CN106930968A - 用于输送流体的多级水平离心泵及其修理方法 - Google Patents

Abstract

提出了一种用于输送流体的多级水平离心泵，具有转子，所述转子包括可旋转地布置的轴和用于输送流体的多个叶轮，其中，所有叶轮以可旋转地固定的方式布置在轴上，并且具有定子，所述定子包括相对于由中心轴线确定的轴向方向一个接一个连续布置的多个级外壳，其中，定子包围转子，并且其中，所有级外壳相对于中心轴线位于中心地设计和布置，并且其中，在转子与定子之间设置有多个磨损环，所述多个磨损环中的每个磨损环相对于定子固定并分别以带有空隙的方式围绕转子，并且其中，磨损环中的至少一个磨损环是偏心设计的。此外，提出了一种用于修理多级水平离心泵的方法。

Description

用于输送流体的多级水平离心泵及其修理方法

技术领域

本发明涉及根据相应类别的独立权利要求的前序部分的用于输送流体的多级水平离心泵以及用于修理或检修多级水平离心泵的方法。

背景技术

多级水平离心泵被用于许多不同的技术部门，例如用于石油天然气工业或用于工业能源生成。在后一领域中，这样的多级泵例如被用作供给泵或锅炉供给泵，以便以所需要的压力将水供给至蒸汽生成器。

在这样的泵中，通常设置有彼此水平相邻布置的多个泵级，其中，每个泵级包括级外壳，在所述级外壳中的每个级外壳中设置有叶轮，所述叶轮将例如水的流体从该泵级的低压入口输送至其高压出口，所述高压出口然后连接至下一级的入口。所有的叶轮以可旋转地固定的方式布置在公共轴上，所述公共轴因此延伸穿过所有的级外壳，并且由例如电动马达的功率单元驱动。单独的泵级典型地通过磨损环沿着公共轴被密封，所述磨损环相对于级外壳以静止（即，固定）的方式布置或安装。标准措施是，为一个泵级设置两个磨损环，即低压侧上围绕叶轮的前盖板的第一磨损环和高压侧上相对于分隔壁固定就位的第二磨损环，所述分隔壁将流体从级的出口引导至下一级的入口并典型地包括扩散器。

磨损环中的每个磨损环相对于轴具有某一空隙，使得在径向位于内部的磨损环的圆柱筒形表面与轴的旋转外表面之间形成有环形间隙，这样的间隙允许液体从高压侧到低压侧的逸出。一方面，该泄漏流动的有利之处在于其有助于转子(带有叶轮的轴)的流体动力学稳定，但另一方面意味着泵的效率的某一降低。该空隙的尺寸确定因而相当重要。当然，总是希望在泵的操作期间避免静止的磨损环与旋转的轴之间的直接物理接触。如它们的名称所表明的，磨损环是在泵的操作寿命期间必须替换的磨损零件。这主要是因为泄漏流动导致了对磨损环的侵蚀作用。因此，相应的磨损环与轴之间的间隙扩大，导致泄漏流动的增大。由于泄漏流动的增大降低了泵的效率，所以磨损环通常必须被替换为新的磨损环。

困扰多级水平离心泵的一个具体问题（该问题尤其与具有较大数量的级的多级水平离心泵有关地发生）涉及轴的长度和以可旋转地固定的方式安装在其上的叶轮的质量。在操作时旋转的部件的总体在下文中被称为“转子”。转子因而包括轴和叶轮。在长的轴或转子的情况下，转子的自身质量导致了轴的不小的偏转度。该偏转（或偏斜）通常在轴的中心区域中最大。由于偏转，所以在没有偏转的情况下将是与泵的中心轴线对准并与旋转轴线对准的直线的轴的中心线变成了曲线，所述曲线在本文被称为轴的悬垂线或转子的悬垂线。悬垂线离泵的中心轴线的偏移大致在用于轴的径向轴承之间的中间处最大。由于重力的缘故，所以水平泵中的悬垂线是凸函数。

轴的偏转典型地在泵的停顿期间最大。当轴旋转时，轴通常拉长，即，尤其是其最大偏转减小。该拉长还尤其地是诸如Lomakin效应的流体动力学效应的结果。

由转子的偏转引起的问题是如下情况的结果：轴不再穿过所有泵级或级外壳垂直地延伸，而改为以一定角度穿过至少一些级外壳，即，以除了90°之外的一定角度，该角度当然取决于轴的悬垂线。因此，磨损环与轴或叶轮的盖板之间的空隙必须选择成足够大，使得转子尽管有其偏转，也在旋转时不与磨损环物理接触。另一方面，如已提及地，人们不希望空隙度太大，以致明显降低泵的效率。因此，通常这样来设定空隙，使得在所有正常操作状况下，转子正好避免与磨损环的物理接触。然而当泵停止时，转子的偏转增大，使得至少在转子的停顿期间，其与至少一些磨损环物理接触并搁置在至少一些磨损环上。

转子在停顿期间于磨损环上的该搁置具有多个缺点。例如，因而在停顿期间不再能够手动地旋转转子，这在泵的安装或维护期间是明显的缺点。另外，当泵运行起来或关掉时，这些磨损环中的至少一些磨损环碾磨转子，这一方面增大或加速了磨损环的磨损，并且另一方面减小了轴或叶轮盖板的有效寿命。尽管通过给磨损环设置合适的涂层有可能保护它们免受过度的磨损，但这使得磨损环的生产更困难并且更昂贵。

