ES2206123T3 - MAGNETICALLY COUPLED PUMP. - Google Patents
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Abstract
Description
Bomba acoplada magnéticamente.Magnetically coupled pump.
La presente invención se refiere a una bomba acoplada magnéticamente según el preámbulo de la reivindicación 1.The present invention relates to a pump magnetically coupled according to the preamble of claim one.
Una bomba de este tipo presenta, respectivamente, un rotor interior y un rotor exterior equipados habitualmente con imanes permanentes, que están separados uno de otro por medio de una cubeta tubular hendida o bien cubeta hendida de pared fina, que está dispuesta estáticamente entre ellos. Cuando ahora la cubeta hendida está constituida por un material metálico, se producen pérdidas por corrientes parásitas durante el funcionamiento de la bomba. Estas pérdidas conducen a un calentamiento de la cubeta hendida, que se transmite, por lo tanto, también sobre el medio de transporte. En el caso de una corriente volumétrica demasiado reducida, se incrementa de forma continua y en función de la corriente volumétrica la temperatura en la región del campo magnético de la cubeta hendida, puesto que el calor solamente se puede disipar en una medida insuficiente a través del medio de transporte.A pump of this type has, respectively, an inner rotor and an outer rotor usually equipped with permanent magnets, which are separated from each other by means of a split tubular cuvette or a thin wall cleft cuvette, which It is statically arranged between them. When now the bucket split is constituted by a metallic material, they are produced losses from stray currents during operation of the bomb. These losses lead to a warming of the cuvette split, which is transmitted, therefore, also on the medium of transport. In the case of a volumetric current too reduced, it increases continuously and depending on the volumetric current the temperature in the region of the field magnetic of the split tray, since the heat only may dissipate to an insufficient extent through the means of transport.
Si ahora en adelante incluso no esté presente ningún medio de transporte, es decir, en el caso de una marcha en seco, se incrementa muy rápidamente la temperatura en la región del campo magnético de la cubeta hendida. Esto se debe a la capacidad reducida de transmisión de calor de los materiales metálicos adecuados para la cubeta hendida, que conducen junto con la sección transversal reducida de la cubeta hendida en esta región a una disipación de calor insuficiente en esta región.If now on even not present no means of transport, that is, in the case of a march in dry, the temperature in the region of the magnetic field of the split tray. This is due to the ability reduced heat transfer of metallic materials suitable for the split tray, which lead along with the section cross section of the cleft cuvette in this region at a Insufficient heat dissipation in this region.
Para medir y supervisar ahora esta temperatura, se emplean habitualmente sensores de temperatura, que detectan la temperatura del medio de transporte o de la cubeta hendida fuera de la región del campo magnético. Pero en este caso existe ahora el problema de que en el caso de una corriente volumétrica demasiado reducida o de una marcha en seco, no se detecta la temperatura máxima que aparece realmente en la cubeta hendida. Es decir, que se detecta una temperatura demasiado reducida o falsa y, además, en tales sensores de temperatura se plantea el problema de que poseen un comportamiento de reacción relativamente inerte, es decir, que solamente reproducen con retraso una subida rápida de la temperatura.To measure and monitor this temperature now, temperature sensors are usually used, which detect the temperature of the means of transport or the cleft tray outside the region of the magnetic field. But in this case there is now the problem that in the case of a volumetric current too Reduced or dry running, temperature not detected maximum that actually appears in the cleft bucket. I mean, I know detects a temperature that is too low or false and also such temperature sensors pose the problem that they possess a relatively inert reaction behavior, that is, they only delay a rapid rise in the temperature.
Para asegurar ahora tales bombas con cubeta hendida metálica frente a averías funcionales, como por ejemplo marcha en seco, funcionamiento sin alcanzar la corriente volumétrica mínima, exceso del punto de ebullición del medio de transporte en la región de la cubeta hendida, deposiciones en la región de la cubeta hendida o bien del rotor magnético o rodamientos defectuosos, o bien para detectarlas se emplean diferentes sensores, que detectan estas averías individualmente o en combinación y las conducen a una unidad de evaluación.To secure now such pumps with bucket metallic split against functional failures, such as dry running, operation without reaching the current minimum volumetric, excess boiling point of the medium of transport in the region of the cleft bucket, depositions in the region of the cleft cell or of the magnetic rotor or defective bearings, or to detect them are used different sensors, which detect these faults individually or in combination and lead them to an evaluation unit.
