用于立式泵的排放头和立式泵制造技术

本发明专利技术涉及用于立式泵的排放头和立式泵。具体地，提出了一种用于立式泵的排放头，其包括：用于安装排放头的基板；顶板；将基板与顶板连接在一起的至少一个支撑构件；用于传送流体的具有出口的排放管道，排放管道延伸穿过基板；以及用于接纳轴的内管，轴将驱动单元与立式泵的叶轮连接在一起，其中，内管沿轴向方向延伸并且在基板的区域中在排放管道内同轴地延伸，在交叉位置处穿过排放管道的壁并进一步延伸至顶板，其中，内管包括位于交叉位置和顶板之间的波纹管构件。此外，提出一种具有这种排放头的立式泵。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及根据相应的装置独立权利要求的前序部分的用于立式泵的排放头和立式泵。
技术介绍
立式泵已经成功地用于多种应用很长时间了。用于特定应用的立式泵通常根据使用者的具体要求被制造或者详细匹配特定需求。立式泵可被设计成单级泵和多级泵。它们通常浸入待泵送的液体容器中，从而使得至少纳入或吸入喇叭口与邻接的泵转子被浸入到待泵送的流体中，由此泵直接准备好进行操作。立式泵的一个越来越重要的使用领域是利用太阳能系统，尤其是利用聚光太阳能（CSP）系统产生能量。这些系统使用反射镜或透镜将在大区域中收集的阳光聚集到小区域上，在该处，阳光加热传热流体（HTF），所述传热流体用于例如产生用于驱动发电机的涡轮机的蒸汽。目前，一种优选的传热或储热流体是熔盐。这种CSP系统的典型设置包括将阳光聚集到中心塔顶部的多个太阳能收集器。存在用于熔盐的至少两个罐，即，冷罐和热罐。冷罐中的熔盐具有例如高至350℃的温度。熔盐从冷罐被泵送至中心塔顶部，在该处它被阳光加热，然后被移动到热罐，在该处熔盐通常具有高至600℃的温度。如果需要的话，热罐中的熔盐可存储上至若干天，而不会显著损失存储的热量。为了产生电力，将熔盐从热罐移动至例如蒸汽发生器，蒸汽发生器将热量从熔盐传递到水，以便产生蒸汽，蒸汽继而驱动与发电机连接的蒸汽涡轮机，以产生电能。熔盐从蒸汽发生器返回冷罐。为了在这种CSP系统中传送熔盐，使用立式泵，立式泵被安装到罐的盖上并且向下延伸到熔盐中。立式泵的典型设置包括具有入口和叶轮的泵送单元，叶轮用于传送熔盐并且浸入到熔盐的容器中。泵送单元通常连接到罐的盖，或连接到罐处的支撑结构，从而使得叶轮可浸入罐内的熔盐中。在罐的盖之上，安装有立式泵的排放头，排放头具有用于流体（即，熔盐）的出口。在排放头之上，设置有用于驱动轴的轴向轴承单元以及用于驱动叶轮的驱动单元。驱动单元通过驱动轴操作性地连接到叶轮，所述驱动轴在被布置在排放头和叶轮之间的管内延伸。高温和熔盐的特性是合适地设计立式泵的大挑战。为了解决环境、安全和维修问题，用于熔盐的立式泵通常被设计成无密封泵。无密封泵不使用填料密封件或机械密封件来防止过程流体，例如熔盐，泄漏到环境中，而是使用本领域已知的其他方法，例如，使用密封流体。因此，在无密封立式泵中，不存在与熔盐接触的填料密封件和机械密封件。另一个挑战是与环境温度和热瞬变相比相当大的热应力，该热应力是由熔盐的高至600℃的高温产生的。通常，用于熔盐的罐中的立式泵不会连续地排放熔盐，而是具有特别依赖阳光的可获得性的工作周期。因此，可能的是，立式泵空转若干小时，从而使得泵头部通过向环境放出热量而冷却下来。然后，泵的重新启动导致对排放头的热冲击。在另一方面，在操作期间，当泵的部件与熔盐处于热平衡时，在泵的既暴露于熔盐温度也暴露于环境温度的那些零件上产生大的温度梯度。这些作用在立式泵的部件上产生相当大的热负荷。