用於流體的致流機
具有徑向密封間隙和固定耐磨環的用於流體的致流機
技術領域
本發明涉及根據技術方案1的前序部分的具有徑向密封間隙和以固定方式布置的耐磨環的用於流體的致流機和涉及根據技術方案8的前序部分的用於這種致流機的耐磨環。
背景技術
在致流機中，在葉輪和定子部件之間設定徑向密封間隙，這些徑向密封間隙通常設計成緊密在一起，以保持小的流損失。在500巴和更高的操作壓力的套用中，因在外側施加給級殼體的壓力和/或因各級殼體之間存在的軸向壓力差，殼體發生變形，定子部件遭受彎曲載荷，且定子部件發生顯著變形，尤其在第一和第二級。定子部件在葉輪的入口區域和泵軸的附近的變形通常產生以下結果，即徑向密封間隙在操作時變窄，且徑向密封間隙的間隙寬度在最狹窄處減小至其原始尺寸的一部分。
如果葉輪和定子部件在特定操作狀態下例如在致流機啟動時接觸，那么這可能導致定子部件和/或葉輪的過早磨損和密封間隙的不希望的變寬。如果流體包含固體，那么這可能又導致在狹窄的密封間隙內增加的磨損。由此變大的密封間隙會將致流機的效率損害至不能容忍的明顯程度。密封間隙的預防性加寬因此也並非經濟的解決方案。
如果主要軸向變形現象和因此根據致流機的實施例產生的定子部件的彎曲載荷，那么在間隙的軸向上間隔加寬或變窄。由於所採用的噴射效應可能導致不希望的流現象，其也導致效率的降低。致流機特性的不穩定可能產生更多負面效應。
為了應對密封間隙的不希望的加寬，由耐磨損材料製成的保護層和/或自支撐耐磨環因此被用於密封間隙中。這種耐磨環確實具有高耐磨損性；然而，因為它們的耐磨損性，它們僅能夠被製造成簡單的形狀。這種耐磨環的低彈性是另一缺陷。在高壓力下，定子部件的變形可能產生以下結果，即狹窄的密封間隙收縮至允許的程度以下或甚至跨接，可能導緻密封間隙的過早加寬或甚至在具有耐磨環的情況下損壞致流機。
發明內容
本發明的目的在於，提供一種用於流體的致流機，其包括位於定子部件和葉輪之間的徑向密封間隙，該致流機可用於500巴和更高的操作壓力，且不會因操作壓力造成密封間隙的過早加寬。本發明的另一目的在於提供一種用於這種致流機的耐磨環。
根據本發明，以上目的通過技術方案1限定的致流機和通過技術方案8限定的耐磨環達成。
根據本發明的用於流體的致流機包括徑向密封間隙，徑向密封間隙形成在致流機的定子部件和封閉的葉輪之間，以固定方式布置的至少一個耐磨環設定在密封間隙處，並具有面向葉輪的內側、外側和兩個軸向隔開的側表面。同心地延伸的凹部以徑向間隙或徑向切口的形式形成在耐磨環中，凹部起始於側表面之一，其軸向延伸超過耐磨環的軸向長度的五分之一，且耐磨環由金屬、硬金屬或陶瓷材料製成。此處，耐磨環的軸向長度始終理解為耐磨環的總的軸向長度。
致流機例如可為泵、離心泵、徑向流泵或渦輪，致流機或泵或渦輪能夠根據需要設計成用於大於240巴或大於360巴的操作壓力。耐磨環例如可通過冷縮配合或焊接連線或錫焊連線或螺紋連線或這些連線的組合連線於定子部件。在致流機的優選實施例變體中，耐磨環的外側在一側連線到定子部件上，而在耐磨環和定子部件之間在耐磨環的沿軸向的另一側形成有徑向間隙，該徑向間隙的軸向長度大於耐磨環的軸向長度的四分之一或三分之一。典型地，耐磨環中的凹部起始於耐磨環在外側連線至定子部件的一側。
在致流機的另一優選的實施例變體中，耐磨環布置在葉輪的入口，且因此通常耐磨環中的凹部也布置在葉輪的入口，耐磨環在此處圍繞葉輪。本發明進一步包括用於具有徑向密封間隙的用於流體的致流機的耐磨環，該徑向密封間隙形成在定子部件和封閉的葉輪之間，耐磨環具有使用時面向葉輪的內側、外側和兩個軸向隔開的側表面，耐磨環使用時設定成用於固定布置在密封間隙處。同心地延伸的凹部以徑向間隙或徑向切口的形式形成在耐磨環中，凹部起始於側表面之一，其軸向延伸超過耐磨環的軸向長度的五分之一，且耐磨環由金屬、硬金屬或陶瓷材料製成。此處，耐磨環的軸向長度始終理解成耐磨環的總的軸向長度。在優選實施例中，耐磨環一體成型。
耐磨環典型地是旋轉對稱的。在優選的實施例變體中，耐磨環在內側和/或在外側形成為圓柱形。在另一優選的實施例變體中，耐磨環的內側具有表面結構，該表面結構是例如周向設計的凹槽或滾花或蜂窩結構的形式，和/或耐磨環的內側被打磨或拋光。而且，凹部能夠在軸向延伸超過耐磨環的軸向長度的三分之一或二分之一。凹部通常在端部其橫截面是圓的，例如圓弧或半圓的形式。在另一優選的實施例中，耐磨環在外側具有減小的長度。
根據本發明的致流機和耐磨環具有以下優點：得益於形成在耐磨環中的凹部，耐磨環的彈性屬性可被改善。這在耐磨環由彈性相對較差的材料諸如硬金屬或陶瓷材料製成時尤其有益。得益於耐磨環的改善的彈性屬性，徑向和軸向變形現象在操作時得以補償，使得密封間隙被設計成比較緊密在一起，而在大於300巴的操作壓力下定子部件不變形，其中定子部件的變形會導致定子部件和/或葉輪過早磨損或甚至損壞。而且，通過根據本發明的耐磨環設計，可降低因定子部件的徑向和軸向變形造成的致流機特性的不穩定。