用于解决该问题的另一选项是明显增大转子与磨损环之间的空隙，使得转子在停顿期间同样可自由地旋转。然而，对于许多应用，尤其地在工业能源生成中，由于该增大的空隙必定导致泵的效率或效能的降低，这与使能源消耗最低和以有环境意识的方式使用资源的目标相冲突，所以该解决方案是不合需要或者甚至不可接受的。

过去已提出的该问题的解决方案是，泵在其中心区域中的单独的级外壳不再与中心轴线垂直地布置，而是使它们稍微倾斜，即，使它们成一定的角度布置，以便近似沿着悬垂线的路线。级外壳的总体因而至少在泵的中心区域中形成了近似沿着轴的悬垂线的V形的定子结构。例如，在中国实用新型CN201288673中公开了这样的解决方案。

然而，级外壳的该斜向或倾斜的布置在其结构上很复杂。在其中级外壳的总体形成外部泵外壳的环形截面的泵的设计中，由于通常部分地需要新的级外壳，所以例如转子设定的调整常常是成问题的。重做单独的级外壳常常是不可能的。如果泵被设计成带有筒形外壳(筒泵)，即，如果单独的级外壳布置在共同的外部泵外壳中，则出现另外的挑战。在该构造中，还需要成一定的角度地定位泵外壳的入口喷嘴，这是非常昂贵并且费力的。由于级外壳相对于泵外壳的斜向位置，所以单独的级外壳在外部泵外壳中的安装同样是困难并且费力的。最后，还不可能在泵外壳与相对于其成一定的角度定位的级外壳之间于泵外壳内设置可靠的内部密封，以便在泵外壳内使例如不同压力的室相对于另外的室被密封。

发明内容

因而，从这样的现有技术开始，本发明的一个目的是提供一种多级水平泵，在所述多级水平泵中，在不必接受泵的效率损失的情况下，在所有正常的操作状况期间、并且尤其还在转子或轴的停顿期间，可靠地防止转子与磨损环之间的物理接触。尤其地，它应当同样能够实现为具有长轴的泵。本发明的另一目的是提供一种用于修理或检修多级水平离心泵的方法，以便在没有泵的任何效率损失的情况下，在所有正常的操作状况下、并且尤其还在转子或轴的停顿期间，可靠地避免转子与磨损环之间的物理接触。

解决这些问题的本发明的主题以相应类型的独立权利要求的特征来表征。

于是，根据本发明，提出了一种用于输送流体的多级水平离心泵，其具有：转子，所述转子包括可旋转地布置的轴和用于输送流体的多个叶轮，其中，所有叶轮以可旋转地固定的方式布置在轴上；并且其具有定子，所述定子包括相对于由中心轴线确定的轴向方向一个接一个连续布置的多个级外壳，其中，定子包围转子，并且其中，所有级外壳相对于中心轴线被位于中心地设计和布置，并且其中，在转子与定子之间设置有多个磨损环，所述多个磨损环中的每个磨损环相对于定子被固定，并分别以带有空隙的方式围绕转子，并且其中，这些磨损环中的至少一个磨损环是偏心设计的；带有可旋转地布置的轴，并且带有相对于由中心轴线确定的轴向方向一个接一个连续布置的多个泵级，其中，每个泵级包括：用于泵送流体的叶轮，其中，叶轮设置有前盖板；以及，带有静止的叶轮开口以接纳这些叶轮中的一个叶轮的前盖板的级外壳；和用于将流体引导至相邻的泵级的分隔壁，其中，分隔壁相对于级外壳是静止的，其中，所有泵级的叶轮以可旋转地固定的方式布置在轴上，其中，每个静止的叶轮开口由以带有空隙的方式围绕叶轮的前盖板的第一磨损环径向向内地界定，并且其中，每个静止的分隔壁由以带有空隙的方式围绕轴的第二磨损环径向向内地界定，并且其中，第一或第二磨损环中的至少一个磨损环是偏心设计的。

术语“偏心设计”关于磨损环被使用，意味着磨损环的径向外表面以第一轴线为中心，并且磨损环的径向内表面以第二轴线为中心，其中，第一轴线与第二轴线平行，但不重合。

如果偏心的磨损环被设置，尤其设置在轴或转子的偏转最大的位置，则能确保的是，当操作时，轴或转子旋转，尤其是在最大偏转的区域中，以便大致在偏心的磨损环中位于中心，即，转子相对于偏心的磨损环大致位于中心。如果转子随后停止，作为结果其最大偏转增大，那么在偏心磨损环中保留足够的空隙，使得即使在转子的停顿期间，仍可靠地防止转子与磨损环之间的物理接触。轴或转子因而在停顿期间同样是自由的，即不与磨损环接触，并且能够旋转，例如用手旋转。

根据本发明的该构造的特别的优点是，能仅利用非常便宜的部件、即磨损环或多个这样的环，来补偿轴的偏转。这也尤其允许对转子设定的变化的非常便宜并且迅速的调整，因为至多必须替换一个或多个磨损环，但无需进行其他的结构改变，尤其是对泵的其他明显更昂贵的部件而言，例如对级外壳中的一个级外壳。

此外，由于偏心设计，所以同样不必在磨损环与转子之间设置较大的空隙，因而不必忍受泵的效率的降低。

所有的级外壳优选与泵的中心轴线同心地布置。由于至少用于几乎所有泵级的泵外壳于是能被基本上相同地设计，所以这从结构的观点来看是特别有利的。由于转子的偏转已由磨损环的偏心设计补偿，所以尤其不需要通过级外壳本身的结构措施来补偿轴的偏转。例如，能免除一个或多个级外壳或其他部件的偏心设计。

