CN102889243B - 具有泵及配件的导送流体的结构部件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及导送流体系统的结构部件，其具有组合的泵?驱动单元，其中泵?驱动单元具有驱动电机和可由其驱动的、带叶轮的泵单元，其中该结构部件具有带至少一个入口侧和至少一个出口侧的壳体和布置在其间的、可运动的阻断体，其中在阻断体的至少一个位置形成位于入口侧和出口侧之间的流动路径，且该泵单元布置在入口侧和出口侧之间的流动路径中。本发明的结构部件(1)能至少在阻断体(10、10’)的另一位置阻断流动路径(9)，从而通过阻断体(10、10’)和结构部件壳体(2)形成与流动路径(9)分开的区域(20)，该区域相对于入口侧(5)和出口侧(6)密封。泵?驱动单元(11、11’)至少部分地布置在该区域(20)内部。

Description

具有泵及配件的导送流体的结构部件

技术领域

本发明涉及一种用于导送流体系统的结构部件，其具有组合的泵-驱动单元，其中泵-驱动单元具有驱动单元和由这个驱动单元可驱动的、带有叶轮的泵单元，其中该结构部件具有带至少一个入口侧和至少一个出口侧的壳体和在其间布置的、可运动的阻断体，其中在阻断体的至少一个位置形成位于入口侧和出口侧之间的流动路径，并且该泵单元被布置在入口侧与出口侧之间的流动路径上。

背景技术

由WO 2009/070565 A1已知一种所述类型的结构部件。泵形式的导送流体的结构部件具有带至少一个入口和至少一个出口的壳体。用于输送流体的叶轮被电机驱动。可转动的阀门布置在叶轮和泵的出口侧之间，并具有开口。该阀门用于借助可转动定位的开口把流体流引导到不同的出口或出口通道中。WO2009/070565的导送流体的结构部件构造繁琐，并且具有其它缺陷，即在维护泵时该流动路径需要断开。因此这种构造对于许多应用例如化学的工艺技术来说是不可采用的。

WO 01/07836 A1公开了一种混合阀，其具有：壳体；在壳体上的入口和出口；对入口和出口之间的连接进行控制的控制体，该控制体为可转动的泵轮，泵轮通过轴向的移动来控制在位于不同平面上的入口和出口之间的连接。该泵轮通过空心轴被电机驱动。若该混合阀与泵相整合，则可以根据可轴向移动的控制体来实现不同的流动路径。若这种构造专门用于在闭合热回路中的混合阀，则该泵轮是控制体的整体的组成部分。在维护时需要将整个结构拆卸下来，这就导致上述的缺陷。

DE 1 912 655 A公开了一种与泵组合的三通混合阀。在阀壳体中，通过分隔壁分成三个腔室，其中一个中间的腔室为带阀出口的泵腔，其他的两个腔室均与阀入口连接。在中间的腔室中设置有中空圆筒的、与驱动电机耦接的并在分隔壁中被可转动地支承的离心泵本体。该离心泵本体与其他两个腔室连接，并且其流入口的流通横截面可通过两个从外部可操作的、安置在一个共同的阀杆(Ventilspindel)上的阀体来调节。规定在阀体的两个极限位置之间对阀杆进行任意移调。其中该泵单元总是保持与阀出口连接。

发明内容

本发明的目的是，提供一种开头部分所述类型的导送流体的结构部件，其构造并不繁琐并且维护方便。

这一目的按照本发明如此实现，即该结构部件至少在阻断体的另一位置上能阻断流动路径，使得通过阻断体和结构部件壳体形成与流动路径分开的区域，该区域相对于入口侧和出口侧密封，其中该泵-驱动单元设置在或可以设置在这个区域中。在阻断体的该另一位置上，通过阻断体、结构部件壳体必要时和该泵单元形成与流动路径分开的区域。该阻断体以密封方式将这个区域完全地与流动路径的入口和出口截断。在这个密封的区域内部部分地或完全地设置该泵-驱动单元。特别是该泵单元完全地设置在这个被分开的区域内部。因此该泵-驱动单元就可以在不用与输送流体处于连接的情况下进行维护。用于流动转向的附加预防措施或密封措施也就不必采取了。与传统的起阻断作用的、导送流体的无泵单元的结构部件相对比，提供了一种在阻断状态下它的特性完全相同的可被应用的结构部件。密封性可以迅速并可靠的方式来产生。在未阻断的状态下，泵单元直接布置在流动路径上，并且实现它的输送和/或提高压力的功能。

