CN115516207A - 离心泵组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种离心泵组件，所述离心泵组件包括电驱动马达(2)、由所述电驱动马达(2)驱动的至少一个叶轮(14)和在两个阀位置之间能够转动的阀元件(24；24’)，所述阀元件由所述叶轮(14)产生的流体流驱动，其中，阀元件(24；24’)包括垂直于叶轮(14)的转动轴线(X)延伸并面对叶轮(14)的盖板(104；104’)，其中，阀元件(24；24’)包括突起(102；102’)，所述突起布置在背离叶轮(14)的外表面侧上，使得流能够作用在所述突起上以驱动阀元件(24；24’)。

Description

离心泵组件

技术领域

本发明涉及一种离心泵组件，该离心泵组件包括泵装置和阀元件，泵装置由电驱动马达驱动。

背景技术

特别是在较小的建筑物中，紧凑的加热系统用于加热建筑物并提供家用热水。那些系统通常包括用于在建筑物中的加热回路与用于加热家用水的热交换器之间切换加热介质的流的液压阀装置。

从EP 3 376 049已知，将这样的阀装置集成到循环泵装置中，使得阀装置的阀元件通过使用由泵产生的水流而在两个可能的阀位置或切换位置之间移动。

发明内容

本发明的目的是进一步改进这样的离心泵组件，该离心泵组件包括由流体流驱动的阀元件，使得可以实现阀在两个可能的切换位置或阀位置之间的更可靠的切换。

该目的通过包括权利要求1中限定的特征的离心泵组件来实现。在从属权利要求、以下描述以及附图中公开了优选实施例。

根据本发明的离心泵组件包括电驱动马达和由所述电驱动马达驱动的至少一个叶轮。电驱动马达可以具有转子，优选地是经由转子轴连接到叶轮的永磁转子。电驱动马达特别地可以是带有转子套(a rotor can)的湿式运行电驱动马达，该转子套在转子空间与包含驱动马达的定子绕组的定子空间之间。在该设计中，转子空间由待泵送的液体(特别是水)填充。叶轮在泵壳体内部转动，泵壳体具有至少一个入口端口和一个出口端口。离心泵组件还包括集成到离心泵组件中的阀装置。阀装置包括在两个可能的阀位置或切换位置之间可转动的阀元件。阀元件通过由所述叶轮产生的流体流(特别是围绕叶轮沿周向方向流动的流体流)在这些阀位置之间移动。阀元件可以设计成选择性地打开离心泵组件的两个入口端口或选择性地打开离心泵组件的两个出口端口。因此，阀元件可以改变例如在用于加热建筑物的加热回路与用于加热家用水的热交换器之间的流体流。

阀元件包括盖板，该盖板垂直于叶轮的转动轴线延伸并面对叶轮。优选地，该盖板平行于叶轮的面侧(特别是在叶轮中心包括抽吸端口的叶轮的面侧)延伸。阀元件的盖板优选地形成界定泵空间的壁中的一个，叶轮布置在该泵空间的内部。盖板优选地与叶轮外侧上的流体流接触，特别是与泵空间内部沿转动方向的流体流接触。

根据本发明，阀元件包括布置在背离叶轮的外表面侧上的突起，使得流动可以作用在这些突起上以驱动阀元件。由叶轮产生的流体流可以作用在这些突起上，使得突起构成力施加表面，由流或流体提供的力被施加到该力施加表面上，使得其产生作用在阀元件上并使阀元件围绕其转动轴线转动的扭矩。由于突起布置在阀元件的背离叶轮的表面上，因此减小了叶轮的直接周围区域中的流体流的扰动。由此，可以维持离心泵的高效率。由阀元件产生的液压阻力被最小化。

优选地，突起设置在阀元件的外周上，即，设置在形成阀元件的外周的阀元件的外表面侧上。替代地，突起可以布置在背离叶轮的后侧上。因此，突起优选地不布置在面向叶轮的表面上，使得它们不布置在叶轮的直接周围中的流体流的内部。由此，液压阻力被最小化。

根据另一优选实施例，突起沿相对于阀元件的转动轴线的径向方向延伸。例如，突起可以从阀元件的外周表面沿径向方向延伸。因此，突起可以在阀元件的外周上形成基本上类似于齿轮的齿状结构。阀元件的外周与壳体的周围壁之间的间隙可以朝向包含叶轮的空间敞开，使得由叶轮产生的流体流可以直接地冲击布置在阀元件的外周上的突起。根据另一可能的设计，突起可以沿周向方向倾斜。突起可以形成倾斜叶片，使得平行于阀元件的转动轴线流动的流体流冲击在突起的倾斜表面上，从而产生周向方向上的力(即，作用在阀元件上的扭矩)。沿周向方向倾斜的突起相对于转动轴线倾斜，即，平行于阀元件的转动轴线的轴线与突起的表面之间的角度在0°与90°之间，优选地在0°与60°之间。突起可以笔直或弯曲地延伸，以优化流体流和作用在阀元件上的扭矩。

