CN105782068A - 潜水泵和轴承布置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及潜水泵和轴承布置。具体地，提供了一种潜水泵，包括轴承布置，该轴承布置具有轴承盖和轴承凸缘，还具有一个或多个轴承元件，每个轴承元件具有内轴承环、外轴承环和滚子元件，潜水泵包括转子轴，该转子轴围绕在纵轴向方向上延伸的旋转轴线被可旋转地支撑于轴承元件中，使得内轴承环在操作状态下与转子轴一同旋转。轴承元件设置在轴承凸缘上，使得轴承盖在纵轴向方向上弄紧每个外轴承环，并使得在外轴承环和轴承盖之间以及在外轴承环和轴承凸缘之间在径向方向上形成具有可预先限定的轴向宽度的周缘间隙。本发明还涉及用于潜水泵的轴承布置。

Description

潜水泵和轴承布置

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求1的前序部分的包括轴承布置的潜水泵，以及根据独立权利要求9的前序部分的用于潜水泵的轴承布置。

背景技术

已知的潜水泵具有大量的要求彼此精确对准、组装和相互作用的精密部件。这种已知的潜水泵包括：泵壳体；马达部分，该马达部分具有设置于马达壳体中的电动马达；并且具有带泵轮的液压部分；以及具有轴引入部，轴引入部设置于马达部分和液压部分之间，转子轴从轴引入部中穿过。

潜水泵抽吸泵流体，例如水或废水，其中，可能分布在潜水泵周围的气体（特别是可燃气体）可取决于潜水泵（例如在发酵工艺中）的使用而出现。在操作干扰下，过热可能出现，并且可能在泵中产生着火源，例如由于短路而形成火花。如果这些火花从泵中逸出，则它们可能点燃气体，损坏或破坏泵安装于其中的结构，诸如泵和潜水泵。出于安全原因，潜水泵因此只可以在具有特殊保护措施的情况下在具有可燃气氛的环境中操作。

在EP2249042A1中描述了一种潜水泵，其用绝热周缘保护套至少部分围绕支撑管，使得支撑管的一部分区域是绝热的，并且通过材料与环境隔离，特别是与泵流体和气体隔离。这种保护套可以特别地提供于轴承布置区域中，使得存在对特别是危险集中的轴承区域的直接隔离。其它措施在轴承布置中形成间隙，例如在轴承凸缘和轴承盖之间形成间隙。

此设备的缺点是：从构造方面看，它非常复杂，且制造费用高，原因是必须设计和制造附加元件，这使得轴承布置过于复杂。此外，在潜水泵中要求有更多的安装空间。

其它措施设置成在轴承盖和轴承凸缘之间形成间隙，这使得轴承盖和/或轴承凸缘的另一种构造配置变得必要，这造成费用过高，过于复杂。轴承盖的对中因此可能过于复杂，原因是它发生在例如轴承凸缘处，其中必须存在相对于轴承元件的间隔，特别是相对于直接在轴承凸缘处和/或在轴承盖处的轴承元件，以补偿同心误差。此外，由于轴承盖在构造方面的复杂设计，所以重要的是，将轴承元件，特别是直接设置在轴承凸缘处和/或在轴承盖处的轴承元件，设计成具有数量级的不同，和/或例如通过保持元件另外将它紧固到轴承盖和/或轴承凸缘。

缺点是由于同心误差，所以轴承元件上可能出现增加的负载，因此出现磨损。此外，例如，必须在轴承盖和/或在轴承凸缘处提供附加的保持装置，例如O形环，以保持和固定直接设置在轴承凸缘和/或轴承盖处的轴承元件，特别是此轴承元件的外轴承环。

