离心泵机组.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110031130.8

申请日:

2011.01.25

公开号:

CN102135100A

公开日:

2011.07.27

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F04D 1/00申请日:20110125|||公开

IPC分类号:

F04D1/00; F04D1/06; F04D29/046

主分类号:

F04D1/00

申请人:

格伦德福斯管理联合股份公司

发明人:

比亚内·丁德尔·拉斯马森; 彼得·蒙斯特; 卡尔-克里斯蒂安·丹尼尔森

地址:

丹麦比耶灵布罗

优先权:

2010.01.25 EP 10000705.3

专利代理机构:

隆天国际知识产权代理有限公司 72003

代理人:

郑小军;时永红

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内容摘要

本发明涉及一种具有至少一个叶轮(8)和一个推力轴承(44)的离心泵机组,该推力轴承具有旋转的轴承部件(50)和固定的轴承部件(48),其中,所述旋转的轴承部件(50)和固定的轴承部件(48)都构造成可自动对准的。

权利要求书

1: 一种具有至少一个叶轮 (8) 和一个推力轴承 (44) 的离心泵机组, 其中, 所述推力轴 承 (44) 具有旋转的轴承部件 (50) 和固定的轴承部件 (48), 其特征在于, 该旋转的轴承部件 (50) 和固定的轴承部件 (48) 都构成为能够自动对准的。
2: 如权利要求 1 所述的离心泵机组, 其特征在于, 所述推力轴承 (44) 与传动轴 (6) 的 轴向端部相间隔地设置在所述传动轴 (6) 上, 特别是与所述轴向端部相比, 所述推力轴承 (44) 更接近于所述传动轴 (6) 的轴向中心。
3: 如权利要求 1 或 2 所述的离心泵机组, 其特征在于, 在所述传动轴 (6) 上设置电驱动 电机 (2) 的转子 (46) 和至少一个叶轮 (8), 其中, 所述推力轴承 (44) 在轴向 (X) 上位于所 述转子和所述至少一个叶轮 (8) 之间。
4: 如前面任一项权利要求所述的离心泵机组, 其特征在于, 所述推力轴承 (44) 位于所 述至少一个叶轮 (8) 或设置有多个叶轮时的受压侧上。
5: 如前面任一项权利要求所述的离心泵机组, 其特征在于, 所述推力轴承 (44) 设计为 滑动轴承。
6: 如前面任一项权利要求所述的离心泵机组, 其特征在于, 至少一个轴承部件 (48, 50) 的轴承面 (56, 78) 为在其相对于所述传动轴 (6) 的旋转轴线 (X) 的角位置上对准而可 以在至少一个有限的角范围内自由摆动。
7: 如前面任一项权利要求所述的离心泵机组, 其特征在于, 至少一个轴承部件 (48, 50) 的轴承面 (56, 78) 为在其角位置上对准而可以围绕两个彼此成直角且垂直于所述传动 轴 (6) 的旋转轴线 (X) 延伸的轴线摆动。
8: 如前面任一项权利要求所述的离心泵机组, 其特征在于, 至少一个轴承部件 (48, 50) 的轴承面 (56, 78) 安装或支承在支承件 (58, 84) 上, 该支承件 (58, 84) 具有背向所述轴 承面的球形接触面 (68, 86), 该球形接触面 (68, 86) 滑动地贴靠在对应的圆锥形对接接触 面 (70, 88) 上。
9: 如权利要求 8 所述的离心泵机组, 其特征在于, 至少一个轴承部件、 优选是所述旋转 的轴承部件的接触面和对接接触面通过弹力保持贴靠。
10: 如权利要求 8 或 9 所述的离心泵机组, 其特征在于, 在所述接触面 (68, 86) 和对接 接触面 (70, 88) 上设置啮合元件 (92, 94, 96, 98), 用于彼此啮合地传递转矩。
11: 如权利要求 8 到 10 中任一项所述的离心泵机组, 其特征在于, 所述接触面 (68, 86) 和 / 或所述对接接触面 (70, 88) 由陶瓷材料制成。
12: 如前面任一项权利要求所述的离心泵机组, 其特征在于, 所述轴承部件 (48) 之一 具有轴承面 (78), 该轴承面 (78) 由多个单独的轴承瓦 (76) 组成, 而另一个所述轴承部件 (50) 具有连续的轴承面 (56), 所述轴承瓦 (76) 可在该轴承面 (56) 上滑动。
13: 如前面任一项权利要求所述的离心泵机组, 其特征在于, 所述离心泵机组涉及用于 输送制冷剂。
14: 如前面任一项权利要求所述的离心泵机组, 其特征在于, 驱动电机 (2) 是缝管式电 机。

