CN113915169A - 导引爪和将泵布置在基座上的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及导引爪和将泵布置在基座上的方法。在一些特别优选的实施例中，本发明涉及利用安装在井的底部中的潜水泵的用于污水和废水的泵站的领域。为了允许在不与污水接触的情况下容易地清洁和维护泵，解决方案是用于容易地将泵从井中提升出来并且再将其降低的系统，其被称为自动联接。

Description

导引爪和将泵布置在基座上的方法

技术领域

在一些特别优选的实施例中，本发明涉及具有安装在井底中的潜水泵的用于污水和废水的泵站的领域。为了允许在不与污水接触的情况下容易地清洁和维护泵，解决方案是用于容易地将泵从井中提升出来并且再将其降低的系统，其被称为自动联接(an autocoupling)。

导引爪固定到泵，以在提升/降低期间在例如导引杆上导引泵并将泵连接到固定到井底的基座。在下部位置中，泵经由导引爪在上接触点和下接触点中被刚性连接在基座上，利用重力产生接触力。提升泵卸载接触力。为了沿横向方向支撑泵，上接触点或下接触点将被分成两部分以接收反作用力(reactions)。

背景技术

在泵支撑件的一些实际实施中，其中泵位于通常不易接近的位置(诸如泵井)，因有限的空间和由于被淹没，泵支撑件且特别是泵(马达和带有一个或多个叶轮的泵壳体)的修理或维护通常是非常困难的。一种解决方案是将泵以这样的方式布置在基座部上，其中泵由于作用在泵上的重力而固定在基座部上。为了允许在不与污水接触的情况下容易地清洁和维护泵，常见的解决方案是易于将泵从井中提升出来并且再次将其降低的系统，其被称为自动联接。导引爪固定到泵，以在提升/降低期间在导引杆上导引泵并将泵连接到固定于井底的基座。在下部位置，泵经由导引爪在上触点和下触点刚性连接在基座上，使用重力产生接触力。提升泵卸载接触力。为了沿横向支撑泵，上触点或下触点需要被分成两部分以接收反应。然而，泵在基座部上的这种布置引发了多个问题，其中更容易出现的问题之一是发生振动。

通常，期望能够在宽的速度范围内利用变频驱动器操作泵，而没有会损坏泵或泵控制的过高的振动水平：

·传统上，泵以由电源的交变频率和马达的极数所限定的恒定转速来操作。然而，由于节约能量的潜力，使用变频驱动器(VFD)已经变得越来越流行。

·当设计用于系统的自动联接以利用VFD操作时，避免谐振是一个挑战，该谐振导致过高的振动，其会降低泵和控制系统的可靠性。当动态力例如不平衡或叶片通过频率激励结构中的自然频率时，发生谐振。自然频率与刚度除以质量有关。在现有技术的自动联接中，当以减小的转速与VFD一起操作时，将激励一个或多个自然频率。这可能造成可靠性问题，从而造成额外的成本和停机时间。克服该问题的通常方式是避免激励谐振的转速范围，但是这限制了可用的速度范围，从而限制了节能。

因此，泵在基座部上的改进布置将是有利的，并且特别地，泵在基座部上的更有效和/或可靠的布置将是有利的。

发明目的

本发明的一个目的是避免在利用变频驱动器操作泵时的谐振，从而改善节能并提高可靠性。

本发明的另一个目的是提供一种对现有技术的替代方案。

发明内容

本发明在第一方面涉及一种泵支撑件，优选地包括：

-基座部，其具有下端和上端，所述基座部包括端面，

-导引爪，适于承载泵并被构造用于将泵在端面处可脱开地布置在基座部上，导引爪包括第一导引构件，

其中，基座部包括：

-下端处的下支撑部，其被构造用于以非弹性方式沿朝向基座部的纵向方向且沿朝向下端的竖直方向支撑泵；

-上端处的上支撑部，具有支撑表面，该支撑表面被构造为用于接纳所述第一导引构件并且将所述第一导引构件支撑在与定位在上支撑部与第一导引构件之间的弹性元件的抵接接合中，使得当重力作用在泵上时，导引爪弹性地支撑在上支撑部的支撑表面处。

利用本发明，可以使用没有谐振的全部期望的可变转速范围。

本文所使用的导引爪优选地用于指代形成爪的元件。通常并且优选地，组成爪的元件相对于彼此是不可移动的，因此不会通过迫使相对的构件朝向彼此而形成夹持力。

在一些特别优选的实施例中，本发明涉及具有安装在井底中的潜水泵的用于污水和废水的泵站的领域。为了允许在不与污水接触的情况下容易地清洁和维护泵，常见的解决方案是易于将泵从井中提升出来并且再将其降低的系统，其被称为自动联接。

导引爪固定到泵，以在提升/降低期间在例如导引杆上导引泵并将泵连接到固定于井底的基座。在下部位置，泵经由导引爪在上接触点和下接触点中刚性连接在基座上，利用重力产生接触力。提升泵卸载接触力。为了沿横向方向支撑泵，上接触点或下接触点被分成两部分以接收反作用力。

本文所使用的弹性通常(虽然非限制性地)用于指代弹性材料，诸如通常为非线性材料的弹性体、超弹性材料和/或具有在约2-5MPa下高达10％的应变的杨氏模量的材料。

本文所使用的非弹性通常(虽然非限制性地)用于指代杨氏模量在100000-170000MPa范围内的材料。

在本发明的许多优选实施例中，弹性部通常具有小于非弹性部的1/20000的刚度。

在一些优选实施例中，导引爪可包括第二导引构件，其优选地布置在导引爪的下部位置处并且被构造为由所述下支撑部接纳。

在一些优选实施例中，泵支撑件还可包括管状安装元件，该管状安装元件优选地被构造为布置在泵的出口处，管状安装元件优选地包括第二导引构件，该第二导引构件优选地布置在导引爪的下部位置处，并且被优选地构造为由所述下支撑部接纳。

