CN101571135B - 具有粉碎装置的离心泵 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及具有粉碎装置的离心泵。它具有设置在泵工作轮前面的,且用于在输送液体中的纤维状的,或者块状的混合物的粉碎装置,其中,所述粉碎装置通过一个随着泵工作轮旋转的,且设置有多个切削刀的切削头和一个与该切削头共同作用的,且在离心泵的壳体中固定设置的切削插件形成,其中,所述切削头设置有多个基本轴向延伸的,且通过接片限制的空隙,其中,在切削头的吸入侧的端面设置一个或者多个叶片。在切削头(6)的吸入侧的端面上设置一个顶盖(9、41、51、61、65)。这个顶盖(9、41、51、61、65)具有一个旋转对称的基本体(23、42、57),所述叶片从基本体开始形成。至少一个叶片设计成一种成型的翼(10、43、52、62、63)。
Description
技术领域
本发明涉及一种离心泵,它具有一个设置在泵工作轮前面的,且用于在输送流体中的纤维状的或者块状的混合物的粉碎装置,其中,所述粉碎装置通过一个随着泵工作轮旋转的,且设置有多个切削刃的切削头和一个与该切削头共同作用的,且在离心泵的壳体中固定设置的切削插件形成,其中,所述切削头设置有多个基本轴向延伸的,且通过接片限制的空隙,其中,在切削头的吸入侧的端面设置一个或者多个叶片。
背景技术
EP 1 344 944 B1公开了这种类型的离心泵。在该文献中所建议的泵具有一个切削头。它的装配有切削刃的接片盖住了工作轮的叶片的进入边缘,并且具有到叶片的轮廓的无级过渡,而空隙具有到工作轮通道的无级过渡。为了避免输送液的混合物在容器底部的沉积,切削头在它的端面配设有一个或者多个肋条形的叶片。这些在切削头上的肋条产生分流。这个分流朝着容器底部方向发挥作用,并且在那里使沉淀的混合物产生旋涡。通过这一措施这些混合物被卷入到对准工作轮的主流中,并且最后被输送到主要由切削头和切削插件构成的粉碎装置或者切削装置,并且在那里被粉碎,并且被工作轮的叶片输送。
在切削头上垂直设置的肋条只有在和切削头、它的接片的设置以及朝向叶片通道中的凹入的空隙相结合时才能取得所希望的作用。将叶片设计为肋条会引起长纤维的输送部分被绞绊在或者被缠在切削头上。这导致对切削过程和输送过程的很大损害。这可能造成堵塞和与此相关的泵装置停止工作。
发明内容
本发明的问题是提供一种本文开头所述类型的离心泵。这种离心泵的切削装置可改进离心泵的输送特性,并且特别是输送长纤维部分时可有效地防止堵塞。
解决此问题的方案规定,在切削头的吸入侧的端面设置一个顶盖(Aufsatz),该顶盖具有一个旋转对称的基本体。从这个基本体开始形成叶片,其中,至少一个叶片设计成成型的翼。
叶片或者翼从基本体上突起。基本体例如可以设计成圆柱形、截锥式、和/或蘑菇形,或者它们的组合。因此,可以设计成许多制造简单和结实的翼型顶盖或者前盖(Vorsatz)。叶片或者翼从基本体开始在径向方向上一直延伸到顶盖或者前盖的外直径。成型设计的翼由一个沿顶盖的旋转方向看前面的(voreilenden),也就是朝向旋转方向的前翼段和一个沿顶盖的旋转方向看后面的(nacheilenden),也就是背向旋转方向的后翼段构成。通过它们的不同的流动技术设计或者构形有许多已出现的设计可供使用。
通过成型设计的翼实现通过前盖只如此程度,即如相应的切削头和/或应用情况所要求的那样对流动施加影响。这样,在一方面要对流动施加作用,并且另一方面又不希望地影响主流动之间实现了最佳化。叶片的这种设计对离心泵的功率平衡起着有利的作用。
按照一个有利的方案至少所述至少一个翼的朝向旋转方向的翼段的厚度径向地向外减小。在旋转方向上看前面的翼段的或者前面的翼侧的成型设计向外减小,由此通过前盖或者翼型顶盖的外轮廓达到合适的流动影响。通过这一措施可有效地防止长纤维的输送部分,如碎布,或者易于造成堵塞的混合物的粘附。
