CN116335955A - 用于输送流体的回转泵 - Google Patents

Abstract

本发明的主题是一种用于输送流体的回转泵(10)，该回转泵具有形成泵室(14)的泵壳体(16)；设置在泵室(14)中的叶轮(18)，用于输送流体；设置在泵壳体(16)中的抽吸开口(26)，用于通过叶轮(18)将流体抽吸到泵室(14)中；以及在泵壳体(16)中相对于抽吸开口(26)设置在叶轮(18)后方的止回阀(52)，该止回阀由于流体进入到泵室中和/或由于在泵室(14)中占主导的空气压力而关闭，和在打开时能够使空气从泵室(14)中逸出。

Description

用于输送流体的回转泵

技术领域

本发明涉及一种用于输送流体的回转泵，该回转泵具有：形成泵室的泵壳体；设置在泵室中的叶轮，用于输送流体；设置在泵壳体中的抽吸开口，用于通过叶轮将流体抽吸到泵室中；以及在泵壳体中相对于抽吸开口设置在叶轮后方的排气开口。

背景技术

回转泵从现有技术已知并且用于借助于叶轮旋转的运动来输送流体。有待输送的流体经由抽吸开口进入到回转泵的泵室中，被旋转的叶轮获取并且因此被输送到引导区段中(该引导区段也被称为压力管)。

由于回转泵对混有固体的液体具有很强的稳固性而被用作污水泵，尤其是污水提升装置的泵，其中废水通常被收集在收集容器中以进行中间储存。为了使流体在每次泵送过程之后再流入到泵室中并且回转泵可以以高效率进行输送，必须对回转泵进行排气。为此，通常在泵室中设置排气开口，空气可以通过这些排气开口从泵室中逸出。排气开口通常布置在泵室的最高点，在竖直设置的回转泵中布置在叶轮的上方。

当回转泵输送时，由于泵室内部的较高的压力与在排气开口的背离泵室一侧的较低的压力之间的压力差，出现流体通过排气开口的可接受的损耗流。流体的损耗流通常经由排气管线被引导离开泵或在污水提升装置中被引导回到收集容器中。然而该损耗流对泵的特性曲线有不利影响。

发明内容

从这种情况出发，本发明的目的在于以如下方式改进开篇所述类型的一种回转泵和提升装置，即回转泵或提升装置具有经改进的特性曲线。

本发明的目的通过一种用于输送流体的回转泵的特征来实现。有利的设计方案在具体实施方式中给出。

相应地，该目的通过一种用于输送流体的回转泵来实现，该回转泵具有：

形成泵室的泵壳体；

设置在泵室中的叶轮，用于输送流体；

设置在泵壳体中的抽吸开口，用于通过叶轮将流体抽吸到泵室中；以及

在泵壳体中相对于抽吸开口设置在叶轮后方的止回阀，该止回阀由于流体进入到泵室中和/或由于在泵室中占主导的空气压力而关闭，和在打开时能够使空气从泵室中逸出。

本发明的基本点在于，可借助止回阀来使泵室排气，这促使效率提高并且特性曲线改进。另一方面，在通过运行泵室中的叶轮而产生流体流和/或在泵室中产生空气压力时，在处于泵室中的空气通过止回阀逸出之后，通过止回使阀泵室闭合。通过所提出的解决方案，借助通过止回阀封闭的排气开口来防止流体的损耗流，因此泵的特性曲线增大，而电机功率保持不变。同样使由于与排气开口后方的止回阀连接的排气通道被流体、尤其废水中的固体堵塞所造成的风险降低到最低，因为在运行期间没有流体流过排气通道。最后，在具有排气开口的泵中通过这样的损耗流还降低了从现有技术已知的提高的噪音水平。

结果是，可以使用所提出的回转泵来例如作为在井下使用的废水泵，以便能够在不损失扬程和/或减小特性曲线的情况下抽到很低的水位。就此而言，回转泵的使用范围扩大，因为通过所提出的解决方案还可以更远和更深地抽到井中的剩余体积(包括沉淀物)。换言之，所提出的解决方案尤其在于，在其他情况下规律存在的排气通道设有如下止回阀，该止回阀允许有待从泵室中排空的空气通过，但一旦有待输送的液体到达止回阀，就会关闭。