说明书


离心泵机组

    【技术领域】
     本发明涉及一种离心泵机组。背景技术 离心泵机组通常包括电驱动电机和放置在驱动电机上的离心泵, 其中离心泵可以 设计为单级或多级的。离心泵的一个或多个叶轮安装在与驱动电机相连接的轴上。在离心 泵机组的运行过程中, 由于所输送流体的反作用力而在轴上产生轴向力, 该轴向力必须为 推力轴承所吸收。在此, 有多种方法来设置这种推力轴承。推力轴承既可以围绕轴的端部 设置, 也可以设置在轴的中部区域, 这对于所确定的泵是有利的。 当把推力轴承设置在中部 区域时会出现下述问题 : 由于轴的偏移或变形可能会在推力轴承的固定部件和移动部件之 间出现调整的不确定性, 然后这会导致更高的摩擦损失和更高的磨损。为了避免这种情况 的发生, 必须花费巨大地调整轴和轴承部件, 但是这可能并非总是完全没有问题的。
     发明内容
     考虑到这些问题, 本发明的目的在于提出一种离心泵机组, 其可以在困难的安装 位置上确保推力轴承运行可靠。
     本发明的这一目的通过一种离心泵机组得以实现, 该离心泵机组具有至少一个叶 轮和一个推力轴承, 其中, 推力轴承具有旋转的轴承部件和固定的轴承部件并都被构造成 可自动对准的。优选的实施例则由从属权利要求、 下面的说明以及附图给出。
     在根据本发明的离心泵机组中, 推力轴承吸收了由叶轮在运行中所产生的轴向反 作用力。推力轴承例如可设置在驱动叶轮的轴上。推力轴承由旋转的轴承部件和固定的轴 承部件组成, 其中, 在运行中的轴向力从旋转的轴承部件传递到固定的轴承部件上, 并且将 固定的轴承部件例如支承在泵或驱动电机的壳体上。
     根据本发明, 无论是旋转轴承部件还是固定轴承部件都可设计为可自动对准的。 这意味着, 固定的轴承部件和旋转的轴承部件都设计为, 使它们的轴承面能够彼此对齐, 从 而使这些轴承部件能够相互平行地伸展, 并例如直接彼此贴靠在一起, 以便按照滑动轴承 的形式相互滑动。 由此, 无论是旋转轴承部件还是固定轴承部件, 不仅自动对准地构造为轴 承部件之一, 而且在轴出现位置错误或偏移时仍然能够是可靠的轴承结构, 因为这两个轴 承部件的轴承面可以始终处于彼此平行的角位置 (Winkellage), 在该位置上, 它们可靠地 相互滑动。因此防止了这些轴承部件之一发生颤动。
     这样的推力轴承非常适于设置在轴的中间。所以, 优选将推力轴承与传动轴的轴 向端部间隔开地设置在传动轴上, 特别是使推力轴承距离传动轴的轴向中心比距离轴向端 部更近。 也就是说在这种实施方式中, 与通常径向支承轴的轴向端部相比, 推力轴承更多地 位于传动轴的可能发生轻微的径向轴偏移和轴位置错误的区域中。 将推力轴承设置在可能 发生径向轴偏移和轴位置错误的区域中通常会带来以下问题, 即轴承部件开始颤动, 这将 造成更高的摩擦和更高的磨损。 通过根据本发明的使两个轴承部件自动对准的实施方案将会避免这个问题, 而且即使将推力轴承设置在轴的中部区域时也能确保低摩擦、 低磨损地 运行。
     优选将电驱动电机的转子和至少一个叶轮设置在传动轴上, 在此, 推力轴承在轴 向上位于转子和至少一个叶轮之间。在此, 可以将传动轴构造为连续的、 一体的传动轴, 但 是也可以例如以电机轴和泵轴的形式将传动轴构造为多部分的, 这些部分抗扭地彼此连接 在一起。因此, 优选将推力轴承设置在离心泵的面向驱动电机的轴向端部上。
     还优选将推力轴承设置在至少一个叶轮或设置有多个叶轮时 ( 在多级离心泵的 情况下 ) 的受压侧上。受压侧是叶轮的待输送的介质在其上具有更高的压力的一侧。这意 味着, 优选将推力轴承设置在泵的具有最高流体压力的区域中。 这样做的优点在于, 在该区 域中通过流体可以确保推力轴承有足够的润滑。 这特别适用于在输送流体或液体时在加热 和 / 或更小的压力下趋于挥发的情况。通过将推力轴承设置在最高压力的区域中可以确保 在该区域中待输送的流体以流体形态存在, 并因此可以向推力轴承提供足够的润滑。当待 输送的流体例如是在很低温度下就会挥发的制冷剂时, 这将具有特别重要的意义。优选使 离心泵的压力最高的区域位于离心泵的面向驱动电机的轴向端部。也就是说, 泵的吸入侧 沿轴向与驱动电机间隔开。在此, 推力轴承优选位于驱动电机的前面, 从而使待输送的流 体在该区域中基本上尚未被驱动电机的废热加热。因此在理想情况下, 推力轴承位于待输 送流体的高压以及低温区域中, 从而在该区域中能够确保流体不挥发并以液态形式润滑轴 承。 如上所述, 优选将推力轴承设计为滑动轴承并利用待输送的流体或待输送的液体 对其进行润滑。
     还优选使至少一个轴承部件的轴承面为在其相对于传动轴的旋转轴线 (Rotationsachse) 的角位置上对准而能够在至少一个有限的角范围内自由摆动。 由此确保 了自动对准, 也就是使轴承面可以在其关于旋转轴线的角位置上偏转, 并以对准到这样的 角度 : 使得该轴承面平整地贴靠在与其相对的另一轴承部件的轴承面上。由此可以在运行 中防止颤动。
     为此, 还优选使至少一个轴承部件的轴承面为调整其角位置而能够围绕两个彼 此成直角且垂直于传动轴的旋转轴线延伸的轴线摆动。也就是说, 这主要表现为在球面 (Kugelebene) 上的偏转, 球面中心点位于旋转轴线上。 因此, 轴承面可以在其角位置上沿任 意方向自由地对准。
     优 选 将 至 少 一 个 轴 承 部 件 的 轴 承 面 安 装 或 支 承 在 支 承 件 上, 该支承件具有 背 向 轴 承 面 的 球 形 接 触 面, 该球形接触面滑动地贴靠在对应的圆锥形对接接触面
     上。在 此, 该球形接触 面优 选凸起成拱 形, 而圆锥 形 对接接 触 面则相应地构造为凹状的。在此, 对接接触面优选沿其半径构造为凹状拱形的, 也就是 构造为球形的, 从而使这些面能够彼此面贴靠。因此, 接触面和对接接触面形成球形表 面的一部分, 并使得前面所述的轴承面可以在其角位置上相对于旋转轴线偏转。不必 将圆锥形的对接接触面强制地构造为球形的, 相反, 也可以将其构造为具有直横截面线 (geraderQuenchnittslinie) 的圆锥形, 在此, 圆锥体的直径和斜率选择为, 使球形接触面 至少可以线形地贴靠在圆锥形的对接接触面上。轴承面可以直接构造在支承件上, 这意味 着支承件本身可以由所期望的轴承材料构成。另外还可以将支承件设置为单独的部件, 在该支承件上设置至少一个由合适的轴承材料制成的轴承元件, 并在该轴承元件上构成实际 的轴承面。
     此外优选的是, 使至少一个轴承部件、 优选是旋转的轴承部件的接触面和对接接 触面通过弹力保持贴靠。 这样做的优点在于, 即使在泵处于停止状态时, 也能够保持通过接 触面和对接接触面的彼此相对偏转所占据的轴承面的角位置, 因为接触面和对接接触面利 用一定的摩擦连接保持贴靠。
     此外, 在接触面和对接接触面上相宜地设置啮合元件 (Eingriffselemente), 用于 在啮合中相互传递转矩。 接触面和对接接触面应该相互滑动, 以便改变轴承面的角位置。 如 上所述, 这主要包括围绕两个相互垂直的摆动轴线的偏转, 其中这些摆动轴线与传动轴的 旋转轴线相交。但是在接触面和对接接触面之间围绕旋转轴线的摆动或旋转是不期望的, 因为其是在推力轴承中要在两个轴承部件的轴承面之间发生的运动。 这些轴承面应该彼此 旋转地滑动。就此而言, 应该防止在接触面和对接接触面之间发生旋转。例如, 可以将啮合 元件构造成啮合凸出部以及对应的啮合凹槽的形状, 在此, 例如将啮合凸出部设置在接触 面上, 而将啮合凹槽设置在对接接触面中。在此, 啮合凸出部和啮合凹槽优选沿径向延伸, 从而在接触面相对于对接接触面摆动时啮合凸出部可以在啮合凹槽中彼此相对运动。 但是 要防止沿圆周方向的彼此相对运动。因此, 通过啮合元件的形状配合的啮合可以确保接触 面和对接接触面之间的转矩。
     接触面和 / 或对接接触面优选由陶瓷材料制成。这些材料具有足够的强度, 特别 是具有足够的耐磨性。
     还优选轴承部件中的一个具有由多个单独的轴承瓦 (Lagerschuhen) 构成的轴承 面, 而另一个轴承部件则具有连续的轴承面, 轴承瓦在该连续的轴承面上滑动。因此, 例如 固定或静止的轴承部件可以具有多个单独的轴承瓦, 而旋转的轴承部件则具有连续、 环形 的轴承面, 优选将该轴承面制成单件部件。但在此可以在连续的轴承面的表面上设置凹槽 或凹口, 以确保由泵输送的、 用于润滑轴承的流体供应。 在另一个轴承部件上的单独的轴承 瓦可以具有一定的可动性, 从而使它们能够通过其表面同样相对于相对置的轴承面对准, 从而能够使这些轴承面彼此面贴靠。在各个轴承瓦之间可以保留自由空间或间隙, 这些自 由空间或间隙同样被用于为润滑轴承提供待输送的流体或待输送的液体。 还可以在轴承瓦 上在轴承面中设置相应的凹口或凹槽, 用以提供润滑。
     如上所述, 离心泵机组特别优选设计用于输送制冷剂。在这样的离心泵机组中尤 为可取的是, 在离心泵的压力侧上, 即在轴的轴向中部区域中设置推力轴承, 在此, 轴承结 构的质量通过根据本发明的推力轴承的实施方式以前面所述的方式得以提高。例如, 这种 制冷剂 - 离心泵机组可用于在制冷设备或空调中的制冷剂循环。优选将离心泵机组构造为 多级的且具有多个按顺序连接的叶轮, 以增加压力。
     离心泵机组的驱动电机优选为缝管式电机 (Spaltrohrmotor), 也就是湿运行的电 驱动电机。其优点在于, 所需要的密封件数量可以保持在较低的水平。特别是不再需要进 行轴密封, 从而降低了泄漏的风险, 尤其是在输送可能有毒的或对环境有害的制冷剂时, 泄 露将是非常严重的问题。
