CN110249135A - 磁力耦合无密封离心泵 - Google Patents

磁力耦合无密封离心泵 Download PDF

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Abstract

一种磁力驱动离心泵，其具有泵外壳、泵外壳中的开式叶片叶轮、填料函以及转子，该填料函包括相对于泵外壳固定的填料函外部和与填料函外部螺纹接合的填料函内部，该转子轴向固定并可旋转地安装在填料函内部中。衬套布置在转子和填料函内部之间。驱动器相对于泵外壳固定，并包括延伸到转子中的驱动输出。在转子和驱动器之间存在磁力联接器，并且罐固定到填料函并延伸通过磁力联接器以将转子与驱动器隔离。摩擦环封闭填料函内部的端部，并在灾难性轴承故障下限制驱动输出损坏罐。

Description

磁力耦合无密封离心泵
技术领域
本发明的领域是磁力接合的泵。
背景技术
利用开式/半开式叶轮的泵需要相对于泵外壳轴向调节叶轮的装置。随着叶轮和外壳随时间的推移而磨损，叶轮和外壳之间的空隙打开(open up)。这会降低性能；降低泵效率；并且产生的泵压力可能降低。然后，在每个维护周期期间，使用泵的外部设备将叶轮设置为与外壳具有适当空隙，从而不需要使泵停止使用。具有外部可调节的转子的构思是普通密封泵的工业标准。伴随密封泵中的轴向调节的机构通常位于动力框架中。这可以通过密封泵实现，因为叶轮通过轴等机械连接到滚珠轴承(在动力框架中)。
通常采用其他特征。分流过程流体经常用于润滑轴承表面。在磁力耦合无密封泵中，轴承表面和磁力联接器的内部磁体通常是湿润的，而外部磁体在大气中。这种布置需要在多个元件上进行轴承和磁力安装。
摩擦环通常与在灾难性轴承故障时限制偏心旋转的部件一起使用。这种旋转可能损坏密封罐。板材也用于保护工人免受灾难性部件故障的影响。通常，通过同心外向于从动转子组件(通常包括叶轮轴)的泵驱动器，在磁力耦合泵中规定了布置这些和其他细节的部件复杂性。
发明内容
本发明涉及一种磁力驱动离心泵，其包括泵外壳、叶轮、填料函和叶轮转子与驱动器之间的磁力联接器。罐延伸穿过磁力联接器以在泵的叶轮转子侧和驱动器侧之间形成屏障。
在本发明的第一单独的方面中，填料函包括固定到泵外壳的填料函外部和围绕叶轮旋转轴线与填料函外部螺纹接合的填料函内部。叶轮转子相对于填料函内部轴向固定。然后，填料函内部相对于填料函外部的旋转可以调节泵外壳中的叶轮空隙。
在本发明的第二单独的方面中，环形转子衬套位于转子和填料函内部之间；环形叶轮衬套位于叶轮轮毂和填料函内部之间，并且两个相对的推力衬套位于填料函内部和转子之间。这些全部都可以安装在驱动器的外部。这种通用通路简化了填料函，并且便于维修。
在本发明的第三单独的方面中，驱动器相对于泵外壳固定并包括驱动输出。摩擦环安装到填料函并向内延伸以周向环绕驱动输出以保护罐。摩擦环通过从填料函的周界向内延伸而围绕驱动输出封闭填料函的端部。
在本发明的第四单独的方面中，过程流体分流器依次延伸穿过环形叶轮衬套、推力衬套中的第一个、环形转子衬套、推力衬套中的第二个和罐的外部的磁力联接器。该布置提供了进一步的部件简化。
预期前述单独的方面也可以彼此组合使用。因此，本发明的目的是提供一种改进的磁力耦合离心泵。在下文中将出现其他和进一步的目的和优点。
附图说明
图1是通过叶轮旋转轴线截取的磁力驱动离心泵的横截面图；
图2是图1中所示的填料函的横截面细节；
图3是图2的填料函中的磁体和衬套的细节；
图4是通过叶轮旋转轴线截取的磁力驱动离心泵的第二实施例的横截面图；
图5是图4中所示的填料函的横截面细节；以及
图6是图5的填料函中的磁体和衬套的细节。
具体实施方式
详细地参照附图，附图分别示出了通过叶轮旋转通路(access)10的截表面。除了泵外壳和泵壳体是不对称的(分别由于蜗形壳(volutes)和安装件)之外，主要部件基本上关于叶轮旋转轴线对称。图1至图3的第一实施例与图4至图6的第二实施例的区别在于叶轮的支撑布置。在两个实施例中，衬套围绕叶轮的轮毅，以牢固地支撑可旋转叶轮。
限定叶轮腔和蜗形壳的泵外壳12还由壳体结构13限定。泵外壳12围绕开式叶片叶轮14，而壳体结构13在填料函16上方延伸。叶轮14包括叶轮轮毅15，该叶轮轮毅15远离叶轮14的叶片延伸。泵外壳12和壳体结构13通常用螺栓组装。在这种实例中，壳体结构13示出为具有孔围绕圆周的开式布置。