发明内容

因此，本发明的目的是提出一种潜水泵和轴承布置，从构造方面看，它具有简单设计，可以廉价地制造，特别是避免了前述的缺点。

此目的是通过具有权利要求1的特征的潜水泵和通过具有权利要求9的特征的轴承布置来满足的。

从属权利要求涉及本发明的特别有利的实施例。

根据本发明，提出了一种潜水泵，其包括轴承布置，所述轴承布置具有轴承盖和轴承凸缘，还具有一个或多个轴承元件，每个轴承元件具有内轴承环、外轴承环和滚子元件。所述潜水泵还包括转子轴，所述转子轴围绕在纵轴向方向上延伸的旋转轴线A被可旋转地支撑于所述轴承元件中，使得所述内轴承环在操作状态下与所述转子轴一同旋转。在此方面，所述轴承元件设置在所述轴承凸缘处，使得所述轴承盖在纵轴向方向上将每个外轴承环弄紧，并使得在所述外轴承环和所述轴承盖之间以及在所述外轴承环和所述轴承凸缘之间，在径向方向上形成具有可预先限定的轴向宽度的周缘间隙。

如已经提到的，潜水泵可以包括泵壳体，所述泵壳体具有设置于其中的泵轮，潜水泵可以包括放置在泵壳体上的马达壳体，并且具有设置于其中的电动马达，电动马达通过转子轴驱动泵轮。具有设置于其中的电动马达的马达壳体和操作电动马达所需的其它装置出于简洁的原因可以称作马达部分。泵壳体和泵轮可以称作液压部分。潜水泵可以以范围高达大约1MW的功率并且在例如高达10巴的压力下操作。此外，潜水泵可以用在工业应用中，例如用在工业废水运输中，或者作为运行泵。潜水泵应理解为这样的泵，即，其设计成使得当潜水泵部分或完全设置于液体（例如水）中时，此泵可以被可靠且持续地操作。潜水泵因此可以在特定的时段被部分地或全部地淹没，或者也可以永久地处于该操作状态中，即它可以设置于液体中，同时可以可靠地操作泵。不过，潜水泵还可以在其不被淹没时操作，即在其不设置于液体中时。

轴引入部可以设置于马达部分和液压部分之间；轴引入部特别可以由轴承盖形成，并且轴承布置可以被转子轴穿过。以精确的术语，转子轴围绕在纵轴向方向上延伸的旋转轴线A被可旋转地支撑于一个或多个轴承元件中，使得在操作状态下内轴承环与转子轴一起旋转。

轴承布置包括轴承盖和轴承凸缘，轴承盖可紧固到轴承凸缘；例如轴承盖能够通过一个或多个螺丝拧到轴承凸缘上。一个或多个轴承元件可以设置在轴承凸缘处。在此方面，一个或多个轴承元件分别包括内轴承环、外轴承环和滚子元件。出于此目的，轴承室（例如凹槽，优选是圆柱形孔），可以设置在轴承凸缘处，并且一个或多个轴承元件可以设置于其中，特别可以通过精确配合来设置。多个轴承元件还可以在轴承凸缘处被一个设置在另一个后面，即在纵轴向方向上。在此方面，一个或多个内轴承环和一个或多个外轴承环可以在轴向上设置成一行。滚子元件可以设置在相应的内轴承环和外轴承环之间的区域中。轴承室和/或轴承元件可以用润滑剂和/或冷却剂填充，所述润滑剂和/或冷却剂用于润滑和/或冷却轴承元件；润滑剂和/或冷却剂可以特别地流入内轴承环和外轴承环之间的区域中，因此可以润滑和冷却滚子元件。不过，另外的轴承单元，例如轴承套，也可以设置于轴承凸缘处，特别是轴承室中。

一个或多个轴承元件可以设置在轴承凸缘处，使得轴承盖在纵轴向方向上将每个外轴承环弄紧。出于此目的，轴承盖在纵轴向方向上向将保持力施加到外轴承环上，特别是施加到外轴承环的端面上，而外轴承环同时被保持在轴承凸缘处或者与保持力相反的相等量的挤压力从轴承凸缘作用，使得轴承盖在纵轴向方向上将轴承元件的外轴承环弄紧。在此方面，可以定向在轴承盖的方向上的表面可以被理解为端面。不过，另一端面可以同样地提供于外轴承环处，可以定向在轴承凸缘方向上的该表面可以被理解为另一端面。支撑表面然后可以提供于轴承盖处，另一支撑表面可以提供于轴承凸缘处，端面位于支撑表面上，另一端面位于另一支撑表面上。支撑表面例如可以形成为台阶。