     根据本发明一种优选的实施方式, 离心泵被管状容器所环绕。该管状容器作为附 加的壁环绕离心泵, 优选与离心泵的各个泵级 (Pumpenstufen) 的第一壳体壁径向间隔开。管状容器通过开放式的第一轴向端部与驱动电机的壳体密封连接。 管状容器在其相对的轴 向端部构造为封闭的, 从而使其总体上具有罐状的形状。 管状容器将整个系统对外封闭, 并 承受由流体的系统压力在其内部产生的力。为了进行密封, 仅在至电机壳体的接口区域内 需要一个密封件。由此, 通过减少需要密封的接口降低了泄露的风险。此外, 离心泵的各泵 级的壳体部件不必构造为抗压的, 以使其能够承受系统压力, 这些壳体部件只须经受住由 离心泵或离心泵的罐状泵级所产生的压力差。 因此, 可以在该区域放弃使用昂贵的铸件。 由 于优选对环绕离心泵的整个容器填充待输送的制冷剂, 因此, 系统压力无论是在离心泵机 组的泵级壳体的内部还是外部都占支配地位。此外, 对于离心泵内部的密封件也不必提出 更高的要求, 因为该密封件不必将离心泵向外对于周围环境密闭地密封。这种功能由环绕 的容器承担。
     优选管状容器具有吸入接口和压力接口。除了与电机壳体相连接的、 开放的轴向 前端部之外, 这两个开口优选是容器中另外的单独开口, 从而使容器在这种情况下对外只 需相对容易地密封三个接口。 但是还可以考虑, 根据在其中安装该容器的设备, 也可以在容 器上设置多于一个的吸入接口和 / 或压力接口。在容器内部, 吸入接口连接离心泵的吸入 侧, 而压力接口连接离心泵的受压侧。 优选吸入接口和 / 或压力接口沿径向从容器向外延伸, 它们因此构成了用于与后 续管线连接的连接头 (Anschlussstutzen)。
     另外, 容器优选具有封闭的壁。 该壁优选是一块或一体构成的, 有时还由多个组件 焊接而成。因此, 除了用于连接电机的开放的前端侧和吸入接口以及压力接口之外, 如此 构成的封闭容器优选不再具有另外的开口或需要密封的接口, 由此可将泄漏的危险降到最 低。
     吸入接口和 / 或压力接口可配备用于与相连管线连接的连接法兰。另外还可以将 吸入接口和 / 或压力接口与连接管路 (Anschlussleitungen) 直接焊接在一起。如果将相 连的管路直接与吸入接口和 / 或压力接口焊接在一起, 则其优点在于, 在这些接口处不必 设置另外的密封件, 由此进一步降低了泄漏的危险。 因此, 在这种将连接管路直接焊接到吸 入接口和压力接口的情况下, 在理想情况下在容器上只有一个需要密封的开口, 即至驱动 电机的接口。可以将吸入接口和压力接口构造成连接头。替代地还可以将连接管路直接焊 接到容器的周壁上。
     还优选的是, 容器在其内部具有环形分隔壁, 该分隔壁将离心泵的吸入侧和受压 侧彼此分开。该环形分隔壁优选作为环形凸出部从内壁径向向内延伸。在此, 沿容器的轴 向看, 也就是沿离心泵的旋转轴线的方向看, 环形分隔壁在容器中优选设置在吸入接口和 压力接口之间。 在环形分隔壁的内周上, 还优选将环形分隔壁构造成, 使其与设置在容器内 部的离心泵的壳体部件的外周紧密地贴靠在一起。在这里必要时可以设置例如为 O 形环的 密封件。 在此, 分隔壁优选沿轴向放置, 使离心泵以其吸入侧的轴向端部接合到分隔壁的内 周中, 并以吸入侧的轴向端部紧密地贴靠在分隔壁上。 在背向吸入壁侧面的分隔壁侧面上, 优选用从离心泵流出的流体来填充离心泵和围绕该离心泵的容器之间的自由空间。然后, 优选将这个空间与压力接口连接。 因此, 优选保留离心泵与容器的内周之间的自由空间, 即 容器的内径要大于离心泵的外径。
     优选离心泵相对于容器同心地延伸, 并沿轴向, 即沿离心泵的纵轴线或旋转轴线
     的方向从开放的前端侧插入容器中。 在此, 容器优选可拆卸地与驱动电机的电机壳体连接, 例如通过拧紧的法兰连接。 这使得容器和电机壳体能够彼此分离, 这样, 就可以将驱动电机 与离心泵机组从容器中移除或从中抽出, 以便例如对离心泵或驱动电机进行维护或更换。 由此能够进行非常简单的维护以及必要的修理, 因为所有连接离心泵机组的连接管路都不 必与制冷系统的其余部分松开, 而是可以牢固地与容器保持连接。
     还优选的是, 将驱动电机构造为缝管式电机 (Spaltrohrmotor)。这意味着驱动电 机是湿运行的电机。在此, 优选将缝管 (Spaltrohr) 设置为, 直接利用容器的开放的轴向端 部将其密封, 或者利用用于连接驱动电机的法兰使其与容器密封连接。 例如, 可以通过这样 的法兰将缝管焊接在驱动电机或电机壳体上。这样做的优点在于, 在驱动电机中也不再需 要其它密封件来对用制冷剂填充并处于系统压力下的内部空间进行密封。因此, 在理想情 况下, 只在电机壳体或位于一侧的驱动电机和位于另一侧的容器之间需要一个密封件。特 别是在使用缝管式电机的实施方式中不再需要进行轴密封, 这种轴密封特别容易出现泄漏 的危险。
     如上所述, 对于待输送的制冷剂的系统压力, 优选将容器构造为抗压的。 特别优选 将容器构造为, 使其能够经受住> 25bar 的系统压力, 进一步优选> 30bar, 特别优选> 50 或 60bar 的内部压力。 附图说明
     下面根据附图对本发明做进一步地说明。其中 : 图 1 示出了根据第一种实施方式的用于输送制冷剂的离心泵机组的截面图, 图 2 示出了根据第二种实施方式的用于输送制冷剂的离心泵机组的截面图, 图 3 示出了如图 1 所示的离心泵机组的整体透视图, 图 4 以透视图示出了在打开状态下的如图 3 所示的离心泵机组, 图 5 示出了在如图 1 和图 2 所示的离心泵中推力轴承的实施方案的放大视图, 图 6 以透视分解图示出了如图 5 所示推力轴承的第一旋转的轴承部件, 图 7 示出了沿另一轴向所看到的如图 6 所示的固定的轴承部件的透视分解图, 图 8 示出了如图 5 所示的推力轴承的固定的轴承部件的透视分解图, 图 9 示出了沿另一轴向所看到的如图 8 所示的固定的轴承部件的透视分解图。具体实施方式
     如图 1 和图 2 所示的离心泵机组特别设计用于输送制冷剂, 并在轴向端部上具有 驱动电机 2, 在驱动电机 2 的轴侧, 即沿旋转轴线 X 的方向安装有离心泵 4。离心泵 4 被设 计为多级的, 即其具有多个在传动轴 6 上沿轴向相继设置的叶轮 8。 如在传统的离心泵所公 知的那样, 叶轮 8 由具有位于内部的导向器 (Leitapparaten)12 的壳体部件 10 所围绕。导 向器 12 用于从一个叶轮 8 到下一个叶轮的流引导, 并使从叶轮 8 径向流出的液流沿轴向偏 转。
     壳体部件 10 沿轴向 X 彼此相邻地安放, 从而使它们共同构成管状壳体。在离心泵 4 的构成吸入侧的第一轴向端部 13 上设置过滤器 14, 离心泵 4 通过过滤器 14 吸入待输送 的制冷剂并使其进入离心泵中。在相对置的压力侧的轴向端部上, 在最后的壳体部件 10 中设置有周向的流出口16, 由离心泵 4 输送的制冷剂通过流出口 16径向从离心泵 4 流出。
     在输送制冷剂时存在的问题在于, 通常需要在较高的系统压力下输送制冷剂。制 冷系统的总系统压力可超过 50bar, 而离心泵 4 的吸入侧和压力侧之间的压力差可能要远 小于此, 例如可能在 2.5bar 至 6bar 的范围内。但是, 较高的系统压力要求离心泵机组具有 足够的抗压性。 在此, 特别是在输送制冷剂时绝对要避免泄漏, 因为这样的制冷剂往往价格 昂贵且对环境有害和 / 或有毒, 所以绝对要避免泄漏到周边环境中。
     为了使离心泵机组构造得足够密封和抗压, 将离心泵 4 设置在环绕的抗压容器 18 中。容器 18 构造为管状的, 并在其背向驱动电机 2 的端部 20 封闭。因此, 总体上得到了罐 状的容器。该容器只有三个开口。它们是 : 由容器 18 的背向轴向端部 20 的端面构成的开 口 22, 以及吸入口 24 和压力口 26。此外, 容器壁是完全封闭的。容器 18 特别可以在其余 的区域内进行耐压密封地焊接。通过吸入口 24 吸取待输送的制冷剂, 然后通过过滤器 14 进入离心泵 4。 而后, 由离心泵的泵级所输送的制冷剂在离心泵 4 的相对置的轴向端部通过 流出口 16 输出。接下来, 制冷剂流经位于壳体部件 10 的外侧和容器器 18 的内周之间的空 隙 28 到达压力口 26, 然后通过压力口 26 从离心泵输出。为了构成间隙 28, 容器 18 的内径 要大于壳体部件 10 的外径, 在此, 容器 18 优选具有关于旋转轴线 X 的圆形截面。 在容器 18 的内部在内周上设置环 29, 其在空隙 28 中构成分隔壁并将压力侧与吸 入侧隔开。环 29 密封地贴靠在由壳体部件 10 构成的管状壳体的轴向端部 13 上。为此设 置了用于密封的 O 形环。 由此可以防止流体从空隙 28 中的压力侧流入吸入侧以及围绕离心 泵 4 的轴向端部 13 的开口。环 29 牢固、 密封地与容器壁相连接, 特别是通过焊接相连接。
     在如图 1 所示的实施例中, 吸入口 24 和压力口 26 被法兰 30 所围绕, 借助于法兰 30 可以将离心泵机组连接到相邻的连接管路上。在此, 在法兰 30 和与其毗邻的对接法兰 ( 未示出 ) 之间分别插入一个用于密封的密封元件。 为了避免进行这样的密封, 也可以将容 器 18 直接与相连接的管线焊接在一起。为此, 在如图 2 所示的实施方式中, 仅通过从容器 18 径向向外延伸的管状接头 32 来构成吸入口 24 和压力口 26, 可以将接口 32 与相连的管 路直接焊接在一起。另外, 还可以考虑将相连的管路直接焊接在容器 18 上。通过这种方式 可以避免可能构成潜在的泄漏风险的要密封的连接点。