进一步优选地，沿径向方向，盖板延伸超过突起，即，盖板的直径优选地大于沿着突起的径向外端的圆的直径。这意味着盖板在面向叶轮的一侧上覆盖突起。因此，盖板在叶轮与突起之间延伸。因此，作用在突起上的流体流需要围绕盖板流动或流过盖板周围的间隙。这种流特别地可以是由叶轮产生的侧流，而不是朝向泵组件的出口端口离开叶轮的主流。特别地，侧流可以是仅在阀元件的移动的操作条件期间而不是在离心泵的正常操作期间出现的侧流。由此，可以进一步减小正常操作期间的流动阻力。

根据本发明的另一可能的实施例，阀元件的转动轴线平行于叶轮的转动轴线延伸，并且进一步优选地沿着叶轮的转动轴线延伸。这允许叶轮和阀元件在一个壳体中的紧凑布置。此外，由叶轮产生的沿周向方向的流也围绕阀元件的转动轴线循环地流动，从而允许通过由叶轮产生的这种流体流在叶轮与阀元件之间的优化的液压力或扭矩传递。

根据另一实施例，阀元件布置在壳体内部，该壳体具有围绕阀元件的外周的圆形内壁，在阀元件的盖板的外周与该内壁之间具有环形间隙。由叶轮产生的流体流可以进入该间隙，使得其可以作用在阀元件的突起上，这些突起布置在该间隙的出口侧上，即，布置在盖板的背离所述叶轮的一侧上。根据另一优选实施例，盖板、阀元件和周围壁可以被设计成使得间隙在正常操作期间基本上闭合，或者使得在这种正常操作期间以另一种方式阻止流体流通过该间隙，以减小正常操作期间的液压阻力。这可以例如通过阀元件的线性移动来实现，这种阀元件的线性移动闭合间隙和/或中断用于流体侧流通过该间隙进入布置有突起的区域中的流动路径。

优选地，所述突起均匀地分布在阀元件的外周上。通过该设计，可以实现到阀元件上的均匀的力或扭矩传递。

根据一优选实施例，突起具有齿状形状，并且优选地正交于阀元件的圆柱形外周壁延伸，即，基本上径向地延伸到阀元件的中心。因此，阀元件至少部分地具有齿轮的形状。突起提供沿径向方向延伸的力施加表面，使得沿周向方向的流体流冲击在这些表面上，以产生作用在阀元件上的扭矩，用于阀元件在可能的阀位置之间的转动。

根据另一优选实施例，突起与阀元件的外周壁和/或盖板一体地形成。例如，阀元件可以例如通过注射制模至少部分地由塑料材料制成。突起优选地形成在由塑料材料形成的阀元件的这种部件中。这允许经济地生产包括突起的阀元件。

阀元件的盖板优选地包括中心出口开口，该中心出口开口与叶轮的抽吸口接合。特别地，阀元件可以是在两个可能的流动路径之间(即，在两个不同的抽吸端口之间)切换叶轮的抽吸侧上的流动的阀元件。例如，一个抽吸端口可以连接到建筑物的加热回路，并且另一个抽吸端口可以与用于加热家用热水的热交换器连接。通过改变阀或切换位置，可以关闭流动路径中的一个，并且打开流动路径中的另一个。优选地，流动路径两者都终止于中心出口开口，从而形成与叶轮的抽吸口的连接，使得可以通过阀元件建立离心泵组件的抽吸端口与叶轮的抽吸口之间的流体流动。

根据本发明的另一优选实施例，所述阀元件支撑在中心轴承柱或枢轴上，并且通过O形环沿轴向方向固定在该轴承柱上，其中，O形环优选地接合到轴承柱的外周上的凹口中。该实施例可以独立于如之前所讨论的突起的布置来实现，即，可以通过不具有如上所述的这种突起的阀元件来实现。O形环分别具有保持环或弹簧锁定垫圈的功能。然而，O形环的布置具有至少两个优点。如果阀元件抵靠该O形环，则该O形环沿轴向方向具有阻尼功能。此外，O形环可以在没有特殊工具的情况下容易地安装，这允许在现场容易地维修。O形环形成用于阀元件的轴向止动件或抵接件，特别是如果阀元件如下所述沿轴向方向是可移动的。轴承柱例如在靠近其自由端的外周上设置有周向凹口或凹槽。O形环插入该凹口中，使得其沿径向方向突出。然后，O形环的突出部分形成抵接件。

轴承柱优选地附接到泵壳体的内表面，并且优选地与泵壳体的至少该内表面一体地形成。泵壳体例如可以由塑料材料或金属制成。这允许将轴承柱与泵壳体一体地形成。在替代的实施例中，轴承柱可以(例如以孔或螺纹孔的形式)被插入到形成在泵壳体的内表面中的接纳部内。在这样的实施例中，轴承柱可以被压入或拧入泵壳体的底表面中的孔中。阀元件优选地可滑动地安装在轴承柱上，使得在轴承柱的外周与阀元件内部的轴承孔的内周之间形成平面轴承。

根据本发明的另一特定实施例，阀元件包括至少一个密封部，所述至少一个密封部用于选择性地闭合第一和第二入口端口，使得在第一阀位置中第一入口端口闭合，并且在第二阀位置中第二入口端口闭合。在一特定实施例中，可以设置两个密封部，一个密封部用于第一入口端口并且一个密封部用于第二入口端口，使得在第一阀位置中，第一密封部闭合第一入口端口，并且在第二阀位置中，第二密封部闭合第二入口端口，而另一个入口端口打开。优选地，阀元件允许改变两个入口端口之间的流动路径，以选择性地打开朝向叶轮的入口侧的流动路径中的一个。例如，阀元件可以用于在加热回路与用于加热系统中的加热家用水的热交换器之间进行切换。