通过一个朝向旋转方向的翼段或者翼侧的翼轮廓和顶盖的旋转轴线的垂直线-所述垂直线将该翼在它的外直径上在中间分开,并且在下面将其称作翼垂直线-之间的-从顶盖的顶视图看-变小的间距使得从基本体的突出部分直到顶盖的外直径翼对流动的影响均匀。因此就避免了可能会导致碎布类的输送物的粘附和叉起的不连续的过渡。而是这些混合物在通过切割装置之前一再通过翼形和所形成的流动影响被去扭绞(entzopft)和/或在切割装置之前被对准,以使它们更好地进入到切割装置中和使它们更好地被输送给切割装置。
试验表明,下述做法是特别合适的,即从顶视图看,至少朝向旋转方向的翼段的翼轮廓的切线和翼垂直线形成至少一个最小的夹角。这个最小夹角可和顶盖的半径和基本体的半径的关系和/或与顶盖的外直径上的翼的型材厚度有关。此外下述做法证明也是合适的,即至少朝向旋转方向的翼型段的翼轮廓的切线和翼垂直线形成一个至少10度的夹角。
朝向旋转方向的翼轮廓到顶盖的基本体的过渡有利地是相切地进行的。
在这种情况中朝向旋转方向的翼轮廓可直线延伸和/或朝向旋转方向的翼轮廓可以具有一个曲率半径。这个曲径半径可和基本体的半径有关。
下述做法是有利的,即从顶视图看,从顶盖的中心点通过基本体上的翼的接入点的射线和从顶盖的中心点通过朝向旋转方向的最外的翼轮廓的点的射线形成一个最小的夹角,其中,这个最小的夹角和顶盖的半径和基本体的半径的关系有关。
一个有利于特殊目的的方案规定,顶盖的外轮廓用它的翼和切削头相适配。虽然不相适配的顶盖也取得了令人满意的结果,但是在良好的效果方面将顶盖和所使用的切削头的轮廓相适配还是有利的。例如可根据具有凹的空隙的切削头或者具有凸的和/或具有凹-凸的空隙的切削头来设计顶盖。
根据另一方案,背向旋转方向的翼段的翼轮廓具有一个断开棱和/或一个侧凹。通过这一措施当顶盖旋转时它产生涡流。涡流从断开棱和/或侧凹棱分离。涡流的产生附加地有利于可能出现的绞扭的解开。
此外,若这些翼向顶盖或者切削头的外直径具有下降的曲率越来越大的延伸和/或具有一个或者多个垂直延伸的段也是有利的。
顶盖的外直径处的翼厚度等于或者小于在切削头的端面上的切削头的连接片的宽度证明是合适的。
也规定顶盖用它的翼如此地设置在切削头上,即这些翼大体和一个或者多个切削头接片重合地设置,其中,这些翼不盖住切削刃。这些切削刃的功能未受到损害,同时翼还保持良好的效能。
有利地这些边缘和/或过渡区,特别是在翼的朝向旋转方向的一侧被修园和/或设置有过渡半径。
此外,根据本发明还规定,背向旋转方向的翼段的翼轮廓具有突出部分。这个突出部分可以不同形式设计。例如规定只在翼的一个外部区域设置突出部分。这个突出部分也可以设计成锐利的断开棱,并且形成局部旋涡。
这个突出部分在一个比较大的段上沿着顶盖延伸,并且如此地盖住切削头和切削环之间的或大或小的通过横截面。此外还规定,完全盖住切削头和切削环之间的一个或者多个通道,例如这些突出部分可以覆盖两个对置的,分别在切削头的两个接片之间形成的通道。盖住有效的通过横截面导致泵的输送特性曲线的位移。因此,顶盖同样也可用于影响泵的特性曲线。
根据本发明还规定,在顶盖上设置叶片,其中,这些叶片必要时设计成成型的翼,其中,顶盖可和切削头形状配合地啮合并且可和切削头连接。
在这种情况中理想状况是将顶盖设计成可更换的。这样就产生了一个附加的优点,即可简单地用具有不同工作特性的另一顶盖更换一顶盖。此外,可独立于切割头地制造顶盖。顶盖可由另一种材料制成。这种材料和切削头的材料相比较例如在材料硬度方面可以有比较低的要求。另一优点是顶盖可超过切削工具的使用寿命地重复使用。切削头是一种磨损部件并且可与顶盖无关地进行更换。
不同的顶盖可以用于不同的使用目的。通过局部地去扭绞作用可良好地输送碎布条的顶盖例如可用适合促进吸入侧容器搅拌和/或防止浮渣层形成的顶盖进行更换。在运行条件改变时可通过简单的安装或者更换顶盖达到工作特性的适配。
一个重要的优点是可用根据本发明的顶盖对具有粉碎装置的现有的离心泵进行灵活的改装。
在双-和/或多泵装置中甚至可用不同的顶盖进行具有不同工作特性的(特别是间歇式的)运行。
