CN107023492A - 径向泵 - Google Patents

Abstract

一种径向泵(1)具有壶形下壳体部分(3)和与所述壶形下壳体部分(3)密封连接的泵盖(4)以及叶轮(9)，在所述壶形下壳体部分(3)与所述泵盖(4)之间包封内腔(6)，在所述内腔(6)中布置有可驱动成旋转并且装备有在周向方向上彼此间隔开的永磁体的驱动转子(30)，所述叶轮(9)旋转地固定地连接到所述驱动转子(30)，并且当所述叶轮旋转时，吸入将要通过馈送流动通道(8)递送的流体并且通过排放流动通道在增加的压力下排放所述流体。为了避免增加部件公差，只要所述叶轮(9)安装到所述泵盖(4)即可。

Description

径向泵

技术领域

本发明涉及一种径向泵。

背景技术

已知的径向泵具有设置在泵室中的叶轮，所述泵室形成在下壳体部分与和其密封连接的泵盖之间。叶轮必须被驱动以产生旋转移动以递送相应流体(液体或气体)。在这种情况下，不利的是，叶轮的旋转轴构件将直接连接到驱动电机的轴，因为在这种情况下，在泵室中使轴穿过所需的开口必须通过所谓的动态密封来进行密封，所述动态密封无法保证绝对的密封完整性并且经受高水平的磨损。

发明内容

为了避免这个问题，已知下壳体部分具有壶形或罐形构型，也就是说是具有基本上圆柱形周壁的这种构型，所述圆柱形周壁在其远离叶轮的轴向端部由垂直于对称轴延伸的底壁所封闭，并且在其另一轴向端部由泵盖封闭，以使得下壳体部分中的圆形-圆柱形内部空间形成泵室的一部分，在所述泵室中布置有转子，所述转子在下文中称为“驱动转子”。所述驱动转子可配备有偶数个永磁体，并且以旋转固定的关系连接到径向泵的叶轮。

可以各种方式引起所述转子旋转。

例如，已知其为磁性联轴器的驱动转子的形式，所述磁性联轴器包括同轴地围绕壶形下壳体部分的第二驱动转子，并且在所述下壳体部分中布置有驱动转子，并且还具有用于扭矩传递的偶数个永磁体。磁性联轴器的驱动转子以旋转固定关系连接到电机(特别是电动机)的轴，径向泵通过所述电机来致动。

另一种可能的驱动配置规定壶形下壳体部分的外部由定子布置同轴地围绕，所述定子布置由螺线管形成，并且在所述定子布置中产生旋转电磁场，以使得驱动转子形成电动机的转子构件。

在这两种情况下，泵壳体不需要具有用于轴穿过的开口，即不需要被密封，因为下壳体部分形成密闭壶或联接壳体，所述密闭壶或联接壳体在其与底壁相对的轴向端部可例如通过具有插置的无磨损静态密封的螺钉装置、通过密封粘合剂接合或者通过绝对密封的焊缝而连接到泵盖。

在这种情况下，流过泵室的流体可容易地进入密闭壶或联接壳体的内部，因为泵室与泵盖的密封连接或者泵室的一体式结构实现将要递送的介质相对于环境的完全封装，而不需要为此目的进行动态密封。

代替密闭壶，也可能使用密闭管，所述密闭管的远离叶轮的轴向端部由静态密封布置封闭。

在常规的径向泵中，由叶轮和驱动转子形成的结构单元安装到壶形或管形下壳体部分，泵盖安装在所述下壳体部分上以形成泵室。

为了实现径向泵的高水平的效率，必须精确地维持叶轮与泵盖之间尽可能小的间距。

在常规的径向泵中发现这是困难的，因为由于所涉及部件的公差的增加以及可能由于装配公差的原因，所述间距可能变化很大。为了将其保持在可接受的限度内，有必要确保部件和装配公差尽可能地小。然而，这涉及在生产个别部分并且还在其进行装配时增加成本和努力。此外，叶轮与泵盖之间的间距可受到特别是塑料部件在操作中变形的不利影响。