优选具有偏心设计的磨损环的数量当然取决于预期的具体应用，并且尤其取决于轴的长度、叶轮的数量和转子的质量。对于许多应用而言，优选的是多个磨损环是偏心设计的。

尤其地，优选的是，磨损环的偏心距沿着轴的长度不是恒定的。具体而言，有利的是，磨损环的偏心距朝着泵的中心增大，则即从泵的一端观察，磨损环的偏心距初始地增大，在泵的中心区域（即在轴的偏转通常最大的位置）达到最大值，然后从该点减小。

磨损环的径向外表面以其为中心的第一轴线与磨损环的径向内表面以其为中心的第二轴线的距离被作为单独的磨损环的偏心距的度量。

在一个特别优选的实施例中，磨损环的偏心距适应于轴的悬垂线。这意味着悬垂线离泵的中心轴线的距离越大，则为磨损环选择的偏心距越大，使得偏心距基本上沿循轴的悬垂线。该措施还具有的特定优点是，所有级外壳能平行地布置，并且与泵的中心轴线垂直地布置。因而能免除级外壳或其他部件的斜向布置。

另一有利的措施在于测量所有磨损环的偏心距，使得在轴的停顿期间，磨损环中没有一个磨损环接触轴或叶轮。由于轴或转子的偏转在停顿期间最大，所以能通过该措施使磨损环与转子(轴或叶轮)之间的间隙的径向宽度最小。对于待测量的所有磨损环的偏心距而言同样优选的是，使得轴的悬垂线在泵的标称速度时相对于所有的磨损环基本上在中心地延伸。弯曲的轴于是当其旋转时至少相对于磨损环大致位于中心地设置，即，在所有径向方向上具有相同的空隙。这是有利的，例如特别是对于转子的热致变化而言是有利的。因而，在温度变化的情况下，例如在待输送的介质的温度变化的情况下，在无需诸如转子预热之类的附加措施的情况下，能允许明显更大的温度变化、即更大的温度梯度。这也是有利的，尤其是关于工业发电领域中的应用而言也是有利的。

在优选实施例中，泵具有相对于轴向方向一个接一个连续布置的多个泵级，其中，每个泵级包括：用于泵送流体的叶轮，其中，叶轮设置有前盖板；以及，级外壳中的一个级外壳和用于将流体引导至相邻的泵级的分隔壁，其中，分隔壁相对于级外壳是静止的，其中，级外壳设计有静止的叶轮开口，以接纳叶轮中的一个叶轮的前盖板，其中，每个静止的叶轮开口由以带有空隙的方式围绕前盖板的第一磨损环径向向内地界定，并且其中，每个静止的分隔壁由以带有空隙的方式围绕轴的第二磨损环径向向内地界定。

在此同样地，有利的是，测量所有磨损环的偏心距，使得在轴的停顿期间，磨损环中没有一个磨损环与轴或叶轮接触。结果，与已知的多级泵相比较，能进一步减小轴与第二磨损环之间的空隙以及叶轮的前盖板与第一磨损环之间的空隙，以允许进一步提高根据本发明的泵的效率。

由于它们的偏心距，所以磨损环必须相对于与中心轴线垂直的径向水平以某一角度取向插入，以确保它们正确的功能性。原则上，由于磨损环的具有最大径向宽度的部分(相对于正常的水平位置)正好位于轴上方，或者具有最小径向宽度的部分正好位于轴下方，所以这是可能的。为了简化磨损环的安装，每个偏心磨损环优选地具有定位装置，以便以预先限定的角度取向将相应的磨损环定位在相应的级外壳或相应的分隔壁中。该定位装置例如能够是磨损环上的可视觉识别的标记，或者可以是接合到设置在级外壳中或设置在分隔壁中的对应孔中的定位销。

特别优选的是，定位装置设置在相应磨损环在径向方向上具有其最大宽度的位置，因为这允许磨损环的特别简单的安装。

在优选的构造中，泵被设计成其中所有级外壳布置在筒形外壳中的筒形外壳泵。由于所有级外壳彼此平行并且与泵的中心轴线垂直地布置，所以能以传统的方式产生入口喷嘴，即，如上所述，能免除非常成问题的入口喷嘴的倾斜定位。此外，能在级外壳与外部筒形外壳之间设置可靠的密封。因而，能在筒形外壳内设置其中可以不同压力得到流体的不同的压力室。这尤其允许给根据本发明的泵设置入口和出口以及用于待输送的流体的中间出口，其中，中间出口以这样的一种方式设计并布置，即：使得流体的至少一部分能通过中间出口以中间压力排出，所述中间压力大于在泵的入口处的流体的压力，并且小于在泵的出口处的流体的压力。在中间出口处以与在出口处的压力不同的压力排出流体的可能性对许多应用而言构成了很大的优点。

本发明还提出了一种用于修理或检修用于输送流体的多级水平离心泵的方法，所述多级水平离心泵具有转子，所述转子包括可旋转地布置的轴以及用于输送流体的多个叶轮，其中，所有叶轮以可旋转地固定的方式布置在轴上，并且具有定子，所述定子包括相对于由中心轴线确定的轴向方向一个接一个连续布置的多个级外壳，其中，定子包围转子，并且其中，所有级外壳相对于中心轴线位于中心地设计和布置，并且其中，在转子与定子之间设置有多个磨损环，所述多个磨损环中的每个磨损环相对于定子被固定，并分别以带有空隙的方式围绕转子，在所述过程中，多个磨损环中的一个或多个磨损环被替换，其中，这些磨损环中的一个或多个磨损环在每种情况下被替换为偏心设计的磨损环。