在泵支撑件的一些优选实施例中，第二导引构件可以优选地布置在泵的出口区段的下部位置处，并且可被构造为由所述下支撑部接纳。

在泵支撑件的一些优选实施例中，导引爪的至少一部分可以从泵延伸。

在泵的一些优选实施例中，导引爪可以安装在泵的出口管道的上侧或优选地与其集成制造。

在泵支撑件的一些优选实施例中：

-导引爪可包括两个第一导引构件，优选地在它们之间布置有一距离，并且优选地包括单个第一导引构件，以及

-基座部可包括两个上支撑部，优选地在它们之间布置有一水平距离。

在泵支撑件的一些优选实施例中，支撑表面可以是竖直的，或者可以相对于竖直形成优选小于15度的角度，诸如小于10度，优选小于5度且大于0度。

在泵支撑件的一些优选实施例中，泵可以布置在导引爪上，并且泵优选地包括优选地构造为用于容纳叶轮并且优选地布置在所述导引爪上的泵壳体。

在泵支撑件的一些优选实施例中，下支撑部可以具有第二竖直支撑表面和第二水平支撑表面，并且其中，导引爪的第二导引构件可包括：

-第二竖直抵接表面，其被优选地构造为抵接第二竖直支撑表面，以便沿朝向基座部的纵向方向支撑泵，

-第二水平抵接表面，其被优选地构造为抵接第二水平支撑表面，以便沿朝向下端的竖直方向支撑泵。

在泵支撑件的一些优选实施例中，支撑表面可以优选地朝向端面向上倾斜，并且第一导引构件可以具有竖直倾斜的抵接表面，该抵接表面优选地倾斜以便与支撑表面的倾斜面平行或基本上平行，其中，弹性元件布置在支撑表面与竖直倾斜的抵接表面之间。

在泵支撑件的一些优选实施例中，上支撑件可包括第一水平支撑表面，其被优选地构造为用于优选地通过在水平平面中的抵接来支撑弹性元件。

在泵支撑件的一些优选实施例中，上支撑件可包括竖直延伸的侧向导引表面，该侧向导引表面优选地用于优选地通过沿侧向方向的抵接来支撑弹性元件，其中，侧向优选为垂直于泵支撑件的纵向方向的水平方向。

在泵的一些优选实施例中，第一导引构件可以形成优选地沿向下方向端部开口的腔体，该腔体被优选地构造为用于接纳上支撑部，并且基座部在其上端处可以优选地远离端面向上倾斜。

在泵支撑件的一些优选实施例中，导引爪可以与泵壳体集成制造，或者可脱开地连接到泵壳体。

在泵支撑件的一些优选实施例中，弹性元件可以附接到导引爪或基座部中的一个。

在泵支撑件的一些优选实施例中，弹性元件可以部分或完全地由弹性体、超弹性材料制成，优选地具有形成一个或两个外抵接表面的金属板，其中，所述金属板优选地通过硫化结合。

在泵支撑件的一些优选实施例中，导引爪可包括一个或多个导引开口，其被优选地构造为与一个或多个竖直布置的导引杆协作，使得导引爪可以沿着所述(一个或多个)导引杆滑动导引地进行：

-竖直向下运动，使得下支撑部接纳所述第二导引构件，并且上支撑部接纳所述第一导引构件，

和

-竖直向上运动，使得第二导引构件离开下支撑部，并且第一导引构件离开上支撑部。

在泵支撑件的一些优选实施例中，基座部可包括流体通道，该流体通道具有入口，该入口布置成经由优选地设置在导引爪或所述管状安装元件中的贯通开口流体连通，并且在另一端处形成出口，其中，所述导引爪或所述管状安装元件可以布置成其贯通开口在泵布置在基座部上时在泵与所述基座部的流体通道之间形成流体通路。

在泵支撑件的一些优选实施例中，导引爪的贯通开口可被构造为用于提供相对基座部的所述端面的流体密封。

在泵支撑件的一些优选实施例中，出口区段可被构造为用于提供相对基座部的所述面的流体密封。

在泵支撑件的一些优选实施例中，流体密封可由密封环提供。

在第二方面，本发明涉及一种提供根据本发明第一方面的泵支撑件的方法，其中，基座部安装在泵支撑件承载构件上，该方法优选地包括：

-提供带有导引爪的泵，

-朝向基座部降低所述导引爪，使得

-下支撑部已接纳并支撑所述第二导引构件，以及

-上支撑部已接纳所述第一导引构件，其中，在上支撑部与第一导引构件之间具有弹性元件。

在第三方面，本发明涉及一种从根据本发明第一方面的泵支撑件的基座部拆卸设有导引爪的泵的方法，该方法优选地包括：

-将所述导引爪抬升离开基座部。

在该方法的一些优选实施例中，降低或抬升可以沿着导引杆进行。导引杆可以优选地在降低或抬升之前布置。

附图说明

现在将参照附图更详细地描述本发明及其特别优选的实施例。所述附图显示实施本发明的方式，并且不被解释为对落在所附权利要求组的范围内的其它可能的实施例的限制。

图1示出了根据本发明的泵支撑件的优选实施例；图1具有三个图示，其中图1B是图1A的特写视图，图1C从与图1A不同的视角示出泵支撑件，并且其中导引杆和泵的马达被移除，

图2示出了根据本发明的优选实施例的第一支撑构件和第二支撑构件的三个不同的特写视图，

图3示出了根据本发明的弹性元件的两个不同的优选实施例，

图4在三个视图中示出了根据本发明的优选实施例的导引爪如何能够布置在支撑部上，上部视图示出了用于导引爪向下朝向基座部的路线导引的导引杆，中间视图示出了上支撑部5、第一导引构件12和弹性元件13在导引爪的向下移动期间如何协作以将导引爪定位在基座部上；下视图示出了导引爪在基座部上的最终位置，