按照本发明的一种设计方案规定，该泵-驱动单元至少部分地布置在或装入在该阻断体中。这种使泵-驱动单元整合在阻断体中的方式节省了安装空间。其中既规定把该泵-驱动单元完全地或部分地装入到阻断体中，又规定把该泵-驱动单元作为整体的组成构件埋置在阻断体中。

按照另一种设计方案，该阻断体由多个相互间隔开的阻断体元件构成，并且泵-驱动单元布置在、可布置在或装入在阻断体元件之间。

有利的是，该叶轮是轴流或半轴流结构形式的离心泵叶轮。这种叶轮特别适合于入口侧和出口侧的嵌入式(Inline)布置方式，亦即适合于如下布置方式，即本发明的结构部件的入口侧和出口侧的位置允许安装到直线延伸的管道中。作为备选方案设置有径向的离心泵叶轮，其在压力侧可以附加地具有使得流动转向的导向装置。

按理想方式，该泵单元的叶轮为完全无轴的结构，亦即无中心轴。这些构成叶轮的叶轮叶片可以从外部伸入到流动路径中。其中它们可以相互间隔开地设置在流动路径的中央区域中，从而构成无叶片的流动通道。作为备选方案，叶轮叶片可为接触式结构，因此叶轮变得更加稳固。

该泵-驱动单元最好具有布置在环形式的转子中的叶轮和完全包围该转子的环形式的定子。空心的、环形转子因而被空心的、环形定子所包围。叶轮叶片最好固定在转子的内表面上。有利的是，该转子是永久磁铁激励的同步转子。其中转子环形成用于伸入到流动路径中的叶轮叶片的支承体。此外有利的是，转子被构造成泵单元的组成部分。

有利的流动规定了一种设计方案，依此，该阻断体具有带流通横截面的流动通道，该流通横截面相应于泵单元的自由流通横截面，亦即相应于在考虑泵单元的叶轮叶片的情况下的流通横截面。为此，阻断体可为锥体形式的结构。特别地规定，该阻断体具有流动通道，该流动通道的直径朝向泵单元锥形地扩大至泵单元的流动通道的内直径。同样规定，该阻断体具有流动通道，该流动通道的直径相应于泵单元的内直径，特别是相应于转子环的内直径。

按照另一种有利的设计方案，该泵-驱动单元被设计得在流动路径被阻断的情况下可从结构部件中取出或可装入到结构部件中。该泵-驱动单元可被设计为可以推入到阻断体中。为此，泵-驱动单元可配备有导引机构，这些导引机构伸入到阻断体的相应接纳结构中。

根据一种对材料花费有利的变型方案，该泵单元和/或驱动单元被设计为板形，和/或与阻断体的尺寸匹配。其中泵-驱动单元的一端可以具有弧形的特别是圆弧形的轮廓。

按照本发明，作为限定流动路径的结构部件，设置有管道。特别有利的是被构造为配件的结构部件。其中该配件的阻断体最好为球阀。球阀可以通过转动例如90度而处于将流动路径阻断的位置。球阀转动大约180度就会使得泵单元的输送方向相反。因此，本发明的结构部件允许沿相反的流动方向输送，而无效率损失。该泵-驱动单元按理想方式完全布置在球阀中。布置在泵单元中的叶轮可以是轴流、半轴流或径向流的结构形式。该泵-驱动单元的与阻断体及泵单元匹配的形状可以有利地为具有半球形端部的圆柱体形状，其可以装入到球阀的球体中。

作为备选方案，该阻断体被构造为滑阀。它最好是被设计为可推入到该结构部件中。该泵-驱动单元在这种情况下最好被布置在滑阀中。其中该滑阀理想地具有：上面的区域，其用于流动路径的阻断；下面的区域，其接纳该泵单元。按照这种滑阀被定位在该导送流体的结构部件内部的情况如何，使起阻断作用的部分或者使该泵单元处在流动路径中。按照本发明的另一种变型方案，该泵-驱动单元在流动路径被阻断的情况下具有从外部可够到的壳体区域。

在本发明范围内还有其它的配件如活门、阀门、回流防止器或类似物。

按照本发明规定，该结构部件具有多件式的、特别是两件式的壳体，其中该壳体件至少部分地包围该阻断体和泵-驱动单元。两件式壳体最好具有由两个半壳构成的壳体半部。

同样规定，该结构部件的阻断体具有附加的畅通通道。由此该结构部件可以在三个位置之间切换。因此除了被阻断的状态和泵在流动路径中的状态以外，还设置了具有完全畅通通道的状态。其中这种布置方式经过设计，使得该结构部件在拆下泵-驱动单元的情况下可以在被阻断的流动路径和完全畅通的流动通路之间切换。最好设置有阻断机构，其防止在拆下泵-驱动单元的情况下该结构部件被无意地切换到错误的位置。同样按照本发明规定，该阻断体按照阀门体的形式无级地开通该流动路径的流通横截面。

在需要时，为了构建导送流体的系统，也可以将多个、必要时不同的、本发明的结构部件相互组合。为此，本发明的结构部件被设计为可相互连接。

按照本发明的设计，起阻断作用的装置与泵相整合，由此可以实现新的流体控制的调节策略。其中规定，调节装置调节和/或控制该阻断体的位置及该泵-驱动单元的工作特性。与利用泵对流体流进行柔性调节相组合，该配件被快速并有效地闭锁，这在敏感的过程中提供了优点。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出，并在下面被详细地阐述。附图示出：

图1a，b示出本发明的具有球阀的结构部件，其中流动路径被开通，

图2a，b示出相同的结构部件，其中流动路径被阻断，

图3示出相同的结构部件，其中流动路径被阻断，且泵-驱动单元被取出，

图4示出该结构部件的各个构件，

图5a-d示出本发明的结构部件，其具有构造为滑阀的、带泵-驱动单元的阻断体，和

图6示出另一个本发明的结构部件，其具有配备了径向叶轮的泵单元。

具体实施方式

图1a以透视图示出本发明的、限定流动路径的结构部件1，其用于导送流体的系统。图1b为该相同结构部件1的剖视图。结构部件1具有壳体2，该壳体带有壳体半部3、4。结构部件1具有入口侧5和出口侧6。结构部件1在入口侧具有法兰7，且在出口侧具有法兰8。在结构部件壳体2内部设置有球阀形式的阻断体10。该阻断体10被可转动运动地设置在结构部件壳体2中。阻断体10借助未示出的操作-或定位机构用手或通过驱动机构可转动到不同的位置。出于简明原因同样未示出的是：可选用的监视、调节和/或控制装置、其能量供给以及泵-驱动单元11的能量供给。在所示的开通状态下，该结构部件1把通过箭头表示的、在入口侧5和出口侧6之间的流动路径9开通。按照本发明，结构部件1具有一个组合的泵-驱动单元11，其中该泵-驱动单元11被设置在可于阻断体10的另一位置与流动路径9分开的区域内部，该区域相对于入口侧5和出口侧6密封。泵单元12与带永久磁铁17的环形转子16整体地连接。转子16与带定子绕组19的环形定子18配合作用。在转子16的内表面13上设置有叶轮叶片15。该叶轮叶片15构成轴流结构形式的离心泵叶轮，在所示的配件打开的状态下，该泵单元12设置在入口侧5和出口侧6之间的流动路径9上。叶轮为无轴设计，其中这些叶轮叶片15在中央区域中接触，因此该布置方式是稳固的。

图2a以透视图示出该相同的结构部件1，其处于被锁闭的状态下。图2b为该结构部件的剖视图。球阀形式的阻断体10与图1a、1b相比较被旋转了约90°。在这个另一位置上，该结构部件1将流动路径9阻断，使得通过阻断体10和结构部件壳体2构成与流动路径9分开的区域20。这个区域20无论相对于入口侧5还是相对于出口侧6都密封。在阻断体10的这个位置，不存在入口侧5或出口侧6至泵-驱动单元11的连接，该泵-驱动单元因此与输送流体分开。该泵-驱动单元11完全布置在阻断体10中。此外，该泵-驱动单元11被设计为可由阻断体10中取出或可装入其中。因此该泵-驱动单元11在维护情况下可简便地从阻断体10中取出并维修。这样就无需采取附加的用于流动改路的预防措施或附加的密封措施了。

现在图3示出该相同的结构部件1，其中流动路径被阻断且泵-驱动单元11被取出。仅示出了该结构部件1的一个壳体半部4。该泵-驱动单元11为板形设计。它具有上面区域21和下面区域22。在下面区域22中设置有泵单元12。泵-驱动单元11具有空心的环形转子16-以后也称为转子环-其被空心的环形定子18-以后也称为定子环-所包围。例如永久磁铁激励的同步转子适宜作为转子16。该转子16被支承在定子环18中。该转子16的内直径具有与阻断体10的流动通道相同的直径。该转子环16的内表面13在材料和结构设计方面与该球阀的通道的内表面相匹配。因此在泵-驱动单元11被推入到结构部件1中的情况下不会产生对流动路径的影响。该泵-驱动单元11的下面区域22与阻断体10的尺寸相匹配，并具有半圆形的轮廓。此处未示出的是在泵-驱动单元上的导引机构，借助于导引机构可以把泵-驱动单元推入到阻断体10中。该阻断体10为此可以具有相应的同样在此处未示出的用于导引的接纳结构。

图4示出导送流体的结构部件1的各个构件。其中结构部件1的球阀形式的阻断体10被一个多件式壳体所包围，该壳体的壳体件，此处为带有法兰7、8的壳体半部3、4，将阻断体10和泵-驱动单元11包围。该泵单元12可与环形转子16一起从环形定子18中取出。

图5a、5b、5c、5d示出本发明的结构部件1的一种备选设计，其中应用一个滑阀形式的阻断体10’。其中图5a为结构部件1的透视图，图5b示出在流动路径被阻断的情况下结构部件1的一半，图5c为在流动路径被阻断的情况下结构部件1的剖视图，图5d为在流动路径被开通的情况下结构部件1的剖视图。如在图5b中可最清楚地看出，滑阀具有：上面的区域21，其借助阻断体10’用于该流动路径的阻断；下面的区域22，其接纳包含转子环16在内的泵单元12。结构部件1具有定位机构25，借助其使滑阀可被定位在结构部件1内部。按照滑阀在本发明的结构部件1内部的定位位置如何，使起阻断用的上面区域21或使泵单元12处在流动路径9上。在流动路径9被阻断的情况下，该泵-驱动单元11的包含转子环16在内的泵单元12布置在与流动路径9分开的、在图5c中以虚线表示的区域20中，并且通过-此处未示出的-从外部可够到的结构部件1的壳体区域是可以够到的，而且不用较大麻烦就可以维护。

图6以剖视图示出另一本发明的结构部件1，其具有配备了径向叶轮14的泵-驱动单元11’。该结构部件1具有两个带法兰7、8的壳体半部3、4。在入口侧5和出口侧6之间形成有借助箭头表示的流动路径9。壳体半部3、4包围球阀形式的阻断体10。泵-驱动单元11’被完全地布置在阻断体10中。该泵-驱动单元11’由径向的离心泵叶轮14构成，其借助轴24被驱动。在轴24上固定着带永久磁铁17的转子16，该转子与带固定的定子绕组19的定子18配合作用。轴24借助轴承26-此处为球轴承-相对于定子18可转动地支承。在所示的打开状态下，在入口侧5和出口侧6之间形成有流动路径9，该流动路径延伸经过离心泵叶轮14和导向和/或转向装置28。通过用手或以机动方式实施的转动运动，该球阀就可以转动约90°，由此流动路径9被阻断，从而该泵-驱动单元11’被完整地布置在由阻断体10和结构部件壳体2构成的、与流动路径9分开的区域的内部，该区域相对于入口侧5和出口侧6密封。

图1-6的所描述的实施例均有入口侧和出口侧，由此限定流动路径。在本发明的范围内也存在具有多个入口侧和/或出口侧的结构部件，由此限定多个流动路径。本发明同样规定了一种结构部件，其具有附加的、在阻断体中的畅通通道。因此该结构部件可在三个位置之间切换。现在除了阻断的状态和泵单元在流动路径上的状态以外，还规定了具有完全畅通的通道的状态。其中布置方式如此设计，即结构部件在泵-驱动单元被拆卸的情况下可在被阻断的流动路径和完全畅通的流动路径之间切换。其中阻断机构防止在泵-驱动单元被拆卸的情况下结构部件被无意地切换到错误的位置上。

附图标记列表

1 本发明的结构部件

2 壳体

3 入口侧的壳体半部

4 出口侧的壳体半部

5 入口侧

6 出口侧

7 入口侧法兰

8 出口侧法兰

9 流动路径

10、10’ 阻断体

11、11’ 泵-驱动单元

12 泵单元

13 内表面

14 叶轮

15 叶轮叶片

16 转子

17 永久磁铁

18 定子

19 定子绕组

20 被分开的区域

21 上面的区域

22 下面的区域

24 轴

25 定位机构

26 轴承

28 导向装置

Claims (14)

1.用于导送流体系统的结构部件，具有泵-驱动单元，其中该泵-驱动单元具有驱动单元和可被该驱动单元驱动的、带叶轮的泵单元，其中结构部件具有带至少一个入口侧和至少一个出口侧的壳体和布置在所述入口侧和出口侧之间的、可运动的阻断体，其中在阻断体的至少一个位置形成位于入口侧和出口侧之间的流动路径，并且泵单元布置在入口侧和出口侧之间的流动路径中，其特征在于：

结构部件（1）至少在阻断体（10、10’）的另一位置能使流动路径（9）阻断，从而通过阻断体（10、10’）和结构部件壳体（2）形成与流动路径（9）分开的区域（20），该区域相对于入口侧（5）和出口侧（6）密封，其中该泵-驱动单元（11、11’）布置在该区域内部。

2.按权利要求1的结构部件，其特征在于：泵-驱动单元（11、11’）布置在阻断体(10、10’)中。

3.按权利要求1的结构部件，其特征在于：阻断体(10、10’)由多个彼此间隔开的阻断体元件构成，并且泵-驱动单元（11、11’）布置在阻断体元件之间。

4.按权利要求1的结构部件，其特征在于：该叶轮为无轴的结构。

5.按权利要求1的结构部件，其特征在于：泵-驱动单元（11、11’）具有布置在环形式的转子（16）中的叶轮和被构造为完全包围该转子（16）的环的定子（18）。

6.按权利要求5的结构部件，其特征在于：转子（16）是一个永久磁铁激励的同步转子。

7.按权利要求5或6的结构部件，其特征在于：阻断体（10、10’）具有流动通道，该流动通道的直径相应于转子环的内直径。

8.按权利要求1的结构部件,其特征在于：泵-驱动单元（11、11’）在流动路径（9）被阻断的情况下可从结构部件（1）中取出或可装入到结构部件（1）中。

9.按权利要求1的结构部件，其特征在于：泵单元（12）和/或驱动单元为板形，和/或与阻断体(10、10’)的尺寸匹配。

10.按权利要求1的结构部件，其特征在于：结构部件（1）被构造为配件。

11.按权利要求10的结构部件，其特征在于：阻断体（10、10’）被构造为球阀。

12.按权利要求10的结构部件，其特征在于：阻断体（10、10’）被构造为滑阀。

13.按权利要求1的结构部件，其特征在于：结构部件（1）具有多件式壳体，该壳体的壳体件（3、4）至少部分地将阻断体（10、10’）和泵-驱动单元（11、11’）包围。

14.用于使按权利要求1-13之一的结构部件工作的方法，其特征在于：一种调节装置调节和/或控制该阻断体（10、10’）的位置及泵-驱动单元（11、11’）的工作特性。