泵轴承保持器制造技术

本公开涉及一种用于湿运行泵的泵轴承保持器，包括：径向内部部段；径向轴承，具有被构造为允许润滑膜位于内部滑动表面与泵的转子轴之间的内部滑动表面，径向轴承装配到所述径向内部部段中；以及从内部部段径向向外延伸的径向外部部段，其中，径向内部部段限定了至少一个第一轴向流体通道，用于允许位于距转子轴线的第一径向距离处的沿第一轴向流动方向的第一流体流动路径，第一径向距离大于内部滑动表面的半径，径向外部部段限定了至少一个第二轴向流体通道，用于允许沿第二轴向流动方向穿过第二轴向流体通道的流体流动路径，第二轴向流体通道位于大于第一径向距离的距转子轴线的第二径向距离处，第二轴向流动方向与第一轴向流动方向相反。

【技术实现步骤摘要】
泵轴承保持器
本公开总体上涉及泵轴承保持器，即，典型地用于湿运行泵、特别是速度受控的湿运行离心泵的泵轴承保持器。
技术介绍
湿运行离心泵通常包括转子包壳(rotorcan，转子屏蔽套)，该转子包壳使湿运行的永磁体转子与干式定子分离。转子对位于泵壳体中的叶轮进行驱动。转子通常被安装在转子轴上，该转子轴可在至少一个径向轴承内部旋转。径向轴承通常通过有时被称为轴承板或盘的泵轴承保持器沿周向被保持并居中在泵内部。泵轴承保持器具有中心开口，轴承在制造或组装期间沿轴向方向被压配合到该中心开口中。文献DE2639541A1、DE2100345A1、DE19748866A1或WO2008/058639A1都描述了具有孔的泵轴承保持器，孔用于以流体填充由转子包壳所限定的转子腔室，以用于提供转子的湿运行。专利文献DE19748866A1和WO2008/058639A1描述了穿过中空转子轴的另一流动路径，以特别对转子腔室除气。专利文献EP3425221B1描述了一种具有位于内部部段与泵轴承之间的轴向流体通道的泵轴承保持器。所有已知的泵都一直存在两个问题。首先，当泵不运行时，由于温度差和流体的热膨胀，流体沿转子轴与径向轴承之间的润滑膜轴向地流动。换句话说，存在通过润滑膜的“流体呼吸”。这种呼吸在转子轴与径向轴承之间引起水垢的沉淀和沉积，这增加了针对下次泵启动阻碍转子轴的风险。其次，在泵操作期间，存在由显著压力差引起的显著流体流动，其从叶轮腔室穿过轴承保持器孔进入转子腔室中，随后穿过中空转子轴返回到叶轮腔室中。这种显著的流动将流体中的磁铁矿石、即磁性氧化铁引入到转子腔室中。磁铁矿石被转子的永磁体磁性地吸引，并随着时间而积聚在转子处。积聚的磁铁矿石形成研磨粉末，该研磨粉末显著地增加了泵中的摩擦损失并加速了转子包壳的损坏。与已知的泵轴承保持器相反，本公开的实施例提供了一种泵轴承保持器，其首先显著降低了泵被水垢堵塞的风险，其次显著降低了由于磁铁矿石在转子处积聚而引起的摩擦损失和损坏的风险。
技术实现思路
根据本公开的第一方面，提供了一种用于湿运行泵的泵轴承保持器，其中，泵轴承保持器包括：-径向内部部段；-径向轴承，具有被构造为允许润滑膜位于内部滑动表面与泵的转子轴之间的内部滑动表面，径向轴承被装配到径向内部部段中；以及-径向外部部段，从内部部段径向向外延伸，其中，径向内部部段限定了至少一个第一轴向流体通道，以用于允许流体沿第一轴向流动方向流动，其中，轴向流体通道位于距转子轴线的第一径向距离处，其中，第一径向距离大于内部滑动表面的半径D0，其中，径向外部部段限定了至少一个第二轴向流体通道，以用于允许流体沿第二轴向流动方向穿过至少一个第二轴向流体通道流动，其中，至少一个第二轴向流体通道位于距转子轴线的第二径向距离处，其中，第二径向距离大于第一径向距离，并且其中，第二轴向流动方向与第一轴向流动方向相反。与现有技术中已知的泵轴承保持器相反，本文所述的泵轴承保持器允许从泵的转子腔室出来穿过(一个或多个)第一轴向流体通道进入泵的叶轮腔室以及从叶轮腔室穿过(一个或多个)第二轴向流体通道返回到转子腔室的环流。因此，环流不经过转子，并且在泵操作期间较少的磁铁矿石积聚在转子处，即，磁铁矿石在其到达转子之前离开转子腔室。此外，当泵不运行时，沿着处于转子轴与径向轴承之间的润滑膜存在较少的轴向流动，这是由于流体沿着阻力最小的路径穿过(一个或多个)第一和第二轴向流体通道。穿过第一轴向流体通道和第二轴向流体通道的环流可由处于泵的旋转叶轮与静态泵轴承保持器之间的特斯拉(Tesla)泵效应来驱动，由此使得叶轮腔室中的压力在第二轴向流体通道处高于在第一轴向流体通道处。可选地，径向内部部段可包括用于与径向轴承的基本圆柱形的径向外表面压配合接触的内部部段表面，其中，内部部段表面的形状限定了位于内部部段与径向轴承之间的至少一个第一轴向流体通道。