根据另一优选实施例，阀元件附加地沿着其转动轴线在线性方向上可移动。这允许阀元件分别执行进一步的切换移动或动作。特别地，通过该线性移动，可以实现可切换的联接器或离合器。例如，在第一轴向位置中，离合器可以接合，使得阀元件在其转动方向上固定。在第二轴向位置中，阀元件可以被释放，使得其在转动方向上可移动以在两个可能的阀位置之间移动。优选地，阀元件在线性方向上可移动，使得在第一轴向位置中，至少一个密封部与相对的阀座密封接触，并且在第二轴向位置中，密封部与相对的阀座保持距离。因此，在第一轴向位置中，通过与密封件接合并且可能与另一接合表面接合，阀元件在其转动方向上固定，使得它不能在阀位置之间沿转动方向移动。此外，确保了牢固的密封。在第二轴向位置中，阀元件从阀座释放，使得与阀座的接合以及可能与另一接合表面的接合被释放，并且优选地，阀元件围绕其转动轴线是自由地可转动的，以通过由叶轮产生的流而在阀位置之间移动。通过独立于阀位置之间的转动移动的该轴向移动，密封接合和阀位置的改变被解除联接，其优点是，对于阀位置之间的移动，没有来自密封部的密封接合产生的摩擦力需要被克服。由此，减小了阀元件在阀位置之间移动所需的扭矩或力。

根据另一实施例，阀元件包括至少一个入口开口，所述至少一个入口开口与阀元件的出口开口流动连接，并且布置成使得在第一阀位置中入口开口面对第二入口端口，并在第二阀位置中入口开口面对第一入口端口。这意味着在第一阀位置中，入口开口朝向第二入口端口打开，并且在第二阀位置中，入口开口朝向第一入口端口打开，使得在第一阀位置中，建立从第二入口端口通过阀元件朝向叶轮的流体流动。在第二阀位置中，建立从第一入口端口朝向叶轮的入口侧的相应流动。这通过阀元件的转动移动允许改变两个入口端口之间的流动路径，以选择性地从两个入口端口中的一个抽吸液体或水。

在另一实施例中，阀元件可以包括密封构件，该密封构件围绕入口开口并且布置成使得在阀元件的第一轴向位置中，密封构件与相对的密封表面或阀座接触，并且在阀元件的第二轴向位置中，密封构件分别与该密封表面或阀座保持距离。此外，优选地，围绕阀元件的入口开口的所述密封构件布置在阀元件的外周上。密封构件提供一种闭合流动路径，该闭合流动路径从入口端口中的一个通过入口开口和阀元件朝向叶轮。此外，优选地，密封元件在泵的正常操作期间闭合围绕阀元件的流动路径。这可以是通过阀元件的外周(特别是其盖板)与泵壳体的周围壁之间的间隙的侧流的流动路径。如果阀元件处于其远离密封表面的轴向位置中，则可能发生从叶轮通过围绕阀元件的间隙朝向阀元件的入口开口的侧流。由于叶轮的转动移动，该侧流具有围绕作用在突起上的阀元件的转动轴线的旋转，以产生作用在阀元件上的扭矩，用于其转动移动。通过改变叶轮的转动方向，例如通过驱动马达的相应马达控制，可以改变旋转方向，因此阀元件可以移动到相对的转动方向，以使阀元件在两个可能的阀位置之间移动。特别地，通过由叶轮产生的压力增加，阀元件可以在轴向方向上沿着转动轴线移动，使得密封构件与相对的密封表面接触并中断作用在突起上的侧流，使得作用在阀元件上的扭矩减小。此外，通过密封构件与密封表面之间的接触，优选地即使叶轮的转动方向再次改变，也可以实现将阀元件保持在相应的阀位置中的摩擦接合。如果围绕入口开口的密封构件布置在阀元件的外周上，则可以实现摩擦接合区域与阀元件的转动轴线之间的大的径向距离，从而导致用于将阀元件固定在其阀位置中的更大的保持扭矩。

进一步优选地，围绕入口开口的密封构件可以布置在阀元件与由盖板形成的轴向端部相对的轴向端部上。这样，作用在盖板上的压力可以使阀元件沿其轴向方向移动，使得密封构件再次被压在密封表面上，优选地被压在设置在泵壳体的底侧上的密封表面上。由此，可以实现摩擦接合，以将阀元件保持在前述其相应的阀位置中。