按照一个方案,顶盖具有设置有孔的基本体。顶盖在它的下侧和切削头的端面的轮廓相适配和/或具有一个轴颈。这个轴颈可配合到切削头上的一个空隙中。
借助连接装置-该连接装置可插入到基本体的孔中和/或穿过切削头上的一个孔-可将顶盖固定在切削头上,或者可将顶盖和切削头固定在工作轮的托盘上。通过这一措施可将前盖或者顶盖以简单的方式和方法和切削头连接。为此这种连接装置可设计成可拧入的或者可插入的。替代地规定将顶盖粘接在切削头上,和/或借助磁力将顶盖耦合到切削头上。
附图说明
在附图中示出了本发明的几个实施例,下面对这些实施例进行更加详细的说明。
这些附图是:
图1:根据本发明的离心泵的截面图。
图2、3:具有在置上位置上的以及分开的翼型顶盖的切削头的透视图。
图4:另一种的两翼型顶盖的透视图。
图5、6:两翼型顶盖的顶视图和它的截面图。
图7:具有非对称设计的翼的另一翼型顶盖的透视图。
图8、9:同一翼型顶盖的顶视图和它的截面图。
图10:另一四翼的非对称设计的顶盖的透视图。
图11:这种顶盖的一个改型的顶视图。
具体实施方式
图1的由电动机1驱动的离心泵2具有一个在壳体3中设置在一个轴4上的工作轮5。在工作轮5的吸入侧设置有一个粉碎装置,它由一个切削头6和一个切削插件7构成。所述切削插件7通过螺栓8和壳体3连接。在切削头6的吸入侧端面上设置一个前盖或者顶盖9,从其起形成叶片10。无论是顶盖9还是切削头6都具有中心孔12和13。借助一个连接装置14-在此示出的是一个螺栓-将顶盖9和切削头6与工作轮5连接起来,或者固定在这个工作轮上。
图2示出切削头6和设置在该切削头上的翼型顶盖9的透视图。这个切削头6在它的接片21之间具有凸面的空隙22。其和在此未示出的切削插件7一起形成环形的段。这些段形成用于渗杂有纤维状或者块状混合物的输送介质的通道。翼型顶盖9具有一个旋转对称的基本体23。在此,这个基本体由一个截锥24和一个圆柱体25的组合构成。顶盖9具有多个对称的叶片。这些叶片设计成成型的翼10,并且从基本体23起沿径向方向延伸。翼10的厚度径向地向顶盖9的外径方向减小。
翼轮廓29和31相对于翼垂直线为倾斜设计。在这种情况中翼垂直线是顶盖的旋转轴线的垂直线。这些垂直线在翼的外直径上在中间穿过翼。通过成型的翼10实现通过前盖9在它随着切削头沿箭头方向旋转时只如此程度地影响流动,即如应施加的作用所要求的那样。切削头6的翼10具有一个朝向切削头6的外直径方向下降的延伸,这种延伸在端部具有垂直延伸的段27。在这个图中,顶盖9的外轮廓和切削头6相适配。外直径上的翼厚度和在切削头的端面顶盖9上的切削头的连接片21的宽度大体相当。翼按与具有的切削刃28的照一个或者多个切削头接片21大体重合设置。重要的是在离心泵运行时翼型10不盖住切削刃28。在这个实施例中无论是朝向旋转方向的翼轮廓29即朝向旋转方向的翼段30的翼轮廓,还是背向旋转方向的翼轮廓都具有一个曲率半径32。
一个在此未示出的连接装置可以设置到孔12中,以便将顶盖9和切削头6固定在工作轮5上。
图3示出彼此分开的切削头6和顶盖9,这样可清楚地看到顶盖9的下表面的透视图。顶盖9的下侧和切削头6的吸入侧的轮廓相适配。一个轴颈33用于将其配合到切削头6的一个空隙34中。
图4示出另一两翼的翼型顶盖41的透视图。这个翼型顶盖41具有一个和图2的基本体23类似设计的截锥-/圆柱形的基本体42。从这个基本体开始形成两个翼43。这个顶盖41又具有一个孔12,并且它的下侧和切削头的端面的轮廓相适配。此外该翼型顶盖41还有一个轴颈33。这个轴颈可配合到一个切削头的一个在此未示出的空隙中。
图5示出相同的翼型顶盖41的顶视图。在此基本体42通过圆线44表示。翼43的厚度沿径向方向向外减小。翼型顶盖41对称设计。翼轮廓45、46向顶盖41的基本体42相切地过渡,即翼轮廓45、46从基本体42直到外直径为直线延伸。通过翼轮廓距翼垂直线47的距离越来越小,从基本体42的凸起一直到顶盖41的外直径,翼型43对流动的影响是均匀的。通过顶盖41混合物在通过切削装置之前一再被去扭绞(entzopft)和/或在切削装置之前对准,以使它们更好地进入到切削装置中,或者使它们更好地输入到切削装置中。
