CN101832272B - 多级离心泵组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多级离心泵组，其以相同的构造方式一方面可制造有铸造部件，另一方面可制造有用板材构成的不锈钢内衬，所述离心泵组具有轴承支座(13)，其构造为并适用于连接铸造壳体部件(12)以及容置由不锈钢制成的板内衬。

Description

多级离心泵组

技术领域

本发明涉及一种多级离心泵组。

背景技术

所述多级离心泵组特别是这种具有水平轴(即，在运行时马达和泵并排设置)的离心泵。这种设备很久之前就是现有技术并且例如由Grundfos公司以产品系列CH和CHN制造并销售。其由电动马达和与该电动马达连接的单级或多级离心泵组成，其中马达的马达壳体与泵壳体连接并且在泵壳体与马达壳体之间设有轴承支座，该轴承支座容置一个轴的轴承，该轴在马达侧支撑转子并且在泵侧支撑多个叶轮，所述叶轮设置在泵腔中。所述轴承支座构成为马达壳体的部件、或泵壳体的部件、或马达壳体及泵壳体的部件。

前述产品系列CH和CHN的本质区别在于，在产品系列CH中，端侧的泵壳体部件由铸件制成，而在产品系列CHN中，泵的所有流体导引部件由不锈钢板材构成或由不锈钢制成。除了驱动马达之外，这两种产品系列具有多种相同的部件，典型地如叶轮(kreiselrad)以及由板材构成的包括各级导向装置的泵腔，但是也具有多种不同的部件。

发明内容

在此背景下，本发明的目的在于，提供这种类型的多级离心泵组，其通常制成为具有两种结构变型，并且可成本低廉地制造。

本发明的目的通过具有以下给出特征的离心泵组来解决。在下面的说明以及附图中还给出了本发明的有利的设计方案。

根据本发明的多级离心泵组具有马达壳体、与该马达壳体连接的泵壳体、以及轴承支座，该轴承支座可构成为马达壳体的部件或泵壳体的部件或马达壳体及泵壳体两者的部件，并且容置一个轴的轴承，该轴在马达侧支撑转子并且在泵侧支撑多个叶轮，所述叶轮设置在泵腔中。根据本发明，轴承支座构造为选择性地容置具有泵的压力管接头(Druckanschluss)的铸造壳体部件或由板材制成的内衬部件，即用作内衬的部件。

本发明的基本构思在于，增加两种泵产品系列的相同部件的数目，从而节省制造成本。其中，根据本发明，制造成本相对较高的、构成轴承支座的部件构造成，能够选择性地容置与该部件连接的、具有泵的压力管接头的铸造壳体部件或由板材制成的内衬部件，而能够同样地用于两种产品系列。因为根据本发明这两种产品系列能够被制造为具有相同的轴承支座，因此减少了部件的多样性，由此能够降低制造成本、存储成本等。

有利的是，根据本发明的轴承支座在泵侧具有第一支撑环，该第一支撑环构造并设置为对应于支撑区域，特别是泵腔的外径。所述支撑区域设置为特别用于由不锈钢制成的内衬的变型，此内衬的变型在所述区域中(即泵腔的外径区域中)需要支座(Widerlager)，以便其能够彼此挤压地密封和固定。

有利的是，轴承支座在泵侧具有第二支撑环，该第二支撑环位于第一支撑环内并且在内部支撑内衬部件。该内衬部件通常由相对较薄的不锈钢板材制成并且在此区域中需要另一个支撑件，因为在该区域中通常要承受能够导致相对较大压力的最后泵级的压力。为了相应地避免较大的板厚度，有利的是对内衬进行相应的支撑。

优选的是，第一支撑环或第二支撑环不仅构造为用于支撑，而且还构造为用于对内衬部件或铸造部件进行定心，以便将所述部件相对于马达和泵的共同转动轴线设置在其规定的位置。

根据本发明的优选改进方案，轴承支座在泵侧设有第三支撑环，该第三支撑环设置在第一及第二支撑环内并且轴向支撑滑环密封件的静态部件。这种构造特别对于由不锈钢板材制成的内衬的产品系列是有利的，在该产品系列中由板材形成的这类支撑件成本较高。