填料函16包括填料函外部18，填料函外部18为带有外凸缘19的轴环，外凸缘19与泵外壳12接合并由壳体结构13固定就位。填料函16还包括以螺纹接合22与填料函外部18接合的填料函内部20。螺纹接合22使得填料函内部20相对于填料函外部18旋转，以允许填料函内部20相对于填料函外部18的轴向平移，并且进而相对于泵外壳12轴向平移。在实现填料函内部20的所需轴向位置之后，填料函内部的旋转位置可以通过螺纹摩擦或通过外部固定螺钉来保持。填料函内部20作为柱体从螺纹接合22延伸到填料函内部可拆卸盖24。填料函内部可拆卸盖24通过紧固件保持就位。
转子26位于在填料函内部20内限定的环形腔内。转子26也是具有前壁的柱形。固定在柱形前壁上的安装轮毅27与叶轮轮毅15螺纹接合，使得叶轮14可拆卸地固定到转子26。在转子26通过下述推力衬套定位在环形腔中的情况下，转子26相对于填料函外部18与填料函内部20一起轴向移动。在填料函外部18与泵外壳12接合并且转子26通过安装轮毂27与叶轮轮毂15接合的情况下，填料函内部20相对于填料函外部18的轴向调节用于在叶轮14和泵外壳12之间形成适当的空隙。
驱动器28被从转子26向内布置。驱动器28包括驱动输出29，驱动输出29是柱形的，并具有接合部以接收与马达(未示出)耦合的驱动轴以用于扭矩传递。该驱动器还包括具有轴的驱动轴动力框架30，该轴通常布置在如图所示轴承内，以传递来自马达的旋转动力。壳体通常通过螺栓与壳体结构13耦合。
通过磁力联接器31以将动力从驱动器28传递到转子26。磁力联接器31是传统的，包括与驱动器28相关联的驱动磁体32和与转子26相关联的从动磁体34。罐36延伸穿过磁力联接器。罐36与填料函内部可拆卸盖24整体形成。填料函内部可拆卸盖24和相关联的罐36由填料函内部20的端部处紧固件保持。因此，罐36不随着转子26或驱动器28旋转，而是在泵中保持静止，除非叶轮14被轴向调节。罐36包括凹端，该凹端使得罐36在来自泵过程流体的压力负载下具有较小的变形。
在优选实施例中，填料函16内的旋转部件通过衬套安装。在这些实施例中使用的衬套是衬套对，其中每个衬套对具有与填料函内部20相关联的静态衬套和分别与转子26/叶轮组件14相关联的动态衬套。这些部件通过常规方式固定。环形转子衬套38位于填料函内部20和转子26之间。环形叶轮衬套40位于填料函内部20和叶轮轮毂15之间。在如图1至图3所示的第一实施例中，安装轮毂27包括外环41。环形叶轮衬套40与安装轮毂27接合。这种布置因此允许所有衬套与转子26接合。同时，环形叶轮衬套40保持在填料函内部20和叶轮轮毅15之间，以精确安装叶轮14。在第二实施例中，如图4至图6所示，衬套48直接将叶轮轮毂15接合到同一端。通过任一种布置，转子26通过环形转子衬套38和环形叶轮衬套40可旋转地安装在填料函内部20内。
前向推力衬套42布置在填料函内部可拆卸盖24和转子26之间。后向推力衬套44位于填料函壁25和转子26之间。推力衬套42、44因此保持转子26轴向固定在填料函内部20内。同样，所有环形衬套和推力衬套传统上都放置在泵内。
过程流体分流器46润滑位于转子周围的衬套。分流器入口48定位在叶轮轮毂15外部以延伸通过环形叶轮衬套40。转子26和填料函壁25之间的间隙引导过程流体通过后向推力衬套44。然后，填料函内部20和转子26之间的环形间隙允许分流的过程流体移动至并通过环形转子衬套38。然后，填料函内部可拆卸盖24中限定的与环形转子衬套38相邻的环形腔引导分流的过程流体通过前向推力衬套42。然后，分流的过程流体被释放到罐36周围，在此处其经过湿润的磁体34，然后沿着叶轮旋转通路10到达分流返回装置50。分流器入口48定位在沿着叶轮旋转通路10定位的分流返回装置50的开式叶片叶轮14的外部。因此，叶轮14的旋转能够驱动分流的过程流体的循环。
摩擦环52通过向内延伸到驱动器28以封闭填料函内部20的驱动端。除了封闭填料函内部20之外，摩擦环52还与位于驱动器28上的圆周环54相关联。环54中的最大压缩变形小于罐36与磁体组件32、34中的任一个之间的间隙。这防止了任何轴承的灾难性故障对罐36的损坏。

