴向位移,可以使这些轴承面沿轴向彼此相对移动,从而使它们只在很小的区域中相互覆盖,即减少了轴承面的重叠,轴承面将部分地脱离接合。由此可以减小径向轴承中的摩擦并降低在停机状态下发生粘附的风险。优选定子沿周向围绕转子。在这种设置中,转子中的永磁体通常沿径向方向被磁化,或者引起转子的径向磁场。转子中的永磁体的永磁磁场与定子的铁件相互作用,由此通过相应的布局和设计可以产生附加的轴向力。
例如可以这样产生附加的磁性轴向力:将转子和定子设计并设置为,至少在泵机组的运行中,转子的轴向中心,即转子的磁性作用部件的轴向中心,沿与液体进入叶轮的流入方向相反的方向与定子的轴向中心间隔开。也就是说,转子相对于定子朝向流入口或吸入口错开地设置。但是由于转子的永磁性磁场,转子也将努力在定子的铁芯的内部沿轴向方向居中。因此,通过这种轴向偏移可以产生磁力,该力努力将转子拉向居中位置。也就是说,在理想情况下,在其他情况下以常规方式构成的永磁转子和所属的定子中,单独通过转子在泵机组运行中的轴向偏移就可以在期望的方向上产生附加的轴向力。
优选将至少一个叶轮沿轴向方向固定在转子轴上。由此可以实现:作用在转子上的磁性轴向力也将作用在叶轮上,此外还可以通过转子沿轴向方向固定叶轮。
优选将轴向轴承设计为,其轴承面在转子轴沿叶轮的流入方向移动时分离。由此可以实现:特别是在静止状态下,当液压轴向力不起作用,而转子轴通过磁力沿流入方向,即与正常运行时起作用的轴向力相反的方向移动时,轴向轴承将脱离接合。由此可以降低轴承被粘附的风险。此外还可以在重新启动时减少摩擦。
特别优选将至少一个径向轴承设计为滑动轴承,其第一轴承面位于转子轴的外周上,而相对的第二轴承面位于固定的轴承环中。优选该固定的轴承环为陶瓷轴承环。还可以将转子轴设计为陶瓷轴,或者优选至少具有陶瓷的轴承面。
进一步优选在径向轴承的设置在转子轴上的轴承面的至少一个面向叶轮的侧面上,相比于该轴承面的直径降低转子轴的直径。由此可以实现:当转子轴由于磁性轴向力沿与叶轮相背的方向,即叶轮的流入方向移动时,转子轴的该直径减小的面进入径向轴承或轴承环中,从而在该区域中使位于轴承环内周上的轴承面不再贴靠在转子轴的外周上。通过这种方式可以使径向轴承的轴承面至少部分地脱离接合,从而降低启动时的摩擦以及径向轴承被粘附的风险。
特别优选在转子轴上设置两个径向轴承,这两个径向轴承将以前述的方式设计,在此,优选这两个轴承位于转子的相对的轴向侧。即,优选其中一个径向轴承位于转子的背向叶轮的一侧。优选该径向轴承接近密封管罐的底部设置。第二径向轴承设置在转子的面向叶轮的一侧,并且可以作为组合的径向-轴向轴承的部件,该径向-轴向轴承设置在转子和叶轮之间在转子轴上。
在一种特别优选的实施方式中,径向轴承的彼此相对的轴承面在它们的轴向延伸中的尺寸以及相对于彼此的设置为:使它们在转子轴轴向移动时脱离接合超过50%,优选超过75%。即,优选轴承面只有非常狭小的区域保持贴靠或接合,以使转子和叶轮保持定位并在启动驱动电机时确保支承。然而,由于大部分轴承面已分离,因此使摩擦显著减小并将轴承由于轴承面之间的杂质而被粘附的风险降至最低。
叶轮在其吸入口上优选通过吸入密封件相对于泵壳体被密封。在此,该吸入密封件构成泵壳体上的固定部件。优选将吸入密封件相对于叶轮设置为,在转子轴沿叶轮的流入方向轴向移动时,吸入密封件和叶轮至少部分地、优选完全地分离。通过这种实施方式可以实现:在泵机组停机时,当转子由于磁力而被拉入定子中时,可以有利地使叶轮上的密封件分离。由此,一方面可以防止该密封件在停机期间被固定,另一方面也可以提高泵机组在停机时的可穿流性因为叶轮上的液体可以从旁边流过泵机组,而叶轮对于这种流动没有或只形成明显减小的阻力。在特别优选的一种实施方式中,叶轮的吸入密封件在停机时与叶轮分离,并与轴承接合,该轴承的支承面在停机时至少部分地脱离接合。但是需要指出的是,吸入密封件在叶轮上的这种设置也可以与轴承的相应实施方式无关地实现。
另外优选转子轴可以移动一定的距离,该距离小于或等于在泵机组运行时存在于转子的轴向中心和定子的轴向中心之间的轴向间距。即,转子轴的轴向运动受到限制,并且限制在一定的距离上,该距离小于或等于在运行中发生在转子和定子之间的轴向偏移。由此可以确保始终有足够的磁性轴向力作用在转子轴上,以使转子轴能够移动所要求的距离。
