CN101208520B - 泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于泵送包含固体物质的污染液体的泵，该泵包括设有可旋转的开式叶轮(1)和叶轮座(2)的泵壳体，该可旋转的叶轮悬挂在驱动轴(3)上并且具有至少一个叶片(5)，叶轮(1)和叶轮座(2)中的至少一个部分在泵的运行过程中相对于彼此沿着轴向方向是可移动的。而且，叶轮座(2)在其上部表面中存在至少一个槽(10)。

Description

泵

技术领域

本发明一般涉及用于污水或废水的泵的领域，并且更特别地涉及一种用于泵送未筛过的且包含固体物质，比如塑料材料、卫生物品、纺织品、碎布等的污染液体的泵。所述泵包括设有可旋转的开式叶轮和叶轮座的泵壳体，该可旋转的叶轮悬挂在驱动轴上并且具有至少一个叶片，叶轮和叶轮座中的至少一个部分在泵的运行过程中相对于彼此沿着轴向方向是可移动的。

背景技术

在污水站、化粪池和井等中，经常发生固体物质或污染物质，比如短袜、卫生护垫和纸等阻塞了被下降到系统的水槽(basin)中的潜水式泵。如果叶轮和叶轮座被彼此置位在固定的距离处，那么污染物有时太大就以致不能经过泵。

为了除去阻塞的物质，已知的是装配离心泵，该离心泵具有用于将固体物质切碎成小片的装置并且此后该小片随着泵送的液体一起被排出。然而，固体物质的切碎需要集中的能量，由于这种类型的泵通常要用于长期的操作，所以这尤其不利。另一种除去阻塞物质的传统方法是使用具有仅仅一个叶片的叶轮，其存在了一个大通过量的通道，该通道能够让固体物质通过。这种类型的泵的一个劣势是固体物质经常绕着叶片的前缘缠结。为了解决大的固体物质阻塞泵的问题，第三种尝试是使用其中叶轮与叶轮座相距固定的距离的布置，比如该距离是30mm-40mm。巨大的劣势是该泵始终都具有非常低的效率。

解决固体物质阻塞泵的问题的较好方法应该是为了形成间隙而允许叶轮和叶轮座相对于彼此沿着轴向方向是可移动的。但是已知的包括该特征的泵却使用所述间隙做了其它的用途。而且，它们仅仅允许在叶轮和叶轮座之间有小的间隙。在EP 1,247,990中图示了一种泵，该泵的叶轮沿着轴向方向相对于沿着驱动轴的纵向方向的叶轮座是可移动的。但是可动性受到了很强地限制并且所解决的目的仅仅是允许在干燥的状态下的操作启动，比如在泵中没有液体。GB 751,908图示了具有相对于叶轮座可手动控制叶轮的可动性的泵。这种结构的目的是允许调节泵的效率。US 6,551,058图示了具有叶轮的泵，该叶轮相对于驱动轴沿着轴向方向是可移动的。所示结构的目的是如果固体物质进入泵中将避免叶轮的叶片被损坏。

更准确地，上述的或其它的文献中没有存在可使用来让大件的固体物质通过的解决方法或目的。即使小件的固体物质可能通过了形成在叶轮的下缘和叶轮座之间的间隙，但更可能的是大件的固体物质将被卡在所形成的狭窄的间隙中。在最糟糕的情形中，叶轮可能被整个地堵塞并且因此严重地损坏泵。由于昂贵的、麻烦的和无计划的维修工作，这种无意的停工将是损失惨重的。如果固体物质只阻塞了泵的入口，这甚至好于固体物质被卡在了叶轮的叶片和叶轮座之间。如果入口被阻塞了，那么结果仅仅是很少的流体将穿过泵被泵送，但是如果叶轮被堵塞了，那么泵可能将被损坏。

最接近的相关的专利，申请人的EP 1,357,294，图示了被描述用于包含在未筛过的污水中的固体物质的泵。该泵在叶轮的上部表面中具有槽，以用于将整个污染物质朝着泵壳体的外围运输。然而，严格的描述是由于将固体物质从叶片处刮除的物体抵住了槽的边缘，所以叶轮相对于叶轮座将不是可移动的。

而且，潜入式泵被使用来从水槽处泵送流体，这对于进行维修是困难的，并且泵通常是要被长期操作的，一天操作12个小时或以上并不少见。所以，非常希望可提供具有长的耐久力的泵。

发明内容

本发明旨在消除上述的先前所已知的泵的缺点，并且旨在提供改进的泵。本发明主要的目的是提供最初所界定类型的改进的泵，其以可靠的方式允许大的固体物质通过泵，而不必将固体物质切碎成较小块。本发明的另一个目的是为了得到更好的叶轮可动性，提供关于减少在叶轮和驱动轴之间的沿着轴向方向的摩擦的泵。由于在叶轮和驱动轴之间的界面上的减少的摩擦，以及在移动期间叶轮的更可靠的控制，本发明又一个目的是提供具有改进的耐久力的泵。