本专利技术解决了由立式泵所传送的流体和立式泵的环境之间的高温度差导致的这些问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提出特别适合传送温度显著不同于环境温度的流体的用于立式泵的新排放头和立式泵。特别地，排放头和立式泵应该尤其适于传送很热的流体，如高至600℃的熔盐。本专利技术的满足此目的的主题由相应的独立权利要求的特征来描绘。因此，根据本专利技术，提出一种用于立式泵的排放头，其包括：用于安装所述排放头的基板；顶板；将所述基板与所述顶板连接在一起的至少一个支撑构件；用于输送流体的具有出口的排放管道，所述排放管道延伸穿过所述基板；以及用于接纳轴的内管，所述轴将驱动单元与所述立式泵的叶轮连接在一起，其中，所述内管沿轴向方向延伸并且在所述基板的区域中在所述排放管道内同轴地延伸，在交叉位置处穿过所述排放管道的壁，并且进一步延伸至所述顶板，其中，所述内管包括位于所述交叉位置和所述顶板之间的波纹管构件。本专利技术具体基于以下发现，即，尤其是内管的位于该内管穿过排放管壁的交叉位置和该内管与顶板连接的连接位置之间的部段被暴露于可致使内管弯曲的很高的热应力下。这种弯曲对内管与排放管的连接和内管与顶板的连接都具有很大应变。此外，所述弯曲还可导致其他部件（如基板、顶板和支撑构件）变形。通过在交叉位置和顶板之间设置波纹管构件，显著地释放了这种应变。波纹管构件的作用之一是其补偿了部件的不同热膨胀并由此显著减小了排放头中因温度差和热瞬变导致的高应力。已经发现，即使在经受由从泵的空转操作转变到传送操作（反之亦然）而导致的许多次热循环的情况下，根据本专利技术的排放头也具有显著增加的寿命。根据优选实施例，所述波纹管构件牢固地连接到所述顶板，例如通过焊接。有利地，波纹管构件在所述交叉位置和所述顶板之间的距离的至少一半上延伸，因为这使得能够很好地补偿不同的热膨胀。此外，已经发现，对减小热应力有利的是，所述排放管道具有沿所述轴向方向延伸的竖直部段，与竖直方向垂直地延伸的水平部段，以及将所述竖直部段与所述水平部段连接在一起的中间部段。从结构上看，所述中间部段优选相对于所述轴向方向以约45°的角度延伸。用于减小热应力的另一个优选措施是，所述至少一个支撑构件具有处于与所述轴向方向平行的平面中的主延伸部分。显然，支撑构件的这种定向在热性能方面优于径向定向，径向定向时支撑构件沿径向方向延伸，即，垂直于轴向方向。为了向顶板提供更坚固和均匀的支撑，实施例优选具有多个支撑构件，其中，每个支撑构件具有处于与所述轴向方向平行的平面中的主延伸部分。用于减小热应力的另一有利措施是，提供用于所述排放管道的排放支撑件，所述排放支撑件牢固地连接到所述基板，并且具有处于与所述轴向方向平行的平面中的主延伸部分。优选地，所述排放支撑件不接触所述顶板，以避免顶板和排放支撑件之间的直接热传递。为减小热应力，更优选的是，所述排放支撑件仅连接到所述基板和所述排放管道的所述水平部段。根据优选实施例，排放头具有终止于所述内管中用于将密封介质供应到所述内管的供应管路。通过向内管提供密封介质，确保了立式泵所传送的流体不能穿过内管，例如向上到达填料函或轴向轴承。此外，本专利技术提出了一种用于传送流体的立式泵，其包括：具有入口和用于传送所述流体的叶轮的泵送单元；用于所述流体的具有出口的排放头；用于旋转所述叶轮的驱动单元；沿轴向方向延伸并且将所述驱动单元与所述叶轮连接在一起的轴，其中，根据本专利技术设计所述排放头。在优选实施例中，立式泵具有轴向轴承单元，所述轴向轴承单元具有用于所述轴的轴向轴承，其中，所述轴向轴承被安装到所述排放头的所述顶板，并且其中，马达单元被安装到所述轴向轴承单元。