图5示出了根据本发明优选实施例的密封环的剖视图，该密封环布置成密封基座部与导引爪之间的连接；图5具有两个图示，其中图5B是图5A的示图的细节的特写视图(请注意，该视图相对于图1的视图旋转180度)。如下面将详细描述的，密封环具有特定程度的柔韧性，以允许在将导引爪布置在基座部上期间(例如，如图4中所公开的)容易变形，并且防止在泵与基座部之间的连接中增加刚度，

图6示出了根据本发明的泵支撑件的另一优选实施例；图6具有三个图示，其中图6a是侧视图且图6b是俯视图，图6c是泵支撑件的立体图，和

图7A、图7B示出了对现有技术自动联接的和根据本发明的实施方案的无谐振操作的比较研究的结果。

【附图标记列表】

1 泵

2 基座部

3 导引爪

4 下支撑部

5 上支撑部

6 第二水平支撑表面

7 第二竖直支撑表面

8 上端

9 下端

11 第二导引构件

12 第一导引构件

13 弹性元件

14 第二竖直抵接表面

15 第二水平抵接表面

16 支撑表面

17 端面

18 竖直倾斜的抵接表面

19 第一水平支撑表面

20 竖直延伸的侧向导引平面

21 导引开口

22 导引杆

23 流体通道

24 贯通开口

25 凹陷部

26 开口

27 间隙

28 密封环

30 电动马达

31 倾斜表面

32 金属板

33 金属层

34 安装元件

35 泵的出口区段

36 密封面

37 固定装置

40 加强构件

45 逐渐变细的壁构件

46 近端

47 远端

48 第一抵接表面

49 第二抵接表面

52 (导引爪的)凸缘

53 (基座部的)凸缘

具体实施例

参照图1。该图示出了泵支撑件的优选实施例。泵支撑件可以具有纵向方向，在所示实施例中该纵向方向与离开泵并进入基座的管道的流动方向对齐。

如图所示的泵支撑件具有基座部2，该基座部具有下端9和上端8，其中，基座部2被构造为用于将泵支撑件在其下端9处安装到诸如底板的泵支撑件承载构件。在图1中，提供了凹陷部25，该凹陷部用于接纳拧入到承载构件中的螺栓，从而将基座部2安装到承载构件10。在一些实施例中，弹性元件可以布置在基座部2与承载构件10之间。

基座部包括端面17。如图5所示，端面17形成一通入基座部2的管状区段中的开口，该开口形成用于从泵接纳的液体的入口。在使用泵支撑件期间，流体流经端面17中的开口，流经管状区段，并通过基座部中的形成出口的开口26离开基座部2。如下面将进一步公开的，管道在开口26处连接到基座部2，以将泵送的流体泵送到远离基座部2的位置。

泵支撑件还包括适于承载泵1的导引爪3。泵经由泵1的出口管道连接到导引爪。如图5中可能最清楚地看到的，导引爪3具有在泵的凸缘与基座部之间的区段，使得流体流出泵1、经过贯通开口24并且进入设置在基座部2中的通道。如本文所公开的，密封环28设置在导引爪3与基座部2之间。泵1被示出为螺栓连接到导引爪3，但是也可以以其它方式连接到导引爪3，诸如与导引爪3集成制造。因此，在一些优选实施例中，导引爪3形成将流体从泵1导引到开口26的通道的一部分。

如图所示，泵壳体形成内部空腔，叶轮(或多个叶轮)布置在该内部空腔内侧(未示出)。叶轮由电动马达30(参见图1)驱动，诸如由布置在马达的旋转轴上的叶轮驱动。当泵支撑件构造有马达和(一个或多个)叶轮时，马达的壳体以密封的方式布置在泵壳体1的上开口处。泵1还包括布置在(一个或多个)叶轮下方的流体入口，使得在马达激活时，(一个或多个)叶轮将经由(一个或多个)叶轮泵送流体通过入口，并通过泵的出口管道以及通过导引爪3中的开口将流体输送到基座部2的管状区段。

导引爪3被构造为用于在端面17处将泵1与基座部2连接。该连接是可脱开的连接，并且为了确保特别是导引爪3定位在基座部2上，使得泵1的出口与基座部2的开口配合(图5中所示的位置)，导引爪3已经设置有第二导引构件11和第一导引构件12。然而，如结合图6所述，第二导引构件11可以布置在导引爪3上的其它位置处。

基座部2已经设置有与导引构件协作的支撑部。在下端9处设置和构造下支撑部4，以用于沿朝向基座部2的纵向方向和沿朝向下端9的竖直方向以非弹性方式支撑泵。下支撑部4用作端部止挡，其意义在于，当导引爪3布置在基座部2上时，防止导引爪3的下部向下和朝向基座部2的运动。以非弹性方式优选地意味着在第二导引构件11与下支撑部4之间没有布置弹性材料。

在基座部2的上端8处，布置有上支撑部5。上支撑部5具有竖直倾斜的支撑表面16，并且上支撑部5被构造为用于支撑所述第一导引构件12。要强调的是，支撑表面16可以不是竖直倾斜的，并且可以是竖直的。在正常操作期间，在支撑表面16与第一导引构件12之间没有直接接触，因为弹性元件13被放置在这两者之间。