与此相比，本发明的目的是开发在本说明书的开头部分中阐述的类型的径向泵，其方式使得保持叶轮与泵盖之间的间隔非常小并且还在操作期间将其保持持久不变而不涉及增加的成本和努力是可能的。

为了实现所述目的，本发明提供权利要求1中所述的特征。

基于如下事实，根据本发明，至少叶轮但优选地由驱动转子和叶轮形成的整个单元直接安装在泵盖本身上，与泵的运行有关的上述间隔仅由泵盖和叶轮的相应尺寸形成。

具体地，产生所考虑的间距的两个尺寸可在单个注射成型操作中建立，并且因此可以小公差实现。

如果下壳体部分和泵盖通过例如像旋转、激光或超声波焊接的焊接方法连接在一起，那么所形成的焊缝的高度不影响泵盖与叶轮之间的间距，并且因此不影响泵的输送能力。对应的考虑也适用于利用其将下壳体部分和泵盖接合在一起的其他接合方法。

同样，在操作期间关于密闭壶和/或泵盖的位移或其他尺寸变化仍然对泵的输送能力没有任何影响。

基于用于由叶轮和驱动转子形成的单元的轴承销在其制造中可通过将其注入泵盖周围而连接到泵盖的事实，这消除制造将要以目前工艺水平在轴承销上产生的螺纹的步骤，另外由此可能在装配过程中节省旋拧操作。

有利地，注入到根据本发明的泵盖中并且包括陶瓷材料的轴承销具有环形凸缘，所述环形凸缘可为上述单元在两个Z方向中的一个方向上形成轴向推力轴承，而在相反Z方向上，所述推力轴承优选地由被推到轴承销的自由端上的固定环所形成。

优选地，轴承销可包含陶瓷材料或另一种低磨损材料，例如像可硬化或涂覆的钢。

以这种方式，叶轮与泵盖之间的功能上相关的间距可保持较小并且维持在较小的波动范围内，而不需要较大成本和努力。

根据本发明的径向泵的这些和其他有利的改进形式在随附权利要求中列举。

附图说明

下文借助于通过参考附图的实例的实施方案来描述本发明，在附图中：

图1示出穿过根据目前工艺水平的磁性联轴器径向泵的高度示意性剖视图，

图2示出图1中II处所示的矩形部分的放大视图，

图3示出对应于穿过根据本发明的磁性联轴器径向泵的图1的剖视图的截面，

图4示出对应于穿过根据本发明的具有集成电动机的径向泵的实施方案的图3的剖视图的截面。

具体实施方式

为了更清楚起见，以极大简化的形式再现附图中所示的所有部件和单元。当在下文中使用诸如“上”和“下”等术语时，它们唯一涉及在相应的图中所考虑的部分的位置，但是在装配或操作中不限制其空间位置。彼此对应的部分在图中由相同的附图标记来表示。

图1至图3所示的径向泵1具有壳体，所述壳体包括壶形下壳体部分3和泵盖4，所述壳体在装配条件下在它们之间包封内腔6，所述内腔6密封地封闭，除了由连接部分7所围绕的、并且径向泵1通过其吸入将要递送的流体的馈送流动通道8之外，和除了将要递送的流体通过其在增加的压力下进行排放的排放流动通道(在图中的剖视图中不可见)之外。

泵动作通过叶轮9实现，所述叶轮9可被驱动以围绕旋转轴线10旋转，如由箭头R所示。在图1至图3所示的实施方案中，所述目的由外部电动机12来实现，图1和图3仅示出所述外部电动机12的壳体13，从所述壳体13突出驱动轴14，所述驱动轴14的扭矩通过磁性联轴器传递到叶轮9。驱动轴14可直接是电机输出轴或插置的传动单元的输出轴，所述驱动轴14随后像电机那样布置在壳体13的内部中。