在另一种优选的实施方式中,在至少一个叶轮上,在面向转子的轴向侧面上设置应急轴承面该应急轴承面面向固定的轴向轴承面。在特定的运行状态下,特别是在高流量、低压力的情况下,相对于流入方向反向作用于叶轮上的液压轴向力可能因此而急剧升高,从而使得在运行中吸收该力的轴向轴承卸载。因此可能会发生:该轴向轴承的轴承面在这种运行状态下不再保持贴靠。为了在这种运行状态下也能够确保沿相反方向的轴向支承,设置相反指向的应急轴承。此外,当转子轴以上述方式通过磁力沿轴向方向移动时,优选使用应急轴承。在这种情况下将应急轴承作为止挡件使用,以限制转子轴沿轴向方向的运动。在相反方向上可以通过实际的轴向轴承限制该运动。因此,当实际的轴向轴承还未贴靠时,应急轴承也可以在驱动电机从静止状态启动时起作用。
优选与应急轴承面相贴靠的轴向轴承面由固定轴承环、转子轴的径向轴承和/或轴向轴承的轴向端面组成。如上所述,该轴承环优选为陶瓷件,其正面优选构成实际的轴向轴承面。该正面是轴承环的背向叶轮而面向转子的侧面。径向轴承面由轴承环的内周面构成。与应急轴承相贴靠的轴向轴承面是面向叶轮的轴向背面。当叶轮的应急轴承面贴靠在轴承环的背面上时,将因此同时使转子轴和轴承环的内轴之间的轴承间隙相对于其中设置有叶轮的泵腔体封闭,从而可以防止杂质侵入到该轴承间隙中。优选将叶轮相对于轴承环设置为:通过转子轴的轴向移动,可以使应急轴承面与固定的轴向轴承面贴靠在一起。由此,当转子轴在静止状态下轴向移动时,应急轴承可以贴靠在轴承环上,从而在静止状态下,当泵机组停机时,通过应急轴承面封闭轴承间隙。
进一步优选应急轴承面由叶轮上的、在轴向方向上突出的环形突出部构成。优选叶轮与该突出部一体化地由合成材料制成。
在泵机组的正常运行中,优选应急轴承面与固定的轴向轴承面轴向间隔开。在这种状态下,优选正常的轴向轴承处于接合中,以吸收作用在叶轮和转子上的液压轴向力。即,正常的运行状态是指在这种状态下,这种液压轴向力反向于叶轮的流入方向起作用。优选应急轴承面与固定的轴向轴承面之间的间距小于或等于在泵机组运行时存在于转子的轴向中心和定子的轴向中心之间的轴向间距。通过这种设置可以确保:在转子轴移动时应急轴承能够与轴向轴承面接合和分离,这种偏移并不大于转子和定子之间的偏移,而是始终给出使应急轴承面与轴向轴承面保持贴靠的磁性轴向力,一旦没有了反向作用的液压轴向力,将导致转子轴沿相反的方向移动,并使应急轴承面与轴向轴承面分离。
在另一种优选的实施方式中,可以在转子轴或叶轮的一侧与固定的轴承环或轴承支架的另一侧之间设置至少一个密封元件,该密封元件可以通过转子轴的轴向移动而密封地贴靠。因此,可以在叶轮上设置例如环形的密封元件,该密封元件同样可以与固定轴承环的端面密封地贴靠。代替密封元件在叶轮上的这种设置,其可以贴靠在固定轴承环的端面上,也可以将密封元件在叶轮上设置或设计为,使密封元件可以贴靠在围绕轴承或轴承环的轴承座的表面上。替代地还可以将这样的密封元件设置在轴承环的轴向轴承面上,并在转子轴轴向运动时在那里使叶轮与适合的密封面贴靠在一起。还可以不将这种环形密封件设置在叶轮上,而是设置在转子轴上,以使其能够例如与固定的轴承环相贴靠。在所有这些设计中,密封件都可以密封地封闭在泵机组的停机状态下位于轴承环和转子轴之间的轴承间隙,以防止轴承被穿流和杂质的侵入。
需要指出的是,通过转子轴的轴向移动来封闭轴承间隙也可以不依赖于下述方案来实现:在这种方案中,通过轴的轴向移动使轴承至少部分地脱离接合。当转子轴的轴向移动只用来使密封元件贴靠和分离时,转子轴的一个很小的轴向偏移就足以引起这种贴靠和脱离贴靠。这样做的优势在于,转子相对于定子只需要轴向位移很小的距离,从而基本上不会损害磁效率(magnetische Wirkungsgrad)。
附图说明
下面参照附图对本发明做示例性的说明。其中:
图1示出了根据本发明泵机组的局部被切开的整体视图,
图2示出了处于运行状态下的泵机组在移除泵壳体之后的截面图,
图3示出了处于静止状态下的如图3所示的视图。
具体实施方式
根据本发明的泵机组具有泵壳体2,在该泵壳体中设置有叶轮4。叶轮4具有轴向指向的中央吸入口6,待输送的液体通过该吸入口进入叶轮4中。吸入口6在泵壳体2的内部面对通入吸入套管8中的流动通道。与吸入套管8相对地在泵壳体2上还设置有压力套管10,该压力套管通过流动通道与叶轮4的周向区域相连接,该周向区域构成螺旋形通道。叶轮4通过转子轴12与永磁电机14相连接。优选转子轴12由陶瓷制成。在转子14中设有永磁体16,该永磁体产生转子14的径向磁场。永磁转子14设置在密封管18或密封管罐18的内部。密封管18被定子20围绕。
叶轮4抗扭地并沿轴向方向X固定地与转子轴12相连接。转子轴12滑动地支承在两个陶瓷轴承环22和24上。在此,轴承环22是纯粹的径向轴承。轴承环24同时承担起轴向轴承的功能。为此,将轴承环24的背向叶轮4的轴向端面设计为轴向轴承面,与转子轴12相连接的轴向轴承环26贴靠在该轴向轴承面上。轴向轴承环26沿轴向方向X固定在转子轴12上。