如图所示，第一导引构件12布置在相对于导引爪3的前部的缩回位置中，并向下突出，从而提供了开口，用于当导引爪3布置在基座部2上时，上支撑部5延伸到该开口中。第一导引构件12向下倾斜延伸，从而其中布置有上支撑部5的开口沿向上方向逐渐变细。如果支撑表面16不倾斜，则第一导引构件12优选地不倾斜且竖直地延伸。弹性元件13固定在上支撑部5上或第一导引构件12上。由此，当导引爪被提升时，弹性元件13不会脱落。

上支撑部5与第一导引构件12之间的逐渐变细允许在定位在基座部2上时容易操纵导引爪3，并且通常确保导引爪不会卡在基座部2上的意外位置中。此外，第一导引构件12与布置在上支撑部5与第一导引构件12之间的弹性元件13接合，使得当重力作用在泵1上时，弹性地迫使导引爪3朝向支撑面16。反作用力矩由第二导向件11的和第一导引构件12的接触点接收。

逐渐变细的另一效果是当导引爪3向下降低到基座部2上时，上支撑部5将被导引至与第一导引构件12接合，其中弹性元件13位于它们之间。

结合本发明，(一个或多个)弹性元件13起到有利的作用，以便为泵支撑件提供弹性，以将最低固有频率移动到泵的最低激励频率以下，以避免谐振。这种谐振的原因通常是(一个或多个)叶轮和/或马达的旋转，其可以激励泵支撑件的一个或多个固有频率。如果不能避免谐振，即使来自不平衡或叶片经过的小的动力也将被放大，从而引起振动水平，这可能在泵和泵控制中引起可靠性问题。这是不期望的，并且导引构件11、12、弹性元件13和支撑部4、5的组合被设计成避免或至少减轻这种不期望的影响的风险。

如上面所公开的，下支撑部4以非弹性方式接纳第二导引构件11，并限制第二导引构件11沿朝向基座部2的纵向方向移动。当泵远离基座部2移动时，第二导引构件11可以沿远离基座部2的方向水平移动，但在泵1的操作期间，该移动被泵1的重量阻止或至少最小化。经发现，该刚性连接与弹性元件13一起对于获得泵1的无谐振操作范围是重要的。

在上部处，弹性元件13在第一导引构件12与上支撑部5之间的插入提供了导引爪3与基座部2之间的弹性连接。该设定提供了导引爪3的基本上刚性的下固定和导引爪3到基座部2的基本上弹性的上固定，以允许导引爪相对于基座部2的一定程度的移动。其结果通常是导引爪3的包括泵1在内的(一个或多个)固有频率中的一些固有频率被更改，诸如被降低。在一些具体实施例中，不是所有的固有频率都被降低，而是三个最低的固有频率被降低，而将上固有频率保持为高，从而导致期望的不具有固有频率的宽频率范围。下自然频率可以被计算用于泵质量(包括水和由第二导引构件11处的枢轴点所支撑的导引爪3)，以及由杨氏模量和尺寸所限定的弹性元件13的刚度。虽然可以计算弹性元件13的特性(杨氏模量，尺寸)以及导引爪3包括泵的固有频率，但是这些特性同样可以通过实验确定。下自然频率可以被计算用于泵质量(包括水和由第二导引构件11处的枢转点所支撑的导引爪3)，以及由杨氏模量和尺寸所限定的弹性元件13的刚度。它可以由有限元模型中的全3D模型确定，因为悬挂点和泵的重心的相对位置对计算有影响。同时，可以确定激励(主要取决于泵壳体和导引爪的刚度)以上的较高固有频率。

当设计弹性元件13时，要满足的有利目的通常是将最低固有频率更改为低于泵的激励。通常，激励由于经过泵出口的叶轮而产生，并且这可以基于叶轮上的叶片数量和叶轮的转速来计算。在一些情况下，具有最低频率的激励力是频率＝转速(以rpm/60为单位)的不平衡激励。例如，由50Hz电源供电的四极电动马达以50*2/4*60＝1500rpm旋转。这引起25Hz下的不平衡激励。然而，如果变频驱动器被设定为该转速的一半，则不平衡激励变为12.5Hz。例如，如果叶轮具有一个叶片，以750RPM作为最小值旋转，并且泵具有单个出口，则特征性振动具有12.5Hz的频率。因此，当设计弹性元件13时，目的在于确保最低固有频率低于12.5Hz。

已经发现，结合本发明，两个弹性元件13的组合以及由下支撑部4和第二导引构件11提供的刚性连接可以降低所有三个最低自然频率。因此，在本发明的优选实施例中，导引爪3包括布置有一距离的两个所述第一导引构件12，和单个所述第二导引构件11，并且基座部2包括两个所述上支撑部5，它们之间布置有一水平距离。

在泵支撑件的使用期间，泵1布置在导引爪3上。如图1中所示，泵1具有泵壳体，该泵壳体被构造为用于容纳叶轮。泵壳体通过螺栓连接到导引爪3而布置在导引爪3上。然而，泵壳体(或其一部分)和导引爪3可以彼此集成制造，例如铸造成单件。

参照图2的下图，下支撑部4具有第二竖直支撑表面7和水平支撑表面6。第二导引构件11具有通过导引爪与这些支撑表面6、7配合的表面，以便沿朝向基座部2的纵向方向支撑泵，其中，所述导引爪设置有抵接所述第二竖直支撑表面7的第二竖直抵接表面14；以及第二水平抵接表面15，其抵接第一水平支撑表面6，以便在导引爪3布置在基座部2上时沿朝向下端9的竖直方向支撑泵。应该注意，在相应的表面7和14以及15和6之间提供直接接触，即在其间没有布置任何弹性材料。