就此而言，相对于没有止回阀的泵，所提出的回转泵的液压效率即使在扬程较小和有待输送的流体的体积流较大的情况下也恒定地保持高水平。此外，避免生成不期望的噪声，从而可以实现泵的低噪音运行。优选地，回转泵可以用于建筑物的液压设施，例如在污水提升装置中使用。与此相对应地，流体可以包含固体，其中流体所包含的固体可以包括任何类型的污物，例如灰尘、纸张、粪便等。

在回转泵中，通过叶轮的旋转运动来输送流体。就此而言优选地提出，叶轮通过在轴向方向上延伸的马达轴与驱动马达相连接。在运行期间，流体从泵的外部经过泵壳体中的抽吸开口流入到旋转的叶轮所处的泵室中。除了流体的切向加速度之外，在径向方向上发生的离心力被用来输送流体，从而使得回转泵也被称为离心泵。从泵室将流体优选地输送到引导区段中(该引导区段也被称为压力管)。出于泵室的排气目的，回转泵相对于抽吸开口具有叶轮后方的止回阀作为排气开口。优选地，止回阀处于泵室的最高点。通过止回阀逸出的空气可以具有流体成分。止回阀优选地设置在泵室的壁中。排气通道可以与止回阀或排气开口连接，该排气通道可以通向回转泵、泵室的外部和/或通入收集容器。

在许多情况下，回转泵的抽吸开口位于泵壳体的最低点，使得回转泵可以尽可能地抽到流体，而不会在抽吸开口下方留下大量剩余流体。在这样的竖直布置的回转泵中，马达轴的轴向方向对应于竖直方向。在竖直布置的回转泵中，止回阀作为排气开口优选地超出叶轮所被紧固在马达轴上的高度。然而，回转泵的其他设计和布置也是可行的，其中马达轴在水平的方向上延伸。在水平布置的情况下，抽吸开口一般来说不是处于泵壳体的最低点。止回阀作为排气开口在水平布置的情况下相对于水平方向优选地靠近叶轮在马达轴上的紧固位置，并且处于叶轮的背离抽吸开口的一侧。

止回阀优选地被设计成使得其自身实现打开位置，例如在该打开位置上被断电。这意味着止回阀在泵室中的流体下降和/或泵室中的空气压力例如降到低于阈值的情况下优选地自己打开。同样，止回阀于是可以在泵室中的空气压力增大到超出阈值的情况下关闭。就此而言，止回阀可以被设计为自己打开的止回阀。流体进入泵室尤其意味着，在泵室几乎完全、优选地完全被流体充满和/或泵室的在叶轮的背离抽吸开口的一侧被流体填充的情况下，止回阀关闭。流体进入泵室同样可以意味着，到达一定的填充高度时止回阀关闭。类似内容可以适用于在泵室中占主导的空气压力，即，止回阀在超出预先预定的空气压力的情况下关闭。换言之提出的是，处于泵室中的流体和/或泵室中的空气压力作用于止回阀，并且可以使该止回阀在超出填充高度和/或这样的空气压力的情况下关闭。优选地，止回阀由于重力而实现打开位置。换言之，止回阀优选地由于重力而打开。

根据一个优选的改进方案，止回阀被设计为止回翻板、翻板阀和/或球阀。根据另一个优选的设计方案，止回阀被设计成在泵室中的流体和/或空气压力增加时关闭。优选的是，止回阀在流体和/或泵室中的空气压力超出阈值的情况下关闭和/或在低于阈值时打开。

根据另一个优选的设计方案，止回阀由浮力材料、尤其是塑料、弹性体、氟化弹性体或橡胶制成并且在其朝向叶轮的端部被紧固在泵壳体上。优选地，用于关闭和打开的止回阀发生形状改变。例如，上部部分可以使通过止回阀的空气通流关闭，而下部部分被紧固在泵壳体上，并且连接在上部部分与下部部分之间的中间部分被设计成柔性的以用于使上部部分相对于下部部分枢转。为了支持这种枢转，中间部分的直径或材料厚度可以小于上部部分和/或下部部分。进一步优选的是，止回阀被设计成凸片或唇片状的并且特别优选地在其下端部紧固在泵壳体上处。

就此而言被证明为有利的是，止回阀由弹性体制成。尤其是橡胶、特别是优选的氟橡胶(FKM)已被证明是有利的。替代性地，也可以使用其他氟化弹性体，如全氟橡胶(FFKM)、四氟乙烯/丙烯橡胶(FEPM)和/或氟化硅橡胶(FVMQ)。所提到的材料具有如下优点，即其对化学品的耐受力特别强，这由于粪便的原因而对污水提升装置特别有利。此外，材料的机械性能(尤其是可变形性和可加工性)特别适合于制造止回阀。此外，弹性体可以由其他弹性材料制成。