优选的是，在轴承支座中并且在第一支撑环之外设有朝向泵开口的槽，该槽用于形状配合地容置模制在铸造部件中的定心件或使内衬部件相对于至少一个壳体护套密封的密封件，内衬部件及壳体护套的端部接合到所述槽中。轴承支座中的所述朝向泵开口的槽还具有视连接部件而定的不同的功能。在连接铸造部件时，所述朝向泵开口的槽用于容置模制在铸造部件上的定心件，特别是定心环，而在由不锈钢板材制成内衬的结构形式中，所述槽至少还用于设置密封件，该密封件使得内衬部件至少相对于壳体护套密封，必要时也可相对于轴承支座自身密封。其中，有利地，内衬部件和壳体护套在包含有密封件的情况下接合到所述槽中。

特别有利的是，根据本发明的改进方案，内衬部件的径向外端部成型为构建有用于容置密封环的一部分的空间，特别是槽，密封件(通常是O形圈)位于所述槽中。这种结构特别在装配工艺方面具有有利之处，因为密封件可以自由接触地设置在内衬部件的径向向外开口的槽中，以此***到轴承支座中的朝向泵开口的槽中，密封件在轴承支座中实际上不再是可接触的。

通常由不锈钢板材构成的壳体护套在远离马达的一侧通过端侧内衬封闭。由壳体护套和端侧内衬构成的这种结构优选形成为盆状，其中内衬构成为盆底(Topfboden)。这种部件特别有利的是构造为一体件，优选构造为深冲板件，这能够在大批量生产中低成本地被制造。所述部件的单件化在装配性和密封性方面也具有特殊的优势。

根据本发明的有利改进方案，端侧内衬由端侧的(例如由铸件构成的)支撑体支撑。这种支撑体能使内衬自身仅必须接受完全有限的力，由此可以用相对较薄的板材成本较低地制造。由于支撑体不应该与输送介质接触，所以根据本发明的设置，在端侧内衬中，优选在中心处设有由不锈钢制成的吸入套管，该吸入套管被导引穿过支撑体。这种吸入套管可以由板材构成或者通过由不锈钢制成的特殊的环形部件构成，其通过焊接与内衬的其他部分密封且固定地连接。

有利的是，壳体护套与泵腔间隔开地设置并且壳体护套具有泵的压力管接头。由此，最后的泵级与壳体护套的内部呈流体导通地连接，在该壳体护套上设置有泵的通常构造为压力套管的压力管接头。

为了将多个带有环绕护套的单个泵级固定接合到轴承支座与端侧的支撑体之间，根据本发明还设有牵拉装置(Zugmittel)，该牵拉装置在泵腔与壳体护套结合的情况下连接端侧的支撑体与轴承支座。这种牵拉装置通常为螺栓(例如膨胀螺栓(Dehnschrauben))，以使前述部件夹紧在它们之间。

为了确保在由板材形成内衬的变型中可靠地支撑泵腔，根据本发明，端侧的支撑体具有：外支撑环，其构造并设置为对应于支撑区域，特别是泵腔的外径；以及至少一个内支撑环和/或一个内支撑面，该内支撑环在吸入套管周围的区域中支撑内衬。必要时可以设置其他的支撑面。

有利的是，泵腔夹紧在支撑体与轴承支座之间，但是在这种板结构(例如其通过泵腔和周围的护套构成)中，应该注意的是，压紧力仅在其应该作用的位置起作用，而且不会导致板部件的变形。因此，根据本发明的改进方案，端侧的支撑体在与壳体护套对齐的区域中构造有用于所述壳体护套或用于端侧内衬的自由空间。所述自由空间确保在壳体护套上不会被施加夹紧力，而是仅在泵腔上施加夹紧力。

对于不形成内衬的变型，根据本发明的改进方案设置为，泵腔在具有泵的吸入管接头的端侧的铸造部件与铸造壳体部件之间通过牵拉装置夹紧，其中所述铸造壳体部件优选通过螺纹固定在轴承支座上。