Así, por ejemplo, se conoce por el documento DE 43 03 629 una supervisión múltiple de una bomba centrífuga con acoplamiento magnético permanente y cubeta hendida metálica, que presenta una reacción rápida para la medición de la temperatura en la región del campo magnético de la cubeta hendida o bien del acoplamiento magnético permanente. En este caso se emplea la cubeta hendida propiamente dicha como parte del sensor de temperatura, lo que significa que éste en cualquier caso debe estar constituido por un material metálico conductor. En efecto, de esta manera se mide la temperatura directamente en el lugar de la fuente de calor (acoplamiento magnético permanente), pero esto se consigue a través de una tendencia a averías no deseada, que es provocada, por ejemplo, por oxidación, corrosión, impurezas químicas y variables perturbadoras eléctricas en la región de la cubeta hendida. Además, esta disposición de instalación de medición de la temperatura está expuesta a la formación de corriente parásita fuerte a través del acoplamiento magnético permanente, lo que conduce a un sensor de medición dependiente de la intensidad de campo magnético, que debe ser compensada eléctricamente. Esta compensación debe adaptarse en cada caso de una manera individual de acuerdo con el dimensionado del acoplamiento magnético. Un problema adicional de la solución mencionada consiste en que entre la instalación de medición de la temperatura y la línea de compensación se inserta una conexión de enchufe, que está sometida igualmente a la oxidación, corrosión, impurezas químicas y variables perturbadoras eléctricas. Además, en el caso de trabajos de mantenimiento en la bomba, existe el peligro de que se dañe mecánicamente esta conexión de enchufe, lo que puede conducir a un fallo completo o a un perjuicio no observado de las mediciones.Thus, for example, it is known by the document DE 43 03 629 a multiple supervision of a centrifugal pump with permanent magnetic coupling and metal split tray, which presents a rapid reaction for temperature measurement in the region of the magnetic field of the cleft cuvette or of the permanent magnetic coupling. In this case the bucket is used properly split as part of the temperature sensor, what which means that in any case it must be constituted by a conductive metallic material. Indeed, in this way it is measured the temperature directly at the place of the heat source (permanent magnetic coupling), but this is achieved through of an unwanted tendency to breakdown, which is caused by for example, by oxidation, corrosion, chemical impurities and variables electrical disturbances in the region of the cleft tray. Further, this temperature measurement installation arrangement is exposed to the formation of strong parasitic current through the permanent magnetic coupling, which leads to a sensor measurement dependent on magnetic field strength, which should Be electrically compensated. This compensation must be adapted in each case individually according to the dimensioning of the magnetic coupling. An additional solution problem mentioned is that between the measuring installation of the temperature and the compensation line is inserted a connection of plug, which is also subject to oxidation, corrosion, chemical impurities and electrical disturbing variables. Also in In the case of maintenance work on the pump, there is a danger that this plug connection is mechanically damaged, which can lead to a complete failure or to an unobserved damage of the measurements.
Además, se conoce por el documento US 5.525.039 igualmente una bomba acoplada magnéticamente, que presenta una cubeta hendida metálica entre los rotores de accionamiento y los rotores magnéticos de la bomba. Además, está presente una instalación de medición de la temperatura, que presenta, entre otras cosas, un sensor de temperatura, cuyo elemento sensor aislado eléctricamente está conectado junto a la región de los rotores magnéticos directamente con la superficie envolvente de la cubeta hendida.In addition, it is known from US 5,525,039 also a magnetically coupled pump, which has a metal split tray between the drive rotors and the magnetic rotors of the pump. In addition, a installation of temperature measurement, which presents, among others things, a temperature sensor, whose isolated sensor element electrically it is connected next to the region of the rotors magnetic directly with the enclosure surface of the cuvette split.
El cometido de la presente invención consiste en encontrar una bomba centrífuga de este tipo con rotor interior y rotor exterior equipados con imán permanente, en la que se pueda realizar una detección fiable y exacta de la temperatura de la cubeta hendida en la región del acoplamiento magnético con influencia insignificante del acoplamiento magnético.The purpose of the present invention is to find such a centrifugal pump with inner rotor and external rotor equipped with permanent magnet, in which you can perform a reliable and accurate temperature detection of the cuvette in the region of the magnetic coupling with insignificant influence of the magnetic coupling.