Claims (12)

1.一种具有叶轮旋转轴线(10)的磁力驱动离心泵，包括：
泵外壳(12)；
开式叶片叶轮(14)，其围绕所述叶轮旋转轴线(10)可旋转地安装在所述泵外壳(12)中；
填料函(16)，其包括相对于所述泵外壳(12)固定的填料函外部(18)和围绕所述叶轮旋转轴线(10)与所述填料函外部(18)螺纹接合的填料函内部(20)；
转子(26)，其轴向固定并且围绕所述叶轮旋转轴线(10)可旋转地安装在所述填料函内部(20)中，所述叶轮(14)固定成与所述转子(26)一起旋转；
驱动器(28)，其相对于泵外壳(12)固定并包括驱动输出(29)，所述驱动输出(29)围绕所述叶轮旋转轴线(10)可旋转地安装并延伸到所述填料函(16)中；
磁力联接器(30)，其位于所述转子(26)和所述驱动输出(29)之间；
罐(36)，其固定到所述填料函(16)并延伸通过所述磁力联接器(30)以将所述转子(26)与所述驱动器(28)隔离。
2.根据权利要求1所述的磁力驱动离心泵，还包括：
环形转子衬套(38)，其位于所述转子(26)和所述填料函内部(20)之间；
环形叶轮衬套(40)，其位于所述叶轮(14)和所述填料函内部(20)之间；
两个相对的推力衬套(42、44)，所述相对的推力衬套中的第一个(44)位于所述填料函内部(20)和所述转子(26)之间。
3.根据权利要求2所述的磁力驱动离心泵，所述填料函内部(20)包括可拆卸盖(24)，所述两个推力衬套中的第二个(42)位于所述可拆卸盖(24)和所述转子(26)之间。
4.根据权利要求3所述的磁力驱动离心泵，还包括：
过程流体分流器(46)，其从与所述叶轮(14)连通的第一方位(48)延伸，穿过所述环形叶轮衬套(40)、所述推力衬套中的所述第一个(44)、所述环形转子衬套(38)、所述推力衬套中的第二个(42)，并穿过所述罐(36)外部的所述磁力联接器(30)，依次到达与所述叶轮(14)连通的第二方位(50)，所述第一方位(48)在所述第二方位(50)的距所述叶轮旋转轴线(10)的外部。
5.根据权利要求2所述的磁力驱动离心泵，所述环形叶轮衬套(40)与所述叶轮(14)接合。
6.根据权利要求1所述的磁力驱动离心泵，还包括：
摩擦环(52)，其安装到所述填料函(16)并向内延伸以周向环绕所述驱动输出(29)，所述驱动输出(29)包括所述摩擦环(52)处的圆周环(54)，所述摩擦环具有最大压缩变形，所述罐(36)与所述驱动输出(29)以大于所述最大压缩变形的距离周向间隔开。
7.一种具有叶轮旋转轴线(10)的磁力驱动离心泵，包括：
泵外壳(12)；
叶轮(14)，其在所述泵外壳(12)中围绕所述叶轮旋转轴线(10)可旋转地安装，所述叶轮(14)包括叶片和叶轮轮毂(15)；
填料函(16)，其安装在所述泵外壳(12)中；
转子(26)，其被轴向固定并围绕所述叶轮旋转轴线(10)可旋转地安装在所述填料函(16)中，所述转子(26)具有围绕所述叶轮旋转轴线(10)固定到其上的安装轮毅(27)，所述叶轮轮毂(15)可拆卸地固定成与所述安装轮毂(27)一起旋转；