附图说明

下面借助在附图中示出的实施例对本发明进行详细说明。其中：

图1为第一产品系列的三级离心泵组的非常简化的示意性纵向剖视图；

图2为图1所示的轴承支座的详细放大图；

图3为由不锈钢板材形成内衬的产品系列的三级离心泵组的非常简化的示意性纵向剖视图；

图4为图3所示的轴承支座的详细放大图；以及

图5为图3所示的端部侧的支撑体的详细放大图。

其中，附图标记说明如下：

1 马达

2 马达壳体

3 马达轴

4 转子

5 风扇叶轮

6 泵轴

7 叶轮

8 泵腔

9 吸入管接头

10 铸造部件

11 压力管接头

12 铸造壳体部件

13 轴承支座

14 滚珠轴承

15 密封环

16 自由空间

17 通道

18 挡圈

19 第一外支撑环

20 支撑面

21 第二支撑环

22 另一支撑环

23 第三支撑环

24 滑环密封件25的固定环

25 滑环密封件

26 槽

27 定心环

28 内衬部件

29 内衬部件28的槽

30 O形圈

31 壳体护套

32 端侧内衬

33 套管

34 端侧的支撑体

35 外支撑环

36 内支撑环

37 支撑面

38 周向的自由空间

39 装填开口

具体实施方式

图1和图3所示的三级离心泵组具有马达1，该马达1具有马达壳体2，在所述马达壳体2中设置有马达轴3，该马达轴3支撑转子4，并且在一端(附图中为左侧)支撑风扇叶轮5，在另一端与泵轴6抗扭地连接，该泵轴6支撑三个泵叶轮7，泵叶轮7分别在泵腔8中运行并且以公知的方式如在多级泵中常见的方式呈流体串联连接。

在根据图1和图2的实施方式中，泵腔8结合在端侧具有吸入管接头9的铸造部件10与具有泵的压力管接头11的铸造壳体部件12之间。泵腔8通过图中未示出的夹紧螺栓(Spannschrauben)结合在所述部件10与12之间。铸造壳体部件12通过螺栓固定在轴承支座13上，该轴承支座13又旋紧在马达壳体2上。

特别如图2所示，轴承支座13的朝向马达1的一侧支撑滚珠轴承14，马达轴3的泵侧端部通过该滚珠轴承14可转动地被支承，该泵侧端部在该区域中与泵轴6抗扭地连接，该泵轴6设置在马达轴3的泵侧端部中的盲孔中。轴承支座13支撑固定的密封环15，该密封环15通过O形圈相对于轴承支座13径向密封，并且该密封环15的朝向马达的端侧密封贴靠在滚珠轴承14的位于马达轴3上的内环的转动轴侧处。密封环15设置在轴承支座13的自由空间16中，该自由空间16通过通道17与马达和泵周围的外部环境连接。在所述自由空间16中设置有转动的挡圈(Schleuderring)18，该挡圈18的内侧相对于泵轴6密封并且在此处阻挡可能从马达1沿轴6溢出的液体。

轴承支座13在指向泵的一侧具有第一外支撑环19，该第一外支撑环19近似与泵腔8的外径对齐地(fluchtend)设置，并且在根据图1和图2的结构变型中贴靠在铸造壳体部件12的相应的支撑面20上。

轴承支座13具有第二支撑环21，该第二支撑环21与第一支撑环同心地设置，并且沿轴向朝向泵突出。在根据图1和图2的结构变型中，所述第二支撑环21不起作用并且与铸造壳体部件12间隔开。在轴承支座13上，在第二支撑环21内同心地设置有另一支撑环22，该支撑环22设置成相对于第一支撑环和第二支撑环向后缩进并且贴靠在铸造壳体部件12的相应的对置面

上。第三支撑环23设置在前述支撑环19、21和22内并且包围泵轴6。所述第三支撑环23用于轴向支撑滑环密封件25的固定环24。所述固定环24通过O形圈相对于铸造壳体部件12的相应的内侧径向密封。

此外，轴承支座13在其外周边附近具有环形槽26，定心环27的径向内表面接合到所述环形槽26中并且径向贴靠在所述环形槽26上，所述定心环27模制在铸造壳体部件12上朝向马达的一侧。