本发明提供一种用于泵送包含固体物质的污染液体的泵，泵包括设有可旋转的开式叶轮和叶轮座的泵壳体，可旋转的叶轮悬挂在驱动轴上并且具有至少一个叶片，叶轮和叶轮座中的至少一个部分在泵的运行过程中相对于彼此沿着轴向方向是可移动的，叶轮座在其上部表面中存在至少一个槽。

因此，本发明是基于重要性的考虑，即相对于固体物质的大小，叶轮沿着轴向方向的可动性距离太短将致使其它的以及甚至比阻碍流体被泵送更糟糕的问题。更准确地，无疑重要的是从叶轮的叶片和叶轮座之间的间隙处移去固体物质。

在本发明的优选实施例中，沿着叶轮旋转的方向，槽从在叶轮座中居中置位的开口通道处呈螺旋形状地伸出到其外围。这意味着如果叶轮的叶片的前缘撞击到一块固体物质，那么该固体物质由于离心力的作用将被迫使朝着叶轮座向外，并且叶片的前缘被向后扫过。当固体物质在叶轮座的上部表面中遇到槽时，它将随着槽的形状向外并且同时从叶轮座处举起叶轮，以及因此快速地通过泵。

根据优选实施例，叶轮可从叶轮座处被移动较大的距离，优选地和叶轮座的开口通道的直径一样。然后，固体物质通道泵的能力就被相当地增加了。

附图说明

通过结合着附图对下面优选实施例的详细描述，对本发明上述的和其它的特征和优点的更完整的理解将变得显而易见，其中：

图1是叶轮和叶轮座的截面视图，叶轮处于第一、下方位置处，

图2是叶轮和叶轮座的截面视图，叶轮处于第二、上方位置处，

图3是在叶轮和驱动轴之间的接头的一个实施例的放大截面视图，叶轮被移去了，

图4是从图3中的接头的上方的截面视图，

图5是从叶轮的下方的透视图，

图6是从叶轮座的上方的透视图，

图7是具有备选的接头的叶轮和叶轮座的截面视图，和

图8是从图7中的接头的上方的截面视图。

具体实施方式

图1和图2图示了一般容纳在泵的泵壳体(图未示)中的叶轮1和叶轮座2。为了读图的简单性泵的其它部分被移去了。本发明一般涉及泵，但是在优选的实施例中泵是由潜入式离心泵构成的。

在本发明的优选实施例中，叶轮座2由插入件构成，该插入件通过置位在泵壳体的座中被可释放地连接到泵壳体上，以插入件不能相对于泵壳体旋转的方式。叶轮1悬挂在从上面伸出的驱动轴3上，并且在泵壳体中是可旋转的。驱动轴3的第一、上部端部(图未示)被连接到泵的发动机上。驱动轴3的第二、下部端部依靠接头被连接到叶轮1上，以这样的方式：叶轮1沿着驱动轴3在轴向方向上是可移动的，但是共同地与驱动轴3旋转。驱动轴3优选地被插入在叶轮1的居中置位的毂4中。

现在还参考图5和图6。叶轮1包括至少一个从毂4处朝着叶轮1的外围伸出的叶片5，优选地成螺旋形状。

叶轮1的旋转方向在所示的实施例中是顺时针方向的，而叶片5沿着相对的方向，也就是反时针方向伸出。在所示的实施例中叶轮1具有两个叶片5，每一个都具有绕着毂4运行大约270度的延伸部，但是应该指出的是为了适合不同的液体和应用场合叶片5的个数和叶片5的长度可有很大的变化。例如，每一个叶片可从毂处径向向外沿直线伸出。每一个叶片5都包括前缘6和下缘或顶端表面7。前缘6被直接地置位在叶轮座2的居中置位的开口通道8的上方，而叶片5的下缘7被置位在叶轮座2的上部表面9的上方。

在叶轮座2的上部表面9中和毗邻叶轮座2的开口通道8处，提供有至少一个槽或减压槽10。槽10从叶轮座2的开口通道8处朝着其外围伸出。优选地呈螺旋的形状朝着叶轮1旋转的方向扫过，也就是，与叶片5中的一个是相对的方向。为了适合不同的液体和应用场合，槽10的数量和它们的形状与方位可有很大的变化。槽10的功能是朝着泵壳体的外围引导固体物质。当固体物质经过泵时，一些将附着在叶轮1的叶片5的下方并且减缓了叶轮1的旋转运动并且甚至停止了该叶轮的运动。但是槽10的贡献是通过当每次叶片5经过其时刮掉固体物质来保持叶片5清洁。如果在叶轮1和叶轮座2之间的固体物质太大以致不能配合在槽10中时，叶轮1将被固体物质向上移动以远离叶轮座2并且由此允许固体物质经过泵。

