CN107013469A - 离心泵机组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种离心泵机组。一种生活用水设施(1)具有电动马达(8)和由该电动马达驱动的离心泵(7)，所述离心泵具有至少一个叶轮(10)，离心泵产生穿过环形腔(12)的主输送流(29)以及穿过围绕马达(8)的腔(28)的冷却液体流(30)。环形腔(12)由两个导引叶片划分成子环形腔(23，24)，这些子环形腔在运行中具有不同的压力水平。每个子环形腔(23，24)与围绕马达(8)的腔(28)连接，冷却液体流流过该腔。

Description

离心泵机组

技术领域

本发明涉及一种离心泵机组、尤其是作为生活用水设施(Hauswasserwerk)的部件的离心泵机组，所述离心泵机组具有单级或多级离心泵，由电动马达驱动所述单级或多级离心泵。

背景技术

为了散发由驱动马达所产生的热，在现有技术的离心泵机组中沿着马达引导所述泵的输送流，因此不使该马达过热。这类布置方案尤其在用于输送冷水的离心泵机组中是已知的。

现有技术将这种离心泵使用在生活用水设施或升压设备中。在申请人的以名称“GRUNDFOS MQ”销售的生活用水设施中，多级离心泵是平放的、也就是以水平的轴线布置，多级离心泵被构造成多级的并且所述多级离心泵具有在生活用水设施内的通道引导部，在通道引导部中，由泵所输送的水从最后的泵级出来被输送到围绕电动马达的环形腔中，一通道又连接于该环形腔，该通道导向生活用水设施的输出接口或压力接口。用于冷却马达的、在此所实施的结构措施已成功地证明，由于主输送流沿着电动马达的外侧面流动，因此始终导致足够的冷却。该已知的生活用水设施的结构比较昂贵，因此人们致力于将其简化，使得生活用水设施可以在成本上更便宜地制造并也可以设计得在应用技术上更有利。然而，如果希望与已知的结构原理根本性不同，那么这也会造成用于电动马达的冷却方案的改变。

发明内容

在该背景下，本发明的目的是，设计离心泵机组、尤其是作为生活用水设施的部件的离心泵机构，使得电动马达被足够地冷却，而不必沿着电动马达引导所述主输送流。

本发明的目的通过具有权利要求1中记载的特征的离心泵机组来实现，并且就此而言涉及通过具有权利要求12中记载的特征的生活用水设施在生活用水设施方面的应用。本发明意义上的生活用水设施也是一种升压设备。本发明的有利设计方案记载在下面的说明中的从属权利要求以及附图中。在此情况下，记载在从属权利要求和说明书中的特征可以分别单独、但也能以适当的组合来继续设计根据本发明的根据权利要求1或根据权利要求12的解决方案。

根据本发明的尤其是构成生活用水设施的部件的离心泵机组具有电动马达和由该电动马达驱动的单级或多级离心泵，所述单级或多级离心泵具有至少一个叶轮，该叶轮产生穿过围绕至少一个泵级的环形腔的主输送流以及穿过围绕马达的腔的冷却液体输送流。在此，环形腔由至少两个导引叶片划分成子环形腔，这些子环形腔在运行中具有不同的压力水平并且这些子环形腔中的每个都与围绕马达的腔是管路连接的。

本发明的解决方案的基本构思是，首先仅将由离心泵所输送的液体的子流用于冷却所述马达，以便以这种方式在通道引导的情况下在结构和构型上更自由。因此产生穿过围绕所述至少一个泵级的环形腔的主输送流，也就是说所述主输送流在泵的端部穿过该环形腔朝泵的吸入侧方向引导，使得主通道引导基本上在泵的区域中且不在马达侧进行。然而，为了可靠和安全地冷却电动马达，从主输送流分支出冷却液体输送流并将其导引穿过围绕马达的腔。

为了产生该冷却液体输送流，在围绕所述至少一个泵级的环形腔中产生不同的压力水平，在该环形腔中设置有至少两个导引叶片，这些导引叶片将该环形腔的至少一些部分划分成两个子环形腔，这些子环形腔在运行中具有不同的压力水平。在此，根据本发明，这些子环形腔分别与围绕马达的腔是管路连接的。通过这些子环形腔之间的、在此在运行中调整的即使仅很小的压差来在围绕马达的腔中产生有目的的流动，以及由此确保所需的冷却液体输送流。

