CN109072938B - 具有用于减少回流的系统的离心泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种离心泵，其带有用于减少从压缩室（19）到吸入室（20）的回流的系统（11）。在叶轮（1）的盖板（3）上布置旋转的元件（12）。该旋转的元件（12）与非旋转的元件（13）共同作用。非旋转的元件（13）布置在壳体部件（6）上。非旋转的元件（13）是可移动的。非旋转的元件（13）通过力生成元件（17）朝旋转的元件（12）进行挤压。

Description

具有用于减少回流的系统的离心泵

技术领域

本发明涉及一种离心泵，其具有用于减少从压缩室到吸入室的回流的系统，其中在叶轮的盖板上布置了旋转的元件，该旋转的元件与布置在壳体部件上的非旋转的元件共同作用。

背景技术

借助于这种系统应该将输送的液体从离心泵的压缩区域到其吸入区域的回流限制到最低程度上。在现有技术中，对此经常使用间隙密封件。在此，如此给保留在两个密封参数的表面之间的间隙确定尺寸，从而确保离心泵的经济性与运行安全性之间合理的折衷方案。在此要考虑的是，最低可达到的间隙宽度取决于不同的影响因素。如此，例如轴弯曲以及振动会造成仅仅实现了具有相当高的泄漏损失的较宽的间隙。

此外，在污染的液体中必须考虑到由污垢部分的磨蚀作用引起的间隙扩大。也就是首先在污水离心泵中要考虑到增加的效率损耗。

为了考虑用于输送磨蚀的流体的离心泵上间隙密封件的持续的磨损，已经提出了通过可调节的密封元件对间隙进行调整的方案。DE 35 13 116 A1描述了这种间隙密封件。这种可用手调节的间隙密封件在制造时比较复杂并且要求操作的专业人员具有很多经验。对于调节、监控以及及早的调整所述密封元件来说，需要相对多的工作量。

DE 195 19 322 A1描述了一种布置在离心泵的叶轮的壳体壁与盖板之间的密封件。密封参数即壳体壁和盖板配有基本上环形的表面。这两个密封参数中的至少一个构造成电刷。该构造成电刷的表面位于另外的密封配对件的光滑的配对表面上。

发明内容

本发明的任务是说明一种离心泵，其进一步减少了从压缩室到吸入室的回流。在此，应该使用不需要用手调节的系统。该离心泵的突出之处在于可靠的运行方式以及尽可能高的效率。此外，即使由没有受过专门训练的专业人员也应该能够简单地操作该离心泵。该离心泵的突出之处还应该在于较高的使用寿命以及多种多样的应用可能。

所述任务按本发明通过具有权利要求1所述特征的离心泵得到解决。优选的变型方案可以由从属权利要求、说明书以及附图中获得。

按本发明，所述离心泵具有一种系统，在该系统中布置在封闭的叶轮的盖板上的旋转的元件与非旋转的元件共同作用，该非旋转的元件可移动地得到支承并且通过力生成元件朝旋转的元件进行挤压，其中会在旋转的与非旋转的元件之间构成流体膜。

优选所述离心泵具有带有盖板的封闭的径向叶轮，旋转的元件布置在该盖板上。相对于常规的间隙密封件，在按本发明的结构中所述非旋转的元件可移动地得到支承。力生成元件将压力作用到非旋转的元件上，并且优选沿轴向将其压到旋转的元件上。

在此形成的摩擦优选通过以下方法最小化，即旋转的元件和/或非旋转的元件由陶瓷的材料构成。在此，优选使用含碳化硅的材料，其中尤其适合烧结的碳化硅（SSiC）。在这种结构中，在两个平坦的陶瓷表面之间形成了最小的间隙。通过输送介质实现润滑。

