CN112400065A - 具有双壳式间隙罐的磁耦合泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种磁耦合泵(1)，其具有：泵壳体(3)；封闭所述泵壳体(3)的壳体盖(4)；和间隙罐(5)，所述间隙罐具有金属的内罐(6)和陶瓷的外罐(7)，在所述外罐上构造有法兰(8)。本发明的任务是，给出一种相对于现有技术改进的泵，所述泵提供简单且可靠的结构，并且能够实现不复杂且快速的制造、装配和维护。尤其应给出一种可靠且能量高效的泵。为此，本发明提出，所述内罐(6)与所述壳体盖(4)焊接，并且所述外罐(7)通过所述法兰(8)上的夹紧环(9)抵着所述壳体盖(4)被夹紧。

Description

具有双壳式间隙罐的磁耦合泵
技术领域
本发明涉及一种磁耦合泵，其具有进行接收的泵壳体、封闭泵壳体的壳体盖以及间隙罐，该间隙罐具有金属的内罐和陶瓷的外罐，在该外罐上构造有法兰。
背景技术
由现有技术已知，在磁耦合泵中，当需要高度的可靠性时，间隙罐双壳式地构型有内罐和外罐。在此涉及两个彼此嵌套的间隙罐，这些间隙罐中每一个针对运行条件来设计。在两个间隙罐之一损坏时，系统保持密封。这些双壁式实施的间隙罐的缺点在于，运行中的涡流损失加倍。由此，相应配备的磁耦合泵的能耗明显更高。间隙罐的加热还会导致输送介质沸腾。此外，外罐不被输送介质冲洗并且必须相应地被冷却。外罐的冷却通常通过与内罐的金属接触来进行，热量被传递到该内罐上。外罐的陶瓷构型减少了加热并改善了能量效率，因为在外罐的陶瓷材料中不出现涡流损失。金属内罐的剩余加热可以通过用所输送的介质进行冷却来控制。
迄今已知的、具有金属内罐和陶瓷外罐的双壳式间隙罐的缺点在于，其结构复杂，因此相应的泵的制造、装配和维护是费事的。尤其地，由不同材料制成的双壳式间隙罐的结构通常难以密封，从而通过双壳式实施的间隙罐所实现的可靠性提高被附加的密封面积所抵消。
发明内容
因此，本发明的任务是给出一种改进的泵，该泵提供简单且可靠的结构，并且能够实现不复杂且快速的制造、装配和维护。尤其应给出一种可靠且能量高效的泵，该泵例如也满足DIN/ISO 2858标准。
该任务通过具有权利要求1特征的泵来解决。
根据本发明，通过使内罐与壳体盖焊接并且外罐通过法兰上的夹紧环抵着壳体盖被夹紧，可以在开头所述类型的磁耦合泵中给出一种简单且可靠的结构。将内罐焊接在壳体盖上能够节省构件之间否则常用的密封件。因此，可以省去作为结构中的薄弱部位的这种密封件，并且内罐通过焊缝简单且密封地与壳体盖连接。通过使外罐通过法兰上的夹紧环抵着壳体盖夹紧，能够不复杂地将陶瓷外罐固定到壳体盖上来形成双壳式间隙罐。尤其通过以下方式简化了泵的装配：可以简单且没有问题地将壳体盖与间隙罐的两个罐预装配成一个单元。
本发明的有利构型和扩展方案由从属权利要求得出。应指出的是，在权利要求中单独列举的特征也可以以任意且在技术上有意义的方式彼此组合，并且因此示出了本发明的其他构型。
根据本发明的一种有利构型设置，所述泵具有驱动装置和转子，在所述驱动装置与所述转子之间布置有间隙罐，其中，转子通过泵支承装置支承在间隙罐中，其中，泵支承装置紧固在壳体盖上。通过将泵支承装置紧固在壳体盖上，可以实现磁耦合泵的特别紧凑的结构形式。由于泵支承装置紧固在壳体盖上，壳体盖也承载双壳式构造的间隙罐的两个罐，因此与现有技术相比得到非常短的结构形式，该结构形式尽管是间隙罐的双壳式构造却几乎与具有单壳式间隙罐的泵的结构形式没有区别。这具有以下优点：具有双壳式间隙罐的泵例如也可以按照DIN/ISO 2858标准来制造。因此，可以简单地用具有简单间隙罐的传统的泵以连接兼容的方式来更换所提出的泵。