在泵机组正常运行中,沿纵轴线或转动轴线X的方向取向的轴向力作用在叶轮4和转子轴12上,该轴向力指向与叶轮4的吸入口6的流入方向E相反的方向。液压轴向力通过轴向轴承环26传递到轴承环24的背向叶轮4的轴向面28上,该轴向面构成固定的轴向轴承面。
为了实现径向支承,陶瓷轴12通过其外周面滑动地贴靠在轴承环22和24的内周上。
转子轴12可以沿轴向方向X运动,并在泵机组的正常运行中通过液压轴向力保持在如图2所示的状态中,在该状态下,一旦转子轴12沿与流入方向E相反的方向移动,轴向轴承环将滑动地贴靠在轴承环24的轴向侧面28上。在这种状态下,转子,也即是转子的磁性作用部件的轴向中心MR将相对于定子20或铁件30的轴向中心MS沿轴向方向移动一定的距离。但是,由于作用在永磁铁16和定子20的铁件30之间的磁力,转子12将努力关于铁件30居中,从而使转子12的轴向中心MR与铁件30的轴向中心MS相重合。由此可以产生沿流入方向E起作用的磁性轴向力,该磁性轴向力作用在转子轴12上,而在泵机组运行中作用于叶轮4上的液压轴向力则与其相反。泵机组或驱动电机被设计为,使磁力在正常运行中,即优选在泵机组的大多数运行区域中,小于液压轴向力,从而使轴向轴承环26保持贴靠在轴承环24的轴向侧面28上。
当泵机组被关闭时,作用于转子轴12上的液压轴向力将消失,此时起作用的只有磁性轴向力,然后该磁性轴向力将转子沿纵轴线X的方向拉入其居中位置上,在该位置上,转子12的轴向中心MR与定子20的铁件30的轴向中心MS相重合,如图3所示。在这种状态下,轴向轴承环26与轴承环24的轴向侧面28间隔开并由此使轴向轴承脱离接合。
相邻于转子轴12的与轴承环22和24一起构成径向轴承面34的区域,在转子轴的外周上设置刺孔(Einstiche)32,在该区域中转子轴12的外径减小。刺孔32毗邻轴承面34的面向叶轮4的一侧。当转子轴在静止状态下在如图3所示的状态下移动时,具有缩小了的直径的刺孔32将进入到轴承环22和24中,同时位于相反的轴向端部上的部分轴承面34将离开轴承环22和24。即,轴承面34部分地与轴承环22和24的构成它们的径向轴承面的内周面分离。通过这种方式可以在静止状态下降低径向轴承22和24中的摩擦并将在轴承中发生粘附的风险降至最小。
叶轮4在其吸入口6上通过吸入密封件35被相对于泵壳体2密封。吸入密封件35固定在泵壳体2上并嵌入吸入口6中。因此在泵机组运行时,吸入口6的内周与吸入密封件35的外周重叠,在此,吸入口6相对于吸入密封件35旋转。该吸入密封件可以传统的方式设计为凸缘形的金属板件。
当转子轴12在泵机组的停机状态下移动到如图3所示的轴向位置时,叶轮4与转子轴12沿朝向定子20的方向运动。在此,这种轴向偏移在所示出的实施方式中是较大的,能够使叶轮的吸入口6与吸入密封件35完全分离,从而在叶轮4的背向转子14的轴向侧面和吸入密封件35的端面之间形成间隙。通过使吸入密封件35与吸入口6完全分离,可以防止吸入密封件35在停机期间粘附在吸入口6上。此外,泵机组在停机期间可以被更好地穿流,因为这种流动可以通过吸入密封件35和叶轮4的端面之间的间隙,以在叶轮上从旁边通过泵壳体2到达压力套管10的方式来实现。因此降低了停机时的流动阻力。
叶轮4在其背向吸入口6的端面上具有环形突出部36,该环形突出部面向轴承环24。突出部36与叶轮4一体化地由合成材料制成,并构成应急轴承面。在液压轴向力不足的运行状态下,轴向轴承将保持贴靠,即,轴向轴承环26将保持贴靠在轴承环24的轴向侧面28上,因此可能发生:转子轴12即使在运行期间也能运动到如图3所示的位置上。这样,突出部36通过贴靠在轴承环24的面向叶轮4的轴向侧面上,作为应急轴承在相反方向上提供轴向支承,该轴向侧面背向构成实际轴向轴承面的轴向侧面28。这种运行状态特别可以是在启动泵机组时出现。此外在这种实施方式中,即使在泵机组停机时,突出部36也可以贴靠在轴承环24的后部轴向侧面上,从而使轴承环24和转子轴12之间的轴承间隙朝向泵腔体密封,叶轮4设置在该泵腔体中。由此可以防止杂质侵入到轴承间隙和转子腔体中。
