[发明专利]输送泵

说明书

本发明涉及一种输送泵，该输送泵带有可变转速的驱动装置，用于可计量的输送量分配，输送泵设计为单级离心泵，带有在泵壳体的转动轮空间中无密封间隙地回转布置的离心式结构的径向轮，用于在泵入口与泵出口之间输送流体。

在化学产业和制药产业的研究和开发领域中，需要比以往更快速、更低成本的开发。这些材料的生产要求更灵活、规模更小并且更环保的工艺。这导致使用这种工艺技术部件，该工艺技术部件以非常低的填充容积及连续的物料流量部分地进行操作。由于要求灵活地使用这些装置，所以整体装置与安装在其中的组件一起必须借助于特殊的净化剂具备较高的净化能力。

这种装置要求液体物料具有精确、恒定、可自由调节并且无脉动的容积流量。对于在每分钟0毫升到以升为单位每小时三位数的范围内高度精确、连续的容积流量，可使用微齿环泵和齿轮泵形式及隔膜泵和柱塞泵形式的正位移泵。由于待密封的、相对于彼此移动的部件之间摩擦的原因以及其脉动的输送流的原因，这种正位移泵具有可靠性差的不利之处。由此导致的维护费用及磨损件的成本及更换这些磨损件的成本对快速的研究和开发工作形成了阻碍，并显著地干扰了生产工艺。

WO 2005/052365A2公开了一种设计成密封式电泵(Spaltrohrmotorpumpe)的离心泵，用于超临界碳氢化合物的循环。驱动电机具有包括PEEK的密封壳，在该密封外壳中布置有转子，转子被高等级的钢罩保护。泵轴和驱动电机的陶瓷轴承由从输送流体的泵壳体中抽取的部分液流润滑。开放式构造的转动轮具有1英寸到2英寸之间的直径，而驱动转动轮的利用滚动轴承安装的、直流电机的转子具有1.5英寸到2英寸之间的直径。具有开放式转动轮的单级泵装置最大可达到60,000rev/min的转速。吸入连接件、输送连接件和转动轮之后的螺旋空间布置在外部泵壳体部分中，而内部泵壳体部分具有悬臂安装的转动轮及用于转速可调节的直流密封式电机(作为驱动电机)的紧固件。

由于泵与密封式电机之间复杂的流动路径，这种密封式电机结构具有缝隙较大的不利之处，严重地妨碍泵的清洗。因为部分输送流体永久地流经电机及其密封式空间，所以滚动轴承的摩擦热及密封式电机的热损失导致不容许的大量热量引入输送流体中。

本发明基于这些问题开发了泵单元，用于在化学制品、药品和/或化妆品组成部分的毫升的范围内输送并计量液体物料，对于具有不同特性的不同输送介质，能够精确、无脉动地设定的该泵单元的输送量可以在宽广的范围内变化，并且泵在该泵单元中可方便地进行清洗，以便于快速地更换产品。

问题通过下列带有可变转速的驱动装置的输送泵得以解决，该输送泵用于可计量的输送量分配，所述输送泵设计为单级离心泵，带有在泵壳体的转动轮空间中无密封间隙地回转布置的、离心式结构的径向轮，用于在泵入口与泵出口之间输送流体，所述径向轮连接到每分钟五位数的转数范围的、可变转速的驱动电机上，所述径向轮从中心接收流量，设有输送管道，并具有最大50mm的外直径，为用在具有连续输送量的工艺技术装置中，所述离心泵为部分负载的操作进行设计，所述离心泵的输送量位于0ml/min至3600ml/min的范围内，输送高度为20m至300m，所述转动轮空间的内直径设计成最大比所述径向轮的外直径大4％，密封件布置在所述转动轮空间与所述径向轮和/或径向轮的轴之间，所述转动轮空间在周围设有一个或多个泵出口管道，该出口管道相对于所述径向轮的外直径布置成锐角或相切。因此，实施了作为离心式结构的离心泵的计量泵，该计量泵设计为在部分负载操作点的区域内连续操作。计量泵的输送量的界限在0ml/min至3600ml/min的范围内，输送高度界限在20m至300m的范围内。转动轮在转动轮的空间内无接触地转动，并允许轮侧空间内的回流。这一点可保证转动轮无磨损的操作。另外，与所有适用的离心泵设计规定完全相反，该离心泵为极端情况下的部分负载而设计，其结果是较少的量可以无脉动地输送。

转动轮空间的直径设计成最大比布置在其中的径向轮的外直径大4％，并且转动轮空间设有一个或多个泵出口管道，出口管道相对于径向轮的外直径布置成锐角或相切。因此，离心泵的输送高度从一部分静压力获得，并从动压力形式的动态部分获得，其中静压力由于离心力的作用在转动轮空间内建立，而动压力在从转动轮空间到泵出口(为输送连接件或出口管道的形式)的过渡区内建立。动压力部分在转动轮空间的出口孔处达到最大值。将离心输送高度部分以及由动压力引起的输送高度部分一起加入泵的总输送高度可使这种泵产生较高的压力系数。