由此，(一个或多个)第一轴向流体通道可被布置得尽可能径向向内，而无需对径向轴承本身进行任何处理。原则上，可以将第一轴向流体通道布置在径向轴承本身中，但是这将是更复杂的过程，因为径向轴承优选是陶瓷的。更容易对轴承保持器的内部部段和外部部段成型，它们优选是金属的。可选地，径向外部部段可限定n≥2个第二轴向流体通道，这些第二轴向流体通道以n重旋转对称分布。类似地，径向内部部段可限定m≥2个第一轴向流体通道，这些第一轴向流体通道以m重旋转对称方式分布。因此，可以降低非对称流动分布的风险。可选地，至少一个第一轴向流体通道可以相对于至少一个第二轴向流体通道轴向偏离。术语“偏离”应包括完全偏离或部分偏离，其中，部分偏离意味着在(一个或多个)第一轴向流体通道与(一个或多个)第二轴向流体通道之间沿轴向方向的部分重叠。优选地，所述偏离是完全的，即，分别从第一和第二轴向流体通道的轴向中心所测量的轴向偏离大于至少一个第一轴向流体通道的轴向延伸尺寸的一半。可选地，至少一个(一个或多个)第一轴向流体通道的全部的总横截面积A可大于0.5平方毫米。因此，(一个或多个)第一轴向流体通道要大到足够提供阻力显著小于径向轴承与转子轴之间的润滑膜的流动路径。例如，至少一个(一个或多个)第一轴向流体通道的全部的总横截面积A可以是径向轴承与转子轴之间的润滑膜的横截面积的10倍或更多。参照厚度为C的润滑膜的横截面积，总横截面积A可满足下式：A≥20·D0·π·C。因此，沿着处于径向轴承与转子轴之间的润滑膜的流动使水垢的沉淀和沉积最小化。可选地，至少一个(一个或多个)第二轴向流体通道的全部的总横截面积B可大于0.5平方毫米。类似于至少一个(一个或多个)第一轴向流体通道的全部的总横截面积A，提供穿过(一个或多个)第二轴向流体通道的足够流量是有益的。例如，参照厚度为C的润滑膜的横截面积，总横截面积B可满足下式：B≥20·D0·π·C。因此，沿着径向轴承与转子轴之间的润滑膜的流动使水垢的沉淀和沉积最小化。可选地，至少一个第一轴向流体通道的全部的总横截面积和/或所有至少一个第二轴向流体通道的全部的总横截面积可以是厚度为C的间隙的横截面积的10倍或更大，即，A≥20·D0·π·C和/或B≥20·D0·π·C。这对为流体提供低阻力的替代流动路径以有效地绕过润滑膜特别有益。可选地，至少一个第二轴向流体通道的最大径向延伸尺寸可以低于300微米。较大的径向延伸尺寸将引起较大颗粒穿过(一个或多个)第二轴向流体通道进入转子腔室的风险。300微米的最大径向延伸尺寸提供了足够的过滤效果，以防止较大的颗粒进入转子腔室。在优选实施例中，至少一个第二轴向流体通道的径向延伸尺寸为大约250微米。可选地，至少一个(一个或多个)第一轴向流体通道的数量m可以大于至少一个(一个或多个)第二轴向流体通道的数量n。由于(一个或多个)第二轴向流体通道被布置得径向地更向外，它们中的每个可以大于(一个或多个)第一轴向流体通道中的一个，使得总横截面积A和B可以在相同的范围内。例如，m＝6个第一轴向槽形流体通道和n＝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种泵轴承保持器(29)，其用于湿运行泵(1)，其中，所述泵轴承保持器(29)包括：/n-径向内部部段(49)；/n-径向轴承(37)，所述径向轴承具有内部滑动表面(41)，所述内部滑动表面被构造为允许润滑膜位于所述内部滑动表面(41)与泵(1)的转子轴(13)之间，所述径向轴承(37)被装配到所述径向内部部段(49)中；以及/n-径向外部部段(51)，所述径向外部部段从所述内部部段(49)径向向外延伸，/n其中，所述径向内部部段(49)限定了至少一个第一轴向流体通道(45)，以用于允许沿第一轴向流动方向的第一流体流动路径(F1)，其中，所述至少一个第一轴向流体通道(45)位于距转子轴线(R)的第一径向距离(D1)处，其中，所述第一径向距离(D1)大于所述内部滑动表面(41)的半径(D0)，/n其中，所述径向外部部段(51)限定了至少一个第二轴向流体通道(47)，以用于允许沿第二轴向流动方向穿过所述至少一个第二轴向流体通道(47)的流体流动路径(F2)，其中，所述至少一个第二轴向流体通道(47)位于距所述转子轴线(R)的第二径向距离(D2)处，其中，所述第二径向距离(D2)大于所述第一径向距离(D1)，并且其中，所述第二轴向流动方向与所述第一轴向流动方向相反。/n...