在图1和图2的实施例中，支撑表面16朝向端面17向上倾斜。如在图2的中间图中可能最清楚地看到的，上支撑部5具有第一水平支撑表面19，其被构造为用于通过在水平平面中的抵接来支撑弹性元件13。这特别是具有如下优点：在导引爪遇到下支撑部4之前控制导引爪和泵围绕纵向轴线的旋转。第一导引构件12具有竖直倾斜的抵接表面18，该抵接表面被倾斜以便与支撑表面16的倾斜面平行或基本上平行。弹性元件13被布置在竖直倾斜的支撑表面16与竖直倾斜的抵接表面18之间。如图2的上部所示，在所示实施例中弹性元件13抵接支撑表面16和水平支撑表面19。

在相对于基座部2定位导引爪3时，上支撑部5包括竖直延伸的侧向导引表面20，以用于通过沿侧向方向的抵接来导引弹性元件13。侧向是指垂直于泵支撑件的纵向方向的水平方向。在所示的实施例中，两个这样的竖直延伸的侧向导引表面20布置在基座部2的任一侧上。此外，如图所示，倾斜表面31设置在竖直延伸的侧向导引表面20上方。倾斜表面21朝向中间倾斜，并且具有沿侧向方向将泵定位成泵的出口与基座部2中的管道对准的功能。由于弹性元件13的柔性，可以避免在刚性设计中由于公差所需的侧向间隙。导引杆22的目的是在降低期间粗略地定位泵，以便使导引爪3连接到基座部2。在表面21和16上向上的逐渐变细的角度用于在从粗略位置降低期间抓取导引爪，并将其移动到更精确的位置，在该位置处管道连接件对准。优选地，导引杆在正常操作期间不应该接触。

第一导引构件12可以被认为形成沿向下方向端部开口的腔体，其被构造为用于接纳上支撑部5。基座部2可以在其上端处具有远离所述端面17向上倾斜的区段。通过这种构造，上支撑部5可以被认为形成逐渐变细的元件，其中逐渐变细可以容易地将上支撑部接纳在腔体中。

从实践的观点看，优选的是将弹性元件13紧固到如图2的上部中所示的导引爪3，但是就其技术目的而言，它同样可以很好地布置在基座部2上。

弹性元件13通常部分地或完全地由弹性体和/或超弹性材料制成。弹性元件13通常被形成为具有两个相对的表面，并且金属板32可以布置在这些表面中的一个或每一个上以形成(一个或多个)外抵接表面。这样的金属板优选通过硫化结合到弹性体或超弹性材料的表面。弹性元件13是柔性的，使得当在使用期间被完全压缩时，其厚度被减小若干毫米。

图3示出了弹性元件13的两个不同实施例。上部示出了夹层结构，其中金属层33布置在两层弹性材料之间，并且其中金属板被布置成形成弹性元件13的最外表面。图3的下部示出了紧固元件布置在弹性材料的底部处的结构，其中紧固元件包括突出元件，该突出元件配合到设置在导引爪3中的开口中。突出元件可以设置有内螺纹或外螺纹，以与螺钉或螺栓协作来提供紧固。

以上描述聚焦于公开如图中可见的上支撑部5、第二导引构件12和弹性元件13，类似的甚至相同的设定镜像地布置在基座部2和导引爪3的另一侧上。如图1和图6b中清楚地示出的那样。

参照图4，其在三个视图中示出了如何将导引爪3布置在基座部上。应该注意，在图4中，出于图解目的而已经省略了泵；在使用期间，泵1布置在导引爪上，使得当导引爪在基座部上被操纵时，这通常利用附接到导引爪3的泵1来完成。图4从上至下示出了在降低期间导引爪的位置–首先由导引杆在粗略位置导引(图4的上部)，并且稍后当导引爪遇到基座时被导引到更精确的位置(图4的下部)。

如图所示，导引爪3可以具有导引开口21，该导引开口被构造为用于与两个竖直布置的导引杆22协作，使得导引爪3可以沿着所述导引杆滑动导引，从而导引开口21用作导引构件。如图1中所示，开口21具有带有倒圆端部的细长形状。倒圆端部的半径被选为与导引杆22(两者都造型为柱形杆)的半径配合，以便允许导引爪13沿着导引杆22移动。基座部2具有用于将导引杆22可脱开地固定到基座部2的固定装置37。这样的固定装置37可以分别是如图1c所示的装配到导引杆22的下端中的突起，或者是端部开口的腔体，每个导引杆22的下端配合到该腔体中。

在其它实施例中，导引爪3的导引构件可以布置在导引杆22之间，而不是杆外部的导引构件，或者导引杆22被线缆替代的实施例，或者仅具有一个导引杆或线缆的实施例。

因此，导引爪3以竖直向下的运动沿着导引杆22行进，这引起下支撑部4被第二导引构件11接纳，而上支撑部5被第一导引构件12接纳。相反地，在导引爪3的竖直向上的运动中，第二导引构件部11离开下支撑部4，而第一导引构件12离开上支撑部5。

泵支撑件被设计成在基座部2上提供泵1，以便将流体从泵1的入口泵送到另一位置，其中该另一位置与基座部2流体连接。因此，泵支撑件在图中所示的实施例中以如下方式示出，其中基座部2具有流体通道，该流体通道具有布置成经由设置在导引爪3或管状安装元件34(参见图6和以下所附描述)中的贯通开口24流体连通的入口。该流体通道在另一端处具有出口(图1中的开口26)，管道或类似物可以连接到该出口。导引爪3或管状安装元件34被布置成其贯通开口24在泵1当泵布置在基座部2上时与所述基座部2的流体通道之间形成流体通路。

可能有利的是，在导引爪3与基座部2之间提供流体连接的密封，这可以通过导引爪3的贯通开口24提供，该贯通开口被构造为用于提供相对基座部2的所述端面17的流体密封。图5示出了使用密封环28密封的一个示例。如图所示，密封环28被紧固到导引爪3上并且抵接端面17的表面。