Este cometido se soluciona según la invención a través de las características de una bomba acoplada magnéticamente según la reivindicación 1.This task is solved according to the invention by through the characteristics of a magnetically coupled pump according to claim 1.
Otras formas de realización según la invención se deducen de las características de las otras reivindicaciones 2 a 9.Other embodiments according to the invention are deduced from the characteristics of the other claims 2 a 9.
A través de la disposición según la invención del elemento sensor directamente en la cubeta hendida entre los rotores de accionamiento y los rotores magnéticos de la bomba se puede detectar y medir la temperatura en esta región de una manera fiable y práctica sin interferencias. De una manera más ventajosa, esto se lleva a cabo también en el caso de la marcha en seco de la bomba, puesto que la medición se realiza de forma independiente de la corriente volumétrica del medio de transporte. Además, la conexión directa no es propensa a interferencias, corrosión e influencias exteriores, como pueden aparecer, por ejemplo, durante el montaje o desmontaje de la carcasa de la bomba. La medición se realiza, además, directamente en el lugar crítico, a saber, en la región del campo magnético del acoplamiento magnético directamente sobre la superficie de la cubeta hendida, de una manera más ventajosa en la región superior con la bomba montada o bien estacionaria.Through the arrangement according to the invention of the sensor element directly in the split tray between the rotors drive and magnetic rotors of the pump can be detect and measure the temperature in this region in a reliable way and practice without interference. In a more advantageous way, this is also carried out in the case of dry running of the pump, since the measurement is performed independently of the volumetric flow of the means of transport. In addition, the connection Direct is not prone to interference, corrosion and influences exteriors, as they may appear, for example, during assembly or disassembly of the pump housing. The measurement is performed, also, directly in the critical place, namely in the region of magnetic field of the magnetic coupling directly on the surface of the cleft tray, in a more advantageous manner in the upper region with the pump mounted or stationary.
De una manera más ventajosa, se puede suprimir una compensación eléctrica de la instalación de medición de la temperatura, cuando se reduce la influencia del campo magnético del acoplamiento magnético, por una parte, a través de una selección adecuada del material del elemento sensor de la instalación de medición de la temperatura y, por otra parte, a través de la realización aplicada con preferencia con punto de medición aislado eléctricamente frente a la envolvente de protección.In a more advantageous way, it can be suppressed an electrical compensation of the measuring installation of the temperature, when the influence of the magnetic field of the magnetic coupling, on the one hand, through a selection adequate material of the sensor element of the installation of temperature measurement and, on the other hand, through the preferably applied embodiment with isolated measuring point electrically in front of the protective envelope.
Además de la detección de la temperatura, la instalación de medición de la temperatura según la invención puede servir también como seguro de arranque, de manera que en el caso de una deformación de la cubeta hendida o en el caso de un cojinete dañado, en el que el rotor magnético de accionamiento funciona de forma no redonda o bien excéntrica y, por lo tanto, el rotor magnético de accionamiento roza en la cubeta hendida, se puede detectar una subida rápida de la temperatura. Cuando la instalación de medición de la temperatura está instalada con preferencia sobre el lado interior e la cubeta hendida, se puede producir incluso una rotura del elemento sensor propiamente dicho o de sus líneas de alimentación, lo que es reconocido eléctricamente a través de la unidad de evaluación.In addition to temperature detection, the temperature measuring device according to the invention can also serve as boot insurance, so that in the case of a deformation of the split tray or in the case of a bearing damaged, in which the magnetic drive rotor operates from non-round or eccentric shape and therefore the rotor magnetic drive rubs on the split tray, you can detect a rapid rise in temperature. When installation Temperature measurement is preferably installed over the inner side and the cleft cuvette can even produce a breakage of the sensor element itself or its lines of power, which is recognized electrically through the evaluation unit
Una instalación de medición de la temperatura de este tipo que reacciona de una manera rápida y fiable es especialmente adecuada para el empleo en zonas amenazadas de explosión, donde la temperatura máxima de la superficie de la bomba aparece y debe ser supervisada en la región del acoplamiento magnético en la cubeta hendida y en el empleo de medios de transporte que hierven fácilmente, en los que es decisiva una detección exacta y rápida de la temperatura de la cubeta hendida para poder excluir un exceso del punto de ebullición durante el funcionamiento de la bomba.A temperature measuring installation of this guy who reacts quickly and reliably is especially suitable for employment in threatened areas of explosion, where the maximum temperature of the pump surface appears and must be monitored in the coupling region magnetic in the split tray and in the use of means of transport that boil easily, in which a Accurate and rapid temperature detection of the cleft cuvette to be able to exclude an excess of the boiling point during the pump operation.