在这种实施方式中还示出了环形密封件38,该密封件在该实施方式中周向地设置在转子轴12上。在此,密封件38在转子轴的外周上基本上设置在叶轮4的面向转子14的区域中。当转子轴12位于如图3所示的轴向位置时(转子轴12沿流入方向E轴向移动到该位置上),密封件38在轴承间隙的区域内密封地贴靠在轴承环24上。这种密封件38还可以在位于叶轮4上的转子轴12的周向区域中构成,特别是直接在由弹性合成材料制成的叶轮4上浇注而成。这种密封件38也可以代替突出部36来使用,正如可以在没有密封件38的情况下使用突出部36一样。
附图标记列表
2 泵壳体
4 叶轮
6 吸入口
8 吸入套管
10 压力套管
12 转子轴
14 永磁转子
16 永磁体
18 密封管或密封管罐
20 定子
22,24 轴承环
26 轴向轴承环
28 轴向侧面
30 铁件
32 刺孔
34 轴承面
35 吸入密封件
36 环形突出部
38 密封件
X 纵轴线或转动轴线
E 流入方向
MS 铁件的轴向中心
MR 永磁转子的轴向中心
a 间距
Claims (19)
1.一种泵机组,具有:电驱动电机,该驱动电机具有定子(20)和设计为永磁转子(14)的转子;至少一个叶轮(4),该叶轮通过转子轴(12)与所述转子(14)相连接;和轴向轴承(26,28),用于吸收在所述泵机组运行时作用在所述叶轮(4)和转子轴(12)上的轴向力;和至少一个设置在所述转子轴(12)上的径向轴承,其特征在于,所述转子(14)和定子(20)被设计为,在转子(14)和定子(20)之间产生沿所述转子(14)的转动轴线(X)的方向起作用的磁性轴向力,该磁性轴向力沿所述叶轮(4)的流入方向(E)作用在所述转子上,所述转子轴(12)与所述转子(14)相对于所述定子(20)沿轴向方向可移动地被支承,以及所述径向轴承设计为,在所述转子轴(12)沿所述叶轮(4)的流入方向(E)轴向移动时,所述径向轴承的彼此相对的轴承面(34)至少部分地脱离接合。
2.如权利要求1所述的泵机组,其特征在于,在所述泵机组的运行中作用在所述叶轮(4)和所述转子轴(12)上的液压轴向力大于反方向的所述磁性轴向力。
3.如权利要求1或2所述泵机组,其特征在于,所述定子(20)周向地围绕所述转子(14)。
4.如权利要求1或2所述的泵机组,其特征在于,在所述转子(14)和/或所述定子(20)上设置至少一个附加的有助于产生所述磁性轴向力的硬磁元件或软磁元件。
5.如权利要求1或2所述的泵机组,其特征在于,将所述转子(14)和所述定子(20)设置为,至少在所述泵机组运行时,所述转子(14)的轴向中心(MR)在与所述叶轮(4)的流入方向(E)相反的方向上与所述定子(20)的轴向中心(MS)间隔开。
6.如权利要求1或2所述的泵机组,其特征在于,所述至少一个叶轮在轴向方向上固定在所述转子轴(12)上。
7.如权利要求1或2所述的泵机组,其特征在于,所述转子轴(12)这样移动:其在所述泵机组的停机状态下沿所述叶轮(4)的流入方向(E)轴向移动。
8.如权利要求7所述的泵机组,其特征在于,所述轴向轴承(26,28)被设计为,其轴承面在所述转子轴(12)沿所述叶轮(4)的流入方向(E)移动时脱离接合。
9.如权利要求1或2所述的泵机组,其特征在于,所述径向轴承被设计为滑动轴承,其第一轴承面(34)设置在所述转子轴(12)的外周上,而相对的第二轴承面设置在固定的轴承环(22,24)中。
10.如权利要求1或2所述的泵机组,其特征在于,至少在所述径向轴承的轴承面(34)的面向所述叶轮(4)的一侧,所述转子轴(12)的直径相对于所述轴承面(34)的直径减小,其中,所述轴承面设置在所述转子轴(12)上。
11.如权利要求1或2所述的泵机组,其特征在于,所述彼此相对的轴承面在它们的轴向延伸中的尺寸以及相对于彼此的设置为:使它们在所述转子轴(12)轴向移动时脱离接合超过50%。
12.如权利要求11所述的泵机组,其特征在于,所述彼此相对的轴承面在所述转子轴(12)轴向移动时脱离接合超过75%。
13.如权利要求1或2所述的泵机组,其特征在于,相邻于所述叶轮(4)这样设置吸入密封件:在所述转子轴(12)沿所述叶轮(4)的流入方向(E)轴向移动时,该吸入密封件(35)和所述叶轮(4)至少部分地分离。
14.如权利要求1或2所述的泵机组,其特征在于,所述转子轴(12)可以移动一定的距离,该距离小于或等于在所述泵机组运行时存在于所述转子的轴向中心(MR)和所述定子(20)的轴向中心(MS)之间的轴向间距(a)。
15.如权利要求1或2所述的泵机组,其特征在于,在所述至少一个叶轮(4)上在面向所述转子(12)的轴向侧面上形成应急轴承面(36),该应急轴承面面向固定的轴向轴承面。
16.如前权利要求15所述的泵机组,其特征在于,所述轴向轴承面由所述转子轴(12)的径向轴承和/或轴向轴承的固定的轴承环(24)的轴向端面构成。