根据另一个优选的设计方案，相对于抽吸开口在叶轮的后方形成有由叶轮和泵壳体界定的环形空间，在环形空间中设置有止回阀。环形空间可以环绕马达轴延伸和/或在持续运行期间在叶轮上方形成。

根据另一个优选的设计方案，回转泵具有与止回阀连接的、远离泵室的排气通道和设置在排气通道处的自动阀，该自动阀允许空气从泵室中逸出以及防止空气进入泵室。自动阀能够使空气可以不受阻碍地通过排气通道。在自动阀打开的情况下，空气可以经由排气开口和排气通道从泵室逸出，这实现泵室的排气。在自动阀关闭的情况下，没有空气能够通过自动阀并经由排气开口进入泵室。

自动阀在本发明的意义上尤其理解为无需辅助能量而自动地打开和关闭的阀。换言之，自动阀的打开操作和关闭操作不是通过电能来实现的，而是通过以机械的方式提供的能量来实现。用于打开和关闭自动阀的机械能可以由阀自己提供和/或由流经自动阀的介质来提供。优选的是，自动阀被设计成使得其由于阀输入侧与阀输出侧之间的压力差而打开和/或关闭。此处阀输入侧是指在排气开口处自动阀的朝向泵室内部的那侧。

自动阀可以使空气能够从泵室中逸出，这促使回转泵能够适当地对泵室进行排气，从而使得每次泵送操作之后流体可以通过抽吸开口再流入到泵室中。因此，自动阀可以使空气能够从阀输入侧流动至阀输出侧。自动阀确保回转泵可以以高液压效率进行输送。此外，自动阀防止空气沿相反方向、即从泵外部经由排气开口流入到泵室中。换言之，该阀防止空气从阀输出侧流动至阀输入侧。

根据一个优选的改进方案，自动阀被设计为自闭式翻板阀、鸭嘴阀和/或具有两个凸片的软管状的阀，这些凸片在反流时彼此紧靠和/或在回流到泵室中时彼此紧靠。

优选地，当阀输入侧的压力与阀输出侧的压力相对应时，自闭式翻板阀至少部分打开。进一步优选地可以实现的是，翻板阀的翻板由于在对泵进行排气的情况下从阀输入侧流出至阀输出侧的空气和/或由于在泵运行时作为损耗流流出的流体而被进一步打开。例如，如果通过泵在适当的特性范围内的运行、即在扬程小并且有待输送的流体的体积流量大时促使阀输入侧的压力低于阀输出侧的压力，则体积流量在短时间内被逆转，从而使翻板阀关闭。优选地，翻板阀所具有的形状刚性使得翻板阀在翻板阀前后压力相等的情况下完全打开。自闭式翻板阀具有如下优点，即由于其构造简单而非常稳定并且无需较大耗费就可以进行生产。

鸭嘴阀优选地是由弹性材料制成的止回阀，该鸭嘴阀的形状仿照鸭子的嘴。优选地，鸭嘴阀的与阀输入侧对应的端部具有与排气开口相对应的形状。鸭嘴阀的另一端部(即与阀输出侧对应的端部)优选具有扁平的形状。鸭嘴阀优选地被设计成使得泵室中的空气流不受限制地通过排气开口。而如果出现逆流，使得在短时间内空气从泵的外部通过排气开口流入到泵室中，则阀关闭并且由此防止可能载有固体的流体和空气反流到泵室中。鸭嘴阀所具有的优点是，其在阀输入侧与阀输出侧之间的压力差非常小的情况下就已关闭并且响应时间非常短。

具有两个凸片的阀优选地在与阀输入侧对应的端部处具有软管状的形状，并且在与阀输出侧对应的端部处具有两个凸片。凸片优选是软管壳的两个相对的类似于凸片的端块。软管状的阀的关闭优选通过如下方式实现，即在反流时凸片软管状的阀的凸片彼此紧靠并且由此封闭软管的截面。凸片在壅水倒流时保持彼此紧靠并且截面保持封闭，从而在压力条件逆转时，软管状的阀防止空气流入到泵室中。软管状的阀所具有的优点是，其在阀输入侧与阀输出侧之间的压力差非常小的情况下就已做出响应并且非常快速地封闭截面。