特别优选的是一种实施方式，该实施方式设置，泵支承装置通过螺纹连接部紧固在壳体盖上。利用这种螺纹连接部，能够非常简单地将泵支承装置紧固在壳体盖上，并且可以为了维护工作简单地将其拆卸。
本发明的一种特别有利的实施方式设置，在外罐的法兰与壳体盖之间布置有扁平密封件。通过在外罐的法兰与壳体盖之间布置扁平密封件，可以实现可靠的密封。扁平密封件的装配明显比通常在现有技术中所使用的O形环密封件更简单。由此，一方面简化了所提出的泵的制造和装配，另一方面使该结构更易于维护。此外，扁平密封件更便宜，并且也适用于更高的温度。尤其地，可以使用基于PTFE的扁平密封件，其特点在于高的介质耐受性、高耐温性、能实现的高密封性以及良好的抗老化性和耐气候性。
一种有利的实施方式设置，夹紧环将预紧施加到扁平密封件上。扁平密封件通过在法兰与壳体盖之间的夹紧环、即在法兰连接中被夹紧。通过将预紧施加到扁平密封件上，可以通过扁平密封件实现外罐与壳体盖之间的间隙的可靠密封。通过将预紧施加到扁平密封件上，可以避免密封件在形成密封间隙的构件之间打滑，这提高了泵的运行可靠性。
本发明的一种特别有利的实施方式设置，在壳体盖中构造有压力监控管路，该压力监控管路通入内罐与外罐之间的中间空间中。通过在壳体盖中形成压力监控管路，内罐与外罐之间存在的空间能够设有压力监控。通过这种压力监控可以容易地查明间隙罐上的损坏。如果中间空间中的压力为大气压，则可以推断出外罐的损坏或功能故障。外罐的这种损坏例如可能在轴承损坏时出现，所述轴承损坏导致驱动装置与外罐之间的机械接触。如果中间空间中的压力为存在于内罐中的输送介质的水平，则可以推断出，内罐由于磨损、腐蚀或与转子的机械接触而毁坏，并且中间空间中存在输送介质。由此，能够在泵运行时非常简单地查明故障，以便可以快速地、亦即在介质从泵流出到环境中之前及时地更换损坏的泵。
根据本发明的一种优选构型设置，在压力监控管路上连接有用于对中间空间进行压力监控的压力传感器。通过将压力传感器布置在压力监控管路上，可以实现对间隙罐中的中间空间的自动化压力监控。由此，能够非常快速地确定内罐或外罐的损坏，从而可以立即开始更新间隙罐。由此可以减少由损坏的泵的运行造成的环境损害。
特别有利的是一种实施方式，该实施方式设置，内罐由镍基合金形成。由镍基合金来形成内罐具有不同的优点。利用这种镍基合金，可以在高强度、尤其是高硬度和良好的耐腐蚀性的情况下实现内罐的小的壁厚。此外有利的是，在这种材料的情况下不会发生氢脆，从而也可以通过具有相应内罐的泵来可靠地输送含氢介质。
本发明的一个特别有利的实施方式涉及：外罐由氧化锆形成。由氧化锆形成的外罐不仅具有改善的耐腐蚀性，而且具有高的抗压强度。外罐的壁厚可以实施得相对较小，从而可以保持驱动装置与转子之间的间隙狭窄，这有利于泵的效率。特别有利的是由陶瓷材料、即非导电材料决定的低的涡流损失。除了即使在较高压力和较高温度下的机械强度外，氧化锆还非常耐磨。
一个有利的构型设置，在壳体盖与泵壳体之间设置有扁平密封件，其中，壳体盖在泵壳体上的紧固部将预紧施加到该扁平密封件上。通过在壳体盖与泵壳体之间布置扁平密封件，可以在装配和维护时确保泵的简单且可靠的密封。便宜的扁平密封件能够特别简单地定位在泵部件之间，并且通过施加到扁平密封件上的预紧能够可靠地实现出色的密封效果。
本发明可以涉及回转泵或也可以涉及螺杆泵或其他磁耦合泵。
附图说明
基于以下说明以及根据示出实施例的附图得出本发明的其他特征、细节和优点。在所有附图中，彼此相应的对象或元件设有相同的附图标记。附图示出：