17.如权利要求15所述的泵机组,其特征在于,所述叶轮(14)相对于轴承环(24)被设置为,通过所述转子轴(12)的轴向移动使所述应急轴 承面(36)与所述固定的轴向轴承面相贴靠,其中,在所述泵机组运行时,所述应急轴承面(36)与所述固定的轴向轴承面间隔开。
18.如权利要求17所述的泵机组,其特征在于,所述应急轴承面(36)与所述固定的轴向轴承面之间的间距小于或等于在所述泵机组运行中存在于所述转子的轴向中心(MR)和所述定子(20)的轴向中心(MS)之间的轴向间距(a)。
19.如权利要求1或2所述的泵机组,其特征在于,在所述转子轴(12)或所述叶轮(4)与固定的轴承环(24)之间设置至少一个密封件(38),该密封件通过所述转子轴(12)的轴向移动实现密封地贴靠。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP11195804.7 | 2011-12-27 | ||
EP11195804 | 2011-12-27 | ||
PCT/EP2012/076060 WO2013098142A1 (de) | 2011-12-27 | 2012-12-19 | Pumpenaggregat |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104024647A CN104024647A (zh) | 2014-09-03 |
CN104024647B true CN104024647B (zh) | 2016-08-24 |
Family
ID=47552982
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201280065237.7A Active CN104024647B (zh) | 2011-12-27 | 2012-12-19 | 泵机组 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10024324B2 (zh) |
EP (1) | EP2798224B2 (zh) |
CN (1) | CN104024647B (zh) |
WO (1) | WO2013098142A1 (zh) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10865794B2 (en) | 2017-01-27 | 2020-12-15 | Regal Beloit Australia Pty Ltd | Centrifugal pump assemblies having an axial flux electric motor and methods of assembly thereof |
US10731653B2 (en) | 2017-01-27 | 2020-08-04 | Regal Beloit Australia Pty Ltd | Centrifugal pump assemblies having an axial flux electric motor and methods of assembly thereof |
US10584739B2 (en) | 2017-01-27 | 2020-03-10 | Regal Beloit Australia Pty Ltd | Centrifugal pump assemblies having an axial flux electric motor and methods of assembly thereof |
US10830252B2 (en) | 2017-01-27 | 2020-11-10 | Regal Beloit Australia Pty Ltd | Centrifugal pump assemblies having an axial flux electric motor and methods of assembly thereof |
EP3574217A4 (en) * | 2017-01-27 | 2020-11-25 | Regal Beloit America, Inc. | CENTRIFUGAL PUMP ASSEMBLIES EQUIPPED WITH AXIAL FLOW ELECTRIC MOTOR AND THEIR ASSEMBLY PROCEDURES |