     环绕开口 20, 在容器 18 的轴向端部设置了法兰 34, 法兰 34 在周向上与容器 18 的 壁焊接到一起。法兰 34 用于连接驱动电机 2, 为此驱动电机 2 在其面向离心泵 4 的轴向端 部上具有对接法兰 36, 通过螺栓 38 将对接法兰 36 与法兰 34 拧紧。在法兰 34 和对接法兰 36 之间设置用于密封的 O 形环 40。
     将驱动电机 2 设计为缝管式电机, 其中, 其缝管 42 在其开放的、 面对离心泵 4 的端 部上密封地与对接法兰 36 连接, 优选与对接法兰 36 焊接。通过这种实施方式可以实现, 整 个离心泵机组除了吸入口 24 和 26 之外只具有一个接口, 在该接口上内部空间对外密封, 也 就是在法兰 34 和对接法兰 36 之间, 在驱动电机 2 和容器 18 之间的连接区域。因此在如图 2 所示的实施例的吸入口 24 和 26 也通过焊接与相连的管线连接的情况下, 只需要一个单独 的密封件, 以对外密封压力空间。由此使泄漏的风险最小化。此外, 这能够使维护变得非常 容易, 如图 4 所示, 在松开螺栓 38 之后整个离心泵 4 沿轴向 X 从容器 18 中移出。因此, 可 以非常方便地更换包括驱动电机 2 在内的整个离心泵 4。
     根据本发明所示出的离心泵机组的另一个特点是推力轴承 44 的实施方式, 下面 将在图 5 至图 9 中对其作详细描述。
     如图 1 和图 2 所示, 推力轴承 44 设置在传动轴 6 的中部区域, 即它与传动轴 6 的 两个轴向端部间隔开, 并且距离传动轴 6 的中心比距离轴向端部更近。因此, 推力轴承 44 位于离心泵 4 和驱动电机 2 的转子 46 之间, 转子 46 同样固定在传动轴 6 上。为此, 在该实 施例中将传动轴 6 构造为两部分的, 轴在转子 2 中的部分与传动轴 6 在离心泵 4 中的部分 分开。这两个部分抗扭地相互连接在一起。但是需要说明的是, 在此也可以使用一体化的 传动轴 6。
     推力轴承 44 在离心泵 4 的面向驱动电机 2 的端部上的位置具有下述优点 : 通过所 输送的制冷剂润滑的推力轴承 44 位于离心泵的处于制冷剂最高压力下的区域内。但同时 推力轴承仍然与驱动电机 2 的转子 46 间隔开, 从而使所输送的制冷剂在该区域中不再受到 驱动电机 2 的废热的过度加热。这意味着推力轴承 44 恰好是位于该区域内 : 在该区域中 制冷剂由于较高的压力以及还未由驱动电机加热而不挥发, 从而在这里确保使推力轴承 44 保持可靠的液体润滑。
     在传动轴 6 的设置有推力轴承 44 的中部区域中通常存在的问题是, 推力轴承的部 件会由于传动轴可能的径向偏转而趋于颤动。根据本发明, 通过将推力轴承构造为可自动 对准的可以避免该问题。推力轴承由两个轴承部件 48 和 50 组成, 即固定的轴承部件 48 和 旋转的轴承部件 50。旋转的轴承部件 50 抗扭地与轴 6 连接, 而固定的轴承部件 48 抗扭地 位于与对接法兰 36 拧在一起的壳体部件 52 中。无论是固定的轴承部件 48 还是旋转的轴 承部件 50 都构造成可自动对准 (selbstausrichtend) 的。
     旋转的轴承部件 50 具有由合适的轴承材料, 例如陶瓷材料制成的环状轴承元件 54。在轴承元件 54 上, 在关于旋转轴线 X 的轴向侧面上构成第一轴承面 56。轴承元件 54 保持在支承件 58 上, 其中, 通过 O 形环 60 使轴承元件 54 居中。在此将 O 形环 60 设置在支 承件 58 的凸出部 62 的圆周上, 凸出部 62 插入环状轴承元件 54 的内周中, 从而使 O 形环 60 贴靠在轴承元件 54 的内周上。通过背向轴承面 56 的轴向背侧轴承元件 54 平整地贴靠在 支承件 58 上。支承件 58 通过波浪状的弹簧垫 64 支承在套筒 66 的径向突出的肩部 65 上, 在此套筒 66 固定在传动轴 6 上。
     支承件 58 的背向轴承元件 54 的背侧面被构造成球形接触面 68。这意味着, 接触 面 68 具有环状球形截面的形状, 在此, 这个球的中心点位于旋转轴线 X 上。接触面 68 贴靠 在圆锥形的、 在这种情况下对应地构造成球形的对接接触面 70 上, 对接接触面 70 设置在支 承体 72 中。因此在这种情况下, 对接接触面 70 具有与接触面 68 相同的曲率, 即具有相同 的半径。在此, 接触面 68 形成为凸状的, 而对接接触面 70 形成为凹状的。支承体 72 又支 承在传动轴 6 的环状凸出部 74 上。在此示出的实施例中, 凸出部 74 是由传动轴 6 的轴节 的轴向端部构成, 该轴向端部形成转子 46 的转子轴。在此, 肩部 65 的凸出部 74 相对置地 取向, 从而使支撑体 72 和支承件 58 通过弹簧垫 64 的弹力作用在肩部 65 和凸出部 74 之间 夹紧, 接触面 68 和对接接触面 70 通过该弹力保持贴靠在一起。
     由于接触面 68 和对接接触面 70 的球形形状, 支承件 58 可以围绕接触面 68 和对 接接触面 70 的球形中心点偏转, 从而使轴承面 56 可以关于旋转轴线 X 的角位置围绕两个 互相垂直并垂直于旋转轴线 X 的轴线变化。通过这种方式可使轴承面 56 在其关于旋转轴线 X 的角位置上自动、 自由地对准, 在此, 接触面 68 在对接接触面 70 上滑动。通过弹簧垫 64 的弹力作可以确保, 即使当泵处于停止状态时, 当在运行中作用于推力轴承上的轴向力 不再存在时, 则接触面 68 和对接接触面 70 彼此固定, 从而使事先已自动调整的轴承面 56 的角位置也保持在泵的停止状态中。
     固定的轴承部件 48 也构造为可自动对准的。固定的轴承部件 48 具有多个轴承瓦 76, 这些轴承瓦的轴向表面形成两个轴承面 78, 轴承面 78 与第一轴承面 56 滑动地贴靠在 一起。轴承瓦 76 固定在止动环 80 中, 止动环 80 具有与轴承瓦 76 的外轮廓相对应的凹口 82。因此, 轴承瓦 76 可以通过凹口 82 延伸, 并沿径向和圆周方向固定在止动环 80 中。在 背向轴承面 78 的轴侧上, 轴承瓦 76 紧贴支承件 84。支承件 84 在其背向轴承瓦 76 的轴侧 上具有球形接触面 86。该球形接触面 86 构成球表面的环状段或环状截面, 在此, 球的中心 点位于旋转轴线 X 上。接触面 86 贴在构造在壳体部件 52 中的对接接触面 88 上。对接接 触面 88 构造为圆锥形的, 在这种情况下则构造成对应的球形, 即, 对接接触面 88 具有与接 触面 86 相同的曲率, 并围绕相同的中心点弯曲。在此, 接触面 86 是凸状弯曲, 而对接接触 面 88 则是凹状弯曲。这种实施方案允许支承件 84 围绕定义接触面 86 和对接接触面 88 的 球形的中心点偏转。因此可以使轴承瓦 76 上的轴承面 78 在其角位置中关于旋转轴线 X 自 动对准。这意味着轴承面 78 可以围绕两个相互垂直的摆动轴线 ( 垂直于纵轴 X) 在设定的 角度范围内自由偏转。通过这种方式, 轴承面 78 可以总是平整地贴靠在旋转轴承部件的轴 承面 56 上, 从而在轴承面不发生摆动地情况下始终保持滑动接触。 如图 9 所示, 在轴承面 86 中沿周边均匀分布地设置了三个径向延伸的凹槽 90, 其 用于改善流体循环并因此而改善推力轴承中的润滑。
     为了使支承件 86 抗扭地保持在壳体部件 52 上, 在接触面 86 的外周上设置了三个 沿周边均匀分布且沿轴向延伸的啮合凸出部 92, 其相应地插入壳体部件 52 的凹口 94 中。 在此, 在啮合凸出部 92 和凹口 94 之间特别沿径向设置能够在接触面 86 和对接接触面 88 之间保持所描述的摆动或对准运动所需的同样多的间隙。
     相应地将支承件 58 抗扭地支承在支承体 72 上, 使得转矩可以从支承体 72 传递到 支承件 58。为此, 在接触面 68 的外周上设置沿径向延伸的啮合凸出部 96, 并使其相应地插 入支承体 72 的凹口 98 中。在这里, 特别沿径向在啮合凸出部 96 之间以及在凹口 98 中也 设置足够的空隙, 以便能够进一步保持接触面 68 相对于对接接触面 70 的摆动。
     接触面 68、 86 以及对接接触面 70、 88 优选由坚硬、 耐磨的材料支承, 特别是支承件 58、 可能还有壳体部件 52 以及支承体 72 可由具有相应硬度的材料制成, 例如硬金属或陶 瓷。
     附图标记列表
     2- 驱动电机
     4- 离心泵
     6- 传动轴
     8- 叶轮
     10- 壳体部件
     12- 导向器
     13- 轴向端部
     14- 过滤器 16- 流出口 18- 容器 20- 轴向端部 22- 开口 24- 吸入口 26- 压力口 28- 间隙 29- 环 30- 法兰 32- 接头 34- 法兰 36- 对接法兰 38- 螺栓 40-O 形环 42- 缝管 44- 推力轴承 46- 转子 48- 固定的轴承部件 50- 旋转的轴承部件 52- 壳体部件 54- 轴承元件 56- 轴承面 58- 支承件 60-O 形环 62- 凸出部 64- 弹簧垫 65- 肩部 66- 套筒 68- 接触面 70- 对接接触面 72- 支承体 74- 凸出部 76- 轴承瓦 78- 轴承面 80- 止动环 82- 凹口 84- 支承件 86- 接触面88- 对接接触面 90- 凹槽 92- 啮合凸出部 94- 凹口 96- 啮合凸出部 98- 凹口 X- 旋转轴线