在图5的顶视图中也可以看到翼轮廓45、46的切线和顶盖41的翼垂直线47分别形成一个夹角48。该夹角等于或者大于最小夹角。这个最小夹角可和顶盖41的半径与基本体42的半径的关系和/或顶盖41的外直径上的翼的厚有关。下述做法证明是合适的,即翼轮廓45、46的切线和翼垂直线形成最小为10度的夹角。
图6示出翼型顶盖41的截面图。通过基本体42或顶盖41的中心孔12可以简单的方式方法将顶盖41和切削头固定在工作轮上或者工作轮托盘上。为此顶盖41在它的下侧49上和切削头的端面轮廓相适配,并且还具有一个轴颈33。这个轴颈可配合到切削刀头的一个空隙中。
图7示出具有非对称设计的翼52的另一种翼型顶盖51的透视图。这个顶盖51具有一个蘑菇形的基本体57。顶盖51配设有翼52。这些翼分别具有一个朝向旋转方向的翼段53和一个背向旋转方向的翼段54。顶盖51在它的轮廓的过渡区域中部分地具有修园的边缘59。
图8示出翼型顶盖51的顶视图。根据本发明翼型顶盖51的翼52为成型设计。与其它的实施形式的不同之处在于主要是仅在朝向旋转方向的翼段53中的成型部厚度径向向外地减小。朝向旋转方向的翼段53的翼轮廓55的切线和翼型垂直线47形成一个大于或者等于最小夹角的夹角。朝向旋转方向的翼轮廓55到顶盖51的基本体57的过渡以朝向顶盖51的外直径直线延伸的翼轮廓55相切地实现。代替直线延伸的翼轮廓,翼轮廓也可以具有曲率半径。附加地在顶盖51的外直径区域中翼轮廓55具有一个修园半径60。
与此不同的是背向旋转方向的翼段54的翼轮廓56具有一个断开棱58。在此该断开棱为直线延伸。与原来的翼型形状-原来的翼型形状是从基本体57开始向顶盖51的外直径方向相切地延伸-不同的是通过一个空隙产生背向旋转方向的翼段54的翼型形状。通过断开棱58-该断开棱也可以改变的形式设计成侧凹-当顶盖51旋转时顶盖产生涡流,这些涡流和断开棱58和/或侧凹分离。涡流的形成促使已出现的扭缠被解开。
这一点附加地通过对翼52的特别设计得到支持。这一点从图9的顶盖51的截面图中可以看出。顶盖51的基本体56为蘑茹状设计。翼52具有一个向顶盖51的外直径下降的延伸。此延伸具有越来越大的曲率。这个延伸在外直径的区域中汇入到一个垂直延伸的段27中。
图10示出一个可从顶盖51导出来、且具有非对称设计的翼62的四翼型顶盖61的透视图。
图11示出一个顶盖65的顶视图,作为另一改型。这个顶盖是由顶盖61通过下述措施产生的,即对于两个对置的翼63,背向旋转方向的翼段分别设置一个突出部分64。可以不同的方式和方法设计这种突出部分。例如设置这样一种突出部分,即这个突出部分只设置在翼的一个外部区域中。这个突出部分也可以具有锐利的断开棱,并且支持局部形成旋涡。为了对泵的特性曲线施加影响下述做法是合理的,即将该突出部分在一个比较大的段中沿着顶盖延伸。通过这一措施可盖住切削头和切削环之间的或大或小的通过横截面。盖住有效的通过横截面导致改变泵的输送特性曲线。
在这些所述的实施例中这些顶盖分别设计成是可更换的。从中产生已述的优点。但是本发明并不局限于此,而是也包括那些和切削头材料连接的顶盖。
通过所述翼型顶盖的组合和改型可派生出根据本发明的其它的实施形式。
Claims (15)
1.离心泵(2),具有设置在泵工作轮(5)前面的、用于在输送液体中的纤维状的或者块状的混合物的粉碎装置,所述粉碎装置通过随着泵工作轮(5)旋转的且设置有多个切削刃(28)的切削头(6)和与该切削头(6)共同作用的且在离心泵(2)的壳体中固定设置的切削插件(7)形成,所述切削头(6)设置有多个基本轴向延伸的且通过接片(21)限制的空隙(22),在切削头(6)的吸入侧的端侧设置一个或者多个叶片,其特征在于,在切削头(6)的吸入侧的端侧上设置顶盖(9、41、51、61、65),其中,所述顶盖(9、41、51、61、65)的下侧(49)和切削头(6)的吸入侧的轮廓相适配,顶盖(9、41、51、61、65)具有旋转对称的基本体(23、42、57),所述叶片从基本体开始形成,至少一个叶片设计为成型设计的翼(10、43、52、62、63),至少所述翼(10、43、52、62、63)的朝向旋转方向的翼段(30、53)的型材厚度径向向外地减小。