旋转的元件和/或非旋转的元件优选构造成环状的或者说具有环状构造的区域。这两个陶瓷环通过力生成元件相互挤压，从而相对于旋转的叶轮密封所述壳体部件防止回流。

所述力生成元件优选构造成弹性的元件。在此，在特别有利的变型方案中使用弹簧。该弹簧例如可以构造成波纹弹簧。也可以使用盘簧或者说压缩弹簧。

在此，所述力生成元件优选布置在壳体部件上或者壳体部件中。该力生成元件支撑在固定的壳体部件上并且压到可移动地得到支承的非旋转的元件上。该非旋转的元件沿轴向朝旋转的元件运动。

在此证实有利的是，引导所述非旋转的元件。在此，所述壳体部件可以具有用于引导轴向可移动的非旋转的元件的表面。该壳体部件的表面提供了克服径向移动的止挡。

在本发明的一种变型方案中，所述壳体部件具有环形的槽，所述力生成元件和/或可轴向移动的非旋转的元件布置在该槽中。

优选在非旋转的元件与壳体部件之间布置至少一个密封元件。在此，该密封元件例如可以涉及O形密封圈。在此，如此选择该O形密封圈，从而确保可靠的密封，然而还实现了轴向移动。

在本发明的一种变型方案中，所述离心泵除了所述系统之外还具有用于径向引导的装置。该装置用于径向引导叶轮并且阻止叶轮刮擦壳体部件。该引导装置具有旋转的部件以及非旋转的部件。该旋转的部件例如可以涉及滚动环并且非旋转的部件例如可以涉及开口环，该开口环布置在壳体部件上。所述滚动环优选布置在叶轮的盖板上。如果除了用于减少回流的系统之外还设置了引导装置，那么证实有利的是，所述滚动环布置在盖板的径向外侧面上并且与与之相应径向布置的开口环共同作用。在该变型方案中，用于减少回流的系统的旋转的元件优选布置在封闭的径向叶轮的盖板的端侧上，并且在此沿轴向与布置在壳体部件上的非旋转的元件共同作用。

在本发明的一种变型方案中，所述旋转的元件具有用于径向引导的区段。由此，在该变型方案中除了旋转的元件之外不需要滚动环，而是径向的引导装置的滚动环由用于减少回流的系统的旋转的元件形成。在此证实有利的是，该旋转的元件环形地构造有L形的剖面轮廓。在盆状构造的旋转的元件中，径向的外表面用作引导，其与开口环共同作用，该开口环优选同样由陶瓷材料制成，尤其由烧结的碳化硅制成。按本发明，轴向的端侧与非旋转的元件共同作用，该非旋转的元件朝该轴向的端侧进行挤压。

作为补充方案或者替代方案，所述系统的非旋转的元件也可以具有用于径向引导的区段。由此，该非旋转的元件可以承担开口环的任务。由此，在本发明的一种变型方案中不再需要额外的开口环，而是由非旋转的元件承担了该任务。在此证实有利的是，非旋转的元件环形地构造有L形的轮廓。该盆状构造的非旋转的元件可轴向移动地得到支承并且具有轴向的端面，该端面朝旋转的元件的轴向配对面进行挤压。此外，非旋转的元件具有径向的内表面，该内表面用作径向的引导。径向的内表面优选与旋转的元件的径向的外表面共同作用并且以这种方式阻止沿径向的移动。在本发明的这种变型方案中，用于减少回流的系统由此同时承担了径向引导的任务。由此不再需要带有滚动环与开口环的用于径向引导的额外的装置。

在本发明的一种变型方案中，非旋转的元件具有倾斜的表面，该表面与旋转的元件的倾斜的表面共同作用。这两个倾斜的表面通过力生成元件相互挤压。由此，通过倾斜地构造所述接触的表面，除了减少回流之外还确保了径向引导。在该变型方案中，也不需要带有滚动环和开口环的用于径向引导的额外的装置，而是所述系统一起承担了该功能。