在轴向方向上，叶片5的下缘7的形状符合叶轮座2的上部表面9的形状。当叶轮1在图1中所示的第一、下部位置时，在下缘7和上部表面9之间的轴向距离应该是小于1mm。优选地上述距离是小于0.7mm并且最优选地是小于0.5mm。同时上述距离应该是大于0.1mm和优选地是大于0.3mm。如果叶轮1和叶轮座2彼此太近，那么摩擦力或断裂力将作用在叶轮1的叶片5上。

为了确保开口通道8不会被阻塞，叶轮座2优选地设有用于朝着槽10引导固体物质的装置。引导装置包括至少一个从叶轮座2的上部表面9处伸出的引导销11，更准确地是从面朝开口通道8的上部表面9的部分处伸出。引导销11一般沿着叶轮座2的径向方向伸出并且被置位在叶轮1的下方以及存在上缘12，该上缘从毗邻叶轮1的叶片5的最内部分的位置处伸出到叶轮座2的上部表面9。更准确地，引导销11的上缘12的最内部分被置位在和叶轮1的叶片5的最内部分离叶轮1的中心大约相同的径向距离处。优选地引导销11的上缘12终止在邻近上述槽10的“入口”处。当叶轮1在第一、下方位置时，在引导销11的上缘12和叶片5的前缘6之间的轴向距离应该是小于1mm。而且，引导销11的上缘12符合叶轮1的叶片5的前缘6并且邻近该叶轮1的叶片5的前缘6被置位。

取决于应用场合，在叶轮1和叶轮座2之间的轴向可动性应该是任何合适的长度，也就是从0mm并且往上。优选地上述可动性应该是至少15mm，更优选地是至少40mm，并且最优选地是至少和开口通道8的直径一样。在所示的实施例中，开口通道8的直径是150mm。而且，轴向可动性可以许多种方式获得，但是在本发明的优选实施例中叶轮1沿着驱动轴3的轴向方向是可移动的。

现在参考图3和图4。在图3中所示的是允许叶轮1相对于驱动轴3有轴向可动性的泵的接头，同时驱动轴3将旋转运动传输给叶轮1。接头包括提供在叶轮1的中心毂4中的并且依靠螺栓(图未示)等被连接到叶轮1的套筒13。备选地，套筒13可与叶轮1集成在一起。套筒13在其中心部分中存在腔14，该腔14容纳驱动轴3的第二、下方端部。在本发明的优选实施例中，驱动轴3在其第二、下方端部处设有套管15，套管15依靠螺栓16和/或键与键槽等被连接到驱动轴3上。备选地，套管15可与驱动轴3集成在一起。

套管15具有第一、上方部分，该部分具有第一外部直径，该外部直径基本上等于套筒13的凸缘17的内部直径。而且，套管15具有第二、下方部分，该部分具有大于套管15的上述第一直径的直径。套管15的第二部分的直径基本上等于腔14的内部直径。由于这些尺寸关系，叶轮1悬挂在驱动轴3中。腔14沿着轴向方向存在比套管15的第二部分较大的延伸部，套筒13和叶轮1可移动的距离基本上等于该差值。

在本发明的第一实施例中，接头包括至少一个分立元件18，该分立元件布置在套筒13或叶轮1与套管15或驱动轴3之间的界面处。元件18强制地将旋转运动从驱动轴3传输到叶轮1并且允许叶轮1沿着驱动轴3移动。套筒13设有用于每一个元件18的凹部19，凹部19沿着驱动轴3的轴向方向伸出。在套管15中，相对着套筒13的凹部19形成了相互作用的凹部20，该凹部20与套筒13的凹部19一起容纳所述元件18。在图3中，为了得到凹部19和凹部20的总体视图，右侧的元件18被移去了。在图4中，左侧元件18和右侧元件18被移去了。优选地仅仅使用两个元件18并且元件18的尺寸由从驱动轴3传输到叶轮1的扭矩来确定。由于从制造的角度来看，所以在图1至图4所示的实施例中分立元件是由条状体构成，优选地是圆形的条状体。

应该被指出的是在备选实施例中，当叶轮1沿着轴向方向移动时分立元件18可由许多个跟随套管15的凹部19的球构成。更准确地，套管15的凹部19具有上部障碍物和下部障碍物，该障碍物防止球漏到腔14中。备选地，分立元件18可与套管15的内部表面集成在一起，也就是，在伸出到套筒13的凹部19中的内部表面上呈脊状。