A continuación se explica en detalle un ejemplo de realización de la presente invención con la ayuda de figuras. En éste caso:An example is explained in detail below. of embodiment of the present invention with the help of figures. In this case:
La figura 1 muestra una sección longitudinal esquemática a través de la región del acoplamiento magnético con cubeta hendida de una bomba acoplada magnéticamente según la invención.Figure 1 shows a longitudinal section schematic through the region of the magnetic coupling with cleft tray of a magnetically coupled pump according to the invention.
En la figura 1 se representa de forma esquemática una parte de la sección longitudinal de una bomba 1 acoplada magnéticamente según la invención con rotor magnético de accionamiento 2, cubeta hendida 3 y rotor magnético 5 de la bomba conectado con el rodete 4 de la bomba. El rotor magnético de accionamiento 2 está equipado en su periferia con imanes permanentes 6, que están dispuestos frente a imanes permanentes 7 dispuestos en el rotor magnético 5 de la bomba sobre el lado interior. El rotor magnético de accionamiento 2 está conectado con el árbol de accionamiento 8, que es accionado a través de un motor, por ejemplo un motor eléctrico,In figure 1 it is represented schematically a part of the longitudinal section of a pump 1 coupled magnetically according to the invention with magnetic rotor of drive 2, split tray 3 and magnetic rotor 5 of the pump connected to pump impeller 4. The magnetic rotor of drive 2 is equipped on its periphery with magnets permanent 6, which are arranged in front of permanent magnets 7 arranged in the magnetic rotor 5 of the pump on the side inside. The magnetic drive rotor 2 is connected to the drive shaft 8, which is driven by a motor, for example an electric motor,
La cubeta hendida 3 está conectada estáticamente con la carcasa 9 de la bomba y sirve como separación entre la cámara 10 de la bomba y la cámara de accionamiento seca 11 de la bomba 1. Esta disposición provoca un acoplamiento magnético sin contacto entre el rotor magnético 5 de la bomba y el árbol de accionamiento 8.The split tray 3 is statically connected with the pump housing 9 and serves as a separation between the chamber 10 of the pump and the dry drive chamber 11 of the pump 1. This arrangement causes a contactless magnetic coupling between the magnetic rotor 5 of the pump and the drive shaft 8.
En el intersticio de aire entre el rotor magnético de accionamiento 2 y el rotor magnético 5 de la bomba se alcanzan las máximas temperaturas en la cubeta hendida 3 debido a las corrientes parásitas, por lo que está dispuesto en este lugar según la invención el elemento sensor 12 de una instalación de medición de la temperatura 13 directamente, aislado eléctricamente, en la superficie interior, es decir, en la superficie de la cubeta hendida 3 del lado de la cámara de accionamiento. A través del aislamiento eléctrico se puede reducir en gran medida la influencia de las corrientes parásitas en la cubeta hendida sobre el elemento sensor 12 o bien sobre la instalación de medición de la temperatura 13, o bien se mueve en un alcance insignificante.In the air gap between the rotor magnetic drive 2 and the magnetic rotor 5 of the pump will they reach the maximum temperatures in the cleft tray 3 due to stray currents, so it is arranged in this place according to the invention the sensor element 12 of an installation of Temperature measurement 13 directly, electrically isolated, on the inner surface, that is, on the surface of the bucket split 3 on the side of the drive chamber. Through electrical insulation can greatly reduce the influence of the parasitic currents in the cleft cuvette on the element sensor 12 or over the temperature measurement system 13, or it moves in an insignificant range.