不过，多个轴承元件还可以一个接着一个地设置在轴承凸缘处，使得多个外轴承环可以轴向设置成一行。在这方面，轴承盖可以如所描述的在纵轴向方向上将保持力施加在直接设置在轴承盖处的第一轴承元件的第一外轴承环上，第一外轴承环可以将保持力传输到相邻的第二轴承元件的第二外轴承环，而第二外轴承环同时保持在轴承凸缘处或者与保持力相反的相等量的挤压力从轴承凸缘作用，使得轴承盖在纵轴向方向上将第一和第二外轴承环弄紧。

轴承盖因此可以有利地位于直接设置在轴承盖处的外轴承环上，轴承盖可以在轴承元件的外轴承环处对中。特别地，在利用多个轴承元件的情况下，轴承盖可以在直接设置于该轴承盖处的轴承元件的外轴承环处对中，由此轴承盖和/或转子轴更好地对中，所有的外轴承环在纵轴向方向上被完全弄紧，因此被更好地支撑。此外，轴承盖因此可以具有更简单的构造设计，可以被廉价地制造，这是因为例如只有轴承盖的内部机加工是必需的。轴承元件，特别是直接设置在轴承盖上或轴承凸缘处的轴承元件可以另外具有与所有的其它轴承元件相同的大小，和/或可以省去轴承盖和/或轴承凸缘处的对轴承元件进行保持的另外的保持元件。潜水泵因此整体上具有更简单的构造设计，可以较廉价地制造，并且避免了现有技术已知的缺点。

此外，在径向方向上形成在外轴承环和轴承盖之间以及在外轴承环和轴承凸缘之间具有可预先限定的轴向宽度的周缘间隙。间隙因此可以只形成于外轴承环和轴承盖之间以及外轴承环和轴承凸缘之间。具有可预先限定的轴向宽度的间隙可以被理解为间隙在纵轴向方向上的延伸范围，即间隙在纵轴向方向上的长度。由于该间隙形成于外轴承环和轴承盖之间以及外轴承环和轴承凸缘之间，而不像之前那样形成于轴承壳体的各部分之间，所以从构造方面看，轴承布置可以再次被简化，原因是可以省去轴承壳体的复杂和/或费用高的机加工。此外，廉价地制造的间隙另外也使得潜水泵在有可燃性气氛的环境中的安全使用变成可能，原因是所述间隙还可以用作火花间隙。

在本发明的实施例中，间隙被形成为用于防爆的火花间隙。此外，具有可预先限定的轴向宽度的另一周缘间隙可以另外地形成于轴承盖和转子轴之间。潜水泵中，特别是轴引入部中的弧形部或间隙因此可以以本质上安全的方式被有利地局限于一定区域、间隙和/或在安全方面不重要的另一间隙。

在本发明的实施例中，在径向方向上延伸的间隙和/或另一周缘间隙的可预先限定的轴向宽度≥5毫米。在径向方向上延伸的间隙和/或另一周缘间隙的径向宽度≤0.2毫米。

所描述的措施和实施例的优点是，可以避免现有技术已知的缺点，即间隙只可以由铸造部件形成，并且间隙和另外的间隙有利地通过一个或多个轴承元件形成，特别是通过一个或多个外轴承环形成。间隙因此可以简单廉价地制造，原因是省去了对铸造部件特别是轴承盖的复杂和/或费用高的机加工。

在本发明的实施例中，轴承元件是滚子元件轴承，特别是球轴承或圆柱滚子轴承。

本发明还涉及一种用于潜水泵的轴承布置。轴承布置包括轴承盖和轴承凸缘以及一个或多个轴承元件，每个轴承元件具有内轴承环、外轴承环和滚子元件。在这方面，轴承元件设置在轴承凸缘处，使得轴承盖在纵轴向方向上将每个外轴承环弄紧，还使得具有可预先限定的轴向宽度的周缘间隙在径向方向上形成在外轴承环和轴承盖之间以及在外轴承环和轴承凸缘之间。