在参照图3至图5所示出的结构变型中，马达1和轴承支座13及朝向马达结合于轴承支座内的组件构造为与前述的相同，因此也使用相同的附图标记。该泵同样为三级泵并且其功能与前述的相同，但是区别之处在于，所有的液体导引部件如果不是如叶轮7和泵腔8一样由不锈钢制成，就是由金属板形成为内衬。在这种结构实施方式中，成型为盘片(Blechscheibe)形式的内衬部件28连接至轴承支座13的泵侧。内衬部件28具有轴向延伸的内部环形区段，所述内衬部件28通过该环形区段贴靠在第三支撑环23的外周边上，但是所述内衬部件28在泵侧进一步轴向延伸并在那里容置滑环密封件25的固定环24，该固定环24轴向支撑在第三支撑环23上并且通过O形圈相对于内衬部件28的环形区段密封。内衬部件28从固定环24的外周边延伸，随后径向向外延伸，在那里内衬部件28贴靠到另一个支撑环22上。内衬部件28从此处进一步径向向外延伸并且同时沿轴向朝向泵转向，以便随后被支撑在第二支撑环21上。内衬部件28径向向外延伸过第二支撑环21，并且以与该第二支撑环21间隔开的方式向后朝向马达缩进，从而安置在第一外支撑环19的区域中，并且安置在泵腔8的外侧。内衬部件28从此处径向向外并指向泵，以便随后弯折约180°并形成在外周边上径向延伸的、向外开口的槽29。在该槽29中设置有O形圈30，该O形圈30径向向外突出并且在此处相对于壳体护套31的马达侧端部密封，该壳体护套31与内衬部件28的形成槽状的区段一同结合到轴承支座13的槽26中。特别如图4所示，内衬部件28的构型设计成，O形圈30相对于由壳体护套31和泵腔8的外侧构成的压力空间(Druckraum)进一步封闭。外支撑环19的外周边同时构成用于内衬部件28的定心环。

壳体护套31以一定间隔包围泵腔8并且与邻近马达1的第三泵腔8的压力侧连接。泵的压力管接头11从壳体护套31引出，该压力管接头11在此处构造为压力套管(Druckstutzen)。壳体护套31基本上呈圆柱形，并且其远离马达1的泵侧端部与端侧内衬32连接，该内衬32具有中心凹槽，构成泵的吸入管接头9的套管33结合在所述凹槽中。

套管33由不锈钢构成并且通过焊接与内衬32密封且固定地连接。端侧

内衬32和壳体护套31构造为盆状并且通过深冲(Tiefziehen)制造。板结构，特别是端侧内衬32由端侧的支撑体34机械地被支撑，该支撑体34通过未示出的拉杆(Zuganker)与轴承支座13连接并且由铸件制成。套管33穿过支撑体34的中心，并且支撑体34通常具有：外支撑环35以及内支撑环36，该外支撑环35设置为对应于支撑区域(即泵腔8的外径)，该内支撑环36的内侧环绕套管33。此外，在内支撑环36与外支撑环35之间设有相对于内支撑环36向后缩进的、指向外支撑环35的支撑面37，端侧内衬32贴靠在所述支撑面37上。端侧的支撑体34不仅在自由端面的区域中而且特别是在泵腔8贴靠的区域中支撑端侧内衬32。此外，外支撑环35的径向外侧用于对端侧内衬32进行定心。

装填开口39***支撑面37中，该装填开口39可通过塞子(Verschlussstopfen)密封地封闭。不仅所述装填开口39穿过端侧内衬32，而且在端侧的支撑体34中还设有与所述装填开口39近似对齐的相应变宽的凹槽，从而确保开口的可接近性

所述装填开口39用于在开始运转之前用液体填充泵。

端侧的支撑体34径向延伸出壳体护套31之外，在此处设置有(未示出的)拉杆。在壳体护套31的区域中以及径向向内指向直至泵腔8的外周边的区域中，并且在端侧的支撑体中，设有环形的自由空间38，以便在所述区域中没有力施加到壳体护套31上。

Claims (21)

1.一种多级离心泵组，具有马达壳体（2）和与该马达壳体连接的泵壳体以及轴承支座（13），该轴承支座容置用于轴（3）的轴承（14），该轴在马达侧支撑转子（4）并在泵侧支撑多个叶轮（7），所述叶轮设置在泵腔（8）中，其特征在于，所述轴承支座（13）构造为选择性地容置具有泵的压力管接头（11）的铸造壳体部件（12）或由板材制成的内衬部件（28）；并且所述轴承支座（13）具有用于支撑所述铸造壳体部件（12）或内衬部件（28）的支撑环（19，21）和定心件（27）。