El elemento sensor 12 está configurado con preferencia aplanado al menos en el punto de unión con la cubeta hendida 3 y se conecta por medio de estañado, con preferencia estañado fuerte, soldadura por láser o encolado con la superficie de la cubeta hendida 3. El elemento sensor 12 se extiende con preferencia directamente desde el tubo de protección 14 de la instalación de medición de la temperatura 13 en este lugar, sin elemento de conexión adicional o similar. Cuando la instalación de medición de la temperatura 13 está conectada con preferencia con la cubeta hendida 3, se puede realizar la conexión directamente, es decir, especialmente sin conexión de enchufe, lo que excluye en gran medida la problemática convencional con interferencias, corrosión e influencias exteriores durante el montaje y desmontaje, por ejemplo, en trabajos de mantenimiento.The sensor element 12 is configured with preference flattened at least at the point of attachment to the cuvette split 3 and connect by means of tinning, preferably strong tin plating, laser welding or gluing with the surface of the split tray 3. The sensor element 12 extends with preference directly from the protection tube 14 of the installation of temperature measurement 13 in this place, without additional or similar connection element. When installing temperature measurement 13 is preferably connected to the split tray 3, the connection can be made directly, it is say, especially without plug connection, which excludes in greatly the conventional problem with interference, corrosion and external influences during assembly and disassembly, for example, in maintenance work.
A través de esta disposición se pueden mantener reducida al mínimo, por una parte, la influencia del campo magnético, que se debe a los imanes permanentes 6 y 7, respectivamente, del rotor magnético de accionamiento 2 o bien del rotor magnético 5 de la bomba, con lo que se puede evitar una compensación eléctrica de la instalación de medición de la temperatura 13 y, por otra parte, se detecta de una manera directa y rápida la temperatura en el punto crítico de la cámara 10 de la bomba.Through this provision you can keep minimized, on the one hand, the influence of the field magnetic, which is due to permanent magnets 6 and 7, respectively, of the magnetic drive rotor 2 or of the magnetic rotor 5 of the pump, which can prevent a electrical compensation of the measuring installation of the temperature 13 and, on the other hand, it is detected directly and quickly the temperature at the critical point of chamber 10 of the bomb.
En el caso de una deformación de la cubeta hendida 3 debido a una presión demasiado alta en la cámara 10 de la bomba, se pone en contacto el elemento sensor 12 con el lado exterior del rotor magnético de accionamiento 2 y de esta manera o bien se puede registrar una subida muy rápida de la temperatura o se destruye el elemento sensor 12 a través del contacto, lo que conduce igualmente a una señal eléctrica que se puede evaluar de forma correspondiente. De esta manera, la instalación de medición de la temperatura 13 puede servir, además de para la simple detección de la temperatura, también como un medio para la detección de estados de presión inadmisibles en la cámara 10 de la bomba o bien de un cojinete dañado del árbol de accionamiento 8 o bien del rotor magnético de accionamiento 2.In the case of a deformation of the cuvette cleft 3 due to too high pressure in chamber 10 of the pump, the sensor element 12 is contacted with the side outside of the magnetic drive rotor 2 and in this way or either a very rapid temperature rise can be recorded or destroys the sensor element 12 through the contact, which it also leads to an electrical signal that can be evaluated from corresponding form. In this way, the measuring facility of temperature 13 can serve, in addition to the simple temperature detection, also as a means to detection of inadmissible pressure states in chamber 10 of the pump or a damaged bearing of the drive shaft 8 or well of the magnetic drive rotor 2.
A través de la disposición representada se lleva a cabo la medición de la temperatura de la cubeta hendida 3 de una manera totalmente independiente del medio de transporte y, por consiguiente, funciona tanto en el funcionamiento normal, como también en el caso de averías, como cuando no se alcanza la corriente volumétrica mínima, en caso de exceso del punto de ebullición del medio de transporte en la región de la cubeta hendida, acoplamiento magnético rebasado o marcha en seco.Through the represented arrangement it is carried measuring the temperature of the cleft tray 3 of a way completely independent of the means of transport and, by consequently, it works both in normal operation, and also in the case of breakdowns, such as when the minimum volumetric current, in case of excess of the point of boiling of the means of transport in the region of the bucket split, magnetic coupling exceeded or dry running.
Claims (6)
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