在本发明的实施例中，间隙被形成为用于防爆的火花间隙。作为另一种措施，规定了轴承元件是滚子元件轴承，特别是球轴承或圆柱滚子轴承。轴承布置可以设置在所描述的潜水泵中。

在本发明的实施例中，在径向方向上延伸的间隙的可预先限定的轴向宽度≥5毫米和/或在径向方向上延伸的间隙的径向宽度≤0.2毫米。

在本发明的实施例中，具有可预先限定的轴向宽度的另一周缘间隙可以在操作状态下在径向方向上形成于轴承盖和转子轴之间。在径向方向上延伸的该另一间隙的可预先限定的轴向宽度≥5毫米和/或在径向方向上延伸的该另一间隙的径向宽度≤0.2毫米。

如已经提到的，根据本发明的潜水泵和根据本发明的轴承布置的优点是，轴承盖可以在轴承元件的外轴承环处对中，或者在多个轴承元件的情形中，轴承盖可以在直接设置在该轴承盖处的轴承元件的外轴承环处对中。轴承盖因此能够更好地对中，并且所有的外轴承环在纵轴向方向上被完全弄紧。潜水泵和轴承布置，特别是轴承盖，因此可以具有更简单的设计，特别是从构造方面可以具有更简单的设计，从而可以被廉价地制造。此外，所述间隙和所述另一间隙允许潜水泵和轴承布置在要求防爆的环境下操作。当潜水泵出现故障（例如电短路）时，要求防爆，与其关联地，还可能出现可燃混合物爆炸的触发。例如，如果潜水泵中的爆炸性混合物被短路点燃，则爆炸在马达内的传播固然是可能的，但一个或若干间隙防止了火花从马达中逸出，例如防止进入可能存在可能会被点燃的爆炸性气氛的结构中。

附图说明

在下文中，通过关于实施例并且关于附图的设备方面来更加详细地解释本发明。示意图中示出了：

图1根据本发明的潜水泵的第一实施例；以及

图2根据本发明的轴承布置的第一实施例。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的潜水泵9的第一实施例的示意表示。潜水泵9包括泵壳体91，泵壳体91具有设置于其中的推进器（未显示），潜水泵9包括马达壳体7，马达壳体7设置于泵壳体91上，并具有电动马达（未显示），电动马达设置于其中，通过转子轴（未显示）来驱动推进器。轴引入部8设置于潜水泵9的马达壳体7和泵壳体91之间。转子轴穿过轴引入部8，轴引入部8由轴承盖形成（见图2）。

图2示出了根据本发明的轴承布置1的第一实施例的示意表示，该轴承布置设置于根据本发明的潜水泵9中。转子轴4围绕在纵轴向方向上延伸的旋转轴线A被可旋转地支撑于轴承元件2中，在操作状态下，内轴承环21与转子轴4一起旋转。用于潜水泵的轴承布置1包括轴承壳体3，轴承壳体3具有轴承盖32和轴承凸缘31，并且轴承布置1包括一个或多个轴承元件2，每个轴承元件2具有内轴承环21、外轴承环23和滚子元件22。轴承元件2设置于轴承凸缘31上，使得轴承盖32在纵轴向方向上将每个外轴承环23弄紧，并且使得具有可预先限定的轴向宽度的周缘间隙5在径向方向上形成于外轴承环23和轴承盖32之间以及外轴承环23和轴承凸缘31之间。

间隙5尤其形成为用于防爆的火花间隙，即作为间隙可以熄灭火花（火花例如可能点燃爆炸性混合物）的路径，而不会从马达逸出。轴承元件2是滚子元件轴承，特别是球轴承或圆柱滚子轴承。图1示出了纵轴向方向上的两个球轴承和一个圆柱轴承。