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1、10申请公布号CN102135100A43申请公布日20110727CN102135100ACN102135100A21申请号201110031130822申请日2011012510000705320100125EPF04D1/00200601F04D1/06200601F04D29/04620060171申请人格伦德福斯管理联合股份公司地址丹麦比耶灵布罗72发明人比亚内丁德尔拉斯马森彼得蒙斯特卡尔克里斯蒂安丹尼尔森74专利代理机构隆天国际知识产权代理有限公司72003代理人郑小军时永红54发明名称离心泵机组57摘要本发明涉及一种具有至少一个叶轮8和一个推力轴承44的离心泵机组,该推力轴承具有。

2、旋转的轴承部件50和固定的轴承部件48,其中,所述旋转的轴承部件50和固定的轴承部件48都构造成可自动对准的。30优先权数据51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书10页附图9页CN102135105A1/1页21一种具有至少一个叶轮8和一个推力轴承44的离心泵机组,其中,所述推力轴承44具有旋转的轴承部件50和固定的轴承部件48,其特征在于,该旋转的轴承部件50和固定的轴承部件48都构成为能够自动对准的。2如权利要求1所述的离心泵机组,其特征在于,所述推力轴承44与传动轴6的轴向端部相间隔地设置在所述传动轴6上,特别是与所述轴向端部相比,所述推力轴承。

3、44更接近于所述传动轴6的轴向中心。3如权利要求1或2所述的离心泵机组,其特征在于,在所述传动轴6上设置电驱动电机2的转子46和至少一个叶轮8,其中,所述推力轴承44在轴向X上位于所述转子和所述至少一个叶轮8之间。4如前面任一项权利要求所述的离心泵机组,其特征在于,所述推力轴承44位于所述至少一个叶轮8或设置有多个叶轮时的受压侧上。5如前面任一项权利要求所述的离心泵机组,其特征在于,所述推力轴承44设计为滑动轴承。6如前面任一项权利要求所述的离心泵机组,其特征在于,至少一个轴承部件48,50的轴承面56,78为在其相对于所述传动轴6的旋转轴线X的角位置上对准而可以在至少一个有限的角范围内自由摆。

4、动。7如前面任一项权利要求所述的离心泵机组,其特征在于,至少一个轴承部件48,50的轴承面56,78为在其角位置上对准而可以围绕两个彼此成直角且垂直于所述传动轴6的旋转轴线X延伸的轴线摆动。8如前面任一项权利要求所述的离心泵机组,其特征在于,至少一个轴承部件48,50的轴承面56,78安装或支承在支承件58,84上,该支承件58,84具有背向所述轴承面的球形接触面68,86,该球形接触面68,86滑动地贴靠在对应的圆锥形对接接触面70,88上。9如权利要求8所述的离心泵机组,其特征在于,至少一个轴承部件、优选是所述旋转的轴承部件的接触面和对接接触面通过弹力保持贴靠。10如权利要求8或9所述的离。

5、心泵机组,其特征在于,在所述接触面68,86和对接接触面70,88上设置啮合元件92,94,96,98,用于彼此啮合地传递转矩。11如权利要求8到10中任一项所述的离心泵机组,其特征在于,所述接触面68,86和/或所述对接接触面70,88由陶瓷材料制成。12如前面任一项权利要求所述的离心泵机组,其特征在于,所述轴承部件48之一具有轴承面78,该轴承面78由多个单独的轴承瓦76组成,而另一个所述轴承部件50具有连续的轴承面56,所述轴承瓦76可在该轴承面56上滑动。13如前面任一项权利要求所述的离心泵机组,其特征在于,所述离心泵机组涉及用于输送制冷剂。14如前面任一项权利要求所述的离心泵机组,其。

6、特征在于,驱动电机2是缝管式电机。权利要求书CN102135100ACN102135105A1/10页3离心泵机组技术领域0001本发明涉及一种离心泵机组。背景技术0002离心泵机组通常包括电驱动电机和放置在驱动电机上的离心泵,其中离心泵可以设计为单级或多级的。离心泵的一个或多个叶轮安装在与驱动电机相连接的轴上。在离心泵机组的运行过程中,由于所输送流体的反作用力而在轴上产生轴向力,该轴向力必须为推力轴承所吸收。在此,有多种方法来设置这种推力轴承。推力轴承既可以围绕轴的端部设置,也可以设置在轴的中部区域,这对于所确定的泵是有利的。当把推力轴承设置在中部区域时会出现下述问题由于轴的偏移或变形可能会。

7、在推力轴承的固定部件和移动部件之间出现调整的不确定性,然后这会导致更高的摩擦损失和更高的磨损。为了避免这种情况的发生,必须花费巨大地调整轴和轴承部件,但是这可能并非总是完全没有问题的。发明内容0003考虑到这些问题,本发明的目的在于提出一种离心泵机组,其可以在困难的安装位置上确保推力轴承运行可靠。0004本发明的这一目的通过一种离心泵机组得以实现,该离心泵机组具有至少一个叶轮和一个推力轴承,其中,推力轴承具有旋转的轴承部件和固定的轴承部件并都被构造成可自动对准的。优选的实施例则由从属权利要求、下面的说明以及附图给出。0005在根据本发明的离心泵机组中,推力轴承吸收了由叶轮在运行中所产生的轴向反。

8、作用力。推力轴承例如可设置在驱动叶轮的轴上。推力轴承由旋转的轴承部件和固定的轴承部件组成,其中,在运行中的轴向力从旋转的轴承部件传递到固定的轴承部件上,并且将固定的轴承部件例如支承在泵或驱动电机的壳体上。0006根据本发明,无论是旋转轴承部件还是固定轴承部件都可设计为可自动对准的。这意味着,固定的轴承部件和旋转的轴承部件都设计为,使它们的轴承面能够彼此对齐,从而使这些轴承部件能够相互平行地伸展,并例如直接彼此贴靠在一起,以便按照滑动轴承的形式相互滑动。由此,无论是旋转轴承部件还是固定轴承部件,不仅自动对准地构造为轴承部件之一,而且在轴出现位置错误或偏移时仍然能够是可靠的轴承结构,因为这两个轴承。

9、部件的轴承面可以始终处于彼此平行的角位置WINKELLAGE,在该位置上,它们可靠地相互滑动。因此防止了这些轴承部件之一发生颤动。0007这样的推力轴承非常适于设置在轴的中间。所以,优选将推力轴承与传动轴的轴向端部间隔开地设置在传动轴上,特别是使推力轴承距离传动轴的轴向中心比距离轴向端部更近。也就是说在这种实施方式中,与通常径向支承轴的轴向端部相比,推力轴承更多地位于传动轴的可能发生轻微的径向轴偏移和轴位置错误的区域中。将推力轴承设置在可能发生径向轴偏移和轴位置错误的区域中通常会带来以下问题,即轴承部件开始颤动,这将造成更高的摩擦和更高的磨损。通过根据本发明的使两个轴承部件自动对准的实施方案将。

10、说明书CN102135100ACN102135105A2/10页4会避免这个问题,而且即使将推力轴承设置在轴的中部区域时也能确保低摩擦、低磨损地运行。0008优选将电驱动电机的转子和至少一个叶轮设置在传动轴上,在此,推力轴承在轴向上位于转子和至少一个叶轮之间。在此,可以将传动轴构造为连续的、一体的传动轴,但是也可以例如以电机轴和泵轴的形式将传动轴构造为多部分的,这些部分抗扭地彼此连接在一起。因此,优选将推力轴承设置在离心泵的面向驱动电机的轴向端部上。0009还优选将推力轴承设置在至少一个叶轮或设置有多个叶轮时在多级离心泵的情况下的受压侧上。受压侧是叶轮的待输送的介质在其上具有更高的压力的一侧。。