附图说明

在下文中，参考附图通过示例描述本发明。在附图中：

图1是根据本发明的离心泵装置的分解图，

图2是根据图1的离心泵装置在电子壳体的轴向端侧上的俯视图，

图3是根据图1和图2的离心泵装置沿着图2中的线III-III的剖视图，其中阀装置处于其密封位置中，

图4是类似于图3的剖视图，其中阀装置处于其释放和可转动的位置，

图5是根据图1至图4的离心泵装置的打开的泵壳体的俯视图，

图6是根据图1至图5的离心泵装置中的阀装置的剖视图，其中阀元件处于第一阀位置中，

图7是根据图6的阀装置的剖视图，其中阀元件处于第二阀位置中，

图8是离心泵装置沿着图2中的线VIII-VIII的截面图，其中阀元件处于其第二阀位置中，

图9是根据图1至图8的离心泵装置中的阀元件的立体图，

图10是包含密封部的阀元件的底侧的平面图，

图11是具有处于其闭合位置的旁通阀的阀元件的剖视图，

图12是根据图11的剖视图，其中旁通阀处于其打开位置，

图13是如图12所示的旁通阀86的放大横截面，

图14是根据图9的阀元件的分解图，

图15是从不同方向看到的根据图9的阀元件的分解图，

图16是泵壳体沿着图3中的线XIII-XIII的剖视图，其中阀元件处于第二阀位置中，

图17是根据图18的剖视图，其中阀元件处于第一阀位置中，

图18是根据本发明的包括离心泵的加热系统的液压回路的示意图，

图19是根据第二实施例的阀元件的分解图，以及

图20是包括如图19所示的阀元件的打开的泵壳体的立体图。

具体实施方式

作为示例描述的离心泵是为加热系统提供的离心泵。该离心泵装置包括液压阀装置，该液压阀装置可用于加热系统中，以改变通过建筑物的加热回路与用于加热家用水的热交换器之间的流体流动。

离心泵装置具有电驱动马达2，该电驱动马达包括马达壳体4，定子和转子布置在该马达壳体内。在马达壳体的一个轴向端部上，沿纵向轴线X的方向，布置有电子器件壳体6，该电子器件壳体6包括用于电驱动马达的控制电子器件7。在相对的轴向端上，马达壳体4连接到泵壳体8，该泵壳体包括出口连接件10，该出口连接件连接到泵壳体8内部中的出口端口12。出口端口12布置在泵空间的外周上，叶轮14布置在该泵空间内。泵壳体8还包括两个入口连接件16和18。第一入口连接件被设置用于连接到建筑物中的加热回路，而第二入口连接件18被设置用于连接到用于加热家用热水的热交换器。第一入口连接件16与泵壳体8内部的第一入口端口20流体连接。第二入口连接件16与泵壳体8内部的第二入口端口22连接。入口端口20和22布置在垂直于纵向轴线或转动轴线X的一个平坦平面中。转动轴线X是叶轮14和阀元件24的转动轴线，稍后将更详细地描述。在纵向方向X上看，第一入口端口和第二入口端口布置在泵壳体8的底部中。

阀元件24布置为在两个入口连接件16和18之间朝向叶轮14切换流动路径。基本上，该液压阀装置的功能类似于EP 3 376 049中公开的功能。阀元件24具有中心出口开口26，该中心出口开口26面对叶轮14的抽吸口28或与抽吸口28接合，使得流体从该出口开口26流入抽吸口28中。

阀元件24围绕转动轴线X可转动，该转动轴线对应于叶轮14的转动轴线X。阀元件24布置在固定在泵壳体8的底部中的枢轴或轴承柱30上。在该实施例中，枢轴例如在注射制模工艺中被模制到泵壳体8的材料中。然而，轴承柱可以以不同的方式固定在泵壳体8的底部中，例如拧入螺纹孔中或与泵壳体8一体形成。轴承柱30从泵壳体8的底部沿纵向方向X延伸到泵壳体8的内部中。阀元件24围绕纵向轴线X可转动，并且在轴承柱30上沿着纵向轴线X在线性方向上移动特定距离。该特定距离受到O形环32的限制，该O形环32形成用于阀元件24的轴向止动件或抵接件。O形环32接合到布置成靠近轴承柱30的自由远端的周向凹槽或凹口34中。O形环32形成弹性轴向止动件，并且允许在没有特殊工具的情况下容易地组装。

在该实施例中，阀元件24由两部分组成，即通过卡扣配合连接的支撑构件36和盖构件38。在覆盖构件38的内表面上布置有接合钩40，该接合钩包围或接合支撑构件36内部的接合肩部或凸起42。盖构件38具有盖板104，即板状形状的盖，并且除了中心出口开口36之外完全闭合。当布置在泵壳体8内时，盖构件38的盖板104形成泵空间44的一个轴向壁，叶轮14在该泵空间内转动。泵空间44的相对轴向壁由轴承板46形成，该轴承板46保持用于转子轴50的一个轴承。与盖构件38相对，弹簧支撑件52连接到支撑构件36。在弹簧支撑件52与支撑构件36之间布置有螺旋压缩弹簧54。弹簧54的一个轴向端部抵靠弹簧支撑件52的内部底表面，并且弹簧54的相对的轴向端部抵靠支撑构件36的一部分。弹簧支撑件52与弹性接合钩56交叠，使得接合钩56从弹簧支撑件2的内部与弹簧支撑件52的外周中的开口或切口58接合。由此，弹簧支撑件52在接合钩56的腿部的外侧上沿轴向方向X被引导，使得弹簧支撑件52在该接合钩56的腿部的外侧上沿该轴向方向可移动。此外，在支撑构件38上，在弹簧支撑件52中设置有肋60。肋60和狭槽62允许沿轴向方向的相对移动，但是确保扭矩传递，使得除了肋60与狭槽62之间沿周向方向的有限间隙(play)之外，弹簧支撑件52基本上抗扭矩地连接到支撑构件36。该间隙确保了由压缩弹簧54的扭转提供的阻尼效果，因为弹簧54在转动方向上处于通量中(in the flux)，直到肋60抵接在狭槽62的边缘中的一个上。