尤其地，该方法还适合于修理或检修用于输送流体的多级水平离心泵，所述多级水平离心泵具有可旋转地布置的轴和相对于由中心轴线确定的轴向方向一个接一个连续布置的多个泵级，其中，每个泵级包括：用于泵送流体的叶轮，其中，叶轮设置有前盖板；以及，带有静止的叶轮开口以接纳叶轮中的一个叶轮的前盖板的级外壳和用于将流体引导至相邻的泵级的分隔壁，其中，分隔壁相对于级外壳是静止的，其中，所有泵级的叶轮以可旋转地固定的方式布置在轴上，其中，每个静止的叶轮开口由以带有空隙的方式围绕叶轮的前盖板的第一磨损环径向向内地界定，并且其中，每个静止的分隔壁由以带有空隙的方式围绕轴的第二磨损环径向向内地界定。在根据本发明的方法的该实施例中，第一和/或第二磨损环中的一个或多个磨损环被替换，其中，第二磨损环中的一个或多个磨损环在每种情况下被替换为偏心设计的磨损环。

该方法允许维护根据本发明设计的泵或使其适应于转子的另一设定，以及允许在无偏心磨损环的情况下检修或升级传统的泵，以这样的一种方式于是使得其形式是根据本发明的。结果，该方法特别适合升级现有的泵，使得转子的偏转由一个或多个偏心设计的磨损环来补偿或更好地补偿。特别有利的是，该升级通常能在不改变泵的其他部件的情况下，仅通过替换有成本效益的磨损环来实现。

由于在根据本发明的泵的情况中在上文详述的同样的原因，所以关于方法，下述方面同样是有利的：

磨损环的偏心距适应轴的悬垂线；

测量每个磨损环的偏心距离，使得在轴的停顿期间，磨损环中没有一个磨损环接触轴；以及

测量每个磨损环的偏心距，使得轴的悬垂线在泵的标称速度时相对于所有的磨损环基本上在中心地延伸。

本发明的另外的有利措施和构造通过从属权利要求来获得。

附图说明

在下文中，将基于实施例并且基于附图从技术和过程的角度来更详细地描述本发明。示意图部分地以剖视图示出了：

图1是带有断开截面的根据本发明的泵的实施例的侧向示意图；

图2是来自图1的实施例的泵级的透视剖视图；

图3是图示第一与第二磨损环之间的空隙的放大剖视图；

图4是磨损环的实施例的透视图；

图5是在轴向方向上贯穿来自图4的磨损环的截面；

图6是在泵的标称速度时的轴的悬垂线的示意图；

图7是在泵的停顿期间的轴的悬垂线的示意图。

具体实施方式

图1以侧向示意图示出了根据本发明的多级水平离心泵的实施例，其作为一个整体由附图标记1标识。在图1中，泵1的一些零件以断开截面图示。图2以放大剖视图示出了泵1的一些零件。

这样的多级泵例如用于工业能源生成，例如用作其中待输送的流体是从泵1被运输至蒸汽生成器的水的供给泵或锅炉供给泵。这样的泵还用于石油天然气工业，用于泵送水，例如用作注射泵或还用于汲取石油或其他碳氢化合物。

在图1所示的实施例中，泵1包括外筒形外壳2，所述外筒形外壳2具有入口4、出口5以及可选择地用于待输送的流体的中间出口51。以下将更详细地描述后者。

泵1包括可旋转的轴6，所述可旋转的轴6在中心延伸通过泵1，并且其能被在此未示出的诸如电动马达之类的功率单元设定成旋转。泵1具有中心轴线A，所述中心轴线A延伸通过设置成用于泵1内的轴6的腔室的中心，并且其构成轴6应绕其旋转的目标旋转轴线。如果安装在泵1中的轴6没有偏转，则中心轴线A与轴的纵向轴线重合。在下文中，当对轴向方向作出参考时，这总是指泵1的中心轴线A的方向。当对径向方向作出参考时，那么这指的是与轴向方向垂直的方向。

以本身已知的方式，在筒形外壳2中设置有相对于轴向方向一个接一个连续布置的多个泵级3、在该情况下例如八个泵级3。图1示出了在其正常位置、即在水平布置的泵1，其中，中心轴线A水平或平行于下表面延伸。

为了更好地理解，图2以放大视图示出了泵级3中的一个泵级的透视剖视图(同样参见图3)。

每个泵级3以本身已知的方式包括叶轮32、级外壳31以及在高压侧上的分隔壁33，所述分隔壁33将泵级3与下一泵级3分开。每个叶轮32被成形为封闭式叶轮，即其包括前盖板34、后盖板35以及布置在盖板34、35之间用于输送流体的多个叶片36。每个级外壳31包括用于接纳叶轮32中的一个叶轮的前盖板34的静止叶轮开口37。分隔壁33相对于级外壳31同样是静止的，并用于将由叶轮32输送的流体运输至入口、即运输至下一泵级3的叶轮32。为此，分隔壁33包括在图中没有更详细地图示的静止扩散器。