回转泵原则上适用于输送任何流体。由于其相对于固体和化学品的稳固性，回转泵尤其适用于作为污水和/或废水-潜水泵来使用。污水和/或废水-潜水泵尤其用于抽出脏水，例如从洪水、被淹没的建筑坑、洗衣房、泥坑、群落生境和/或花园池塘、渗水井和地窖中抽出脏水，并且尤其用于泵送不同脏污程度的水，例如石头、泥浆、碎片或粪便。通过所提出的用途，可以确保运行噪音小并且确保对污水和/或废水-潜水泵的泵室的可靠的排气。此外，该回转泵还可用于带散热器的供暖系统、采暖器供暖系统、地板供暖系统、天花板冷却系统、饮用水设施中的水循环系统或带储水箱充电系统的饮用水系统，其中上述清单并非是穷尽的，而是可能包括此处未提及的其他类型的系统。

此外，该目的通过一种提升装置来实现，该提升装置包括收集容器和如上所述的回转泵，其中回转泵的抽吸开口朝向收集容器的内部。原则上可以实现的是，提升装置的收集容器具有与泵壳体相对应地设计的开口。收集容器的开口可以通过将回转泵施加到开口上而被闭合，其中回转泵的抽吸开口有利地朝向收集容器的内部。

替代性地可以实现的是，收集容器的容器壁的至少一部分由具有抽吸开口的泵壳体形成。在这种情况下可以提出的是，容器壁被形成为使得其形成至少两件式的泵壳体的底部部分。容器壁中的开口是回转泵的抽吸开口。排气通道优选地从排气开口被引向回转泵的外侧，该外侧优选同样由容器壁形成。

根据本发明的一个优选的改进方案提出，回转泵的驱动马达至少部分地布置在收集容器的外部。尤其在提升装置的维修方面被证实为有利的是，驱动马达至少部分地布置在收集容器的外部。优选地，驱动马达完全定位在收集容器的外部。

使用回转泵和/或提升装置的另外的实施方式和优点对于本领域技术人员而言以与上述回转泵类似的方式得出。

附图说明

下文将参照附图借助于优选实施例来详细解说本发明。

在附图中：

图1示出了根据本发明的优选实施例的提升装置中的回转泵的示意图，以及

图2示出了根据本发明的优选实施例的提升装置中的回转泵的另外的示意图。

具体实施方式

图1和图2示出了根据本发明的优选实施例的提升装置12中的回转泵10的示意性截面图，该回转泵可以用作污水和/或废水-潜水泵。

回转泵10具有形成泵室14的泵壳体16。泵室14的内部布置有叶轮18。叶轮18通过在轴向方向上延伸的马达轴22与回转泵10的驱动马达24相连接。泵壳体16具有与马达轴22的轴线同心的抽吸开口26，流体可以通过该抽吸开口流入到泵室14中。通过获取叶轮18的旋转运动，流体被输送到压力接管28(仅示意性地展示)中。回转泵10的抽吸开口26位于泵壳体16的最低点并且马达轴22的轴向方向对应于竖直方向。

此外，回转泵10的泵壳体16相对于位于叶轮18后方的抽吸开口26具有排气开口，该排气开口呈止回阀52形式的设计。在图1中的回转泵10，止回阀52在泵室14的最高点并且超出叶轮18所被紧固在马达轴18上的高度。止回阀52被设计成使得其可以由于流体而关闭和打开以使空气从泵室14逸出，如在更下文中描述的。

提升装置12还具有收集容器36，该收集容器能够与回转泵10相连接。为了将回转泵10与收集容器36连接起来，收集容器36的容器壁38具有与泵壳体16相对应地设计的开口。在此优选的实施例中，回转泵10和收集容器36被连接成使得回转泵10的抽吸开口26朝向收集容器36的内部。具体地，容器壁38的一部分是由具有抽吸开口26的泵壳体16形成的。容器壁38被成形成使得其形成至少两件式的泵壳体16的底部部分。

之前所提及的止回阀52相对于抽吸开口26设置在叶轮18后方，在由叶轮18和泵壳体16界定的环形空间20中，马达轴22被引导居中地穿过该环形空间。具体地，作为止回翻板的止回阀52由可漂浮的橡胶状的材料、尤其由氟化弹性体或橡胶制成并且在其底侧相对于叶轮18被紧固在泵壳体16上。由此，止回阀52在泵室14中的流体增加情况下由于流体和/或由于泵室14中的空气压力而从其在图1中示出的打开位置枢转到图2中示出的关闭位置。替代性地，止回阀52可以被设计为翻板阀和/或球阀。