在与支撑构件36相对的轴向端上，弹簧支撑件52包括轴承部64，该轴承部可移动地支撑在轴承柱30上，即，在轴承柱30的外周上滑动。与轴承柱30轴承接触的另一轴承部66在支撑构件36中形成。轴承部66包括沿径向方向突出的肩部。压缩弹簧54的轴向端部抵靠该肩部。

压缩弹簧54迫使轴承部64和66彼此远离，并且迫使阀元件24在轴向方向上朝向马达壳体4。在弹簧54的压缩下，阀元件24可以朝向泵壳体8的底侧移动，即，远离叶轮14和马达壳体4移动。阀元件24的这两个可能的轴向位置在图3和图4中示出。在图4中，阀元件24处于其第一轴向位置中，在该第一轴向位置中，阀元件24抵靠泵壳体8的内部中的圆形肩部68。肩部68从泵壳体8的内周沿径向方向延伸，泵壳体8提供了基本上垂直于纵向轴线X延伸的圆形密封表面。阀元件24经由支撑构件36的外周上的弹性密封件70与该肩部68密封接触。该密封件70确保泵空间44朝向泵装置的抽吸侧的密封。图4示出了阀元件24的第二轴向位置，在第二轴向位置中，阀元件24朝向叶轮14移动，使得密封件70不再与肩部68接触，而是与肩部68间隔开。在该位置中，阀元件24围绕纵向轴线X是自由地可转动的。然而，如果密封件70与肩部68接触，则由于密封件70与肩部68之间的摩擦力，阀元件24的转动被禁止。因此，肩部68和密封件70用作可拆卸的联接器或离合器。阀元件24通过压缩弹簧54的弹簧力而移动到图4所示的释放位置中。进入如图3所示的固定位置中，在该固定位置中，密封件70与肩部68接触，阀元件24通过由叶轮14产生并作用在围绕出口开口26的盖构件38上的压力而移动。因此，阀元件24可以根据泵在叶轮14的出口侧上产生的压力而选择性地沿轴向方向移动。这可以通过由布置在电子器件壳体6中的控制电子器件7执行的速度控制和调节来控制。

阀元件24包括两个密封部72和74，即，第一密封部72和第二密封部74。两个密封部72和74布置在支撑构件36的外轴向表面上，即，布置在阀元件24的背离叶轮且与第一入口端口20和第二入口端口22相对的轴向面侧上。两个密封部72和74布置在垂直于转动轴线X延伸的公共平面中。两个密封部72和74相对于轴线X沿直径定位，即，在围绕转动轴线X偏移180°的位置中。两个密封部72和74各自包括弹性密封构件76、78，在该实施例中，该弹性密封构件与支撑构件的外周上的密封件70一体形成。密封件70以及密封构件76和78可以形成为连接到支撑构件36或通过注射制模工艺连接到支撑构件36的单独部件或密封装置。

第一密封部72设置成选择性地闭合第一入口端口20，并且第二密封部24设置成选择性地闭合第二入口端口22。在两个密封部72和74之间，在支撑构件36中设置有开口80，该开口与出口开口26流体连接并形成阀元件24的入口开口。

阀元件24可以在围绕纵向轴线X的转动方向上采取两个不同的阀位置。图6示出了第一阀位置，在该第一阀位置中，第一密封部72闭合第一入口端口20。在该第一阀位置中，第二入口端口22朝向阀元件24中的开口80打开，使得能够实现从入口端口22朝向出口开口26并进入叶轮24的抽吸口28中的流体流动。因此，在该第一阀位置中，叶轮14以及由此整个泵通过连接到第一入口端口20的第一入口连接件60抽吸流体。在该第一阀位置中，当阀元件24处于如图3所示的其接合位置或密封位置中时，带有其密封构件76的第一密封部72被压靠在阀座82上，该阀座82由入口端口20的周围圆周或边缘形成。由此，第一入口端口20完全闭合。

在如图7所示的第二阀位置中，第一密封部72在第一入口端口20旁边转动，使得第一入口端口20朝向开口80打开，从而提供从第一入口端口20朝向出口开口26和叶轮14的抽吸口28的流动路径。在该第二阀位置中，第二密封部24移动到其覆盖第二入口端口22的位置中，使得第二入口端口22闭合。在阀元件24的接合位置或密封位置中，第二密封部24的密封构件78压靠形成在第二入口开口22的外周或边缘上的阀座84。