参照图6中所示的实施例，出口区段35可以被构造为用于提供相对基座部2的所述面17的流体密封。该流体密封可以由密封环28提供。

密封环28可以通过螺栓或其它合适的紧固件紧固到导引爪3、安装元件34或泵35的出口区段，但是它也可以滑动配合地凹入到这三个元件中的一个中。

因此，虽然与激励一个或多个固有频率相关的问题至少通过根据本发明的泵支撑件减轻，但对导引爪3的移动的接收可能在导引爪3与基座部2之间产生密封问题。如图5中所示，在导引爪3的与基座部2的相面对的表面之间存在间隙27。该间隙允许(一个或多个)弹性元件13移动。虽然这可以由O形环或另一处于压缩中的密封环密封，但是已经发现，特殊造型的密封环可以在使用期间提供更好的密封。

如图5中所示，密封环28被布置成用于在导引爪3与基座部2的相对表面之间提供流体密封。如图2中所示，密封环28与可能标记有凸缘52和53的开口同轴地布置，以便防止流体从凸缘52与53之间泄漏。

图5b比图5a更能看到密封环的细节。如图所示，密封环28是管状元件。密封环28被称为具有轴向方向和径向方向，其中轴向方向与管状元件的纵向方向对齐，并且径向方向垂直于该纵向方向。应该注意，虽然密封环被公开为圆形，但是其它形状也被认为处于本发明的范围内。

密封环具有逐渐变细的壁构件45，其限定内部漏斗状的贯通开口，该贯通开口沿轴向延伸并从近端46向远端47逐渐变细。由此，近端46被限定为密封环28的具有最大开口的端部，而远端47被限定为相对端。密封环28优选地布置成使得逐渐变细的壁构件的变窄方向与流体流动的方向相同。

逐渐变细的壁构件45由弹性材料制成，以在承受轴向力时提供逐渐变细的壁构件45的轴向偏转。该轴向力通常由沿逐渐变细方向穿过密封环的流体提供。由于该流体通常具有比密封环28外部的压力更高的压力，因此压力差在密封环的内部上提供轴向力。应该注意，压力是垂直于表面作用的力，因此压力差既提供轴向力又提供径向力(当在这两个几何分量中考虑压力时)。下面将关于加强构件讨论径向力。

密封环28具有设置在近端46处的第一抵接表面48，以用于在抵接凸缘52、53之一的表面时提供流体密封。该第一抵接表面48优选地造型为在几何上与要抵接的凸缘表面的形状一致。在图5中所示的实施例中，凸缘53的表面是平坦的并且径向延伸，并且第一抵接表面48相对于逐渐变细的壁构件45的走向(proceed)被倒角(造型)，以形成径向延伸的平坦表面。

第二抵接表面49设置在远端47处，以用于在抵接凸缘52、53中的另一个的表面时提供流体密封。就第一抵接表面48而言，第二抵接表面49也优选地造型为在几何上与要抵接的凸缘表面的形状一致，这对于所示实施例的第二抵接表面也意味着该表面相对于逐渐变细的壁构件45的走向被倒角(造型)，以形成径向延伸的平坦表面。

密封环28上的压力差提供轴向力以及径向力。虽然轴向力用于提供或增加密封环的密封能力，但是径向力具有以不利的方式使密封环28变形的趋势。为了增加密封环28沿径向方向的机械稳定性，应用由比逐渐变细的壁构件45的材料刚度更大的材料制成的加强构件40。在所示的实施例中，加强构件40被造型为闭合的环形元件，其轴向延伸小于近端46与远端47之间的轴向距离。此外，加强构件40可以布置在逐渐变细的壁构件45中或上。在所示的实施例中，加强构件45定位成在近端6与远端47之间的某一轴向位置处嵌入逐渐变细的壁构件45内。通过提供具有这种相对刚度较大的加强构件40的密封环28，至少一些径向力将由该构件吸收，这限制或甚至防止了当压力差施加在逐渐变细的壁构件45上时逐渐变细的壁构件45的至少一部分向外偏转。应该注意，在所公开的实施例中，径向力被认为径向向外作用，但是在径向向内作用力的情况下，加强构件限制或甚至防止逐渐变细的壁构件45的至少一部分向内偏转。

如图5b中所示，密封环28的尺寸可以被设计成使得在密封环的第二抵接表面39与基座部2的表面之间存在间隙27。然而，通常优选的是，将密封环的尺寸设计成使得不存在这种间隙27。这种间隙27形成空腔，因为提供未密封的通路以便于泵支撑件的组装，或者允许凸缘之间的公差或移动，如将在下文中公开的那样。如上面所公开的，泵支撑件的导引爪3降低到基座部2上。这种降低通常受益于密封环28的高柔性，从而至少为了不损坏密封环1而降低导引爪在将导引爪3降低到基座部2上期间卡住的风险。此外，由于泵支撑件通常用在泵送动作启动期间一些泄漏是可接受的环境(例如，完全浸没的泵组件)中，并且泵在流体中快速提供压力，从而在密封环28上提供轴向力，间隙27在启动期间将由于由压力差所引起的密封环28的轴向偏转而自动闭合。这种间隙在启动时甚至可以发现是有利的，因为它允许滞留在泵壳体内部的空气逸出。

图6a-6c示出了根据本发明的另一实施例。在该实施例中，导引爪3包括布置在导引爪3的下部位置并被构造为由所述下支撑部4接纳的第二导引构件11。第二导引构件的一个可能位置在管状安装元件34上。该管状安装元件被构造为布置在泵1的出口处，并且第二导引构件11布置在导引爪3的下部位置并被构造为由所述下支撑部4接纳。在所示的实施例中，管状安装元件34通过螺栓(未示出)安装在泵的出口上。