EP3376051B1 (de) * | 2017-03-14 | 2022-08-24 | Grundfos Holding A/S | Pumpenaggregat |
EP3376050A1 (de) | 2017-03-14 | 2018-09-19 | Grundfos Holding A/S | Kreiselpumpenaggregat |
IT201700103807A1 (it) * | 2017-09-18 | 2019-03-18 | Dab Pumps Spa | Assemblato di pompa a montaggio rapido |
DE102018105732A1 (de) * | 2018-03-13 | 2019-09-19 | Nidec Gpm Gmbh | Baukastensystem eines axial integrierten Pumpenaufbaus |
EP3667090B1 (en) * | 2018-12-13 | 2021-07-07 | Grundfos Holding A/S | Pump assembly |
CN111594450A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-08-28 | 衢州维德新材料有限公司 | 一种大流量氟塑料磁力泵 |
BE1030312B1 (de) * | 2022-02-23 | 2023-10-02 | Miele & Cie | Strömungsmaschine |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE759538C (de) | 1939-03-23 | 1954-04-22 | Siemens Ag | Anordnung zum Ausgleich des axialen Schubes bei Kreiselpumpen |
US3073248A (en) * | 1961-01-12 | 1963-01-15 | Henning G Bartels | Fluid moving apparatus |
US3329095A (en) * | 1965-11-16 | 1967-07-04 | Henning G Bartels | Booster pump |
US4072446A (en) | 1976-01-20 | 1978-02-07 | R. E. Dupont Research And Investment Services Limited | Electromagnetically driven pumps |
DE3210761C1 (de) * | 1982-03-24 | 1983-09-29 | Grundfos As | Pumpenaggregat fuer Wasser fuehrende Anlagen,insbesondere fuer Heizungs- und Brauchwasseranlagen |
US4569638A (en) * | 1982-11-30 | 1986-02-11 | International Telephone And Telegraph Corporation | Pump with resiliently mounted impeller |
DE4143492C2 (de) * | 1991-08-23 | 1995-08-03 | Grundfos As | Pumpenaggregat |
KR970001995A (ko) | 1995-06-29 | 1997-01-24 | 배순훈 | 온수순환펌프 |
JP2001020895A (ja) | 1999-07-05 | 2001-01-23 | Shimadzu Corp | 電動式ターボ機械 |
US7048495B2 (en) | 2003-11-19 | 2006-05-23 | Itt Manufacturing Enterprises, Inc. | Rotating machine having a shaft including an integral bearing surface |
DE502005004805D1 (de) | 2005-05-07 | 2008-09-04 | Grundfos Management As | Pumpenaggregat |