驱动器(28)，其相对于所述泵外壳(12)固定并包括驱动输出(29)，所述驱动输出(29)围绕所述叶轮旋转轴线(10)相对于所述转子(26)可旋转地安装并延伸到所述转子(26)中；
磁力联接器(30)，其位于所述转子(26)和所述驱动输出(29)之间；
罐(36)，其固定到所述填料函(16)并延伸通过所述磁力联接器(30)以将所述转子(26)与所述驱动器(28)隔离。
环形转子衬套(38)，其位于所述转子(26)和所述填料函(16)之间；
环形叶轮衬套(40)，其位于所述叶轮轮毂(27)和所述填料函(16)之间；
两个相对的推力衬套(42、44)，所述相对的推力衬套中的第一个(44)位于所述填料函(16)和所述转子(26)之间，所述环形转子衬套(38)和所述环形叶轮衬套(40)安装成可旋转地支撑所述转子(26)和所述叶轮(14)。
8.根据权利要求7所述的磁力驱动离心泵，所述叶轮(14)与所述安装轮毅(27)螺纹接合。
9.根据权利要求7所述的磁力驱动离心泵，所述填料函(16)包括可拆卸盖(24)，所述两个推力衬套中的第二个(42)位于所述可拆卸盖(24)和所述转子(26)之间。
10.根据权利要求9所述的磁力驱动离心泵，还包括
过程流体分流器(46)，其从与所述叶轮(14)连通的第一方位(48)延伸，穿过所述环形叶轮衬套(40)、所述推力衬套中的所述第一个(44)、所述环形转子衬套(38)、所述推力衬套中的第二个(42)并穿过所述罐(36)外部的所述磁力联接器(30)，依次到达与所述叶轮(14)连通的第二方位(50)，所述第一方位(48)在所述第二方位(50)的距所述叶轮旋转轴线(10)的外部。
11.根据权利要求7所述的磁力驱动离心泵，还包括：
摩擦环(52)，其安装到所述填料函(16)并向内延伸以周向环绕所述驱动输出(29)，所述驱动输出(29)包括所述摩擦环(52)处的圆周环(54)，所述圆周环具有最大压缩变形，所述罐(36)以大于所述最大压缩变形的距离与所述驱动输出(29)周向间隔开。
12.一种具有叶轮旋转轴线(10)的磁力驱动离心泵，包括：
泵外壳(12)；
叶轮(14)，其在所述泵外壳(12)中围绕所述叶轮旋转轴线(10)可旋转地安装；
填料函(16)，其相对于所述泵外壳(12)固定；
转子(26)，其轴向固定并围绕所述叶轮旋转轴线(10)可旋转地安装在所述填料函(16)中，所述叶轮(14)固定成与所述转子(26)一起旋转；
驱动器(28)，其相对于所述泵外壳(12)固定并包括驱动输出(29)，所述驱动输出(29)围绕所述叶轮旋转轴线(10)可旋转地安装并延伸到所述转子(26)中；
磁力联接器(30)，其位于所述转子(26)和所述驱动输出(29)之间；
罐(36)，其固定到所述填料函(16)并延伸通过所述磁力联接器(30)，以使所述转子(26)与所述驱动器(28)隔离；
摩擦环(52)，其安装到所述填料函(16)并从所述填料函(16)的周界向内延伸，周向环绕所述驱动输出(29)，所述驱动输出(29)包括圆周环(54)所述圆周环(54)具有最大压缩变形，所述罐(36)以大于所述最大压缩变形的距离与所述驱动输出(29)周向间隔开。
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