[实用新型]用于低温液体的旋转泵

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种具有泵驱动器的、被直接驱动的、用于低温液体的单级或多级旋转泵。

本实用新型特别涉及一种用于低温液体的旋转泵，其是具有泵驱动器的、被直接驱动的单级或多级泵，该泵包括用于泵的泵壳体和用于驱动电机的电机壳体。由于电驱动电机的电机轴直接、无变速比地(übersetzungslos，无传动地)在轴向延长部上与单级或多级泵的泵轴相连接，因此也被称为直接驱动。电机轴和泵轴通过位于泵壳体和电机壳体之间的中间部中的耦接件彼此连接。此外，驱动电机的电机轴在电机壳体中支承在至少两个轴承中。在本文中还用到了缩略后的术语“低温液体泵”，其始终是指泵和泵驱动器的组合体。

背景技术

这种低温液体泵部分是以水平设置的轴运行，部分是以垂直设置的轴运行。但是这种类型的泵大部分采用竖直设置的方式，在此，驱动电机设置在单级或多级泵的上方。

其应用范围通常是用于处理加工领域和运输由空气构成的液态气体，但并不仅限于此。当必须输送被严重污染的低温介质时会产生特殊的要求。本实用新型特别适用于后者所述的领域。

低温液体泵在材料的使用上也存在特殊的问题。这些问题一方面来自于在低温领域中的使用，另一方面也来自于待输送的介质本身。因此，原则上人们往往需要尝试使泵区域和电机区域彼此分开，以使待输送的低温介质不会影响驱动电机的功能和可靠性。为此，在电机轴和泵轴之间的耦接区域中设有密封装置，用以阻止低温介质渗入到电机腔室中。在这种情况下，就低温介质本身而言仅需要注意：例如为了投入使用而必须为低温液体泵特别配备液态氧。

但是在低温液体泵的领域中，公知的还有所谓的“无密封”技术方案，在这种技术方案中，位于电机腔室和泵腔室之间的密封装置仅用于避免低温液体侵入轴承区域中。此类技术方案的一个示例例如是由FivesCryogenie公司销售的“低温立式无密封电机泵”。该泵是一种具有润滑电机轴承的低温液体泵，其中，驱动电机是通过少量的待输送的低温介质来冷却的。低温介质气相地(Gas-Phase)位于电机壳体中，而其分流最终还会再次回流到低温介质的主流中。为了使电机壳体中的气相和泵壳体中的液相有效地保持分离，在泵轴上安装有迷宫式密封件。在中间部的区域中设有电加热器，一方面用于使电机轴承保持最佳的运行温度，另一方面也用于使低温液体泵能够在长时间停机的情况下保持在预备温度。这种类型的泵也适用于在极端条件下使用，例如使用在危险的液态气体中，但是这种泵不适用于低温氧气。

低温介质、特别是被严重污染的低温介质公知地对于润滑的电机轴承会产生影响。已经证实：常见的润滑剂通常会极其迅速地被出现在轴承区域中或浸入该区域的蒸汽至少部分地溶解。此外，低温介质的颗粒污染物可能会使所用的润滑剂变成无用的泥浆。这种现象基本上会在所有已知的用于电机轴承的润滑剂中发生，并在使用被特殊密封的润滑轴承期间表现出来。

专利文献JP2014020491A或CN202851630U提出了另一种技术方案。该方案涉及到一种用于液态气体的泵，在此不详细列出其类型，该泵具有在无润滑情况下使用的径向止推滚珠轴承(angular-contactballbearings，角接触球轴承)。在该技术方案中，球轴承的内座圈和外座圈均由不锈钢、特殊的工具钢、轴承钢或碳化钢制成，并且还会受到低温处理(低温硬化)。滚动体自身或者由上述相同的并同样受到低温处理的材料制成，或者由陶瓷制成。该技术方案理论上试图提高轴承的耐磨性，以便能够放弃使用润滑剂。但是在该文中并没有公开特别合适的用于实现特别优选的运转性能的材料配对。相反在说明书清楚地指出：在这种类型的轴承中可能会发生较大的温度差异。

最后，已经证实：由金属和陶瓷组成的材料组合在低温液体泵的无润滑球轴承中常常不能展现出充分的可靠性，因为特别是如果内座圈由陶瓷制成，当在运行中电机轴被加热时，内座圈有可能会破裂。此外，专利文献JP2014020491A提出的金属组合已知并不具有特别出色的滑动性能，因此在某些情况下可能会由于轴承区域中的摩擦而导致不可接受的加热。因此，特别是在考虑到会使用严重污染的低温介质并会由此增加不必要的磨损和不期望的加热的情况下，针对例如在专利文献JP2014020491A中所提出的、在电机轴承的区域中采用包括金属和陶瓷的材料混合是有所保留的。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于提出一种被直接驱动的、用于低温液体的单级或多级旋转泵，该泵具有泵驱动器，该泵结构非常简单，并且能够最大可能地减少在电机轴承上由于摩擦而导致的加热。