该结构措施一方面确保电动马达的安全的冷却，然而另一方面也允许设计所述通道引导，使得泵入口和泵出口处在相同侧上，至少穿过围绕至少一个泵级的环形腔的所述主输送流又朝泵入口方向被引回。由此，尤其是如果根据本发明的离心泵机组形成生活用水设施的部件，则非常紧凑的结构是可行的。当离心泵机组平放地、也就是以泵和马达的水平轴线来运行时，尤其形成这两个子环形腔中的不同压力水平的效果。于是可以在环形腔的下部分中有比上部的子环形腔中更高的压力水平，由此产生穿过围绕马达的腔的所述冷却液体输送流。但是，该效果也可以在非水平的布置方案中实现，仅须一子腔与压力接口之间的连接的液压阻力跟另一子腔与压力接口之间的连接的液压阻力是不同大小的。

有利地，根据本发明的一改进方案，导引叶片是最后的泵级的部件或布置在该最后的泵级的后面。这些导引叶片优选直径相对地布置在环形腔中，确切地说优选以如下方式布置，即，这些导引叶片形成虚拟的分割面，该分割面至少部分地、优选基本上水平地分割所述泵的环形腔。

有利地，围绕所述至少一个泵级的环形腔至少部分地由泵壳体限定。根据本发明的结构于是可以很大程度上在利用总归存在的构件的条件下实现。

在此特别有利的是，在所述离心泵构造成多级时，最后的泵级由泵壳体中的具有环绕的、正常的和分割环形腔的导引叶片的叶轮来构成，并且第一和可能地其它的泵级在其间布置在缸套内，所述缸套向内限定了所述泵的环形腔并且该环形腔至少区段地由所述导引叶片沿轴向方向分割。“沿轴向方向分割”可以被理解为，由导引叶片所形成的分割面延伸穿过泵轴线或布置得与该泵轴线平行并优选布置成水平的。

有利地，构造和布置分割所述环形腔的这些导引叶片，使得这些导引叶片沿叶轮的转动轴线方向延伸或在平行于该转动轴线的方向上延伸以及由此伸入到环形腔中，即同时形成用于最后的泵级的导引器的部件和用于产生针对冷却液体输送流的压差的分离器件。这些导引叶片延伸到叶轮与端壁、优选限定所述泵壳体的端壁之间的区域中，确切地说向电动马达附近的端壁延伸。由此实现子环形腔的比较高的压差，因为在该区域中不会产生液压短路(hydraulischer Kurzschluss)。在此优选地，朝向围绕马达的腔的管路连接由泵壳体的所述端壁中的缺口形成。

根据本发明的一有利的设计方案，形成子环形腔的导引叶片径向沿着泵壳体的指向电动马达的端壁延伸以及轴向沿着优选所述泵壳体的向外限定环形腔的外壁延伸。由此，这些导引叶片一方面形成最后的泵级的导引器的部件并另一方面形成将这些子环形腔相对彼此隔开的壁。在此有利地，这些导引叶片与泵壳体一件式构造，该泵壳体不仅具有在电动马达旁的端壁，而且具有环绕的外壁。

尤其地，在前述通道引导的情况下，输送液体从第一泵级的吸入口基本上沿泵的轴向被输送直至最后的泵级的导引轮并然后沿相反方向被输送穿过环形通道，有利地，将泵构造为径向离心泵或径向/轴向离心泵。

有利地，所述泵被确定和构造用于以水平布置的转动轴线来运行，其中，划分所述泵的环形腔的导引叶片基本上在水平的平面内延伸，转动轴线也处在该水平的平面内或与该水平的平面平行地和/或略倾斜地(直至相对该水平的平面倾斜最大30°)地延伸。

在此有利的是，马达和泵具有共同的机轴并且所述泵的环形腔布置得与围绕马达的腔对齐，该腔优选同样被构造为环形腔。

在将根据本发明的离心泵机组使用在生活用水设施中时，前述的结构设计方案尤其是有利的。生活用水设施可以通过这些结构特征明显被设计得更有利，不仅在制造和装配方面，而且在该生活用水设施的使用方面。因此，根据本发明的生活用水设施具有这种离心泵机组并在相同的侧上布置它的吸入接口和它的压力接口，优选在环绕的壳体的端面上叠置地布置。该布置方案是可行的，因为穿过所述泵的环形腔的输送流朝向吸入侧被导回，使得生活用水设施的压力接口可以在没有昂贵的内部通道引导的情况下处在跟吸入接口相同的侧上。

根据本发明的一有利的改进方案，生活用水设施具有环绕的壳体，在所述环绕的壳体中在下部布置有泵和马达，在泵和马达之上、在上部布置有膜片压力容器和马达电子设备。在此有利地，马达电子设备布置在马达之上并且膜片压力容器布置在泵之上。以这种方式，也在生活用水设施的壳体内在地点上彼此分离电结构组件和液压结构组件，这是有利的。在此，以有利的改进方案可以将通道引导设置到一侧，泵壳体的吸入接口和压力接口位于该侧。