附图说明

从根据附图对实施例所作的描述中以及从附图本身中获得本发明的其它特征和优点。

在此示出：

图1是离心泵的剖视图，

图2是系统以及额外的用于径向引导的装置的细节放大图，

图3是其中旋转的元件承担滚动环的任务的系统，

图4是其中非旋转的元件承担开口环的任务的系统，

图5是具有倾斜表面的非旋转的元件与旋转的元件的实施例。

具体实施方式

图1示出了具有叶轮1的离心泵。该叶轮1构造成封闭的径向叶轮并且具有支承板2和盖板3。在支撑板上布置了叶片4。在支撑板2和盖板3之间形成了用于输送介质的通道。

所述叶轮1由轴5围绕中心纵轴线A旋转地进行驱动。该叶轮1由壳体部件6包围。该壳体部件6形成了吸入口7，该吸入口与壳体部件6构造成一体的。

图2示出了按本发明第一变型方案在吸入口7范围内的细节放大图。离心泵具有构造成间隙密封件的用于径向引导的装置8。该用于径向引导的装置8包括旋转的部件9以及非旋转的部件10，该旋转的部件构造成滚动环，该非旋转的部件构造成开口环。该旋转的部件9布置在叶轮1的盖板3的径向外侧面上。由此，该旋转的部件9与叶轮1一起旋转。所述非旋转的部件10布置在壳体部件6上并且具有径向的环内侧面作为引导件，其与旋转的部件9的径向的环外侧面共同作用并且一起形成间隙密封件。

在按图2中图示的实施方式中，除了所述装置8，还设置了系统11，该系统11包括旋转的元件12以及非旋转的元件13。该旋转的元件12构造成布置在盖板3的轴向端侧上的环。为此，该旋转的元件12具有沿轴向延伸的突起14，该突起嵌入盖板3中的槽15中。所述非旋转的元件13构造成可轴向移动的环，该环由壳体部件6的表面16朝径向移动地进行引导。力生成元件17将力施加到非旋转的元件13上并且将该非旋转的元件13朝旋转的元件12进行挤压。该力生成元件17构造成弹簧。在此，在该实施例中使用波纹弹簧。非旋转的元件13由密封元件18相对于壳体部件6进行密封。该密封元件18优选涉及O形密封圈。

所述旋转的元件12和非旋转的元件13在该实施例中由烧结的碳化硅（SSiC）制成。该旋转的元件12与非旋转的元件13的两个轴向相互指向的端面通过力生成元件17进行相互挤压。在此形成了最小的间隙。通过陶瓷材料使得摩擦最小化。在旋转的元件12与非旋转的元件13的接触表面之间的间隙中形成了由输送介质构成的润滑膜。

系统11与装置8一起阻止了从泵的压缩室19到泵的吸入室20的回流。

由此，在按图2的变型方案中作为装置8的补充，设置了系统11。由于相互挤压的陶瓷的表面，通过该系统11使得回流最小化并且由此提高了泵的效率。

图3示出了一种变型方案，其中布置在叶轮上的旋转的元件12具有用于径向引导的区段21。该旋转的元件12构造成弯曲的。在此，旋转的元件12构造成带有L形轮廓的环。所述区段21是该轮廓的边。该区段21具有径向的外表面，该外表面与非旋转的部件10的径向的内表面共同作用。该非旋转的部件10构造成陶瓷的开口环。优选该非旋转的部件10由烧结的碳化硅（SSiC）制成。此外，所述旋转的元件12具有轴向的端侧。用所述力生成元件17将非旋转的元件13的轴向的端侧朝旋转的元件12的轴向的端侧进行挤压。

在本发明的图3中所示的变型方案中，用于径向引导的装置的滚动环由系统11的旋转的元件12形成。由此，以极少的部件完成了这个变型方案。

在图4中所示的变型方案中，所述非旋转的元件13具有用于径向引导的区段22。该非旋转的元件13构造成弯曲的。其涉及带有L形的剖面轮廓的环。构造成该轮廓的边的区段22用于径向引导。该区段22具有径向的内表面，该内表面与布置在叶轮1上的旋转的元件12的径向的外表面共同作用。在两个表面之间形成了间隙。所述区段22确保了沿径向的引导。所述非旋转的元件13可轴向移动地支承在壳体部件6的槽中，并且由所述力生成元件17沿轴向朝旋转的元件12进行挤压。由此相互挤压所述非旋转的元件13的轴向表面以及旋转的元件12的轴向表面。