【技术特征摘要】
20200117 EP 201525431.一种泵轴承保持器(29)，其用于湿运行泵(1)，其中，所述泵轴承保持器(29)包括：
-径向内部部段(49)；
-径向轴承(37)，所述径向轴承具有内部滑动表面(41)，所述内部滑动表面被构造为允许润滑膜位于所述内部滑动表面(41)与泵(1)的转子轴(13)之间，所述径向轴承(37)被装配到所述径向内部部段(49)中；以及
-径向外部部段(51)，所述径向外部部段从所述内部部段(49)径向向外延伸，
其中，所述径向内部部段(49)限定了至少一个第一轴向流体通道(45)，以用于允许沿第一轴向流动方向的第一流体流动路径(F1)，其中，所述至少一个第一轴向流体通道(45)位于距转子轴线(R)的第一径向距离(D1)处，其中，所述第一径向距离(D1)大于所述内部滑动表面(41)的半径(D0)，
其中，所述径向外部部段(51)限定了至少一个第二轴向流体通道(47)，以用于允许沿第二轴向流动方向穿过所述至少一个第二轴向流体通道(47)的流体流动路径(F2)，其中，所述至少一个第二轴向流体通道(47)位于距所述转子轴线(R)的第二径向距离(D2)处，其中，所述第二径向距离(D2)大于所述第一径向距离(D1)，并且其中，所述第二轴向流动方向与所述第一轴向流动方向相反。


2.根据权利要求1所述的泵轴承保持器(29)，其中，所述径向内部部段(49)包括内部部段表面(53)，所述内部部段表面用于与所述径向轴承(37)的基本圆柱形的径向外表面(55)压配合接触，其中，所述内部部段表面(53)的形状限定了位于所述内部部段(49)与所述径向轴承(37)之间的所述至少一个第一轴向流体通道(45)。


3.根据前述权利要求中任一项所述的泵轴承保持器(29)，其中，所述径向外部部段(51)限定了n≥2个第二轴向流体通道(47)，所述第二轴向流体通道以n重旋转对称方式分布。


4.根据前述权利要求中任一项所述的泵轴承保持器(29)，其中，所述至少一个第一轴向流体通道(45)相对于所述至少一个第二轴向流体通道(47)轴向偏离。


5.根据前述权利要求中任一项所述的泵轴承保持器(29)，其中，所述至少一个第一轴向流体通道的全部的总横截面积(A)和/或所述至少一个第二轴向流体通道的全部的总横截面积(B)能够是所述润滑膜的横截面积的10倍或更大。


6.根据前述权利要求中任一项所述的泵轴承保持器(29)，其中，所有所述至少一个第一轴向流体通道(45)的全部的总横截面积(A)大于0.5平方毫米。


7.根据前述权利要求中任一项所述的泵轴承保持器(29)，其中，所有所述至少一个第二轴向流体通道(47)的全部的总横截面积(B)大于0.5平方毫米。


8.根据前述权利要求中任一项所述的泵轴承保持器(29)，其中，所述至少一个第二轴向流体通道(47)的最大径向延伸尺寸(E2)低于300微米。


9.根据前述权利要求中任一项所述的泵轴承保持器(29)，其中，所述至少一个第一轴向流体通道(45)的数量(m)大于所述至少一个第二轴向流体通道(47)的数量(n)。


10.根据前述权利要求中任一项所述的泵轴承保持器(29)，其中，所述至少一个第二轴向流体通道(47)中的每个被形成为弧形槽，所述弧形槽具有基本上等于所述第二径向距离(D2)的弧半径。


11.根据权利要求10所述的泵轴承保持器(29)，其中，每个弧形槽在0.05至0.5弧度上延伸。


12.根据前述权利要求中任一项所述的泵轴承保持器(29)，其中，所述内部部段表面(53)包括沿周向方向的至少一个第一部分(57)和至少一个第二部分(59)，其中，所述至少一个第一部分(57)具有第一半径(r1)，并且所述至少一个第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·盖巴，
申请(专利权)人：格兰富控股联合股份公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK