用于低温液体的旋转泵的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种具有栗驱动器的、被直接驱动的、用于低温液体的单级或多 级旋转栗。
[0002] 本实用新型特别涉及一种用于低温液体的旋转栗，其是具有栗驱动器的、被直接 驱动的单级或多级栗，该栗包括用于栗的栗壳体和用于驱动电机的电机壳体。由于电驱动 电机的电机轴直接、无变速比地（Ubersetzungslos，无传动地）在轴向延长部上与单级或 多级栗的栗轴相连接，因此也被称为直接驱动。电机轴和栗轴通过位于栗壳体和电机壳体 之间的中间部中的耦接件彼此连接。此外，驱动电机的电机轴在电机壳体中支承在至少两 个轴承中。在本文中还用到了缩略后的术语"低温液体栗"，其始终是指栗和栗驱动器的组 合体。
【背景技术】
[0003] 这种低温液体栗部分是以水平设置的轴运行，部分是以垂直设置的轴运行。但是 这种类型的栗大部分采用竖直设置的方式，在此，驱动电机设置在单级或多级栗的上方。
[0004] 其应用范围通常是用于处理加工领域和运输由空气构成的液态气体，但并不仅限 于此。当必须输送被严重污染的低温介质时会产生特殊的要求。本实用新型特别适用于后 者所述的领域。
[0005] 低温液体栗在材料的使用上也存在特殊的问题。这些问题一方面来自于在低温领 域中的使用，另一方面也来自于待输送的介质本身。因此，原则上人们往往需要尝试使栗区 域和电机区域彼此分开，以使待输送的低温介质不会影响驱动电机的功能和可靠性。为此， 在电机轴和栗轴之间的耦接区域中设有密封装置，用以阻止低温介质渗入到电机腔室中。 在这种情况下，就低温介质本身而言仅需要注意：例如为了投入使用而必须为低温液体栗 特别配备液态氧。
[0006] 但是在低温液体栗的领域中，公知的还有所谓的"无密封"技术方案，在这种技术 方案中，位于电机腔室和栗腔室之间的密封装置仅用于避免低温液体侵入轴承区域中。此 类技术方案的一个示例例如是由Fives Cryogenie公司销售的"低温立式无密封电机栗"。 该栗是一种具有润滑电机轴承的低温液体栗，其中，驱动电机是通过少量的待输送的低温 介质来冷却的。低温介质气相地（Gas-Phase)位于电机壳体中，而其分流最终还会再次回 流到低温介质的主流中。为了使电机壳体中的气相和栗壳体中的液相有效地保持分离，在 栗轴上安装有迷宫式密封件。在中间部的区域中设有电加热器，一方面用于使电机轴承保 持最佳的运行温度，另一方面也用于使低温液体栗能够在长时间停机的情况下保持在预备 温度。这种类型的栗也适用于在极端条件下使用，例如使用在危险的液态气体中，但是这种 栗不适用于低温氧气。
[0007] 低温介质、特别是被严重污染的低温介质公知地对于润滑的电机轴承会产生影 响。已经证实：常见的润滑剂通常会极其迅速地被出现在轴承区域中或浸入该区域的蒸汽 至少部分地溶解。此外，低温介质的颗粒污染物可能会使所用的润滑剂变成无用的泥浆。这 种现象基本上会在所有已知的用于电机轴承的润滑剂中发生，并在使用被特殊密封的润滑 轴承期间表现出来。
[0008] 专利文献JP2014020491A或CN202851630U提出了另一种技术方案。该方案涉及 到一种用于液态气体的栗，在此不详细列出其类型，该栗具有在无润滑情况下使用的径向 止推滚珠轴承（angular-contact ball bearings，角接触球轴承）。在该技术方案中，球轴 承的内座圈和外座圈均由不锈钢、特殊的工具钢、轴承钢或碳化钢制成，并且还会受到低温 处理（低温硬化）。滚动体自身或者由上述相同的并同样受到低温处理的材料制成，或者由 陶瓷制成。该技术方案理论上试图提高轴承的耐磨性，以便能够放弃使用润滑剂。但是在 该文中并没有公开特别合适的用于实现特别优选的运转性能的材料配对。相反在说明书清 楚地指出：在这种类型的轴承中可能会发生较大的温度差异。