径向泵1的基本上壶形下壳体部分3包括中空圆柱体16，所述中空圆柱体16与旋转轴线10同心，并且在所述中空圆柱体16远离叶轮9的下轴向端部处由相对于旋转轴线10横向延伸的底部17封闭。中空圆柱体16在其相反的上轴向端部处具有径向延伸的环形凸缘18，通过所述环形凸缘18将中空圆柱体16整体地连接到同心地围绕它的中空圆柱形、向下开口的中空圆柱形裙部19。在所述环形凸缘18的区域中，壶形下壳体部分3可以密封关系例如通过旋拧和插置静态密封(未示出)、通过焊接或者通过粘合剂而连接到泵盖4。

中空圆柱体16和中空圆柱形裙部19彼此一起包封圆形环的横截面形状的中空圆柱形空间20，从磁性联轴器的驱动转子22(仅示意性地示出)的下方突起到所述空间中，所述驱动转子22旋转固定地连接到驱动轴14。以已知的方式，驱动转子22配备有偶数个永磁体23，所述永磁体23围绕驱动转子22周边以相等的角间距来布置。在图1的剖视图中仅可看到这些永磁体23中的两个永磁体。

中空圆柱形裙部19通过其向下开口设置的轴向端部24承载在外部电动机12的壳体13的顶侧上，泵壳体以本文未示出的方式旋转地固定地连接到所述外部电动机12。在所述区域中不需要密封布置。

内部中空圆柱体16和在其下轴向端部处封闭内部中空圆柱体16的底部17以本身已知的方式形成密闭壶或联接壳体，在所述密闭壶或联接壳体的内部布置并支撑磁性联轴器的驱动转子30。驱动转子30承载对应于驱动转子22的永磁体23的数量的数个永磁体25，在图1的剖视图中也仅示出两个永磁体25。由于永磁体23与25之间的无滑动的磁性联接，当驱动转子22由外部电动机12引起旋转时，驱动转子30与驱动转子22一起围绕旋转轴线10共同旋转。

如图中示意性地示出的，叶轮9设置在驱动转子30的顶侧处，叶轮9旋转地固定地连接到驱动转子30。叶轮9和驱动转子30可形成单元。

如图1所示，根据目前工艺水平，刚刚提及的单元通过径向轴承34围绕旋转轴线10可旋转地安装在轴承销35上，所述轴承销35旋转地固定地安装到密闭壶的底部17，其中轴承销35在泵盖4的方向上向上突起。圆盘37从上方旋拧到轴承销35以提供轴向固定动作。

如所提及的，为了利用径向泵1实现高水平的效率，必须在叶轮9与泵盖4之间精确地维持间距A，所述间距A尽可能小并且可尤其见于图2的放大视图中。

从图1中可清楚地看出，间距A涉及一系列部件的公差，即壶形下壳体部分3、轴承销35和泵盖4的公差。还加上这些部件的相互装配公差，并且特别是将泵盖4连接到壶形下壳体部分3的焊缝(本文未特别示出)的高度。

相比之下，图3示出对应于图1的穿过根据本发明的磁性联轴器径向泵的截面。决定性的区别在于，在本文中由叶轮9和驱动转子30形成的单元通过径向轴承34可旋转地安装到的轴承销40并且不安装到壶形下壳体部分3的内部中空圆柱体16的底部17，而是安装在保持管42中，所述保持管42与连接部分7同心并且完整地连接到泵盖4。

轴承销40包含陶瓷材料，可用用于制造泵盖4的注射成型方法注入其周围的保持管42，或者其可随后压入保持管42中；在这两种情况下，这确保轴承销40旋转地固定地安装到泵盖。轴承销40具有抵靠保持管42的下端的环形凸缘43。径向轴承34在轴向方向上从下方被推到轴承销40上并且由固定环45保持，所述固定环45可选地也可省略，因为在操作期间，叶轮9表现出在面向上的方向上移开的趋势，直到径向轴承34用其上轴向端部抵靠环形凸缘43的下侧。