由于根据本专利技术设计的排放头，立式泵优选被设计用于传送至少250℃的热流体，具体是用于传送熔盐。根据优选应用，立式泵被设计成并且适合被安装到太阳能系统中用于熔盐的罐，或被安装到所述罐处的支撑结构。以使得立式泵可被安装在罐上方并且立式泵的轴延伸到罐中的方式来设计支撑结构。在从属权利要求中，本专利技术的其他有利措施和实施例将变得显而易见。附图说明下面将参照附图更详细地解释本专利技术。在示意图中示出了：图1：根据本专利技术的排放头的实施例的立体剖视图，图2：根据本专利技术的立式泵的实施例的剖视图，图3：图2所示的立式泵的排放头的放大剖视图，以及图4：图2所示的立式泵的排放头的顶视图。在附图中，相应的相同零件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于立式泵的排放头，包括：用于安装所述排放头的基板（11）；顶板（12）；将所述基板（11）与所述顶板（12）连接在一起的至少一个支撑构件（13）；用于输送流体的具有出口（16）的排放管道（15），所述排放管道（15）延伸穿过所述基板（11）；以及用于接纳轴（4）的内管（17），所述轴（4）将驱动单元（3）与所述立式泵的叶轮（21）连接在一起，其中，所述内管（17）沿轴向方向（A）延伸并且在所述基板（11）的区域中在所述排放管道（15）内同轴地延伸，在交叉位置（18）处穿过所述排放管道（15）的壁，并且进一步延伸至所述顶板（12），其特征在于，所述内管（17）包括位于所述交叉位置（18）和所述顶板（12）之间的波纹管构件（19）。

【技术特征摘要】
2015.08.18 US 62/2065291.一种用于立式泵的排放头，包括：用于安装所述排放头的基板（11）；顶板（12）；将所述基板（11）与所述顶板（12）连接在一起的至少一个支撑构件（13）；用于输送流体的具有出口（16）的排放管道（15），所述排放管道（15）延伸穿过所述基板（11）；以及用于接纳轴（4）的内管（17），所述轴（4）将驱动单元（3）与所述立式泵的叶轮（21）连接在一起，其中，所述内管（17）沿轴向方向（A）延伸并且在所述基板（11）的区域中在所述排放管道（15）内同轴地延伸，在交叉位置（18）处穿过所述排放管道（15）的壁，并且进一步延伸至所述顶板（12），其特征在于，所述内管（17）包括位于所述交叉位置（18）和所述顶板（12）之间的波纹管构件（19）。2.如权利要求1所述的排放头，其中，所述波纹管构件（19）牢固地连接到所述顶板（12）。3.如前述权利要求中任一项所述的排放头，其中，所述波纹管构件（19）在所述交叉位置（18）和所述顶板（12）之间的距离的至少一半上延伸。4.如前述权利要求中任一项所述的排放头，其中，所述排放管道（15）具有沿所述轴向方向（A）延伸的竖直部段（151），与竖直方向（A）垂直地延伸的水平部段（152），以及将所述竖直部段（151）与所述水平部段（152）连接在一起的中间部段（153）。5.如权利要求4所述的排放头，其中，所述中间部段（153）相对于所述轴向方向（A）以约45°的角度延伸。6.如前述权利要求中任一项所述的排放头，其中，所述至少一个支撑构件（13）具有处于与所述轴向方向（A）平行的平面中的主延伸部分（E）。7.如前述权利要求中任一项所述的排放头...

【专利技术属性】
技术研发人员：J戈顿，
申请(专利权)人：苏尔寿管理有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH