[發(fā)明專利]具有位于葉輪內(nèi)的電磁聯(lián)軸器的葉片泵

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280065662.6
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN104024644A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 威廉·R·布蘭克梅爾;拉多薩夫·特爾尼尼科
• 申請（專利權(quán)）人: 皮泊弗羅制造公司
• 主分類號: F04D13/06
• 分類號: F04D13/06
• 代理公司: 北京市聯(lián)德律師事務(wù)所 11361
• 代理人: 易詠梅;徐滿霞

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2011年11月30日提交的美國專利申請No.13/340,791的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，該申請的公開內(nèi)容均通過引用全部結(jié)合在本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總地涉及葉片泵或者離心泵，更具體地說，涉及具有電磁聯(lián)軸器的葉片泵。

背景技術(shù)

在許多泵送應(yīng)用中，理想的是避免密封件的轉(zhuǎn)動。葉片泵已發(fā)展成具有電磁聯(lián)軸器，該泵利用由非接觸式電磁聯(lián)軸器在徑向磁體取向上驅(qū)動的葉輪。這種泵通常被稱為非密封的，但實際上這種泵包括被靜密封所密封的筒體所隔開的靜止聯(lián)軸器和旋轉(zhuǎn)聯(lián)軸器。電磁耦合的葉片泵通常包括下面三種中的一種類型：緊耦合泵、泵與電機由隔熱物隔離、立式液下泵。

緊耦合型電磁耦合葉片泵具有一個電磁聯(lián)軸器，該聯(lián)軸器安裝在葉輪背后的位置。該種類型的葉片泵被稱為具有懸臂式葉輪設(shè)計的泵。懸臂式葉輪設(shè)計具有安裝在電磁聯(lián)軸器前方并與電磁聯(lián)軸器隔開的葉輪。泵及電磁聯(lián)軸器驅(qū)動的支撐框架通常安裝在共用的基板上。除了還具有通過隔熱空氣空間與葉輪隔開的電磁聯(lián)軸器外，具有被隔熱物分隔的泵和馬達的葉片泵在一定程度上與緊耦合型電磁耦合葉片泵相似。除了葉輪安裝在垂直軸的下端外，立式液下型電磁耦合葉片泵在一定程度上與緊耦合型泵的構(gòu)造相似。驅(qū)動部分利用電磁聯(lián)軸器向軸和葉輪傳輸動力。

徑向電磁聯(lián)軸器在每一種上述葉片泵中都是通用的，其又被稱為動力或者離心泵。徑向電磁聯(lián)軸器包括三個主要部件：靜止聯(lián)軸部件，諸如具有多個電磁體的定子；旋轉(zhuǎn)聯(lián)軸部件，諸如具有多個磁體的永久型或感應(yīng)型轉(zhuǎn)子；以及封閉筒體，諸如將靜止聯(lián)軸部件與旋轉(zhuǎn)聯(lián)軸部件相隔離并形成泵送流體室的四周的護罩或者分隔體。該筒體通常與諸如外部磁體或外部轉(zhuǎn)子等的靜止部件的殼體相連接，而多個永久磁體位于其內(nèi)表面。

徑向電磁聯(lián)軸器利用對靜止部件中的電磁體按照旋轉(zhuǎn)順序供電的控制器形成旋轉(zhuǎn)磁場。旋轉(zhuǎn)部件的磁場與靜止部件的旋轉(zhuǎn)場相對準(zhǔn)并實現(xiàn)同步，因此，促使旋轉(zhuǎn)部件與靜止部件的旋轉(zhuǎn)場一起轉(zhuǎn)動，并驅(qū)動泵的葉輪，譬如轉(zhuǎn)子。但是，內(nèi)電磁聯(lián)軸器部件與外電磁聯(lián)軸器部件在物理上彼此不接觸，并且，旋轉(zhuǎn)組件在被筒體隔開的、與靜止部件相隔離的環(huán)境中進行旋轉(zhuǎn)。

徑向電磁聯(lián)軸器具有兩種結(jié)構(gòu)，“內(nèi)驅(qū)”與“外驅(qū)”構(gòu)型。大部分的葉片泵的徑向電磁聯(lián)軸器都具有外驅(qū)結(jié)構(gòu)，其中，靜止部件要比旋轉(zhuǎn)部件要大，并位于泵送流體室的外部。在這樣的結(jié)構(gòu)中，內(nèi)旋轉(zhuǎn)部件要比靜止部件小，并位于泵送流體室內(nèi)且與葉輪相連。封閉筒體形成了泵送流體室的邊界，流體室位于筒體的內(nèi)部。

盡管不常見，有些泵具有內(nèi)驅(qū)結(jié)構(gòu)，其利用同樣的三類通用部件，但是作用卻是相反的。在具有內(nèi)驅(qū)設(shè)置的情況下，靜止部件要比旋轉(zhuǎn)部件要小，并位于泵送流體室的外部。相應(yīng)地，旋轉(zhuǎn)聯(lián)軸部件比靜止部件大并位于泵送流體室的內(nèi)部。旋轉(zhuǎn)部件也與葉輪相連。封閉筒體也形成泵送流體室的邊界，流體室位于筒體的外部。發(fā)明人所知悉的所有的內(nèi)驅(qū)電磁葉片泵的葉輪相對于電磁聯(lián)軸器的位置具有常見的構(gòu)型，即葉輪軸向置于電磁聯(lián)軸器的前方。

由于將葉輪位于電磁聯(lián)軸器的前方，這種內(nèi)驅(qū)泵具有若干缺點?？紤]到葉輪的軸向空間是分開的并且位于電磁聯(lián)軸器的軸向空間之前，因此，泵較大。較大的泵進一步需要更大及更昂貴的部件、大體積的安裝空間，而且這些泵也更重且不易操作。內(nèi)驅(qū)泵也經(jīng)常會出現(xiàn)葉輪推力不均衡的問題。由于排放壓力作用于較大的葉輪后表面上的較高的排放壓力，葉輪受到高的向前的推力負載。

現(xiàn)有技術(shù)中的泵也往往具有額外的內(nèi)腔，流體會滯留在這些內(nèi)腔中，并且在使用間隙需要對內(nèi)腔進行沖洗。此外，因為筒體并非與通過進口流入泵內(nèi)的進入冷卻液直接接觸，因此現(xiàn)有技術(shù)中的泵無法對定子或筒體進行很有效的冷卻。當(dāng)筒體由導(dǎo)電材料制成時，筒體的冷卻對于這種泵非常的重要，因為這種材料在電磁聯(lián)軸器旋轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生渦流加熱。

大部分的現(xiàn)有的內(nèi)驅(qū)動電磁耦合泵設(shè)計具有能夠使少量泵送的流體從高壓區(qū)域(位于排放口附近)流到低壓區(qū)域(位于進口附近)的內(nèi)部再循環(huán)通道。該再循環(huán)通道具有三方面作用：避免泵內(nèi)滯留或者固體聚集；改善葉輪支撐軸承的冷卻和/或潤滑；以及改善定子的冷卻。

現(xiàn)有的再循環(huán)通道的具體設(shè)計在不同的泵中區(qū)別非常大，并融入了很多不同的局部設(shè)計。盡管如此，因為再循環(huán)通道需要經(jīng)過位于葉輪背后深處的電磁腔，所以他們往往相當(dāng)復(fù)雜。內(nèi)部再循環(huán)通道經(jīng)常具有所有表面都是靜止的一些部分。這些靜止部分更容易允許產(chǎn)品滯留和/或固體聚集。