在另一实施例(未示出)中，第二导引构件11布置在泵1的出口区段35的下部位置处，并且被构造为由所述下支撑部4接纳。在这种实施例中，管状安装元件34可以省略。如图6c中所示，要被密封环28抵接的表面，即密封面36可以从端面17升高。虽然这结合图6的实施例是特别有用，但是这种升高也可以有利地应用于其它实施例中。此外，为了允许密封环的移动，竖直支撑表面7可以相对于密封表面36升高(未在图6c中示出)。

如图6a中所示，导引爪3的至少一部分从所述泵延伸。结合参考图6a和图6b，可以认识到，导引爪3安装在泵1的出口管道的上侧上。在所示的实施例中，导引爪3通过四个螺栓螺栓连接到出口管道。然而，导引爪3可以与出口管道集成制造。

泵支撑件的使用通常包括以下步骤。如果尚未提供，则基座部2安装在泵支撑件承载构件上，该泵支撑件承载构件可以是泵井的底板或其它建筑构造元件。

在泵1已经设置有导引爪3之后(或反之亦然)，导引爪3通过使用上面公开的导引杆22朝向基座部2降低，直到下支撑部4已经接纳并支撑所述第二导引构件11，并且直到上支撑部5由第一导引构件12接纳位置，其中弹性元件13位于上支撑部5与第一导引构件12之间。

当泵1要被拆卸时，原则上与安装泵相反，并且因此涉及将导引爪3从基座部2抬离的步骤。

虽然利用导引爪降低或抬升泵可以在不使用导引杆的情况下进行，但是发现通过应用导引杆22可以使这种降低和抬升变得容易。此外，应该注意，导引杆22通常在降低或抬升之前布置，并且在降低或抬升之后被移除，但是它们可以留在基座部2上。在例如由于在包含不同物质的废水中操作而要定期地进行泵的降低和抬升以清洁泵的情况下，废水将覆盖泵和/或甚至阻塞泵和/或其入口，通常优选的是，使导引杆22成为固定安装设施的一部分，即不将它们从基座部2移除。

如本文所示，优选地，使导引爪3和与导引爪3协作的基座部2的至少前部关于穿过贯通开口24的几何中心的纵向和竖直平面对称。

对图7的描述：

在现有技术的自动联接中，当使用变频驱动器(VFD)时不能在全速范围内避免谐振，这导致过高的振动水平，这会引起噪声问题并对泵本身和辅助设备(诸如井、管道和阀门)的损坏。避免谐振的常见方式是跳过具有谐振的速度范围，但这限制了使用VFD的预期的节能效果。在图7的图表中，通过绘制激励阶次和自然频率模式作为相对泵转速的函数来说明谐振，并且在激励阶次与自然频率模式交叉的位置找到谐振。图7A中的图表是针对在标称速度的50-110％的速度范围内具有3个谐振的现有技术的联接，以将可用速度范围限制到两个单独的速度范围。

本发明的目的是当使用变频驱动器(VFD)以可变速度操作泵时，避免在至少低至标称速度的50％的宽操作范围内的谐振。图7B中的图表是用于根据本发明的自动联接，在标称速度的50-110％的速度范围内没有谐振。全速范围是在没有谐振的情况下可用的，使得可以在没有谐振的情况下利用VFD的全部节能潜力。

虽然本发明已结合具体实施例进行了描述，但是它不应该以任何方式被解释为限制所介绍的实施例。本发明的范围由所附权利要求组确定。在权利要求的上下文中，术语“包括(comprising)”或“包括(comprises)”不排除其它可能的元件或步骤。同样地，诸如“一(a)”或“一个(an)”等标记的提及不应解释为不包括复数。关于在图中指示的元件的标号在权利要求中的使用也不应被解释为限定本发明的范围。此外，在不同权利要求中提及的单个特征可以可能地被有利地组合，并且在不同权利要求中提及这些特征并不排除特征的组合是不可能的并且是有利的。

Claims (25)

1.一种泵支撑件，包括：

-基座部(2)，具有下端(9)和上端(8)，所述基座部包括端面(17)；

-导引爪(3)，适于承载泵(1)且被构造为用于将所述泵(1)在所述端面(17)处能脱开地布置在所述基座部(2)上，所述导引爪包括第一导引构件(12)，

其中，所述基座部(2)包括：

-处在所述下端(9)处的下支撑部(4)，所述下支撑部被构造为用于以非弹性方式沿朝向所述基座部(2)的纵向方向且沿朝向所述下端(9)的竖直方向支撑泵；

-处在所述上端(8)处的上支撑部(5)，所述上支撑部具有支撑表面(16)，被构造为用于接纳所述第一导引构件(12)且将所述第一导引构件(12)支撑为与定位在所述上支撑部(5)与所述第一导引构件(12)之间的弹性元件(13)抵接接合，使得当重力作用在所述泵(1)上时，所述导引爪(3)弹性地支撑在所述上支撑部(5)的支撑表面(16)处。

2.根据权利要求1所述的泵支撑件，其中，所述导引爪(3)包括第二导引构件(11)，所述第二导引构件布置在所述导引爪(3)的下部位置处且被构造为由所述下支撑部(4)接纳。

3.根据权利要求1所述的泵支撑件，包括管状安装元件(34)，所述管状安装元件被构造为布置在所述泵(1)的出口处，所述管状安装元件(34)包括第二导引构件(11)，所述第二导引构件布置在所述导引爪(3)的下部位置处且被构造为由所述下支撑部(4)接纳。