11、这意味着,优选将推力轴承设置在泵的具有最高流体压力的区域中。这样做的优点在于,在该区域中通过流体可以确保推力轴承有足够的润滑。这特别适用于在输送流体或液体时在加热和/或更小的压力下趋于挥发的情况。通过将推力轴承设置在最高压力的区域中可以确保在该区域中待输送的流体以流体形态存在,并因此可以向推力轴承提供足够的润滑。当待输送的流体例如是在很低温度下就会挥发的制冷剂时,这将具有特别重要的意义。优选使离心泵的压力最高的区域位于离心泵的面向驱动电机的轴向端部。也就是说,泵的吸入侧沿轴向与驱动电机间隔开。在此,推力轴承优选位于驱动电机的前面,从而使待输送的流体在该区域中基本上尚未被驱动电机的废热加热。因此。

12、在理想情况下,推力轴承位于待输送流体的高压以及低温区域中,从而在该区域中能够确保流体不挥发并以液态形式润滑轴承。0010如上所述,优选将推力轴承设计为滑动轴承并利用待输送的流体或待输送的液体对其进行润滑。0011还优选使至少一个轴承部件的轴承面为在其相对于传动轴的旋转轴线ROTATIONSACHSE的角位置上对准而能够在至少一个有限的角范围内自由摆动。由此确保了自动对准,也就是使轴承面可以在其关于旋转轴线的角位置上偏转,并以对准到这样的角度使得该轴承面平整地贴靠在与其相对的另一轴承部件的轴承面上。由此可以在运行中防止颤动。0012为此,还优选使至少一个轴承部件的轴承面为调整其角位置而能够围绕两。

13、个彼此成直角且垂直于传动轴的旋转轴线延伸的轴线摆动。也就是说,这主要表现为在球面KUGELEBENE上的偏转,球面中心点位于旋转轴线上。因此,轴承面可以在其角位置上沿任意方向自由地对准。0013优选将至少一个轴承部件的轴承面安装或支承在支承件上,该支承件具有背向轴承面的球形接触面,该球形接触面滑动地贴靠在对应的圆锥形对接接触面上。在此,该球形接触面优选凸起成拱形,而圆锥形对接接触面则相应地构造为凹状的。在此,对接接触面优选沿其半径构造为凹状拱形的,也就是构造为球形的,从而使这些面能够彼此面贴靠。因此,接触面和对接接触面形成球形表面的一部分,并使得前面所述的轴承面可以在其角位置上相对于旋转轴线偏。

14、转。不必将圆锥形的对接接触面强制地构造为球形的,相反,也可以将其构造为具有直横截面线GERADERQUENCHNITTSLINIE的圆锥形,在此,圆锥体的直径和斜率选择为,使球形接触面至少可以线形地贴靠在圆锥形的对接接触面上。轴承面可以直接构造在支承件上,这意味着支承件本身可以由所期望的轴承材料构成。另外还可以将支承件设置为单独的部件,在说明书CN102135100ACN102135105A3/10页5该支承件上设置至少一个由合适的轴承材料制成的轴承元件,并在该轴承元件上构成实际的轴承面。0014此外优选的是,使至少一个轴承部件、优选是旋转的轴承部件的接触面和对接接触面通过弹力保持贴靠。这样做。

15、的优点在于,即使在泵处于停止状态时,也能够保持通过接触面和对接接触面的彼此相对偏转所占据的轴承面的角位置,因为接触面和对接接触面利用一定的摩擦连接保持贴靠。0015此外,在接触面和对接接触面上相宜地设置啮合元件EINGRIFFSELEMENTE,用于在啮合中相互传递转矩。接触面和对接接触面应该相互滑动,以便改变轴承面的角位置。如上所述,这主要包括围绕两个相互垂直的摆动轴线的偏转,其中这些摆动轴线与传动轴的旋转轴线相交。但是在接触面和对接接触面之间围绕旋转轴线的摆动或旋转是不期望的,因为其是在推力轴承中要在两个轴承部件的轴承面之间发生的运动。这些轴承面应该彼此旋转地滑动。就此而言,应该防止在接触。

16、面和对接接触面之间发生旋转。例如,可以将啮合元件构造成啮合凸出部以及对应的啮合凹槽的形状,在此,例如将啮合凸出部设置在接触面上,而将啮合凹槽设置在对接接触面中。在此,啮合凸出部和啮合凹槽优选沿径向延伸,从而在接触面相对于对接接触面摆动时啮合凸出部可以在啮合凹槽中彼此相对运动。但是要防止沿圆周方向的彼此相对运动。因此,通过啮合元件的形状配合的啮合可以确保接触面和对接接触面之间的转矩。0016接触面和/或对接接触面优选由陶瓷材料制成。这些材料具有足够的强度,特别是具有足够的耐磨性。0017还优选轴承部件中的一个具有由多个单独的轴承瓦LAGERSCHUHEN构成的轴承面,而另一个轴承部件则具有连续的。

17、轴承面,轴承瓦在该连续的轴承面上滑动。因此,例如固定或静止的轴承部件可以具有多个单独的轴承瓦,而旋转的轴承部件则具有连续、环形的轴承面,优选将该轴承面制成单件部件。但在此可以在连续的轴承面的表面上设置凹槽或凹口,以确保由泵输送的、用于润滑轴承的流体供应。在另一个轴承部件上的单独的轴承瓦可以具有一定的可动性,从而使它们能够通过其表面同样相对于相对置的轴承面对准,从而能够使这些轴承面彼此面贴靠。在各个轴承瓦之间可以保留自由空间或间隙,这些自由空间或间隙同样被用于为润滑轴承提供待输送的流体或待输送的液体。还可以在轴承瓦上在轴承面中设置相应的凹口或凹槽,用以提供润滑。0018如上所述,离心泵机组特别优。

18、选设计用于输送制冷剂。在这样的离心泵机组中尤为可取的是,在离心泵的压力侧上,即在轴的轴向中部区域中设置推力轴承,在此,轴承结构的质量通过根据本发明的推力轴承的实施方式以前面所述的方式得以提高。例如,这种制冷剂离心泵机组可用于在制冷设备或空调中的制冷剂循环。优选将离心泵机组构造为多级的且具有多个按顺序连接的叶轮,以增加压力。0019离心泵机组的驱动电机优选为缝管式电机SPALTROHRMOTOR,也就是湿运行的电驱动电机。其优点在于,所需要的密封件数量可以保持在较低的水平。特别是不再需要进行轴密封,从而降低了泄漏的风险,尤其是在输送可能有毒的或对环境有害的制冷剂时,泄露将是非常严重的问题。002。

19、0根据本发明一种优选的实施方式,离心泵被管状容器所环绕。该管状容器作为附加的壁环绕离心泵,优选与离心泵的各个泵级PUMPENSTUFEN的第一壳体壁径向间隔开。说明书CN102135100ACN102135105A4/10页6管状容器通过开放式的第一轴向端部与驱动电机的壳体密封连接。管状容器在其相对的轴向端部构造为封闭的,从而使其总体上具有罐状的形状。管状容器将整个系统对外封闭,并承受由流体的系统压力在其内部产生的力。为了进行密封,仅在至电机壳体的接口区域内需要一个密封件。由此,通过减少需要密封的接口降低了泄露的风险。此外,离心泵的各泵级的壳体部件不必构造为抗压的,以使其能够承受系统压力,这些。

20、壳体部件只须经受住由离心泵或离心泵的罐状泵级所产生的压力差。因此,可以在该区域放弃使用昂贵的铸件。由于优选对环绕离心泵的整个容器填充待输送的制冷剂,因此,系统压力无论是在离心泵机组的泵级壳体的内部还是外部都占支配地位。此外,对于离心泵内部的密封件也不必提出更高的要求,因为该密封件不必将离心泵向外对于周围环境密闭地密封。这种功能由环绕的容器承担。0021优选管状容器具有吸入接口和压力接口。除了与电机壳体相连接的、开放的轴向前端部之外,这两个开口优选是容器中另外的单独开口,从而使容器在这种情况下对外只需相对容易地密封三个接口。但是还可以考虑,根据在其中安装该容器的设备,也可以在容器上设置多于一个的。

21、吸入接口和/或压力接口。在容器内部,吸入接口连接离心泵的吸入侧,而压力接口连接离心泵的受压侧。0022优选吸入接口和/或压力接口沿径向从容器向外延伸,它们因此构成了用于与后续管线连接的连接头ANSCHLUSSSTUTZEN。0023另外,容器优选具有封闭的壁。该壁优选是一块或一体构成的,有时还由多个组件焊接而成。因此,除了用于连接电机的开放的前端侧和吸入接口以及压力接口之外,如此构成的封闭容器优选不再具有另外的开口或需要密封的接口,由此可将泄漏的危险降到最低。0024吸入接口和/或压力接口可配备用于与相连管线连接的连接法兰。另外还可以将吸入接口和/或压力接口与连接管路ANSCHLUSSLEIT。