在图7和图8中所示，叶轮1沿着驱动轴3的相对可动性备选地可依靠在叶轮1和驱动轴3之间的花键接头来实现。使用花键接头的一个优点是接头将包括较少的元件。

在本发明的优选实施例中，因为没有弹簧等妨碍移动，所以叶轮1沿着驱动轴3可自由地移动。更准确地，任何由固体物质从下方作用在叶轮1上的克服了叶轮1上侧上的高压的力将设法从叶轮座2处举起叶轮1。当固体物质被移去时，因为作用在叶轮1上侧上的压力高于作用在叶轮1底侧上的压力，所以根据图1叶轮1将自动地返回到下方位置。

备选地，当泵将要被启动时，根据图2，叶轮1可依靠弹簧(spring)被偏置到上部位置。直到泵被启动并且液体开始流动，叶轮1才将朝着叶轮座2移动。这将防止在运输期间叶轮1在泵壳体内侧震动。此外，因为叶轮1和叶轮座2适当地彼此相距，所以用于叶轮1的启动扭矩将被降低。

如果大块固体物质进入叶轮座2的开口通道8中，那么它太大以致被卡在叶轮1的叶片5和叶轮座2的上部表面9之间。但是与叶轮1的叶片5连接的槽10抓紧该固体物质并且迫使它沿着槽10“爬”到叶轮座2的上部表面9的上方。

最后，应该被指出的是槽10最优选的数量是一个。而且，泵优选地将包括一个引导销11。否则，开口通道8将被过分地阻塞，这将相反地影响泵的功能。

发明的可行修改

本发明并不被仅仅限制在上面所描述的实施例和所示的附图中。因此，在所附权利要求的范围中，泵或更准确地叶轮座可以各种各样的方式被修改。

应该被指出的是，代替叶轮沿着驱动轴的移动，轴向可动性可以许多种方式来获得，比如，驱动轴和叶轮二者可是可移动的以远离叶轮座、或叶轮座可是可移动的以远离叶轮、或叶轮和叶轮座二者可是可移动的以彼此远离。此外，相对于叶轮的毂仅仅叶片沿着轴向方向是可移动的。例如，在毂的外侧上每一个叶片都可在槽中单独地移动和运行，由此相对于叶轮座，叶片的至少一个部分沿着轴向方向是可移动的。

Claims (12)

1.一种用于泵送包含固体物质的污染液体的泵，所述泵包括设有可旋转的开式叶轮(1)和叶轮座(2)的泵壳体，所述可旋转的叶轮(1)悬挂在驱动轴(3)上并且具有至少一个叶片(5)，所述叶轮(1)和所述叶轮座(2)中的至少一个部分在泵的运行过程中相对于彼此沿着轴向方向是可移动的，其特征在于，所述叶轮座(2)在其上部表面(9)中存在至少一个槽(10)。

2.根据权利要求1所述的泵，其特征在于，所述叶轮(1)从所述叶轮座(2)处可移动至少15mm。

3.根据权利要求1或2所述的泵，其特征在于，所述叶轮(1)从所述叶轮座(2)处可移动至少40mm。

4.根据权利要求1或2所述的泵，其特征在于，所述槽(10)从在所述叶轮座(2)中被居中置位的开口通道(8)处伸出到所述叶轮座(2)的外围。

5.根据权利要求4所述的泵，其特征在于，所述槽(10)从开口通道(8)处呈螺旋形状地并且沿着所述叶轮(1)的旋转方向向外伸出。

6.根据权利要求5所述的泵，其特征在于，所述叶轮(1)的所述叶片(5)呈螺旋形状地且以与所述槽(10)的螺旋形状相反的方向伸出。

7.根据权利要求1或2所述的泵，其特征在于，相对于所述驱动轴(3)，所述叶轮(1)沿着轴向方向是可自由移动的。

8.根据权利要求1或2所述的泵，其特征在于，所述泵包括至少一个分立元件(18)，所述分立元件(18)布置在所述叶轮(1)和所述驱动轴(3)之间的界面处。

9.根据权利要求8所述的泵，其特征在于，在所述界面处，所述叶轮(1)和所述驱动轴(3)在相对的表面中存在凹部(19，20)，所述凹部(19，20)共同地容纳所述分立元件(18)。

10.根据权利要求8所述的泵，其特征在于，所述界面容纳至少两个分立元件(18)，所述分立元件(18)沿着所述驱动轴的圆周被等距地彼此分隔开。

11.根据权利要求8所述的泵，其特征在于，每一个分立元件(18)都是沿着所述驱动轴(3)的轴向方向伸出的条状体。

12.根据权利要求1或2所述的泵，其特征在于，引导销(11)从所述叶轮座(2)处朝着所述叶轮(1)的中心伸出并且邻近所述槽(10)被置位。

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