所有泵级3的叶轮32以可旋转的固定的方式连接至轴6，使得叶轮32与轴6一起旋转。

在本申请的范围内，术语“转子”意味着泵1的在泵1的操作状态下旋转的部件的总体。泵1的转子因而包括轴6和布置在其上的所有叶轮32、以及还可能有泵1的与轴6一起旋转或以可旋转地固定的方式连接至轴6的部件。在本申请的范围内，泵的术语“定子”意味着泵的静止、即不旋转的部件的总体。因而，定子尤其包括所有级外壳31和所有分隔壁32。

尤其如图1所示，所有泵级3和所有级外壳31彼此平行布置，以这样的一种方式使得由叶轮开口37中的每个叶轮开口包围的区域与中心轴线A垂直。

当泵1在操作中时，通过泵1的入口4进入的诸如水之类的待输送的流体从第一叶轮32(其为图1中例示的最右边的叶轮32)被运输至分隔壁33与级外壳31之间的环形空间，并且从那里，所述流体在达到相邻泵级31的叶轮32之前，在分隔壁33与级外壳31之间被径向地向内引导。该过程通过所有泵级3继续，直到最后一级(其为图1所示的最左边的一级)，于是将流体从最后一级的出口引导至泵1的出口5。

通常，在每个泵级3中设置有两个磨损环，以使相应的泵级3对其相邻的泵级3或对入口4或出口5密封。第一磨损环7被装配到级外壳31的叶轮开口37中，以这样的一种方式使得静止的叶轮开口通过以固定的方式连接至级外壳3并因此是静止的第一磨损环7来径向向内地界定。因而，第一磨损环7围绕叶轮32中的一个叶轮的前盖板34。第二磨损环8径向向内地设置在静止的分隔壁33处，并包围轴6，即，静止的分隔壁33由相对于径向方向布置在分隔壁33与轴6之间的第二磨损环8来径向向内地界定。第二磨损环8以固定的方式连接至分隔壁33并因此同样是静止的。

如已提及地，磨损环7、8用于沿着轴6密封泵级3。然而，磨损环7、8中的每个磨损环带有空隙地围绕转子，以这样的一种方式使得在转子的径向外表面与磨损环7、8的径向内表面之间形成有环形间隙，通过所述间隙，泄漏物在与流体通常的输送方向相反的方向上流动。一方面，该泄漏流动是合乎需要的，尤其是以流体动力学的方式稳定转子，但另一方面，由于泄漏流动降低泵的效率，所以其不应太大。此外，在泵1的正常操作状态期间，应避免转子(轴6或叶轮32)与磨损环7、8中的一个磨损环之间的任何直接物理接触。

由于转子与磨损环7、8之间的空隙典型地非常小，所以其在图1和在图2中不能被识别。因此，图3示出了用于图示第一和第二磨损环7或8的空隙的放大剖视图。

如图3中所能看到地，在第一磨损环7的径向内表面与叶轮32的前盖板34的径向外表面之间存在空隙S1，这样的空隙导致第一磨损环7与前盖板34之间的环形间隙的形成。同样地，在第二磨损环8的径向内表面与轴6的径向外表面之间有空隙S2，这样的空隙导致第二磨损环8与轴6之间的环形间隙的形成。空隙S1可以与空隙S2一样大，但这不是必需的。

如已提及地，在多级水平泵1的情况下，尤其是在轴6非常长的情况下，转子的质量导致轴6或转子的明显偏转。这样的偏转在图6中通过悬垂线B以非常示意性的方式图示。当包括以可旋转地固定的方式固定至其的叶轮32和其他部件的轴6被安装于泵1中、并且因而转子被安装于泵1中时，即当轴6布置在其轴承中并且尤其地布置在位于轴6的两端的区域之外但未更详细地示出的径向轴承中时，轴6的悬垂线B构成轴6的中心线。

如果没有偏转，则悬垂线B正好位于泵1的中心轴线A上。轴6的术语“偏转D”意味着悬垂线B离中心轴线A的距离。在水平泵1的情况下，由于重力的方向，所以悬垂线B总是构成凸曲线。如图6所图示地，偏转D大致在泵1的中心处达到其最大值。取决于轴6的长度和叶轮32的质量，最大偏转D可能为十分之几毫米，例如0.2 mm至0.5 mm或更大。

为了补偿由轴6的偏转D产生的问题，根据本发明提出的是，第一或第二磨损环7或8中的至少一个磨损环是偏心设计的。图4以透视图示出了这样的偏心设计的磨损环7或8的实施例。图5示出了贯穿来自图4的磨损环7、8的截面，其中，截面在轴向方向上剖切、即以与图3相同的方式进行。图5附加地图示了属于“偏心设计”或“偏心距”。

术语“偏心设计”意味着磨损环7、8的径向外表面与其径向内表面以不同的轴线为中心。关于磨损环7、8的简单的实施例在图5中被图示，其中，磨损环7或8的横截面积是矩形的。在该实施例中，磨损环7或8的每个表面、即径向外表面以及径向内表面构成圆柱筒形表面。径向外表面具有半径R1，并且径向内表面具有半径R2，其中，R2当然比R1小。径向外表面以第一轴线A1为中心，即，在该情况下，A1与径向外表面的圆柱轴线相同。径向内表面以第二轴线A2为中心，即，在该情况下，A2与径向内表面的圆柱轴线相同。轴线A1与A2彼此平行，但它们不重合。轴线A1与A2不重合的该设计被称为偏心。由两根轴线A1与A2之间的距离给出的偏心距E被确定为是对偏心设计的强度的度量。

取决于轴6的最大偏转D，偏心距E可以处在达到十分之几毫米的范围内。由于现今通常使用的现代加工方法的缘故，所以在磨损环7或8中以足够的精度产生这样的偏心距E是不成问题的。