2.按照权利要求1所述的离心泵,其特征在于,沿轴向从所述切削头(6)的吸入侧朝所述顶盖(9、41、51、61、65)看,至少朝向旋转方向的翼段(30、53)的翼轮廓(29、31、45、46、55、56)的切线和翼垂直线(47)至少形成最小的夹角。
3.按照权利要求2所述的离心泵,其特征在于,沿轴向从所述切削头(6)的吸入侧朝所述顶盖(9、41、51、61、65)看,至少朝向旋转方向的翼段(30、53)的翼轮廓(29、31、45、46、55、56)的切线和翼垂直线(47)形成至少10度的夹角。
4.按照权利要求1至3的任一项所述的离心泵,其特征在于,沿轴向从所述切削头(6)的吸入侧朝所述顶盖(9、41、51、61、65)看,朝向旋转方向的翼轮廓(29、45、55)到顶盖(9、41、51、61、65)的基本体(23、42、47)的过渡是相切地进行的。
5.按照权利要求4所述的离心泵,其特征在于,朝向旋转方向的翼轮廓(29、45、55)是直线延伸的。
6.按照权利要求4所述的离心泵,其特征在于,朝向旋转方向的翼轮廓(29、45、55)具有曲率半径(32)。
7.按照权利要求1所述的离心泵,其特征在于,顶盖(9、41、51、61、65)的外轮廓和切削头(6)相适配。
8.按照权利要求1所述的离心泵,其特征在于,背向旋转方向的翼段(54)的翼轮廓(31、46、56)具有断开棱(58)和/或侧凹。
9.按照权利要求1所述的离心泵,其特征在于,翼(10、43、52、62、63)朝顶盖(9、41、51、61、65)的外直径具有下降的延伸,所述延伸具有越来越大的曲率和/或具有一个或者多个垂直延伸的段(27)。
10.按照权利要求1所述的离心泵,其特征在于,顶盖(9、41、51、61、65)的外直径上翼厚度等于或者小于在切削头(6)端侧上的切削头的连接片的宽度。
11.按照权利要求1所述的离心泵,其特征在于,顶盖(9、41、51、61、65)用它的翼(10、43、52、62、63)设置在切削头(6)上,从而翼(10、43、52、62、63)大体和一个或者多个切削头接片(21)重合地设置,翼(10、43、52、62、63)不盖住切削刃(28)。
12.按照权利要求1所述的离心泵,其特征在于,背向旋转方向的翼段(54)的翼轮廓(31、46、56)具有一个突出部分(64)。
13.离心泵(2),具有设置在泵工作轮(5)前面的且用于在输送液体中的纤维状的或者块状的混合物的粉碎装置,所述粉碎装置通过随着泵工作轮(5)旋转的且设置有多个切削刃(28)的切削头(6)和与该切削头(6)共同作用的且在离心泵(2)的壳体中固定设置的切削插件(7)形成,所述切削头(6)设置有多个基本轴向延伸的且通过接片(21)限制的空隙(22),在切削头(6)的吸入侧的端侧设置一个或者多个叶片,其特征在于,叶片形成在顶盖(9、41、51、61、65)上,顶盖(9、41、51、61、65)能够和切削头(6)形状配合地啮合并且能和切削头(6)连接,顶盖(9、41、51、61、65)具有设置有孔(12)的基本体(23、42、57)并且在该基本体的下侧(49)和切削头(6)的端侧的轮廓相适配。
14.按照权利要求13所述的离心泵,其特征在于,顶盖(9、41、51、61、65)具有轴颈(33),所述轴颈能够配合到切削头(6)上的空隙(34)中。
15.按照权利要求13所述的离心泵,其特征在于,将叶片设计成成型的翼(10、43、52、62、63)。
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