从第一密封部76推迟，第二密封部78未完全闭合，而是包含形成旁通阀86的止回阀形式的另一阀，如图10-图13中最佳地示出。旁通阀86在第二密封部74中具有开口92，该开口92在第二阀位置中面对第二入口端口22，如图7所示。旁通阀86包括布置在阀元件24的支撑构件36与盖构件38之间的旁通阀元件88。旁通阀元件88在引导元件90上沿平行于转动轴线X的线性方向被引导，该引导元件90接合到旁通元件88中。旁通阀元件88在其闭合位置中抵靠阀座，该阀座由密封构件78围绕开口92或密封构件78在第二密封部74内限定开口92所形成。旁通阀元件88通过压缩弹簧94被保持在该闭合位置或密封位置中，该压缩弹簧迫使旁通阀元件88进入所示的密封位置或闭合位置中。通过作用在旁通阀元件88上的压力，旁通阀元件88可以抵抗由压缩弹簧94提供的力而沿着引导元件90移动，以打开开口92。旁通阀元件88的背离开口92的后侧与开口80和出口开口26接触，即，与泵的抽吸侧接触并与朝向叶轮14的抽吸口28的流动路径接触。因此，泵的抽吸侧上的压力作用在旁通阀元件88的后侧上。如果旁通阀86或旁通阀元件88的两侧之间的压力差分别超过预定的阈值，该预定的阈值由旁通阀元件88和弹簧94的尺寸所限定，则尽管第二入口端口22被第二密封部74所闭合，旁通阀86打开以允许流体从第二入口端口22朝向叶轮14流动。当建筑物中的加热回路连接到第一入口连接件16时，可以在加热系统中使用该功能。在加热回路中的所有散热器都闭合的情况下，将没有流体流过该第一入口连接件16。在这种情况下，叶轮14的抽吸侧上的压力以及因此旁通阀元件88的后侧上的压力将减小到这样的程度，以使得横跨旁通阀86的压力差超过预定的阈值，并且旁通阀86打开，从而确保流体流过第二入口端口22，例如用于加热家用水的热交换器可以连接到该第二入口端口。因此，在加热系统中，可以确保通过锅炉的流体流动，从而避免锅炉过热。

优选地，通过更换旁通阀元件88来调节用于通过旁通阀86打开旁通的阈值。可以提供不同尺寸的可更换的旁通阀元件88，特别是具有不同尺寸的后表面，泵的抽吸侧上的压力作用在该后表面上。由于相对表面总是由开口92的横截面所限定，因此可以通过改变后表面的尺寸来调节在两个方向上作用到旁通阀元件88上的力。替代地或另外地，也可以通过改变与密封构件78中的阀座接触的旁通阀元件88上的圆形突起93的直径来调节闭合开口92的表面的尺寸。

类似于从EP 3 376 049已知的，阀元件24通过由叶轮14产生的循环流在两个阀位置之间移动。如果电驱动马达的速度降低或马达被控制电子器件7关闭，则泵空间44中的压力降低，使得压缩弹簧44将阀元件24移动到其释放位置中，如图4所示。在该位置中，阀元件24可以通过泵空间44内的循环流体流动而围绕转动轴线X转动。流体流动的方向取决于叶轮14的转动方向。两个阀位置各自由端部止动件限定。为此，在泵壳体8的底壁中设置有圆形凹槽96。该圆形凹槽96不限定整个圆，而是具有腹板98形式的中断部。该腹板98的相对表面限定用于阀元件24的转动移动的两个端部止动件，即，限定两个可能的阀位置的端部止动件。阀元件24的弹簧支撑件52具有形成止动元件100的轴向延伸部。止动元件100具有相对于转动轴线X偏移并接合到凹槽96中的指状物的形式。止动元件100可以抵靠腹板98的两个相对面，以限定对应于如前所述的可能的阀位置的两个转动位置。在这种情况下，有利的是，止动件布置在中心，从而由于部件的弹性并且特别是如上所述的压缩弹簧54的扭转而允许阻尼效果。图13示出了处于对应于图7所示位置的第二阀位置中的止动元件100。图14示出了处于对应于图6所示的阀位置的第一阀位置中的止动元件100。可以看出，为了改变阀位置，阀元件24转动270°。

为了在泵装置的正常操作期间增强阀元件24的转动而不增加流动阻力，设置了分布在阀元件24的整个外周上的径向突起102。突起102布置在盖构件38上的盖板104的后侧上，使得盖构件36具有面朝叶轮14的盖板104，该盖板沿径向方向延伸超过这些突起102，使得突起102在面对叶轮14的一侧上被该盖板104完全覆盖。因此，突起102布置在盖板104的背侧上。盖板104的直径小于泵壳体8的内径，使得提供了围绕盖板104的外周的圆形间隙106。间隙106在泵空间44与其中布置有突起102的区域之间提供流动连接。如果阀元件24处于如图3所示的其密封位置或接合位置中，则基本上不会发生通过间隙106的流体流动，因为通过间隙106的流动路径被相对端上的密封件70所封闭。然而，如果阀元件24处于如图4所示的其释放位置中，则在密封件70与肩部68之间存在间隙，该间隙打开穿过间隙106朝向阀元件24的开口80(即，在阀元件24的抽吸侧上)的流动路径。因此，如果叶轮14转动，则离开叶轮14的流体流的一部分将进入间隙106并朝向出口开口26围绕阀元件24朝向开口80流动。由于叶轮14的转动，通过间隙106的该侧流沿叶轮的转动方向具有作用在肋或齿形突起102上的旋转，在阀元件24上产生扭矩以转动阀元件24，直到止动元件100抵靠由腹板98提供的端部止动件。现在，如果叶轮的速度通过控制电子器件7增加，则叶轮14的外侧上的压力也增加，使得阀元件24移动到其密封位置中，在该密封位置中，密封件70与肩部68接触，并且密封部72、74中的一个与相对的阀座82、84接触。在该操作状态下，达到密封阀位置。此后，可以在不将阀元件24移出其当前阀位置的情况下快速改变叶轮的转动方向。为了实现这一点，由于控制电子器件7的相应控制，电驱动马达因此快速地加速，使得叶轮24外部的压力在建立将阀元件24转动到另一个阀位置中的循环流动之前，产生克服压缩弹簧54的弹簧力的轴向力。这允许选择性地将阀元件24移动到期望的阀位置中，然后再次改变叶轮14的转动方向，使得在离心泵装置的操作期间，叶轮14总是可以沿期望的优化转动方向转动。突起102在盖板104的后侧上的布置具有以下优点：突起仅在阀元件24处于其释放位置中时才起作用。在阀元件处于其密封位置中的正常操作期间，突起102几乎没有影响，特别是它们不会增加泵空间44中的液压阻力。