由此，在图4中所示的变型方案中，所述非旋转的元件13承担了开口环的任务。用仍旧极少的部件完成了这种变型方案。在图4中所示的变型方案中，所述系统承担了用于径向引导的装置的任务。由此，在按图4的变型方案中形成了沿径向延伸的间隙以及沿轴向延伸的间隙，其中通过两个表面的相互挤压使得沿径向延伸的间隙最小，并且用输送介质对该间隙进行润滑。此外确保了径向的引导。

如果允许或者需要结构尺寸，那么可以同时设置在图3中所示的旋转的元件12以及在图4中所示的非旋转的元件13。

图5示出了本发明的一种变型方案，其中旋转的元件12具有倾斜的表面23并且非旋转的元件13具有倾斜的表面24。所述倾斜的表面通过力生成元件17相互挤压。即使在该变型方案中，也不再需要图2中所示的用于径向引导的装置8。所述系统11承担该任务。旋转的元件12布置在叶轮1的盖板3的径向的外侧面上。

Claims (13)

1.离心泵，其带有用于减少从压缩室（19）到吸入室（20）的回流的系统（11），其中在叶轮（1）的盖板（3）上布置了旋转的元件（12），该旋转的元件与布置在壳体部件（6）上的非旋转的元件（13）共同作用，

其特征在于，

非旋转的元件（13）可移动地布置，其中非旋转的元件（13）通过力生成元件（17）朝旋转的元件（12）作用，所述旋转的元件（12）和/或非旋转的元件（13）由陶瓷材料制成，该离心泵具有用于径向引导的装置（8），该装置带有旋转的部件（9）和非旋转的部件（10），系统（11）与装置（8）一起阻止了从泵的压缩室（19）到泵的吸入室（20）的回流，该系统（11）包括旋转的元件（12）以及非旋转的元件（13），所述非旋转的元件（13）可轴向移动地进行布置。

2.按权利要求1所述的离心泵，其特征在于，所述旋转的元件（12）和/或非旋转的元件（13）由含有碳化硅的材料制成。

3.按权利要求1所述的离心泵，其特征在于，力生成元件（17）构造成弹性元件。

4.按权利要求1所述的离心泵，其特征在于，所述力生成元件（17）构造成弹簧。

5.按权利要求4所述的离心泵，其特征在于，所述力生成元件（17）构造成波纹弹簧。

6.按权利要求1所述的离心泵，其特征在于，引导所述非旋转的元件（13），其中壳体部件（6）具有用于沿轴向进行引导的表面（16）。

7.按权利要求1所述的离心泵，其特征在于，在所述非旋转的元件（13）与壳体部件（6）之间布置密封元件（18）。

8.按权利要求1所述的离心泵，其特征在于，所述旋转的元件（12）具有用于径向引导的区段（21）。

9.按权利要求1所述的离心泵，其特征在于，所述非旋转的元件（13）具有用于径向引导的区段（22）。

10.按权利要求1所述的离心泵，其特征在于，所述旋转的元件（12）具有L形的轮廓。

11.按权利要求1所述的离心泵，其特征在于，非旋转的元件（13）构造有L形轮廓。

12.按权利要求1所述的离心泵，其特征在于，所述旋转的元件（12）和/或非旋转的元件（13）构造成环状的。

13.按权利要求1所述的离心泵，其特征在于，所述非旋转的元件（13）具有倾斜的表面（24），并且所述旋转的元件（12）具有倾斜的表面（23），所述倾斜的表面通过力生成元件（17）相互挤压。

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