可以看出，只有关于驱动转子30中的环形凸缘43的下侧和径向轴承34的上端的轴向高度的公差涉及泵盖4与叶轮9之间的间隙的尺寸。相比之下，壶形下壳体部分3与泵盖4之间的公差不再对所述间隙起任何作用。

图4所示的实施方案与图3所示的实施方案的不同之处尤其在于，在本文中电动机不是单独单元的形式，而是整合在径向泵1的壳体中。为此目的，壶形下壳体部分3的中空圆柱形裙部19不向下开口，而是具有垂直于旋转轴线10延伸的连续底部48，并且所述连续底部48在所述布置的中心区域中同时形成密闭壶的底部，所述密闭壶也存在于此布置中并且包封驱动转子30。因此，在中空圆柱形裙部19与密闭壶的中空圆柱体16之间的壶形下壳体部分3中形成圆柱形环形空间50，所述圆柱形环形空间50容纳电动机的定子布置(仅象征性地示出)，其仅有两个螺线管53在图4的剖视图中可见。整合到泵壳体中的所述电动机的转子布置由其上安装有永磁体54的驱动转子30所形成。

Claims (8)

1.一种径向泵(1)，所述径向泵(1)具有壶形下壳体部分(3)和与所述壶形下壳体部分(3)密封连接的泵盖(4)以及叶轮(9)，在所述壶形下壳体部分(3)与所述泵盖(4)之间包封内腔(6)，在所述内腔(6)中布置有可驱动成旋转并且装备有在周向方向上彼此间隔开的永磁体的驱动转子(30)，所述叶轮(9)旋转地固定地连接到所述驱动转子(30)，并且当所述叶轮旋转时，吸入将要通过馈送流动通道(8)递送的流体并且通过排放流动通道在增加的压力下排放所述流体，其特征在于，所述叶轮(9)安装在所述泵盖(4)上。

2.根据权利要求1所述的径向泵(1)，其特征在于，所述驱动转子(30)和所述叶轮(9)一起形成单元，所述单元安装到所述泵盖(4)的单元。

3.根据权利要求1或2所述的径向泵(1)，其特征在于，轴承销(40)固定到所述泵盖(4)，所述轴承销(40)的自由端突起到所述内腔(6)中，并且所述叶轮(9)的径向轴承(34)的轴承套被推到所述轴承销(40)上并且由固定环(45)保持，所述固定环(45)用作轴向推力轴承并且安装到所述轴承销(40)的所述自由端。

4.根据权利要求3所述的径向泵(1)，其特征在于，所述泵盖(4)具有与所述叶轮(9)的所述旋转轴线(10)同轴布置的馈送流动连接部分(7)，并且由所述馈送流动连接部分(7)包封的所述馈送流动通道(8)通过所述泵盖(4)在中心开敞通向所述径向泵(1)的所述内腔(6)中。

5.根据权利要求4所述的径向泵(1)，其特征在于，所述轴承销(40)安装在保持管(42)中，所述保持管(42)与所述馈送流动连接部分(7)同轴布置并且与所述泵盖(4)一体形成。

6.根据权利要求5所述的径向泵(1)，其特征在于，所述泵盖(4)通过注射成型的方法而形成，其中所述保持管(42)通过围绕所述轴承销(40)注射而形成。

7.根据前述权利要求中任一项所述的径向泵(1)，其特征在于，所述壶形下壳体部分(3)形成磁性联轴器的密闭壶，所述磁性联轴器由所述磁性联轴器的驱动转子(22)围绕，所述驱动转子可由电动机(12)驱动。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的径向泵(1)，其特征在于，所述壶形下壳体部分(3)形成电动机的所述密闭壶，所述电动机的定子由固定安装在所述壶形下壳体部分(3)的外部上的螺线管形成。