[发明专利]一种立式低温液体离心泵

说明书

本发明公开了一种立式低温液体离心泵，其特征在于，包括转动轴、处于室温环境的电机组件、处于低温环境的低温绝热防护结构及叶轮组件，所述电机组件包括支撑轴承、动密封结构和真空法兰，通过所述真空法兰隔离室温环境和低温环境，且所述真空法兰处设置所述动密封结构；所述电机组件的支撑轴承与所述转动轴一端配合，用于通过支撑轴承驱动所述转动轴转动；所述转动轴的另一端穿过所述动密封结构和所述真空法兰延伸至低温环境，与所述叶轮组件连接；所述叶轮组件包括叶轮和设置于叶轮前端的诱导轮；所述叶轮组件与所述真空法兰之间的转动轴外围设置所述低温绝热防护结构。本发明可以实现低漏热、高效率、高可靠性的效果。

技术领域

本发明涉及低沸点的低温液体的输送领域，涉及一种处于真空容器内的立式低温液体离心泵。

背景技术

低温液体主要是指液氮、液氢、液氦等温度低于120K的液化气体，由于沸点低、气化潜热小，所以不易获得及保存，远距离输送消耗较大。输送低温液体一般有加压及机械泵两种方案，通过提高压力来驱动液体输送的方案，要求设备提高承压等级，就会带来成本的增加及整个系统流程的改变，机械泵输送方案可以避免上述问题，但是要求机械泵有很好的性能。

现有低温流体离心泵大多应用于空分行业或其他非真空环境的大流量、低扬程，对漏热要求不是很严格的场合。针对低温流体在小流量、高扬程，对漏热要求较高的场合，研发的离心泵较少，而现有的技术中主要存在以下问题：1)整体结构方案的特点导致室温的热量大量进入低温液体中，造成低温液体消耗大，效率低；2)转动轴的支撑轴承置于低温环境，运行过程中机械摩擦产生的热量全部进入低温液体中，对低温液体的消耗较大，同时低温轴承存在寿命短、可靠性低、维护不便、造价高等问题；3)单纯采用部分流型式的叶轮，效率低；4)低温介质单一，适用范围小；5)方案太过笼统，没有进行具体细化结构。

申请公布号为CN106224246A的专利申请，其公开了一种真空冷箱用低漏热小型低温离心泵。此方案转动轴的支撑轴承置于低温环境靠近叶轮的位置，在运行中产生的摩擦热量绝大部分进入低温液体中，带来低温液体的大量消耗，产生大量的低温气体，因在室温与常温的过渡段未采用绝热防护结构，从而低温气体会向上扩散，在顶部真空法兰处有大量的对流换热，同时延伸到低温部分的转动轴采用实心结构，具有较大的传导漏热，在室温的部分会产生结霜与结露等现象，对室温的密封性能产生影响。

申请公布号为CN108716469A的专利申请，其公开了一种超低温的高速微漏热离心泵。此方案同样在低温环境靠近叶轮的地方设置支撑轴承，同样会使摩擦热量绝大部分进行低温液体中，带来低温液体的大量消耗。虽然在室温与常温的过渡段采用绝热防护结构，但是在顶部真空法兰处依然会有大量的低温气体泄漏进入室温电机内，产生对流换热。同时转动轴采用分体设计及金属与非金属材料连接的方案，决定了转动轴的机械稳定性降低。此外，其部分流叶轮型式设计决定了离心泵的效率降低。

因此需要提出一种新的方案来解决这些问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种适用于低温液体在小流量、高扬程的真空环境下，具有低漏热、高效率、高可靠性的立式低温液体离心泵。

本发明的技术方案为：

一种立式低温液体离心泵，其特征在于，包括转动轴、处于室温环境的电机组件、处于低温环境的低温绝热防护结构及叶轮组件，所述电机组件包括支撑轴承、动密封结构和真空法兰，通过所述真空法兰隔离室温环境和低温真空环境，且所述真空法兰处设置所述动密封结构；所述电机组件的支撑轴承与所述转动轴一端配合，用于通过支撑轴承驱动所述转动轴转动；所述转动轴的另一端穿过所述动密封结构和所述真空法兰延伸至低温环境，与所述叶轮组件连接；所述叶轮组件包括叶轮和设置于叶轮前端的诱导轮；所述叶轮组件与所述真空法兰之间的转动轴外围设置所述低温绝热防护结构。