马达壳体4内的电动马达是湿式运行电动马达，其具有形成转子空间的转子套108，带有转子110的转子轴50在该转子空间内转动。该转子空间由待泵送的液体(即，优选地水)填充。定子112布置在马达壳体4内部的干燥定子空间中转子套108的外侧上。

图18示出了前述离心泵装置114的使用的示例。离心泵装置包括前述特征(即，阀元件24和旁通阀86是由图18中的虚线围绕的部件)。离心泵装置114包括具有电驱动马达2和叶轮14的离心泵116。形成切换阀的阀元件24布置在离心泵116的抽吸侧上，从而允许在两个可能的入口连接件(第一入口连接件16和第二入口连接件18)之间切换流动路径。在压力侧上，离心泵116与出口连接件10连接。在该示例中，出口连接件10连接到加热加热回路中的液体(特别是水)的锅炉118。在锅炉118的出口侧上，加热回路分支成第一分支和第二分支，该第一分支形成中央加热CH的回路，该中央加热CH的回路可以包含例如若干散热器120或者一个或更多个地板加热回路，该第二分支用于加热家用热水DHW。第二分支包括用于加热家用热水(DHW)的热交换器122。可以看出，旁通阀与第二分支(即，包含热交换器122的分支)连接。在阀元件24处于其中通过中央加热回路CH的流动路径打开的阀位置的情况下，旁通阀86可以防止锅炉118的过热。在该阀位置中，如果散热器120关闭，则通过中央加热回路CH的流体流动被中断。在这种情况下，旁通阀86可以由于克服压缩弹簧94的偏置力的压力差而打开，使得通过热交换器122的流动路径打开，并且水通过加热系统的第二分支(即，通过热交换器122)通过离心泵116循环，从而将由锅炉180产生的热量分配在系统中，以避免锅炉118的过热。

图19示出了阀元件24’的第二实施例。在该实施例中，包括旁通阀86的支撑构件36与前述基本上相同。在该第二实施例中，阀元件24’的盖构件38’具有不同的设计。在该实施例中，突起102’从外周表面124沿径向方向延伸。此外，突起102’沿周向方向倾斜，使得它们在阀元件的外周表面124上形成倾斜叶片。在该实施例中，盖板104’不延伸超过周向壁124的外周，即，不覆盖突起102’的轴向端侧。因此，通过使用该阀元件24’，阀元件的外周壁124与泵壳体8’的内周壁126之间的间隙106’或环形空间朝向包含叶轮14的空间敞开，如图20中可见。因此，由叶轮14产生的流体流可以直接冲击在突起102’上。由于它们的倾斜，突起102’产生围绕转动轴线X作用在阀元件24’上的更大的扭矩。如图20所示的具有阀元件24’的泵壳体8’可以连接到如图1所示且如上所述的电驱动马达2。此外，叶轮14可以与第一实施例所示的相同。

附图标记列表

2 电驱动马达

4 马达壳体

6 电子器件壳体

7 控制电子器件

8、8’ 泵壳体

10 出口连接件

12 出口端口

14 叶轮

16、16’ 第一入口连接件

18、18’ 第二入口连接件

20 第一入口端口

22 第二入口端口

24、24’ 阀元件

26 出口开口

28 抽吸口

30 枢轴、轴承柱

32 O形环

34 凹口

36 支撑构件

38、38’ 盖构件

40 接合钩

42 接合肩部

44 泵空间

46 轴承板

48 轴承

50 转子轴

52、52’ 弹簧支撑件

54 压缩弹簧

56 接合钩

58 切口

60 肋

62 狭槽

64 轴承部

66 轴承部

68 肩部

70 密封件

72 第一密封部

74 第二密封部

76、78 密封构件

80 开口

82、84 阀座

86 旁通阀

88 旁通阀元件

90 引导元件

92 开口

93 突起

94 压缩弹簧

96 凹槽

98 腹板

100 止动元件

102、102’ 突起

104、104’ 盖板

106、106’ 间隙

108 转子套

110 转子

112 定子

114 离心泵装置

116 离心泵

118 锅炉

120 散热器

122 热交换器

124 外周壁

126 内周壁

CH 中央加热

DHW 家用热水

X 转动轴线

Claims (17)

1.一种离心泵组件，所述离心泵组件包括电驱动马达(2)、由所述电驱动马达(2)驱动的至少一个叶轮(14)和在两个阀位置之间能够转动的阀元件(24；24’)，所述阀元件由所述叶轮(14)产生的流体流驱动，其中，所述阀元件(24；24’)包括盖板(104；104’)，所述盖板(104；104’)垂直于所述叶轮(14)的转动轴线(X)延伸并面对所述叶轮(14)，