4.根据权利要求1所述的泵支撑件，其中，第二导引构件(11)布置在所述泵(1)的出口区段(35)的下部位置处且被构造为由所述下支撑部(4)接纳。

5.根据前述权利要求中任一项所述的泵支撑件，其中，所述导引爪(3)的至少一部分从所述泵延伸。

6.根据权利要求5所述的泵支撑件，其中，所述导引爪(3)安装在所述泵(1)的出口管道的上侧上或与其集成制造。

7.根据前述权利要求中任一项所述的泵支撑件，其中，

-所述导引爪(3)包括在其之间布置有一距离的两个所述第一导引构件(12)，且包括单个所述第一导引构件(11)，以及

-所述基座部(2)包括在其之间布置有一距离的两个所述上支撑部(5)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的泵支撑件，其中，所述支撑表面(16)是竖直的，或者相对于竖直方向形成角度小于15度，诸如小于10度，优选小于5度且大于0度。

9.根据前述权利要求中任一项所述的泵支撑件，其中，在所述导引爪(3)上布置泵(1)，所述泵(1)包括被构造为用于容纳叶轮且被布置在所述导引爪(3)上的泵壳体。

10.根据前述权利要求中任一项所述的泵支撑件，其中，所述下支撑部(4)具有第二竖直支撑表面(7)和第二水平支撑表面(6)，且其中，所述导引爪的所述第二导引构件(11)包括：

-第二竖直抵接表面(14)，其被构造为抵接所述第二竖直支撑表面(7)，以便沿朝向所述基座部(2)的纵向方向支撑泵，

-第二水平抵接表面(15)，其被构造为抵接所述第二水平支撑表面(6)，以便沿朝向所述下端(9)的竖直方向支撑所述泵。

11.根据前述权利要求中任一项所述的泵支撑件，其中，所述支撑表面(16)朝向所述端面(17)向上倾斜，且所述第一导引构件(12)具有竖直倾斜的抵接表面(18)，所述抵接表面倾斜以便与所述支撑表面(16)的倾斜平行或基本上平行，其中，所述弹性元件(13)布置在所述支撑表面(16)与所述竖直倾斜的抵接表面(18)之间。

12.根据前述权利要求中任一项所述的泵支撑件，其中，所述上支撑部(5)包括第一水平支撑表面(19)，所述第一水平支撑表面被构造为用于通过在水平平面中的抵接来支撑所述弹性元件(13)。

13.根据前述权利要求中任一项所述的泵支撑件，其中，所述上支撑部(5)包括竖直延伸的侧向导引表面(20)，以用于通过沿侧向方向的抵接来支撑所述弹性元件(13)，其中，侧向是垂直于所述泵支撑件的纵向方向的水平方向。

14.根据前述权利要求中任一项所述的泵支撑件，其中，所述第一导引构件(12)形成沿向下方向端部开口的腔体，所述腔体被构造为用于接纳所述上支撑部(5)，且其中，所述基座部(2)在其上端处远离所述端面(17)向上倾斜。

15.根据前述权利要求中任一项所述的泵支撑件，其中，所述导引爪(3)与所述泵壳体集成制造，或者能脱开地连接至所述泵壳体。

16.根据前述权利要求中任一项所述的泵支撑件，其中，所述弹性元件(13)附接至所述导引爪(3)或所述基座部(2)中的一个。

17.根据前述权利要求中任一项所述的泵支撑件，其中，所述弹性元件(13)部分或完全地由弹性体、超弹性材料制成，优选地具有形成一个或两个外抵接表面的金属板，其中，所述金属板优选地通过硫化结合。

18.根据前述权利要求中任一项所述的泵支撑件，其中，所述导引爪(3)包括一个或多个导引开口(21)，其被构造为与竖直布置的一个或多个导引杆(22)协作，使得所述导引爪(3)能够沿着所述一个或多个导引杆滑动导引地进行：

-竖直向下运动，使得所述下支撑部(4)接纳所述第二导引构件(11)，且所述上支撑部(5)接纳所述第一导引构件(12)；

和

-竖直向上运动，使得所述第二导引构件(11)离开所述下支撑部(4)，且所述第一导引构件(12)离开所述上支撑部(5)。

19.根据前述权利要求中任一项所述的泵支撑件，当从属于权利要求2或3时，其中，所述基座部(2)包括流体通道，所述流体通道具有入口，所述入口布置成经由设置在所述导引爪(3)或所述管状安装元件(34)中的贯通开口(24)流体连通，且在另一端处形成出口，其中，所述导引爪(3)或所述管状安装元件(34)被布置成，其贯通开口(24)在泵布置在所述基座部(2)上时在所述泵(1)与所述基座部(2)的所述流体通道之间形成流体通路。

20.根据权利要求19所述的泵支撑件，其中，所述导引爪(3)的所述贯通开口(24)被构造为用于提供相对所述基座部(2)的所述端面(17)的流体密封。

21.根据权利要求1-18中任一项所述的泵支撑件，当从属于权利要求4时，其中，所述出口区段被构造为用于提供相对所述基座部(2)的所述面(17)的流体密封。

22.根据权利要求20或21所述的泵支撑件，其中，所述流体密封由密封环(28)提供。

23.一种提供根据前述权利要求中任一项所述的泵支撑件的方法，其中，所述基座部(2)安装在泵支撑件承载构件上，所述方法包括：

-提供带有所述导引爪(3)的泵(1)；

-朝向所述基座部(2)降低所述导引爪(3)，使得

-所述下支撑部(4)已接纳并支撑所述第二导引构件(11)，以及

-所述上支撑部(5)已接纳所述第一导引构件(12)，在所述上支撑部(5)与所述第一导引构件(12)之间具有弹性元件(13)。

24.一种从根据前述权利要求1-22中任一项所述的泵支撑件的基座部(2)拆卸设有导引爪(3)的泵(1)的方法，所述方法包括：

-将所述导引爪(3)抬升离开所述基座部(2)。

25.根据权利要求23或24所述的方法，其中，所述降低或所述抬升沿着如权利要求18中所限定的导引杆(22)进行，且在所述降低或抬升之前布置所述导引杆(22)。

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