在轴承盖32和转子轴4之间的具有可预先限定的轴向宽度的另一周缘间隙6另外在径向方向上形成。轴承布置1可以被填充以润滑和冷却液体，以便用于润滑和/或冷却。

Claims (14)

1.一种潜水泵，其包括轴承布置（1），所述轴承布置（1）包括轴承盖（32）和轴承凸缘（31）；并且还包括一个或多个轴承元件（2），每个轴承元件（2）具有内轴承环（21）、外轴承环（23）和滚子元件（22），所述潜水泵包括转子轴（4），所述转子轴（4）围绕在纵轴向方向上延伸的旋转轴线（A）被可旋转地支撑于所述轴承元件（2）中，使得所述内轴承环（21）在操作状态下与所述转子轴（4）一同旋转，

其特征在于：

所述轴承元件（2）设置在所述轴承凸缘（31）处，使得所述轴承盖（32）在纵轴向方向上将每个外轴承环（23）弄紧，并使得在所述外轴承环（23）和所述轴承盖（32）之间以及在所述外轴承环（23）和所述轴承凸缘（31）之间在径向方向上形成具有可预先限定的轴向宽度的周缘间隙（5）。

2.根据权利要求1所述的潜水泵，其中，所述间隙（5）被形成为用于防爆的火花间隙。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的潜水泵，其中，所述轴承元件（2）是滚子元件轴承，特别是球轴承或圆柱滚子轴承。

4.根据前述权利要求中任一项所述的潜水泵，其中，在所述径向方向上形成在所述轴承盖（32）和所述转子轴（4）之间的具有可预先限定的轴向宽度的另一周缘间隙（6）。

5.根据前述权利要求中任一项所述的潜水泵，其中，在所述径向方向上延伸的所述间隙（5）的可预先限定的轴向宽度和/或所述另一周缘间隙（6）的可预先限定的轴向宽度大于或等于5毫米。

6.根据前述权利要求中任一项所述的潜水泵，其中，在所述径向方向上延伸的所述间隙（5）的径向宽度和/或另一周缘间隙（6）的径向宽度大于或等于0.2毫米。

7.一种用于根据权利要求1至6中任何一项所述的潜水泵的轴承布置（1），其包括：

轴承盖（32）和轴承凸缘（31）；

一个或多个轴承元件（2），每个轴承元件（2）具有内轴承环（21）、外轴承环（23）和滚子元件（22），

其特征在于：

所述轴承元件（2）设置在所述轴承凸缘（31）处，使得所述轴承盖（32）在纵轴向方向上将每个外轴承环（23）弄紧，并使得在所述外轴承环（23）和所述轴承盖（32）之间以及在所述外轴承环（23）和所述轴承凸缘（31）之间在径向方向上形成具有可预先限定的轴向宽度的周缘间隙（5）。

8.根据权利要求7所述的轴承布置，其中，所述间隙（5）被形成为用于防爆的火花间隙。

9.根据权利要求7或权利要求8所述的轴承布置，其中，所述轴承元件（2）是滚子元件轴承，特别是球轴承或圆柱滚子轴承。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的轴承布置，其中，在所述径向方向上延伸的所述间隙（5）的可预先限定的轴向宽度大于或等于5毫米。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的轴承布置，其中，在所述径向方向上延伸的所述间隙（5）的径向宽度小于或等于0.2毫米。

12.根据权利要求7至11中任一项所述的轴承布置，其中，具有可预先限定的轴向宽度的另一周缘间隙（6）可以在操作状态下在所述径向方向上形成于所述轴承盖（32）和所述转子轴（4）之间。

13.根据权利要求7至12中任一项所述的轴承布置，其中，在所述径向方向上延伸的所述间隙（6）的可预先限定的轴向宽度大于或等于5毫米。

14.根据权利要求7至13中任一项所述的轴承布置，其中，在所述径向方向上延伸的所述间隙（6）的径向宽度小于或等于0.2毫米。