图1根据本发明的泵的剖面图，
图2间隙罐的视图，
图3间隙罐的剖面图，
图4间隙罐的侧视图，和
图5间隙罐的细节剖面。
具体实施方式
在图1中示出了根据本发明的泵，其总体上用附图标记1表示。所示出的泵1构造为磁耦合泵1。在所示实施例中，泵1构造为回转泵。泵1具有壳体3，在该壳体中容纳有通过磁耦合器10、11驱动的叶轮2。泵壳体3在其右侧被壳体盖4封闭，在该壳体盖上布置有间隙罐5，该间隙罐定位在磁耦合器10、11的驱动装置10与转子11之间。间隙罐5具有金属内罐6和陶瓷外罐7。在陶瓷外罐7上构造有法兰8。通过该法兰8，外罐7借助于夹紧环9抵靠于壳体盖4。为此，夹紧环9具有螺栓圈20，夹紧环9通过该螺栓圈与壳体盖4旋紧。外罐7上的法兰8通过螺栓圈20的旋紧固定在壳体盖4上。金属内罐6与壳体盖4焊接，并因此与壳体盖4形成一单元。围绕内罐6的开口施加焊接部并因此将壳体盖4密封地紧固在内罐6上。在壳体盖4和外罐7的法兰8之间布置有扁平密封件14，该扁平密封件抵着壳体盖4将内罐6和外罐7之间的间隙密封。为此，夹紧环9将预紧施加到扁平密封件14上并且保证高的密封效果。借助于将外罐7通过以夹紧环9夹紧来固定在壳体盖4上，能够非常简单地实现间隙罐5，该间隙罐具有金属内罐6和套在该金属内罐上的、由陶瓷材料制成的外罐7。借助于壳体盖4与外罐7之间的扁平密封件14实现密封，这即使在对外罐7和内罐6的材料产生不同影响的温度波动情况下也引起可靠的密封。内罐6优选由镍基合金形成。这例如可以是合金718、Inconel718或者说Nicofer5219Nb或Hastelloy C-4。外罐7优选由氧化锆(ZrO2)形成。如从图1中进一步可见，磁耦合器10、11的转子10通过泵支承装置12支承在间隙罐5中。泵支承装置12与壳体盖4连接。通过将泵支承装置12紧固在壳体盖4上，可以实现这里所示的泵的特别紧凑的结构形式，因为泵支承装置12布置在双壳式实施的间隙罐5内。由此，将旋转运动从转子10传递到叶轮2上的泵轴21可以实施得特别短。这种紧凑的结构形式使得能够紧凑地构造装备有双壳式间隙罐5的磁耦合泵1，从而满足化学标准DIN/ISO 2858。由此，所示出的泵1特别适用于提高化学工业的生产设备中的运行可靠性。在此，所示出的泵1可以连接兼容地用作其他泵、例如具有单壳式间隙罐的泵的替代。泵支承装置12通过螺纹连接部13紧固在壳体盖4上。由此，能够非常简单地装配泵支承装置12。在维护工作时，也可以非常简单地将泵支承装置12与间隙罐5分离。在图1中还示出，在壳体盖4中装入压力监控管路15。压力监控管路15通至在内罐6和外罐7之间形成的中间空间16中。通过通到中间空间16中的压力监控管路15可以监控在中间空间16中施加的压力。由此，可以简单地确定内罐6和外罐7的不密封或损坏。在压力监控管路15上可以有连接压力传感器17来对中间空间16进行压力监控，该压力传感器能够实现自动压力监控。为了将泵1密封，在壳体盖4与泵壳体3之间布置有另外的扁平密封件18。通过壳体盖4的紧固部19将该壳体盖压抵泵壳体3并且因此将预紧施加到布置在泵壳体3与壳体盖4之间的扁平密封件18上。由此可以可靠地密封泵壳体3。
图2中以立体图示出根据图1的间隙罐5。可以看出，夹紧环9通过螺栓圈20产生预紧，利用该预紧将外罐7的法兰8抵着壳体盖4夹紧。从壳体盖4侧向地引出连接压力传感器17的压力传递管路22。压力传递管路22通过在壳体盖4中形成的压力监控管路15(图1)通至内罐6和外罐7之间的中间空间16中。由此能够对中间空间16进行压力监控。