[0009] 最后，已经证实：由金属和陶瓷组成的材料组合在低温液体栗的无润滑球轴承中 常常不能展现出充分的可靠性，因为特别是如果内座圈由陶瓷制成，当在运行中电机轴被 加热时，内座圈有可能会破裂。此外，专利文献JP2014020491A提出的金属组合已知并不具 有特别出色的滑动性能，因此在某些情况下可能会由于轴承区域中的摩擦而导致不可接受 的加热。因此，特别是在考虑到会使用严重污染的低温介质并会由此增加不必要的磨损和 不期望的加热的情况下，针对例如在专利文献JP 2014020491 A中所提出的、在电机轴承的 区域中采用包括金属和陶瓷的材料混合是有所保留的。 【实用新型内容】
[0010] 因此，本实用新型的目的在于提出一种被直接驱动的、用于低温液体的单级或多 级旋转栗，该栗具有栗驱动器，该栗结构非常简单，并且能够最大可能地减少在电机轴承上 由于摩擦而导致的加热。
[0011] 本实用新型的另一目的在于降低电机轴承的故障率，并能够确保即使在使用严重 污染的低温液体时仍然具有良好的可靠性。
[0012] 本实用新型的目的通过一种用于低温液体的旋转栗来实现，该栗是具有栗驱动器 的、被直接驱动的单级或多级栗，该栗包括：用于栗的栗壳体；在电机壳体中作为栗驱动器 的电驱动电机；以及位于栗壳体和电机壳体之间的中间部，该中间部具有耦接件，其中，驱 动电机的电机轴通过耦接件与单级或多级栗的栗轴相连接，驱动电机的电机轴支承在电机 壳体中的两个轴承中，这两个轴承是无润滑轴承，并具有包括工作面的内座圈和外座圈，在 内座圈和外座圈之间设有陶瓷的滚动体，其中，工作面具有铬基镀层。
[0013] 优选的，被直接驱动的单级或多级栗是立式栗。
[0014] 优选的，被直接驱动的单级或多级栗是下述意义上的"无密封"的栗，即，该栗在电 机壳体和栗壳体之间，在电机轴上或栗轴上、或在电机轴或栗轴其中一个中设有具有迷宫 式密封件的轴承，用于避免低温液体浸入轴承区域中。
[0015] 优选的，络基镀层的层厚度小于0. 01mm。
[0016] 优选的，铬基镀层具有附加的、由WSjg成的表面镀层，该表面镀层的层厚度在 5 μ m范围内。
[0017] 这种技术方案的特征在于，在这种低温液体栗中，驱动电机的电机轴的两个轴承 是无润滑轴承，该轴承包括具有工作面的内座圈和外座圈，在内、外座圈之间设有陶瓷滚动 体，工作面具有铬基镀层。
[0018] 该技术方案的优点在于，通过在电机轴承中采用铬基工作面镀层，能够显著地降 低摩擦，从而能够使用无润滑的电机轴承。很显然，这能够简化低温液体栗的结构并消除在 电机轴承上基于临界摩擦（kritischen reibungsbedingten)的升温，从而极大地降低了轴 承断裂的风险。后者对于在电机轴承中使用金属和陶瓷的材料组合是特别重要的，因为这 些材料的热膨胀系数公知地大多数是差异很大的。此外，具有无润滑轴承的低温介质栗也 能够实现下述思想下的"无密封"，即，不必在电机壳体和栗壳体之间在电机轴上或栗轴上 进行轴密封，因为不再必须完全地防止电机轴承暴露在低温介质下。当然，这也意味着本质 上的结构简化。
[0019] 根据本实用新型的技术方案的其他优点还在于，能够避免干扰性的甚或是有害的 杂散电流和漏泄电流通过轴承，因为陶瓷滚动体显然是绝缘的。但是在陶瓷滚动体中，在转 子和定子之间也可能会出现电势差，这可能导致在低温介质中产生火花。为了有效地避免 在待输送的低温介质中的任何火