由于偏心设计，所以磨损环7或8的径向宽度F沿着其圆周变化，即，具有最大径向宽度F和最小径向宽度F，其中，径向宽度F为磨损环7或8在径向方向上的延伸量。

由于径向宽度F的变化的缘故，所以磨损环7或8必须分别以正确的角度取向被紧固在级外壳31和分隔壁33。由于轴6的偏转D相对于正常位置总是向下出现，所以磨损环7或8以这样的取向插入，以使磨损环以其最大径向宽度F垂直地在中心轴线A上方或以其最小径向宽度F垂直地在中心轴线A下方定位。

为了以简单的方式实现磨损环7或8的正确角度取向，有利的是，每个偏心磨损环7或8包括定位装置9。该定位装置9(参见图4)例如能够是销9，其在轴向方向上从环突出，并在安装期间接合到设置在相应的级外壳31或相应的分隔壁33中的对应孔(在此未示出)中。当然，在磨损环7或8处还能够使用其他定位装置9，诸如突起或凹进，其以互锁的方式与设置在级外壳31中或设置在分隔壁33中的突起或凹进相互作用，或者可以是诸如切口、线或箭头之类的可视觉识别的标记。

由于装配的原因，所以如图4所示，定位装置9优选设置在相应磨损环7或8具有其最大径向宽度F的位置处。

不言自明的是，图5所图示的磨损环7或8的矩形横截面积仅被作为示例。当然，磨损环7或8能具有其他更复杂的横截面积，尤其是在现有技术中用于离心泵中的磨损环的那些横截面积。磨损环7或8的横截面积例如能具有L形或梯形的形式，其能包括彼此成斜角或锐角延伸的边界线。此外，可设置有圆滑过渡或斜面。本领域的技术人员已知用于形成这些横截面积的许多可能。

此外，显然的是，即使原则上几何构造能够是相同的，第一磨损环7也通常具有与第二磨损环8不同的几何构造。

每个磨损环7或8的径向内表面通常是具有半径R2的圆柱筒形表面(参见图5)。典型地，第一磨损环7的半径R2与第二磨损环8的半径R2不同。第二磨损环8的半径R2通常比第一磨损环7的半径小。

关于磨损环7、8的生产所用的材料，本领域的技术人员已知许多可能。所述材料的一个示例是马氏体优质钢或不锈钢。

根据本发明的具有偏心设计的至少一个磨损环7或8设置在轴6的偏转D达到其最大值的位置。优选测量该磨损环的偏心距E，使得旋转轴6或叶轮32的旋转盖板34相对于偏心磨损环7或8的径向内表面至少大致置于中心；即，选择偏心距E，使得其在该磨损环7或8的位置处至少大致适应旋转轴6的偏转D。结果，在该偏心设计的磨损环7或8中的旋转轴6或旋转盖板34相对于第二轴线A2至少大致置于中心(参见图5)。

该偏心设计的磨损环7或8于是优选通过利用定位装置9分别紧固在级外壳31和分隔壁33，使得其具有最大径向宽度F的区域垂直地布置在中心轴线A上方。如果转子旋转，则其在磨损环7或8中基本上位于中心，即，如上所述，转子相对于轴线A2至少大致位于中心。这意味着空隙S1或S2(参见图3)在转子的周向方向上至少在该磨损环7或8内大致恒定。结果是，转子能在不接触磨损环7或8的情况下旋转。

如果泵1于是以这样的一种方式关掉，使得转子停止，则偏转D通常增大，尤其是同样在偏转D达到其最大值的该区域中。由于转子与偏心设计的磨损环7或8之间的空隙S1或S2，所以尽管转子的偏转D增大，在磨损环7或8中于转子下方仍然有足够的空间，以允许转子避免与磨损环7或8的直接物理接触。这意味着，由于转子或轴6没搁置在磨损环7或8上，所以转子或轴6即使在停顿期间也是自由的。这特别具有的优点是，在泵1的停顿期间能够手动地旋转转子，这尤其对维护和装配工作带来了极大的优点。

此外，由于转子没有碾磨磨损环7或8，所以没有接触的事实情况对于起动和关掉泵1是同样有利的。因此，由于其部件没有机械地碾磨磨损环7或8，所以一方面不必为磨损环7或8设置涂层，并且另一方面转子的有效寿命延长。

对于大部分的应用有利的是，第一以及第二磨损环7或8中的多个磨损环是偏心设计的。在这方面，单独的磨损环7或8的偏心距E在其单独的位置处适应轴6的偏转D。

因此，关于在图6中作为示例图示的悬垂线B，磨损环7或8的偏心距优选从轴6的两端朝着泵1的中心增大。

如将基于图6和7随后说明地，特别优选的是，第一和第二磨损环的偏心距E在转子的被磨损环7、8包围的部分的整个长度上适应轴6的悬垂线B。

例如，能基于经验或历史数据来确定布置在泵1中的轴的悬垂线B。当然，还能够通过诸如模拟仿真之类的测量或计算来确定悬垂线B。

如果对某种泵1而言至少大致已知悬垂线B，则还能够确定转子中存在轴6的偏转D的区域，从而使得偏心设计的磨损环7或8在那里是有利的。

于是，确定每个单独的磨损环7或8应有利地包括哪种偏心距E。为此，有两条特别优选的准则。首先，测量磨损环7或8的偏心距E，使得在轴6的停顿期间，磨损环7或8中没有一个磨损环接触轴6，使得轴6在停顿期间不搁置在任何磨损环7或8上，并因此是可自由转动的，尤其是可用手自由转动。第二条准则是为每个单独的磨损环7或8测量偏心距，使得当操作时，轴6的悬垂线B在泵1的诸如标称速度的典型旋转速度时相对于所有磨损环7或8基本上或者至少大致地在中心地延伸。如以上已在单独的磨损环7或8的情况下所描述地，这意味着人们希望对于每个单独的磨损环7或8而言，至少大致使轴6相对于该磨损环7或8的径向内表面的轴线A2安置在中心。

图6和图7以示意图示出了偏心距E对于轴6的悬垂线B的该调整。为了更好地理解，转子在图6和图7中的每一个中仅由轴6的悬垂线B表示；即，图6和图7不考虑转子在径向方向上的有限范围。因而，未示出转子的径向延伸，但悬垂线B象征性地表示带有叶轮32的转子或轴6。

参考图1所示的实施例，图6示出了以诸如泵1的标称速度之类的典型旋转速度旋转的轴6的情形。能认识到的是，第一以及第二磨损环7或8的偏心距E首先从图示的左端大致向泵1的中心增大，然后朝着泵的右端减小。还能认识到的是，悬垂线B相对于所有磨损环7或8的径向内表面至少大致地位于中心。结果，空隙S1或S2(参见图5)在周向方向上对于磨损环7或8中的每个磨损环而言也至少是大致恒定的。

参考图1所示的实施例，图7示出了当轴6不运动时的情形。能认识到的是，轴6的偏转D以及尤其是偏转D的最大值已增大，但由悬垂线B表示的转子或轴6不与磨损环7或8直接物理接触，即，其可相对于磨损环自由旋转。

以上已描述的磨损环7或8的偏心距E对于悬垂线B的调整是有利的，尤其是关于温度变化、特别是迅速或短暂的温度变化是有利的。由于转子或轴6当操作时相对于级外壳31或分隔壁32、或者更一般地相对于泵1的定子总是在最佳位置，所以可以有更大的温度变化、即更大的短暂的温度梯度，而不存在转子与磨损环7或8直接物理接触的任何风险，并且也无需提供诸如预热泵1之类的其他措施。

由于转子相对于定子的优化定位，所以由磨损环7或8的偏心距E对轴6的悬垂线B的调整产生的另一优点是在许多应用中减小空隙S1或S2(参见图3)的可能，这导致了泵1的效率或效能的提高。

根据本发明的构造的特别的优点是：仅借助于能以尤其有成本效益的方式制造成磨损零件的磨损环7和8，实现了泵1的定子、即尤其是级外壳31、分隔壁31和磨损环7、8相对于轴6的悬垂线B进行调整的可能。该调整无需其他的修改或结果措施。既没有一个或多个级外壳31必须以倾斜位置布置，也没有诸如级外壳31或分隔壁32的其他部件必须是偏心设计的。除磨损环7、8之外的所有部件、即尤其还有级外壳31能被设计和布置成位于中心地或与泵1的中心轴线同心。这对于结构和生产带来了极大的优点。

关于如带有筒形外壳2的泵1的构造，存在的另一结构性优点是，无需使泵1的入口4相对于中心轴线A倾斜，而是如通常的那样，其能设计并布置成使得入口4的轴线C(参见图1)与中心轴线A垂直。

另一优点是，由于所有泵级3、尤其是泵1中的所有级外壳31与筒形外壳2的平行对准，所以与在该实施例中的情况一样，能在级外壳31的外表面与筒形外壳2之间设置可靠的密封。结果是，能够在筒形外壳2中设置不同的压力室，所述不同的压力室彼此密封，并且在所述不同的压力室中，可以不同的压力得到诸如水之类的待输送的流体。

这具有的优点是，中间出口51能设置在筒形外壳2处，这样的中间出口允许以中间压力从泵中排出流体，其中，中间压力小于在泵1的出口5处的流体的泵送压力但是大于在泵1的入口4处的吸入压力。例如，在工业能源生成中，常常希望以不同的压力得到作为待输送的介质的水。

由于仅借助于磨损环7、8并且在不采取其他结构性措施的情况下能实现泵1对轴6的悬垂线B的调整，所以本发明同样特别适合维护、修理和检修已在操作中的泵，并且尤其是对于这样的对轴6的悬垂线B尚未调整或未有效调整的泵。

在根据本发明的方法中，以与先前所描述的相同的意义和方式，第一和/或第二磨损环中的至少一个磨损环在每种情况下被替换为偏心设计的磨损环7或8。

此外，关于方法，优选的是磨损环7和8的偏心距E适应轴的悬垂线B。

明显的是，本发明不限于根据图1的实施例所描述的泵类型，而是适合所有多级水平离心泵。例如，泵1同样能成形为其中级外壳31的总体形成外部泵外壳的环形截面泵，即，不设置附加的筒形外壳2。本发明尤其也适合于那些其中叶轮32以所谓的背靠背布置来布置的泵。在该布置的情况下，多级泵包括两组叶轮，即，以它们的入口(它们的吸入侧)朝着泵的一端取向的第一组叶轮和以它们的入口(它们的吸入侧)朝着泵的另一端取向的第二组叶轮。因而，这两个组彼此背靠背布置。明显的是，在两级泵的情况下，两组中的每一组仅包括一个叶轮。所述两个叶轮于是布置成使得它们的吸入侧彼此背离。

Claims (15)