在图3中，剖开地示出了根据图2的间隙罐5的剖面视图。从该图示中可以看出，夹紧环9将外罐7的法兰8抵着壳体盖4夹紧，该壳体盖通过焊接连接部23与内罐6焊接。夹紧环9将预紧施加到布置在壳体盖4与外罐7之间的扁平密封件14上。通过螺栓圈20的旋紧产生夹紧环9的预紧。
图4示出了间隙罐5的另一视图。在侧视图中，以剖开的方式示出了一部分，从而可以看到在壳体盖4中形成的压力监控管路15。
在图5中更详细地示出该被剖开的区域。可以看出压力监控管路15如何通到内罐6和外罐7之间的中间空间16中。由此，能够对间隙罐5的内罐6与外罐7之间的中间空间16进行压力监控。在该细节视图中，还可以清楚地看到布置在外罐7的法兰8与壳体盖4之间的扁平密封件14，夹紧环9通过经由螺纹环20的旋紧将预紧施加到该扁平密封件上。也可以在图5中清楚地看到内罐6和壳体盖4之间的焊缝23。由此可以看到，焊缝23构造为角焊缝并且因此易于制造。另外，角焊缝在壳体盖4与内罐6之间提供可靠的密封和紧固。
附图标记列表
1 泵
2 叶轮
3 泵壳体
4 壳体盖
5 间隙罐
6 内罐
7 外罐
8 法兰
9 夹紧环
10 驱动装置
11 转子
12 泵支承装置
13 螺纹连接部
14 第一扁平密封件
15 压力监控管路
16 中间空间
17 压力传感器
18 第二扁平密封件
19 紧固部
20 螺栓圈
21 泵轴
22 压力传递管路
23 焊接连接部

Claims (10)

1.一种磁耦合泵(1)，具有：
-泵壳体(3)；
-封闭所述泵壳体(3)的壳体盖(4)；和
-间隙罐(5)，所述间隙罐具有金属的内罐(6)和陶瓷的外罐(7)，在所述外罐上构造有法兰(8)，
其特征在于，所述内罐(6)与所述壳体盖(4)焊接，并且所述外罐(7)通过所述法兰(8)上的夹紧环(9)抵着所述壳体盖(4)被夹紧。
2.根据权利要求1所述的泵(1)，其特征在于，所述泵(1)具有驱动装置(10)和转子(11)，所述间隙罐(5)布置在所述驱动装置与所述转子之间，其中，所述转子(11)通过泵支承装置(12)支承在所述间隙罐(5)中，其中，所述泵支承装置(12)紧固在所述壳体盖(4)上。
3.根据权利要求2所述的泵(1)，其特征在于，所述泵支承装置(12)通过螺纹连接部(13)紧固在所述壳体盖(4)上。
4.根据权利要求1至3之一所述的泵(1)，其特征在于，在所述外罐(7)的法兰(8)与所述壳体盖(4)之间布置有扁平密封件(14)。
5.根据权利要求4所述的泵(1)，其特征在于，所述夹紧环(9)将预紧施加到所述扁平密封件(14)上。
6.根据权利要求1至5之一所述的泵(1)，其特征在于，在所述壳体盖(4)中构造有压力监控管路(15)，所述压力监控管路通入所述内罐(6)与所述外罐(7)之间的中间空间(16)中。
7.根据权利要求6所述的泵(1)，其特征在于，在所述压力监控管路(15)上连接有用于对所述中间空间(16)进行压力监控的压力传感器(17)。
8.根据权利要求1至7之一所述的泵(1)，其特征在于，所述内罐(6)由镍基合金形成。
9.根据权利要求1至8之一所述的泵(1)，其特征在于，所述外罐(7)由氧化锆形成。
10.根据权利要求1至9之一所述的泵(1)，其特征在于，在所述壳体盖(4)与所述泵壳体(3)之间布置有一扁平密封件(18)，其中，所述壳体盖(4)在所述泵壳体(3)上的紧固部(19)将预紧施加到该扁平密封件(18)上。
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