2.如权利要求1所述的多级离心泵组，其特征在于，所述轴承支座（13）在泵侧具有第一支撑环（19），该第一支撑环构造并设置成对应于支撑区域。

3.如权利要求2所述的多级离心泵组，其特征在于，所述轴承支座（13）在泵侧具有第二支撑环（21），该第二支撑环位于该第一支撑环（19）内并且在内部支撑所述内衬部件（28）。

4.如权利要求3所述的多级离心泵组，其特征在于，所述第一支撑环（19）或所述第二支撑环（21）构造为用于所述内衬部件（28）或所述铸造壳体部件（12）的定心环。

5.如权利要求3所述的多级离心泵组，其特征在于，所述轴承支座（13）在泵侧具有第三支撑环（23），该第三支撑环设置在所述第一支撑环（19）及所述第二支撑环（21）内并且轴向支撑滑环密封件（15）的静态部件（24）。

6.如权利要求1所述的多级离心泵组，其特征在于，所述轴承支座（13）在泵侧具有第一支撑环（19），该第一支撑环构造并设置成对应于所述泵腔（8）的外径。

7.如权利要求2、3或6所述的多级离心泵组，其特征在于，在所述轴承支座（13）中并且在所述第一支撑环（19）之外设有朝向泵开口的槽（26），该槽用于形状配合地容置模制于所述铸造壳体部件（12）中的定心件（27），或使所述内衬部件（28）相对于至少一个壳体护套（31）密封的密封件（30），其中所述内衬部件（28）及所述壳体护套（31）的端部接合到所述槽（26）中。

8.如权利要求1-6中任一项所述的多级离心泵组，其特征在于，所述内衬部件（28）的径向外端部成型为构建有用于容置密封环（30）的一部分的空间。

9.如权利要求8所述的多级离心泵组，其特征在于，所述空间为槽（29）。

10.如权利要求7所述的多级离心泵组，其特征在于，所述壳体护套（31）在远离马达（1）的一侧通过端侧内衬（32）封闭。

11.如权利要求10所述的多级离心泵组，其特征在于，所述壳体护套（31）和所述端侧内衬（32）构造为盆状并构造成一体件。

12.如权利要求11所述的多级离心泵组，其特征在于，所述壳体护套（31）和所述端侧内衬（32）构造为深冲板件。

13.如权利要求10所述的多级离心泵组，其特征在于，所述端侧内衬（32）由端侧的支撑体（34）支撑。

14.如权利要求13所述的多级离心泵组，其特征在于，所述端侧内衬（32）具有吸入套管（33），所述吸入套管（33）穿过所述支撑体（34）。

15.如权利要求7所述的多级离心泵组，其特征在于，所述壳体护套（31）与所述泵腔（8）相间隔地设置，并且所述壳体护套（31）具有该泵的压力管接头（11）。

16.如权利要求13所述的多级离心泵组，其特征在于，设有牵拉装置，该牵拉装置在所述泵腔（8）与所述壳体护套（31）结合的情况下连接所述端侧的支撑体（34）与所述轴承支座（13）。

17.如权利要求13所述的多级离心泵组，其特征在于，所述端侧的支撑体（34）具有外支撑环（35）以及至少一个内支撑环（36）和/或内支撑面（37），该外支撑环（35）构造并设置成对应于支撑区域。

18.如权利要求13所述的多级离心泵组，其特征在于，所述端侧的支撑体（34）具有外支撑环（35）以及至少一个内支撑环（36）和/或内支撑面（37），该外支撑环（35）构造并设置成对应于所述泵腔（8）的外径。

19.如权利要求13所述的多级离心泵组，其特征在于，所述端侧的支撑体（34）在与所述壳体护套（31）对齐的区域中设有用于所述壳体护套（31）或用于所述端侧内衬（32）的自由空间（38）。

20.如权利要求1-6中任一项所述的多级离心泵组，其特征在于，所述泵腔（8）在具有泵的吸入管接头（9）的端侧铸造部件（10）与所述铸造壳体部件（12）之间通过牵拉装置夹紧，其中所述铸造壳体部件（12）固定在所述轴承支座（13）上。

21.如权利要求20所述的多级离心泵组，其特征在于，所述铸造壳体部件（12）螺纹固定在所述轴承支座（13）上。

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