1.一种用于输送流体的多级水平离心泵，具有转子(6、32)，所述转子(6、32)包括可旋转地布置的轴(6)和用于输送所述流体的多个叶轮(32)，其中，所有叶轮(32)以可旋转地固定的方式布置在所述轴(6)上，并且具有定子(31、33)，所述定子(31、33)包括相对于由中心轴线(A)确定的轴向方向一个接一个连续布置的多个级外壳(31)，其中，所述定子(31、33)包围所述转子(6、32)，并且其中，所有级外壳(31)相对于所述中心轴线(A)位于中心地设计和布置，并且其中，在所述转子(6、32)与所述定子(31、33)之间设置有多个磨损环(7、8)，所述多个磨损环(7、8)中的每个磨损环相对于所述定子(31、33)固定，并且分别以带有空隙(S1、S2)的方式围绕所述转子(6、32)，其特征在于，所述磨损环(7、8)中的至少一个磨损环是偏心设计的。

2.根据权利要求1所述的泵，其中，多个磨损环(7、8)是偏心设计的。

3.根据前述权利要求中的一项所述的泵，其中，所述磨损环(7、8)具有朝着所述泵的中心增大的偏心距(E)。

4.根据权利要求3所述的泵，其中，所述磨损环(7、8)的所述偏心距(E)适应所述轴(6)的悬垂线(B)。

5.根据权利要求3或4所述的泵，其中，测量所有磨损环(7、8)的偏心距(E)，使得在所述轴(6)的停顿期间，所述磨损环(7、8)中没有一个磨损环与所述轴(6)或叶轮(32)接触。

6.根据权利要求3至5中的一项所述的泵，其中，测量所有磨损环(7、8)的偏心距(E)，使得所述轴(6)的悬垂线(B)在所述泵的标称速度时相对于所有磨损环(7、8)基本上位于中心地延伸。

7.根据前述权利要求中的一项所述的带有多个泵级(3)的泵，所述多个泵级(3)相对于所述轴向方向一个接一个连续布置，其中，每个泵级(3)包括：用于泵送所述流体的叶轮(32)，其中，所述叶轮设置有前盖板(34)；以及，所述级外壳(31)中的一个级外壳和用于将所述流体引导至相邻的泵级(3)的分隔壁(33)，其中，所述分隔壁相对于所述级外壳(31)是静止的，其中，所述级外壳(31)设计有静止的叶轮开口(37)，以接纳所述叶轮(32)中的一个叶轮的前盖板(34)，其中，每个静止的叶轮开口(37)由第一磨损环(7)径向向内地界定，所述第一磨损环(7)以带有空隙(S1)的方式围绕所述叶轮(32)的前盖板(34)，并且其中，每个静止的分隔壁(33)由第二磨损环(8)径向向内地界定，所述第二磨损环(8)以带有空隙(S2)的方式围绕所述轴(6)。

8.根据前述权利要求中的一项所述的泵，其中，每个偏心的磨损环(7、8)包括定位装置(9)，以便以预先限定的角度取向将相应的磨损环(7、8)定位在相应的级外壳(31)或相应的分隔壁(33)中。

9.根据权利要求8所述的泵，其中，所述定位装置(9)设置在相应的磨损环(7、8)在所述径向方向上具有其最大宽度(F)的位置处。

10.根据前述权利要求中的一项所述的泵，其中，所有级外壳(31)被布置在筒形外壳(2)中。

11.根据前述权利要求中的一项所述的泵，具有入口(4)和出口(5)以及用于待输送的所述流体的中间出口(51)，其中，所述中间出口(51)以这样的一种方式设计和布置，即：使得所述流体的至少一部分能通过所述中间出口(51)以中间压力排出，所述中间压力比在所述泵的入口(4)处的所述流体的压力大，但是比在所述泵的出口(5)处的所述流体的压力小。

12.一种用于修理或检修用于输送流体的多级水平离心泵(1)的方法，所述多级水平离心泵(1)具有转子(6、32)，所述转子(6、32)包括可旋转地布置的轴(6)和用于输送所述流体的多个叶轮(32)，其中，所有叶轮(32)以可旋转地固定的方式布置在所述轴(6)上，并且具有定子(31、33)，所述定子(31、33)包括相对于由中心轴线(A)确定的轴向方向一个接一个连续布置的多个级外壳(31)，其中，所述定子(31、33)包围所述转子(6、32)，并且其中，所有级外壳(31)相对于所述中心轴线(A)被位于中心地设计和布置，并且其中，在所述转子(6、32)与所述定子(31、33)之间设置有多个磨损环(7、8)，所述多个磨损环(7、8)中的每个磨损环相对于所述定子(31、33)固定，并分别以带有空隙(S1、S2)的方式围绕所述转子(6、32)，在所述方法中，所述多个磨损环(7、8)中的一个或多个磨损环被替换，其特征在于，所述磨损环(7、8)中的一个或多个磨损环在每种情况下被替换为偏心设计的磨损环(7、8)。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述磨损环(7、8)的偏心距(E)适应所述轴(6)的悬垂线(B)。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中，测量每个磨损环(7、8)的偏心距(E)，使得在所述轴(6)的停顿期间，所述磨损环(7、8)中没有一个磨损环接触所述轴(6)。

15.根据权利要求12至14中的一项所述的方法，其中，测量每个磨损环(7、8)的偏心距(E)，使得所述轴(6)的悬垂线(B)在所述泵的标称速度时相对于所有磨损环(7、8)基本上位于中心地延伸。