与止回阀52连接的是排气通道50，该排气通道沿水平的方向被引导离开环形空间20并且由与止回阀52相对的自动阀32界定。自动阀32允许空气从泵室14逸出，而阻止空气被引入到泵室14中。自动阀32被设计为鸭嘴阀或具有两个凸片的软管状的阀，这些凸片在反流时彼此紧靠和/或在回流到泵室14中时使其彼此紧靠。

止回阀52具有上部正圆形的部分，其直径与排气通道50的直径相对应。上部正圆形的部分通过厚度较小的中间部分被紧固在较厚的下部部分处，其中这三个部分被实施成一件式的。后面的这个下部部分被紧固在泵壳体处，例如借助于拧接或粘接。由于中间部分相对于两个其他部分具有较小的厚度，因此该中间部分允许这种凸片状设计的止回阀52在打开位置与关闭位置之间枢转。无负载时，止回阀52处于打开位置。然而如果泵室14中空气压力和/或流体超出阈值(尤其是在环形空间20中)，则空气压力和/或流体促使止回阀52关闭。

所描述的实施例只是示例，这些示例能够在权利要求书的范围内以多种方式进行修改和/或补充。用于说明某个实施例的每个特征能够独立地或者与其他特征组合地在任意一个其他的实施例中使用。用于说明某个类别的实施例的每个特征也能够以相应的方式被应用在另一个类别的实施例中。

附图标记列表

回转泵 10；

提升装置 12；

泵室 14；

泵壳体 16；

叶轮 18；

环形空间 20；

马达轴 22；

驱动马达 24；

抽吸开口 26；

压力接管 28；

阀 32；

收集容器 36；

容器壁 38；

排气通道 50；

止回阀 52。

Claims (11)

1.一种用于输送流体的回转泵(10)，所述回转泵具有：

形成泵室(14)的泵壳体(16)；

设置在所述泵室(14)中的叶轮(18)，用于输送所述流体；

设置在所述泵壳体(16)中的抽吸开口(26)，用于通过所述叶轮(18)将所述流体抽吸到所述泵室(14)中；以及

在所述泵壳体(16)中相对于所述抽吸开口(26)设置在所述叶轮(18)后方的止回阀(52)，所述止回阀由于所述流体进入到所述泵室中和/或由于在所述泵室(14)中占主导的空气压力而关闭，和在打开时能够使空气从所述泵室(14)中逸出。

2.根据权利要求1所述的回转泵(10)，其中所述止回阀(52)被设计为止回翻板、翻板阀和/或球阀。

3.根据权利要求1所述的回转泵(10)，其中所述止回阀(52)被设计成在所述泵室(14)中的所述流体增加的情况下关闭。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的回转泵(10)，其中所述止回阀(52)由浮力材料、尤其是塑料、弹性体、氟化弹性体或橡胶制成并且在其朝向所述叶轮的端部被紧固在所述泵壳体(16)上。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的回转泵(10)，其中相对于所述抽吸开口(26)，在所述叶轮(18)后方形成有由所述叶轮(18)和所述泵壳体(16)界定的环形空间(20)，在所述环形空间中设置有所述止回阀(52)。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的回转泵(10)，所述回转泵具有：与所述止回阀(52)连接的、远离所述泵室(14)的排气通道(50)和设置在所述排气通道(50)处的自动阀(32)，所述自动阀允许空气从所述泵室(14)中逸出以及防止空气进入所述泵室(14)。

7.根据权利要求6所述的回转泵(10)，其中所述自动阀(32)被设计为自闭式翻板阀、鸭嘴阀和/或具有两个凸片的软管状的阀，这些凸片在反流时彼此紧靠和/或在回流到所述泵室(14)中时彼此紧靠。

8.一种根据权利要求1至7中任一项所述的回转泵(10)作为污水和/或废水-潜水泵的用途。

9.一种提升装置(12)，所述提升装置包括收集容器(36)和根据权利要求1至7中任一项所述的回转泵(10)，其中所述回转泵(10)的所述抽吸开口(26)朝向所述收集容器(36)的内部。

10.根据权利要求9所述的提升装置(12)，其中所述收集容器(36)的容器壁(38)的至少一部分由具有所述抽吸开口(26)的泵壳体(16)形成。

11.根据权利要求9或10所述的提升装置(12)，其中所述回转泵(10)的驱动马达(24)至少部分地布置在所述收集容器(36)的外部。

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