其特征在于，

所述阀元件(24；24’)包括突起(102；102’)，所述突起布置在背离所述叶轮(14)的外表面侧上，使得流能够作用在所述突起上以驱动所述阀元件(24；24’)。

2.根据权利要求1所述的离心泵组件，其特征在于，所述突起(102；102’)设置在所述阀元件(24；24’)的外周上或设置在背离所述叶轮(14)的后侧上。

3.根据权利要求1或2所述的离心泵组件，其特征在于，所述突起(102’)从所述阀元件(24；24’)的外周表面(124)径向地延伸，并且优选地，所述突起(102’)在周向方向上倾斜。

4.根据前述权利要求中的一项所述的离心泵组件，其特征在于，所述突起(102；102’)在相对于所述阀元件(24；24’)的转动轴线(X)的径向方向上延伸，并且在所述径向方向上，所述盖板(104；104’)延伸超过所述突起(102；102’)。

5.根据前述权利要求中的一项所述的离心泵组件，其特征在于，所述阀元件(24；24’)的转动轴线(X)平行于所述叶轮(14)的转动轴线(X)延伸，并且优选地所述阀元件(24；24’)的转动轴线(X)沿着所述叶轮(14)的转动轴线(X)延伸。

6.根据前述权利要求中的一项所述的离心泵组件，其特征在于，所述阀元件(24；24’)布置在壳体(8；8’)内部，所述壳体(8；8’)具有围绕所述阀元件(24；24’)的外周的圆形内壁，在所述盖板(104；104’)的外周与该内壁之间具有环形间隙(106；106’)。

7.根据前述权利要求中的一项所述的离心泵组件，其特征在于，所述突起(102；102’)均匀地分布在所述阀元件(24；24’)的外周上。

8.根据前述权利要求中的一项所述的离心泵组件，其特征在于，所述突起(102；102’)具有齿状形状，并且优选地，所述突起(102；102’)正交于所述阀元件(24；24’)的圆柱形外周壁延伸。

9.根据前述权利要求中的一项所述的离心泵组件，其特征在于，所述突起(102；102’)与所述阀元件(24；24’)的外周壁和/或所述盖板(104；104’)一体地形成。

10.根据前述权利要求中的一项所述的离心泵组件，其特征在于，所述阀元件(24；24’)的所述盖板(104；104’)包括与所述叶轮(14)的抽吸口(28)接合的中心出口开口(26)。

11.优选地根据前述权利要求中的一项所述的离心泵组件，其特征在于，所述阀元件(24；24’)被支撑在中心轴承柱(30)上并且通过O形环(32)在轴向方向(X)上被固定在所述轴承柱(30)上，其中，所述O形环(32)优选地接合到所述轴承柱(30)的外周上的凹口(34)中。

12.根据权利要求11所述的离心泵组件，其特征在于，所述轴承柱(30)附接到泵壳体(8；8’)的内表面，并且优选地，所述轴承柱(30)与所述泵壳体(8；8’)的至少所述内表面一体地形成。

13.根据前述权利要求中的一项所述的离心泵组件，其特征在于，所述阀元件(24；24’)包括至少一个密封部(70、72、74)，所述至少一个密封部用于选择性地闭合第一入口端口和第二入口端口(20、22)，使得在第一阀位置中，所述第一入口端口(20)闭合，并且在第二阀位置中，所述第二入口端口(22)闭合。

14.根据前述权利要求中的一项所述的离心泵组件，其特征在于，所述阀元件(24；24’)能够额外地沿着所述阀元件(24；24’)的转动轴线(X)在线性方向上移动，并且优选地，所述阀元件(24；24’)能够在线性方向上移动，使得在第一轴向位置中，所述至少一个密封部(70、72、74)与相对的阀座(68、82、84)密封接触，并且在第二轴向位置中，所述密封部(70、72、74)与相对的阀座(68、82、84)保持距离。

15.根据前述权利要求中的一项所述的离心泵组件，其特征在于，所述阀元件(24；24’)包括至少一个入口开口(80)，所述至少一个入口开口(80)与所述阀元件(24；24’)的出口开口(26)流动连接，并且所述至少一个入口开口(80)布置成使得在第一阀位置中所述入口开口(80)面对第二入口端口(22)，并在第二阀位置中所述入口开口(80)面对第一入口端口(20)。

16.根据权利要求14和15所述的离心泵组件，其特征在于，所述阀元件(24；24’)包括密封(70)构件，所述密封构件(70)围绕所述入口开口(80)并且布置成使得在所述阀元件(24；24’)的第一轴向位置中，所述密封构件(70)与相对的密封表面(68)接触，并且在所述阀元件(24；24’)的第二轴向位置中，所述密封构件(70)与所述密封表面保持距离，其中，优选地，围绕所述阀元件(24；24’)的入口开口(80)的所述密封构件(70)布置在所述阀元件(24；24’)的外周上。

17.根据权利要求16所述的离心泵组件，其特征在于，围绕所述入口开口(80)的所述密封构件(70)布置在所述阀元件(24；24’)与由所述盖板(104；104’)形成的轴向端部相对的轴向端部上。

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