附图说明

下面根据附图中所示的实施例来详细阐释本发明。其中：

图1非常简化示出了具有离心泵的生活用水设施的纵剖面图，

图2示出了生活用水设施内的泵壳体的一部分的立体图，

图3示出了根据图2的泵壳体的一部分的纵剖面图，

图4在立体图中示出了根据图3的泵壳体的部分，带有布置在其内的泵级，以及

图5在相应于图1的视图中示出了运行中的生活用水设施内的输送流的走向。

具体实施方式

生活用水设施1具有壳体2，在该壳体中装入生活用水设施的全部构件并且该壳体具有脚部3，生活用水设施1利用该脚部站立在例如底面上并可能地在该底面中例如通过螺栓被锚固。

生活用水设施1在它的、在图1左边的壳体侧上具有吸入接口4以及在该吸入接口之上与其间隔开地具有压力接口5。在吸入接口4之下设置有能关闭的排放开口6。

壳体2的下部分由多级离心泵7和驱动该多级离心泵的电动马达8填充，其平放布置，也就是说具有在运行中水平的机轴9，该机轴一方面收纳电动马达8的转子并且另一方面收纳离心泵7的叶轮10。

在这里，四级式的离心泵在头三个级中封闭式构造，也就是说连接于对应的转轮的导引器由缸壁11围绕，该缸壁构成环形腔12的内壁，该环形腔的外壁由泵壳体构成。泵壳体基本上由两个壳体件构成，即罐形的壳体件13以及构成泵的吸入口的壳体件14。壳体件14被构造为塑料压铸件，构成了生活用水设施1的围绕吸入接口4和压力接口5的侧面并具有从环形腔12向压力接口5引导的通道15，该通道收纳止回阀16并在它的自由端部汇入壳体2的上侧，在那里，该通道由封闭塞17封闭。压力接口5沿流动方向在止回阀16后面横向地连接于该通道15。与压力接口错开180°，横向地设置有接口18，膜片压力容器19连接于该接口，该膜片压力容器构成生活用水设施1的蓄压器。膜片压力容器19布置在泵7之上，在膜片压力容器背侧，电子设备壳体30连接于该膜片压力容器，该电子设备壳体布置在电动马达8之上并收纳生活用水设施1的整个控制和调节电子设备。

在运行中，水通过吸入接口4到达壳体件14中，即到达泵7的吸入口，从那里随后通过各个泵级直到最后的转轮，从该最后的转轮，水通过下面继续还要描述的敞开导引器在主输送流29中绕180°被改道到环形腔12中，以便从该环形腔处通过竖直通道15穿过止回阀16到达压力接口5，水在该压力接口处离开生活用水设施1。

为了产生形成用于马达8的冷却液体流30的子流，最后的叶轮10由导引叶片21和22围绕。导引叶片21是通常的导引叶片，这些导引叶片布置为径向围绕所述叶轮并相应于通常的导引叶片的设计方案和功能。然而，布置为(关于泵的转动轴线)错开180°的导引叶片22沿轴向方向延长直至进入环形腔12中，这些引导叶片将环形腔12分割成两个环形腔部分，即下部的子环形腔23和上部的子环形腔24。分割环形腔12的这些导引叶片22沿轴向从罐形壳体件13的端壁25沿着外壁延伸直至壳体件13的端部附近，即该壳体件在那里被法兰连接于壳体件14。导引叶片22向内直至达到缸壁11，使得至少在缸壁11的区域中，环形腔12由导引叶片22大致水平地分割。在最后的转轮的区域中，这些导引叶片22向内就像导引叶片21那样被构造。

通过对环形腔12的至少在罐形壳体件13的区域中的该分割，在运行中在子环形腔23和24中产生不同的压力水平，其中，在下部的子环形腔23中有比上部的子环形腔24更高的压力。这些不同是比较小的，因为子环形腔23和24液压地连接于环形腔12的吸入侧的端部。

罐形壳体件13具有用于贯通引导和支承所述机轴9的中央缺口26。端壁25围绕该缺口26延伸直至壳体件13的基本上圆柱形的外侧面。在该端壁25中，在与环形腔12对齐的区域中在下部子环形腔23以及在上部子环形腔24中有缺口27，这些缺口导向与其连接的、围绕电动马达8的定子的环形腔28。这些缺口27用于：使由子环形腔23和24中的不同压力水平所产生的冷却液体流30能够从下部的子环形腔23到达围绕所述电动马达8的环形腔28的下部分，从该处向上并穿过端壁25中的上部缺口27流到上部的子环形腔24中，以便然后从那里到达主输送流。在下部的子环形腔23与上部的子环形腔24之间，由导引叶片22所产生的该压力差足以产生穿过环形腔28的足够的冷却液体流30进而产生对电动马达8的足够冷却。