DE102006024997A1 (de) | 2006-05-30 | 2007-12-06 | Wilo Ag | Kreiselpumpe |
CN201162705Y (zh) * | 2008-03-18 | 2008-12-10 | 江苏新腾宇流体设备制造有限公司 | 磁力传动石油化工流程泵 |
DE102009060549A1 (de) | 2009-12-23 | 2011-06-30 | Wilo Se, 44263 | EC-Motorkreiselpumpe |
-
2012
- 2012-12-19 US US14/368,852 patent/US10024324B2/en active Active
- 2012-12-19 CN CN201280065237.7A patent/CN104024647B/zh active Active
- 2012-12-19 EP EP12813319.6A patent/EP2798224B2/de active Active
- 2012-12-19 WO PCT/EP2012/076060 patent/WO2013098142A1/de active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US10024324B2 (en) | 2018-07-17 |
WO2013098142A1 (de) | 2013-07-04 |
EP2798224B2 (de) | 2019-10-09 |
EP2798224A1 (de) | 2014-11-05 |
US20150017031A1 (en) | 2015-01-15 |
CN104024647A (zh) | 2014-09-03 |
EP2798224B1 (de) | 2016-03-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104024647B (zh) | 泵机组 | |
CN1902399B (zh) | 磁驱动泵及平衡其的方法 | |
CN104040145B (zh) | 电辅助涡轮增压器 | |
AU2014273105B2 (en) | Magnetic bearing assembly having inner ventilation | |
CN103917299B (zh) | 离心分离器 | |
CN105308327B (zh) | 具有滑动轴承机构的泵装置 | |
US9869319B2 (en) | Vacuum pump | |
US20170037853A1 (en) | Pump assembly for recirculating a cooling fluid of a heat engine | |
CN102691534A (zh) | 涡轮机 | |
US20150016958A1 (en) | Vacuum pump | |
CN107313876B (zh) | 一种用于航空涡扇发动机的磁悬浮外涵风扇 | |
US20150285137A1 (en) | Device for driving an ancillary unit of an internal combustion engine | |
CN103764968B (zh) | 可转换汽车冷却剂泵 | |
CN105378314B (zh) | 具有冷却轴承的内通风的电磁轴承组件 | |
CN105339672A (zh) | 具有轴向可移动、可封闭的叶轮的离心泵 | |
CN103620919A (zh) | 用于电动机的转子电枢 | |
JP2010200456A (ja) | モータロータ | |
CN102791986A (zh) | 机械式内燃机冷却剂泵 | |
CN103256230B (zh) | 一种电机磁力泵 | |
CN104863865A (zh) | 一种新型耐甲醇无刷直流电机燃油泵 | |
CN108134504A (zh) | 一种双层筒式永磁调速器 | |
CN204532851U (zh) | 一种无叶顶间隙无泄漏轴流泵 | |
CN2907068Y (zh) | 永磁同轴感应环式异步联轴器 | |
CN105179232B (zh) | 盘式磁力连接化工滑片泵 | |
JP2012080616A (ja) | 可変磁束モータ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |