CN102954040B - 具有螺旋壳的叶轮泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种叶轮泵(2)，该叶轮泵包括：泵壳(4)，该泵壳具有吸入口(6)和排出口(8)，该吸入口和该排出口通过设置在泵壳内的通流室(10)相互连接；设置在通流室内的可被旋转驱动的叶轮(12)和与通流室处于流体连接的膨胀体(14)，叶轮泵具有围绕叶轮外周的螺旋壳(16)以及螺旋壳构成为与泵壳分开的一件式或多件式构造的成型件，流入漏斗(24)作为一件式或多件式构造的成型件装入到吸入接管(22)内，该成型件在其在吸入接管内的安装位置中与泵壳力锁合和/或形锁合地连接，流入漏斗在其外周面上具有接触面(26)，流入漏斗通过该接触面在其安装位置中自动对准地支撑在泵壳上。

Description

具有螺旋壳的叶轮泵

技术领域

本发明涉及一种叶轮泵，该叶轮泵包括：泵壳，该泵壳具有吸入口和排出口，该吸入口和该排出口通过设置在泵壳内的通流室相互连接；设置在通流室内的可被旋转驱动的叶轮；围绕叶轮外周的螺旋壳和与通流室处于流体连接的膨胀体。

背景技术

由文献DE 103 31 602 A1已知，给一个叶轮泵配设一个或多个膨胀体，以保护叶轮的轴免遭冻伤。当处于通流室内的水的体积由于机组状态由温度决定地变换而改变时，膨胀体可以柔性地改变其形状。特别是当膨胀体通过在泵壳内上升的压力被压缩和按照这种方式在泵壳内水的体积增加可以得到补偿时，可以避免水结冰时作用到泵壳或泵件上的弯曲力和压力。为了制造膨胀体可以使用柔性和弹性材料，像例如橡胶囊、由柔性材料制成的闭孔的海绵和类似物。

叶轮泵是一种流动机械，该流动机械借助旋转的叶轮利用离心力用来输送液体。经由吸入接管进入到叶轮泵内的液体被旋转的叶轮带走并且首先在圆形轨道上强制向外。由此，处于叶轮内的并被叶轮带走的液体进行运动并且新的液体被吸入到叶轮的作用区域中。如果水通过叶轮泵的通流被各构件干扰，叶轮泵的效率就变差。

在实践中已证明困难的是，将膨胀体集成到泵壳中，而在此不使泵的效率变差。虽然膨胀体可以设置在马达壳内，但该马达壳应该尽可能地密封，以防止完全损坏马达的不希望的水进入。因此有利的是，尽可能地保持水完全远离马达壳并在泵壳内设置膨胀体。但如果膨胀体未最佳地设置，那么膨胀体在那里会妨碍水通流。这种类型的叶轮泵的制造也应当能够尽可能成本有利地无显著耗费地进行。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种解决方案，按照该解决方案的成本有利的和便于安装的方式可以提高叶轮的效率，而在此不妨碍膨胀体在泵壳内的安装可能性。

该目的对于同类型的叶轮泵以这样的方式得以实现，即，所述叶轮泵包括：泵壳，该泵壳具有吸入口和排出口，该吸入口和该排出口通过设置在泵壳内的通流室相互连接；设置在通流室内的可被旋转驱动的叶轮和与通流室处于流体连接的膨胀体，叶轮泵具有围绕叶轮外周的螺旋壳以及螺旋壳构成为与泵壳分开的一件式或多件式构造的成型件，流入漏斗作为一件式或多件式构造的成型件装入到吸入接管内，该成型件在其在吸入接管内的安装位置中与泵壳力锁合和/或形锁合地连接，流入漏斗在其外周面上具有接触面，流入漏斗通过该接触面在其安装位置中自动对准地支撑在泵壳上。

相对于叶轮沿周向螺旋形延伸的壁部可以改善装入泵内的叶轮的效率。特别是当在叶轮的外周与螺旋壳指向内部的面之间流动通道的自由截面沿被泵送的水的输送方向朝向排出口增大时，利用叶轮泵可以达到改善的效率。

通过使用与泵壳分开的成型件，该成型件在其形状上可以更自由地构形。这一点特别是鉴于最佳协调于叶轮的形状是有利的。与在连续的批量生产中相应事后再加工泵壳使得产生对叶轮优化的形状构形相比，例如由塑料制成的注塑件在其形状上从一开始就优化地构形更加简单。分开的成型件可以这样构形，使得膨胀体可以安装到泵壳内，而在安装位置中不妨碍水通过叶轮的通流。此外，不同的叶轮连同相应与其配合的螺旋嵌件可以装入到一个统一的泵壳内，而无须为此预先提供不同的泵壳。生产中的储备和部件多样性由此可以减少。仅利用唯一的泵壳可以制造和提供带有不同特性曲线的不同叶轮泵，这些叶轮泵相互区别仅在于螺旋嵌件的形状、叶轮的形状和可能附加马达设计的形状。

为了改善叶轮泵的效率，螺旋壳是否构造为一件式或多件式的成型件无关紧要。多件式的成型件可以容易可插接地构造，从而并未出现明显提高的安装耗费。但当成型件构造为一件式时，安装是最简单的。

按照本发明的一种构造方案，螺旋壳在其在泵壳内的安装位置中与泵壳力锁合和/或形锁合地连接。在力锁合连接、例如夹紧时，可以无工具和相应简单地进行安装。在形锁合连接时，螺旋壳通过其形状保持在其安装位置中。通过在侧周上的凸起部可以阻止螺旋壳在叶轮泵的使用寿命期间沿叶轮的旋转方向改变螺旋壳的安装位置。如果螺旋壳的结构高度与通流室的尺寸精确配合并且螺旋壳在安装位置中支撑在泵壳的内壁部上，那么可以避免沿叶轮旋转轴线的高度运动。即使在这种连接时，也可以通过这样的方法无工具地并因此相应迅速和高效地进行安装，即，在安装叶轮泵时在所述泵壳与马达壳连接之前，把螺旋壳仅放入到泵壳内。力锁合和形锁合的连接技术也可以相互组合，以便把螺旋壳在泵壳内固定在安装位置中。这些所提出的连接技术在维修情况下也可容易地重新拆卸。

按照本发明的一种构造方案，膨胀体设置在泵壳内与通流室邻接的室内并且膨胀体与通流室通过螺旋壳的壁部分开。通过膨胀体设置在通流室的外部，保证无阻挡的水通流通过通流室。通流室在流动技术上可最佳地构形，而无须顾及膨胀体。因为螺旋壳环绕通流室，故在螺旋壳的壁部同时构成用于膨胀体结构空间的边界情况下，可放弃附加的壁部。

按照本发明的一种构造方案，膨胀体由壁部保持在其安装位置中。通过这种构形简化泵的安装。为安装叶轮泵，仅需将膨胀体放入到泵壳内，以便然后把螺旋壳放置在其上和将泵壳与马达壳连接。

按照本发明的一种构造方案，螺旋壳的一件式或多件式构造的成型件在其安装位置中界定通流口，所述通流口将膨胀体与通流室流体连接。这些通流口可以仅构成在成型件的壁部中，例如构成为孔或狭缝，但由此可能引起通过通流室的水流动行为中的干扰。但这些通流口也可以通过螺旋壳与泵壳的壁部共同构成的间隙构成。因为螺旋壳由于不可避免的公差而不能密封地紧贴到泵壳的内表面上，所以在这种构造方案中这样加宽在螺旋壳的构件边缘与泵壳的相邻的表面之间的间隙尺寸，使得在考虑到可能的公差的情况下始终形成足够确定尺寸的通流口，通过该通流口可以在通流室与膨胀体之间进行压力补偿，以便避免由于冻结的水对泵构件的损坏。通流间隙的特别流动有利的位置处于螺旋壳在吸入接管或吸入口上的对接区域内，因为在那里仅轻微地妨碍水的流动情况。

按照本发明的一种构造方案，螺旋壳在其背离叶轮的外侧上具有一个或多个凸起部，螺旋壳在其安装位置中利用所述凸起部自动对准地支撑在泵壳上。螺旋壳必须这样安装在泵壳内，使得叶轮在旋转运动时不与螺旋壳的表面碰撞或在其上摩擦。为获得泵的最佳效率，还必须维持流动通道的由叶轮的外周和螺旋壳的内表面界定的自由横截面的所规定的尺寸。与此相应地，螺旋壳在其安装位置中对准于叶轮转动轴线的定中心是必需的。这种定中心可以通过凸起部产生，这些凸起部与叶轮的转动轴线相比设置在螺旋壳的彼此相对的侧面上。如果这些凸起部在其安装位置中支撑在泵壳上，特别是利用横向于叶轮的转动轴线的力分量，那么这些凸起部通过支撑力调整力平衡，在该力平衡中螺旋壳在其预定安装位置中保持在与叶轮的转动轴线相配地定中心的位置中。

按照本发明的一种构造方案，吸入口与通流室经由吸入接管连接并且膨胀体构造为环形构件，该环形构件包围吸入接管的外周。通过吸入接管可跨接对于膨胀体所需的结构空间。吸入接管为流入的水从吸入口直至叶轮跨接一输送路径。吸入接管是集成到泵壳内的组成部件或装入到泵壳内的分开的部件。吸入接管利用其结构长度可用来改善水到叶轮泵内的流入行为。通过由泵吸入的水通过吸入接管所穿流的路段，在该区域内的流动被整流。可能干扰尽可能无干扰的水通流的紊流这样得到减少或完全避免。通过来自吸入接管、而不直接来自吸入口的对叶轮的入流，水更均匀地流入到叶轮内，由此减少效率损失。通过膨胀体的环形构成，吸入接管可居中地穿过膨胀体并同样地居中地指向叶轮。膨胀体在其形状和位置方面可完全与叶轮的形状和位置匹配，从而可与处于泵壳内的水结冰的位置和进展无关地为由相变决定的压差产生补偿可能性。

按照本发明的一种构造方案，流入漏斗作为一件式或多件式构造的成型件装入到吸入接管内，该成型件在其在吸入接管内的安装位置中与泵壳力锁合和/或形锁合地连接。通过一分开的流入漏斗，在吸入接管区域内水的流动行为可以更进一步地改善并且可以匹配于相应的叶轮的流动特性。通过漏斗形状，特别是可以改善水到吸入口内的流入行为和减小或完全避免在吸入口前面或在吸入口区域中在周围形成的流动涡流。通过力锁合和/或形锁合的连接可以容易地安装成型件。根据所使用的叶轮，还可以在同一个泵壳内使用多个不同叶轮中的一个和多个与其配合的不同流入漏斗中的一个，从而产生由不同元件组成的用来配置叶轮泵的一种类型的组合部件。

按照本发明的一种构造方案，流入漏斗在其外周面上具有接触面，流入漏斗通过该接触面在其安装位置中自动对准地支撑在泵壳上。对于流入漏斗的自动对准的支撑产生正如前面对螺旋壳的自动对准的支撑已经说明的相应的优点。

强调指出的是，本发明前面所描述的构造方案可以各自单独地、但也可以相互间与依据在独立权利要求中所描述的发明的构造方案相组合。这一点也适用于为一种构造方案所描述的个别技术特征与其他构造方案的个别技术特征的组合，只要这种组合在技术上是有意义的。

本发明的其他变型和构造方案可以从后面的主题说明和附图得出。

附图说明

现借助实施例更详细地说明本发明。其中：

图1示出叶轮泵的横剖视图；

图2示出泵壳的视图；以及

图3示出图2中的泵壳的分解图。

具体实施方式

图1示出一个带有一个泵壳4的叶轮泵2。泵壳4具有一个吸入口6和一个排出口8。吸入口6和排出口8通过一个通流室10在流动技术上相互连接，叶轮12设置在该通流室中。在叶轮泵2运行时，水通过吸入口6流动到通流室10中，在那里通过旋转的叶轮12加速并经由排出口8从叶轮泵2压出。

一个膨胀体14与叶轮12沿侧向间隔开地位于泵壳4内，该膨胀体在本实施例中与叶轮12通过螺旋壳16分开。螺旋壳16具有壁部18，膨胀体14通过该壁部保持在其安装位置中。壁部18同时界定通流室10和叶轮12。

螺旋壳16具有一个凸起部20，该凸起部夹紧地支撑在泵壳4的内表面上并由此使螺旋壳16在其安装位置中定中心。凸起部20在本实施例中构造为环绕的环。

在本实施例中，一个吸入接管22构成在泵壳4内，该吸入接管作为流动通道将吸入口6与通流室10连接。一个流入漏斗24装入到吸入接管22内，该流入漏斗的流动横截面沿通流方向缩小。流入漏斗24通过接触面26贴靠在泵壳4的内表面上。

在图1所示的叶轮泵2的组装情况中，螺旋壳16构造为一件式的成型体。螺旋壳16的尺寸这样选择，使得当泵壳4固定到马达壳28上时，螺旋壳16无间隙地在通流室10内定位。螺旋壳在此通过其尺寸协调于泵壳4的内部尺寸而保持在其安装位置中。螺旋壳16的位置固定在本实施例中特别是由构成在螺旋壳16上的套装面30产生。

在本实施例中，一个围绕吸入接管22的通流间隙32构成在壁部18与吸入接管22的对接区域内，该通流间隙环绕吸入接管22。通流间隙32形成通流口，当在通流室10内的水的体积由于相变而膨胀时，水通过该通流口可以从通流室10侵入到安装空间内，膨胀体14处于该安装空间内。膨胀体14由于其柔性的构造被侵入的水压缩和部分地挤压。当变成冰的水重新融化和处于通流室10内的水的体积重新变小时，处于膨胀体14的区域内的水可以重新通过通流间隙32回流到通流室10内。按照这种方式，保护叶轮泵2免遭可能发生的冻伤。

在图2中示出敞开的泵壳4的正视图。螺旋壳16装入到泵壳4内。在该正视图中可以良好地看出，螺旋壳16的壁部18在与吸入接管22的对接区域内通过相应的尺寸构造而构成一环形的通流间隙32。还可以看出流入漏斗24的在叶轮侧的端面，吸入接管22的自由流动横截面通过该流入漏斗变小。一个压力接管34一体成型到泵壳4上，水经由该压力接管从通流室10输送向排出口8。

在图3中可以看出装入到泵壳4内的各个构件的分解图。在通流室10那侧，膨胀体14和螺旋壳16可以装入到泵壳4内。在吸入口6那侧示出可以装入到吸入接管22内的流入漏斗24。取代在图3中所示的用于螺旋壳16和流入漏斗24的构件，按叶轮12的其他形状匹配的不同成型的构件也可以装入到泵壳4内。通过这一可能性，即，作为螺旋壳16和/或流入漏斗24的不同成型的构件可以装入到泵壳4内，泵壳4可以容易地匹配于不同的叶轮12及其特殊的功率特性。

本发明并不局限于前面所说明的实施例。将该实施例按照本领域技术人员认为适当的方式匹配于具体使用情况的技术要求，这不给本领域技术人员造成困难。前面的说明仅用于本发明的说明目的。

Claims (8)

1.叶轮泵(2)，包括：泵壳(4)，该泵壳具有吸入口(6)和排出口(8)，该吸入口和该排出口通过设置在泵壳(4)内的通流室(10)相互连接；设置在通流室(10)内的可被旋转驱动的叶轮(12)和与通流室(10)处于流体连接的膨胀体(14)；其特征在于，叶轮泵(2)具有围绕叶轮(12)外周的螺旋壳(16)以及螺旋壳(16)构成为与泵壳(4)分开的一件式或多件式构造的成型件，流入漏斗(24)作为一件式或多件式构造的成型件装入到吸入接管(22)内，该成型件在其在吸入接管(22)内的安装位置中与泵壳(4)力锁合和/或形锁合地连接，流入漏斗(24)在其外周面上具有接触面(26)，流入漏斗(24)通过该接触面在其安装位置中自动对准地支撑在泵壳(4)上。

2.按权利要求1所述的叶轮泵(2)，其特征在于，螺旋壳(16)在其在泵壳(4)内的安装位置中与泵壳(4)力锁合和/或形锁合地连接。

3.按权利要求1所述的叶轮泵(2)，其特征在于，膨胀体(14)设置在泵壳(4)内与通流室(10)邻接的室内，并且膨胀体(14)与通流室(10)通过螺旋壳(16)的壁部(18)分开。

4.按权利要求2所述的叶轮泵(2)，其特征在于，膨胀体(14)设置在泵壳(4)内与通流室(10)邻接的室内，并且膨胀体(14)与通流室(10)通过螺旋壳(16)的壁部(18)分开。

5.按权利要求1至4之一所述的叶轮泵(2)，其特征在于，膨胀体(14)由壁部(18)保持在其安装位置中。

6.按权利要求1至4之一所述的叶轮泵(2)，其特征在于，螺旋壳(16)的一件式或多件式构造的成型件在其安装位置中界定通流口，所述通流口将膨胀体(14)与通流室(10)流体连接。

7.按权利要求1至4之一所述的叶轮泵(2)，其特征在于，螺旋壳(16)在其背离叶轮(12)的外侧上具有一个或多个凸起部(20)，螺旋壳(16)在其安装位置内利用所述凸起部自动对准地支撑在泵壳(4)上。

8.按权利要求1至4之一所述的叶轮泵(2)，其特征在于，吸入口(6)与通流室(10)通过吸入接管(22)连接，并且膨胀体(14)构造为环形构件，该环形构件包围吸入接管(22)的外周。