附图标记列表

1 生活用水设施

2 生活用水设施1的壳体

3 脚部

4 吸入接口

5 压力接口

6 排放开口

7 离心泵

8 电动马达

9 机轴

10 叶轮

11 缸壁

12 环形腔

13 泵壳体的罐形壳体件

14 泵壳体的壳体件

15 通道

16 止回阀

17 封闭塞

18 用于膜片压力容器的接口

19 膜片压力容器

20 电子设备壳体

21 正常的导引叶片

22 进行划分的导引叶片

23 下部的子环形腔

24 上部的子环形腔

25 端壁

26 中央缺口

27 端壁中的缺口

28 环形腔

29 主输送流

30 冷却液体流

Claims (13)

1.一种离心泵机组、尤其是作为生活用水设施(1)的部件的离心泵机组，所述离心泵机组具有电动马达(8)和由所述电动马达驱动的单级或多级离心泵(7)，所述单级或多级离心泵具有至少一个叶轮(10)，所述至少一个叶轮产生穿过围绕至少一个泵级的环形腔(12)的主输送流(29)以及穿过围绕所述马达(8)的腔(28)的冷却液体输送流(30)，其中，所述环形腔(12)由至少两个导引叶片(22)分成子环形腔(23，24)，所述子环形腔在运行中具有不同的压力水平，并且每个子环形腔(23，24)与围绕所述马达(8)的腔(28)是管路连接的。

2.根据权利要求1所述的离心泵机组，其特征在于，优选直径相对地布置在所述环形腔(12)中的导引叶片(22)构成最后的泵级的部件或布置在所述最后的泵级的后面。

3.根据权利要求1或2所述的离心泵机组，其特征在于，所述环形腔(12)至少部分地由泵壳体(13)限定。

4.根据权利要求3所述的离心泵机组，其特征在于，所述离心泵(7)构造成多级式，所述最后的泵级在泵壳体(13，14)中由具有环绕的导引叶片(21，22)的叶轮(19)构成，并且第一泵级和可能地其它的泵级布置在缸套(11)内，所述缸套向内限定所述泵(7)的环形腔(12)并且所述环形腔至少区段地由所述导引叶片(22)沿轴向方向分割。

5.根据前述权利要求中任一项所述的离心泵机组，其特征在于，所述导引叶片(22)也沿所述叶轮(10)的转动轴线延伸或沿平行于所述转动轴线的方向延伸。

6.根据前述权利要求中任一项所述的离心泵机组，其特征在于，所述导引叶片(22)在叶轮(10)与优选限定所述泵壳体(13，14)的端壁(25)之间的区域中延伸。

7.根据前述权利要求中任一项所述的离心泵机组，其特征在于，通过所述泵壳体(13，14)的端壁(25)中的缺口(27)构成与围绕所述马达(8)的腔(28)的管路连接。

8.根据前述权利要求中任一项所述的离心泵机组，其特征在于，所述导引叶片(22)径向沿着所述泵壳体(13，14)的端壁(25)延伸以及轴向沿着尤其是所述泵壳体(13，14)的向外限定所述环形腔(12)的外壁延伸。

9.根据前述权利要求中任一项所述的离心泵机组，其特征在于，所述泵(7)是径向离心泵或径向/轴向离心泵。

10.根据前述权利要求中任一项所述的离心泵机组，其特征在于，所述泵(7)被确定以水平布置的转动轴线来运行，并且划分所述泵(7)的环形腔(12)的所述导引叶片(22)基本上在水平平面中延伸，所述转动轴线也处在所述水平平面中。

11.根据前述权利要求中任一项所述的离心泵机组，其特征在于，马达(8)和泵(7)具有共同的机轴(9)并且所述泵(7)的环形腔(12)布置为与围绕所述马达(8)的腔(28)、优选环形腔(12)对齐。

12.一种生活用水设施，其具有根据前述权利要求中任一项所述的离心泵机组，其特征在于，设置有吸入接口(4)和压力接口(5)，所述吸入接口和压力接口优选叠置地布置在环绕的壳体(2)的端面上。

13.根据权利要求9所述的生活用水设施，其特征在于，在所述环绕的壳体(2)中在下部布置有泵(7)和马达(8)，在所述泵和马达之上、在上部布置有膜片压力容器(19)和马达电子设备。