22、UNGEN直接焊接在一起。如果将相连的管路直接与吸入接口和/或压力接口焊接在一起,则其优点在于,在这些接口处不必设置另外的密封件,由此进一步降低了泄漏的危险。因此,在这种将连接管路直接焊接到吸入接口和压力接口的情况下,在理想情况下在容器上只有一个需要密封的开口,即至驱动电机的接口。可以将吸入接口和压力接口构造成连接头。替代地还可以将连接管路直接焊接到容器的周壁上。0025还优选的是,容器在其内部具有环形分隔壁,该分隔壁将离心泵的吸入侧和受压侧彼此分开。该环形分隔壁优选作为环形凸出部从内壁径向向内延伸。在此,沿容器的轴向看,也就是沿离心泵的旋转轴线的方向看,环形分隔壁在容器中优选设置在吸入接口和。

23、压力接口之间。在环形分隔壁的内周上,还优选将环形分隔壁构造成,使其与设置在容器内部的离心泵的壳体部件的外周紧密地贴靠在一起。在这里必要时可以设置例如为O形环的密封件。在此,分隔壁优选沿轴向放置,使离心泵以其吸入侧的轴向端部接合到分隔壁的内周中,并以吸入侧的轴向端部紧密地贴靠在分隔壁上。在背向吸入壁侧面的分隔壁侧面上,优选用从离心泵流出的流体来填充离心泵和围绕该离心泵的容器之间的自由空间。然后,优选将这个空间与压力接口连接。因此,优选保留离心泵与容器的内周之间的自由空间,即容器的内径要大于离心泵的外径。0026优选离心泵相对于容器同心地延伸,并沿轴向,即沿离心泵的纵轴线或旋转轴线说明书CN102。

24、135100ACN102135105A5/10页7的方向从开放的前端侧插入容器中。在此,容器优选可拆卸地与驱动电机的电机壳体连接,例如通过拧紧的法兰连接。这使得容器和电机壳体能够彼此分离,这样,就可以将驱动电机与离心泵机组从容器中移除或从中抽出,以便例如对离心泵或驱动电机进行维护或更换。由此能够进行非常简单的维护以及必要的修理,因为所有连接离心泵机组的连接管路都不必与制冷系统的其余部分松开,而是可以牢固地与容器保持连接。0027还优选的是,将驱动电机构造为缝管式电机SPALTROHRMOTOR。这意味着驱动电机是湿运行的电机。在此,优选将缝管SPALTROHR设置为,直接利用容器的开放的轴向端。

25、部将其密封,或者利用用于连接驱动电机的法兰使其与容器密封连接。例如,可以通过这样的法兰将缝管焊接在驱动电机或电机壳体上。这样做的优点在于,在驱动电机中也不再需要其它密封件来对用制冷剂填充并处于系统压力下的内部空间进行密封。因此,在理想情况下,只在电机壳体或位于一侧的驱动电机和位于另一侧的容器之间需要一个密封件。特别是在使用缝管式电机的实施方式中不再需要进行轴密封,这种轴密封特别容易出现泄漏的危险。0028如上所述,对于待输送的制冷剂的系统压力,优选将容器构造为抗压的。特别优选将容器构造为,使其能够经受住25BAR的系统压力,进一步优选30BAR,特别优选50或60BAR的内部压力。附图说明00。

26、29下面根据附图对本发明做进一步地说明。其中0030图1示出了根据第一种实施方式的用于输送制冷剂的离心泵机组的截面图,0031图2示出了根据第二种实施方式的用于输送制冷剂的离心泵机组的截面图,0032图3示出了如图1所示的离心泵机组的整体透视图,0033图4以透视图示出了在打开状态下的如图3所示的离心泵机组,0034图5示出了在如图1和图2所示的离心泵中推力轴承的实施方案的放大视图,0035图6以透视分解图示出了如图5所示推力轴承的第一旋转的轴承部件,0036图7示出了沿另一轴向所看到的如图6所示的固定的轴承部件的透视分解图,0037图8示出了如图5所示的推力轴承的固定的轴承部件的透视分解图,。

27、0038图9示出了沿另一轴向所看到的如图8所示的固定的轴承部件的透视分解图。具体实施方式0039如图1和图2所示的离心泵机组特别设计用于输送制冷剂,并在轴向端部上具有驱动电机2,在驱动电机2的轴侧,即沿旋转轴线X的方向安装有离心泵4。离心泵4被设计为多级的,即其具有多个在传动轴6上沿轴向相继设置的叶轮8。如在传统的离心泵所公知的那样,叶轮8由具有位于内部的导向器LEITAPPARATEN12的壳体部件10所围绕。导向器12用于从一个叶轮8到下一个叶轮的流引导,并使从叶轮8径向流出的液流沿轴向偏转。0040壳体部件10沿轴向X彼此相邻地安放,从而使它们共同构成管状壳体。在离心泵4的构成吸入侧的第。

28、一轴向端部13上设置过滤器14,离心泵4通过过滤器14吸入待输送的制冷剂并使其进入离心泵中。在相对置的压力侧的轴向端部上,在最后的壳体部件10中说明书CN102135100ACN102135105A6/10页8设置有周向的流出口16,由离心泵4输送的制冷剂通过流出口16径向从离心泵4流出。0041在输送制冷剂时存在的问题在于,通常需要在较高的系统压力下输送制冷剂。制冷系统的总系统压力可超过50BAR,而离心泵4的吸入侧和压力侧之间的压力差可能要远小于此,例如可能在25BAR至6BAR的范围内。但是,较高的系统压力要求离心泵机组具有足够的抗压性。在此,特别是在输送制冷剂时绝对要避免泄漏,因为这样。

29、的制冷剂往往价格昂贵且对环境有害和/或有毒,所以绝对要避免泄漏到周边环境中。0042为了使离心泵机组构造得足够密封和抗压,将离心泵4设置在环绕的抗压容器18中。容器18构造为管状的,并在其背向驱动电机2的端部20封闭。因此,总体上得到了罐状的容器。该容器只有三个开口。它们是由容器18的背向轴向端部20的端面构成的开口22,以及吸入口24和压力口26。此外,容器壁是完全封闭的。容器18特别可以在其余的区域内进行耐压密封地焊接。通过吸入口24吸取待输送的制冷剂,然后通过过滤器14进入离心泵4。而后,由离心泵的泵级所输送的制冷剂在离心泵4的相对置的轴向端部通过流出口16输出。接下来,制冷剂流经位于壳。

30、体部件10的外侧和容器器18的内周之间的空隙28到达压力口26,然后通过压力口26从离心泵输出。为了构成间隙28,容器18的内径要大于壳体部件10的外径,在此,容器18优选具有关于旋转轴线X的圆形截面。0043在容器18的内部在内周上设置环29,其在空隙28中构成分隔壁并将压力侧与吸入侧隔开。环29密封地贴靠在由壳体部件10构成的管状壳体的轴向端部13上。为此设置了用于密封的O形环。由此可以防止流体从空隙28中的压力侧流入吸入侧以及围绕离心泵4的轴向端部13的开口。环29牢固、密封地与容器壁相连接,特别是通过焊接相连接。0044在如图1所示的实施例中,吸入口24和压力口26被法兰30所围绕,借。

31、助于法兰30可以将离心泵机组连接到相邻的连接管路上。在此,在法兰30和与其毗邻的对接法兰未示出之间分别插入一个用于密封的密封元件。为了避免进行这样的密封,也可以将容器18直接与相连接的管线焊接在一起。为此,在如图2所示的实施方式中,仅通过从容器18径向向外延伸的管状接头32来构成吸入口24和压力口26,可以将接口32与相连的管路直接焊接在一起。另外,还可以考虑将相连的管路直接焊接在容器18上。通过这种方式可以避免可能构成潜在的泄漏风险的要密封的连接点。0045环绕开口20,在容器18的轴向端部设置了法兰34,法兰34在周向上与容器18的壁焊接到一起。法兰34用于连接驱动电机2,为此驱动电机2在。

32、其面向离心泵4的轴向端部上具有对接法兰36,通过螺栓38将对接法兰36与法兰34拧紧。在法兰34和对接法兰36之间设置用于密封的O形环40。0046将驱动电机2设计为缝管式电机,其中,其缝管42在其开放的、面对离心泵4的端部上密封地与对接法兰36连接,优选与对接法兰36焊接。通过这种实施方式可以实现,整个离心泵机组除了吸入口24和26之外只具有一个接口,在该接口上内部空间对外密封,也就是在法兰34和对接法兰36之间,在驱动电机2和容器18之间的连接区域。因此在如图2所示的实施例的吸入口24和26也通过焊接与相连的管线连接的情况下,只需要一个单独的密封件,以对外密封压力空间。由此使泄漏的风险最小。

33、化。此外,这能够使维护变得非常容易,如图4所示,在松开螺栓38之后整个离心泵4沿轴向X从容器18中移出。因此,可以非常方便地更换包括驱动电机2在内的整个离心泵4。说明书CN102135100ACN102135105A7/10页90047根据本发明所示出的离心泵机组的另一个特点是推力轴承44的实施方式,下面将在图5至图9中对其作详细描述。0048如图1和图2所示,推力轴承44设置在传动轴6的中部区域,即它与传动轴6的两个轴向端部间隔开,并且距离传动轴6的中心比距离轴向端部更近。因此,推力轴承44位于离心泵4和驱动电机2的转子46之间,转子46同样固定在传动轴6上。为此,在该实施例中将传动轴6构造。

34、为两部分的,轴在转子2中的部分与传动轴6在离心泵4中的部分分开。这两个部分抗扭地相互连接在一起。但是需要说明的是,在此也可以使用一体化的传动轴6。0049推力轴承44在离心泵4的面向驱动电机2的端部上的位置具有下述优点通过所输送的制冷剂润滑的推力轴承44位于离心泵的处于制冷剂最高压力下的区域内。但同时推力轴承仍然与驱动电机2的转子46间隔开,从而使所输送的制冷剂在该区域中不再受到驱动电机2的废热的过度加热。这意味着推力轴承44恰好是位于该区域内在该区域中制冷剂由于较高的压力以及还未由驱动电机加热而不挥发,从而在这里确保使推力轴承44保持可靠的液体润滑。0050在传动轴6的设置有推力轴承44的中。

35、部区域中通常存在的问题是,推力轴承的部件会由于传动轴可能的径向偏转而趋于颤动。根据本发明,通过将推力轴承构造为可自动对准的可以避免该问题。推力轴承由两个轴承部件48和50组成,即固定的轴承部件48和旋转的轴承部件50。旋转的轴承部件50抗扭地与轴6连接,而固定的轴承部件48抗扭地位于与对接法兰36拧在一起的壳体部件52中。无论是固定的轴承部件48还是旋转的轴承部件50都构造成可自动对准SELBSTAUSRICHTEND的。0051旋转的轴承部件50具有由合适的轴承材料,例如陶瓷材料制成的环状轴承元件54。在轴承元件54上,在关于旋转轴线X的轴向侧面上构成第一轴承面56。轴承元件54保持在支承件。

36、58上,其中,通过O形环60使轴承元件54居中。在此将O形环60设置在支承件58的凸出部62的圆周上,凸出部62插入环状轴承元件54的内周中,从而使O形环60贴靠在轴承元件54的内周上。通过背向轴承面56的轴向背侧轴承元件54平整地贴靠在支承件58上。支承件58通过波浪状的弹簧垫64支承在套筒66的径向突出的肩部65上,在此套筒66固定在传动轴6上。0052支承件58的背向轴承元件54的背侧面被构造成球形接触面68。这意味着,接触面68具有环状球形截面的形状,在此,这个球的中心点位于旋转轴线X上。接触面68贴靠在圆锥形的、在这种情况下对应地构造成球形的对接接触面70上,对接接触面70设置在支承。

37、体72中。因此在这种情况下,对接接触面70具有与接触面68相同的曲率,即具有相同的半径。在此,接触面68形成为凸状的,而对接接触面70形成为凹状的。支承体72又支承在传动轴6的环状凸出部74上。在此示出的实施例中,凸出部74是由传动轴6的轴节的轴向端部构成,该轴向端部形成转子46的转子轴。在此,肩部65的凸出部74相对置地取向,从而使支撑体72和支承件58通过弹簧垫64的弹力作用在肩部65和凸出部74之间夹紧,接触面68和对接接触面70通过该弹力保持贴靠在一起。0053由于接触面68和对接接触面70的球形形状,支承件58可以围绕接触面68和对接接触面70的球形中心点偏转,从而使轴承面56可以关。

38、于旋转轴线X的角位置围绕两个互相垂直并垂直于旋转轴线X的轴线变化。通过这种方式可使轴承面56在其关于旋转轴说明书CN102135100ACN102135105A8/10页10线X的角位置上自动、自由地对准,在此,接触面68在对接接触面70上滑动。通过弹簧垫64的弹力作可以确保,即使当泵处于停止状态时,当在运行中作用于推力轴承上的轴向力不再存在时,则接触面68和对接接触面70彼此固定,从而使事先已自动调整的轴承面56的角位置也保持在泵的停止状态中。0054固定的轴承部件48也构造为可自动对准的。固定的轴承部件48具有多个轴承瓦76,这些轴承瓦的轴向表面形成两个轴承面78,轴承面78与第一轴承面5。

39、6滑动地贴靠在一起。轴承瓦76固定在止动环80中,止动环80具有与轴承瓦76的外轮廓相对应的凹口82。因此,轴承瓦76可以通过凹口82延伸,并沿径向和圆周方向固定在止动环80中。在背向轴承面78的轴侧上,轴承瓦76紧贴支承件84。支承件84在其背向轴承瓦76的轴侧上具有球形接触面86。该球形接触面86构成球表面的环状段或环状截面,在此,球的中心点位于旋转轴线X上。接触面86贴在构造在壳体部件52中的对接接触面88上。对接接触面88构造为圆锥形的,在这种情况下则构造成对应的球形,即,对接接触面88具有与接触面86相同的曲率,并围绕相同的中心点弯曲。在此,接触面86是凸状弯曲,而对接接触面88则是。

40、凹状弯曲。这种实施方案允许支承件84围绕定义接触面86和对接接触面88的球形的中心点偏转。因此可以使轴承瓦76上的轴承面78在其角位置中关于旋转轴线X自动对准。这意味着轴承面78可以围绕两个相互垂直的摆动轴线垂直于纵轴X在设定的角度范围内自由偏转。通过这种方式,轴承面78可以总是平整地贴靠在旋转轴承部件的轴承面56上,从而在轴承面不发生摆动地情况下始终保持滑动接触。0055如图9所示,在轴承面86中沿周边均匀分布地设置了三个径向延伸的凹槽90,其用于改善流体循环并因此而改善推力轴承中的润滑。0056为了使支承件86抗扭地保持在壳体部件52上,在接触面86的外周上设置了三个沿周边均匀分布且沿轴向。

41、延伸的啮合凸出部92,其相应地插入壳体部件52的凹口94中。在此,在啮合凸出部92和凹口94之间特别沿径向设置能够在接触面86和对接接触面88之间保持所描述的摆动或对准运动所需的同样多的间隙。0057相应地将支承件58抗扭地支承在支承体72上,使得转矩可以从支承体72传递到支承件58。为此,在接触面68的外周上设置沿径向延伸的啮合凸出部96,并使其相应地插入支承体72的凹口98中。在这里,特别沿径向在啮合凸出部96之间以及在凹口98中也设置足够的空隙,以便能够进一步保持接触面68相对于对接接触面70的摆动。0058接触面68、86以及对接接触面70、88优选由坚硬、耐磨的材料支承,特别是支承件。

42、58、可能还有壳体部件52以及支承体72可由具有相应硬度的材料制成,例如硬金属或陶瓷。0059附图标记列表00602驱动电机00614离心泵00626传动轴00638叶轮006410壳体部件006512导向器006613轴向端部说明书CN102135100ACN102135105A9/10页11006714过滤器006816流出口006918容器007020轴向端部007122开口007224吸入口007326压力口007428间隙007529环007630法兰007732接头007834法兰007936对接法兰008038螺栓008140O形环008242缝管008344推力轴承008446。

43、转子008548固定的轴承部件008650旋转的轴承部件008752壳体部件008854轴承元件008956轴承面009058支承件009160O形环009262凸出部009364弹簧垫009465肩部009566套筒009668接触面009770对接接触面009872支承体009974凸出部010076轴承瓦010178轴承面010280止动环010382凹口010484支承件010586接触面说明书CN102135100ACN102135105A10/10页12010688对接接触面010790凹槽010892啮合凸出部010994凹口011096啮合凸出部011198凹口0112X旋转轴。

44、线说明书CN102135100ACN102135105A1/9页13图1说明书附图CN102135100ACN102135105A2/9页14图2说明书附图CN102135100ACN102135105A3/9页15图3说明书附图CN102135100ACN102135105A4/9页16图4说明书附图CN102135100ACN102135105A5/9页17图5说明书附图CN102135100ACN102135105A6/9页18图6说明书附图CN102135100ACN102135105A7/9页19图7说明书附图CN102135100ACN102135105A8/9页20图8说明书附图CN102135100ACN102135105A9/9页21图9说明书附图CN102135100A。

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