具有轴向可移动、可封闭的叶轮的离心泵的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种离心栗机组以及一种用于这种离心栗机组的叶轮。
【背景技术】
[0002]具有轴向可移动的轴的离心栗机组是公知的，叶轮由此可以被带入两个轴向位置中，在此，在第一位置上穿过叶轮的流动路径被关闭，在第二位置上穿过叶轮的流动路径被打开。例如专利文献DE10115989A1中公开了这种设计。在穿过叶轮的流动路径被关闭的第一位置上，叶轮通过弹力来保持，而在驱动电机通电(Bestromung)期间，通过所产生的反作用于弹力的磁性轴向力将叶轮拉入第二位置中。也就是说，为了打开叶轮和栗，需要使驱动电机具有专门的设计方案，该设计方案在通电时会产生使叶轮运动的磁性轴向力。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提出一种离心栗机组，其能够在驱动电机没有通电以产生磁性轴向力的情况下实现叶轮在第一功能位置与第一功能位置之间的移动。
[0004]本发明的目的通过一种具有如权利要求1所述特征的离心栗机组来实现。优选的实施方式由从属权利要求、下面的说明书以及附图给出。
[0005]根据本发明的离心栗机组具有优选被设计为永磁转子的电驱动电机。优选该驱动电机是管道密闭式电机(Spaltrohrmotor)，即湿运行电机。该驱动电机驱动至少一个叶轮。叶轮在此可以通过轴与驱动电机的转子相连接。替代地，也可以使叶轮直接与被设计为无轴的转子相连接，或者与转子的至少一部分一体化地构成。根据本发明，叶轮可以沿轴向方向在至少两个功能位置之间运动。在此优选使叶轮与电驱动电机的轴或转子共同运动。在第一功能位置上，穿过叶轮的流动路径基本上被关闭，从而使叶轮可以在该功能位置上承担起阀门的功能，并且基本上能够截断穿过离心栗机组的流动路径。这种截断的本质在于，正如下面将要说明的那样，可以甚至可能是需要保留极小的剩余通道。相反，在叶轮被轴向移动的另一功能位置上，穿过叶轮并因此穿过离心栗机组的流动路径被打开，并且离心栗机组可以在电驱动电机运行时通过至少一个叶轮的旋转来输送流体，特别是液体。
[0006]现在根据本发明，通过磁性力、尤其是永磁力或弹力将叶轮保持在第一功能位置上。然后根据本发明，可以通过液压力使叶轮从第一功能位置运动到第二功能位置，并且也通过液压力使叶轮保持在第二位置上。该液压力是由叶轮输送的流体所产生的液压力。即，当叶轮被驱动电机驱动时在输出侧产生压力，该压力又作用于叶轮和/或作用于与叶轮耦接以进行力传递的构件，从而有液压力作用于叶轮上，该液压力将叶轮保持在第二功能位置上。由此，可以通过非常简单的方式，通过控制驱动电机，也就是通过驱动电机的运行使叶轮轴向运动以打开流动通道。
[0007]特别优选通过永磁力将叶轮保持在第一功能位置上，该永磁性力特别是作用在驱动电机的与叶轮相连接的永磁转子与环绕的定子之间。由此可以省去用于产生永磁力的附加构件。此外，这种力产生方式基本上是无磨损的，从而能够确保根据本发明的栗机组的高可靠性。特别优选通过由驱动电机的永磁转子相对于定子的轴向移动而产生的永磁力将叶轮保持在第一功能位置上。永磁转子在轴向方向上努力使自身沿轴向方向在定子的磁路上居中。现在，当转子在轴向方向上离开该居中位置时，将会产生永磁性回位力，该回位力努力将转子再次拉入该居中位置。根据本发明，该永磁性回位力用于将叶轮保持在第一功能位置上，并在将叶轮保持于第二功能位置上的液压力被去掉时，根据需要使叶轮从第二功能位置运动到第一功能位置。也就是说，在该设计方案中离心栗机组被设计为，将叶轮保持在第二功能位置上的液压力大于将叶轮保持在第一功能位置上的永磁性力。由此将造成:在驱动电机被关闭时，液压轴向力消失，并且叶轮通过永磁力运动回到第一功能位置。如果驱动电机被接通，则叶轮在输出侧产生压力并形成所述的液压轴向力，该液压轴向力大于永磁性回位力，从而使叶轮从第一功能位置运动到第二功能位置。
[0008]特别优选使穿过叶轮的流动路径在第一功能位置上被关闭并在第二功能位置上被打开。但是，替代地也可以实现一种相反的设计方案，其中，穿过叶轮的流动路径在第二功能位置上被关闭并在第一功能位置上被打开。此外，优选叶轮在第一功能位置上比在第二功能位置上更靠近定子。优选叶轮在第二功能位置上比在第一功能位置上更多地向吸入侧运动。但是在此也可以实现相反的设计方案。
[0009]此外优选设有关闭元件，其在穿过叶轮的流动路径被关闭的功能位置上至少大部分地关闭叶轮的出口或入口，优选大于90 %。因此，通过关闭元件可以实现对流动路径的关闭，在此，可以如上所述地在流动路径中保留一剩余开口，该剩余开口在启动处于关闭或堵塞功能位置上的叶轮时能够实现流动，从而确保即使处于该功能位置上也能够在叶轮的输出侧形成压力，以便能够产生期望的液压力使叶轮移动到第二功能位置。优选该剩余开口小于整个流动路径的10%，进一步优选小于整个流动路径的5%或2%。但是这种剩余开口在许多要求截断流动路径的应用中是可以有误差的。进一步优选将离心栗机组设计为，关闭元件在穿过叶轮的流动路径基本被关闭的功能位置上能够将入口或出口关闭绝大部分，但仅关闭到在启动叶轮时能够在叶轮的输出侧形成压力的程度。也就是说，优选将叶轮的剩余开口选择为尽可能得小，但是又必须大到足以在关闭状态下形成压力。
[0010]为了能够通过关闭元件来打开和关闭流动路径，优选叶轮能够在第一功能位置与第二功能位置之间相对于关闭元件运动。在此，优选关闭元件是固定的，并且叶轮如上所述地是轴向可移动的。优选关闭元件能够在周向侧环绕叶轮，并且叶轮以其外壁沉入关闭元件的内周中。
[0011]根据本发明的另一种优选的实施方式，叶轮可以具有轴向侧或径向侧的入口，并且关闭元件基本上能够在一功能位置上覆盖该入口，以便能够导致穿过叶轮的流动路径被关闭，在此，可以如前所述地保留一定程度的剩余开口，优选小于10%或5%，更优选小于2%。当入口位于轴向侧时，优选关闭元件被取向为，关闭元件相对于叶轮的纵轴线或转动轴线横向延伸并在端面侧关闭入口。如果入口位于径向侧，优选是沿叶轮的外周延伸的环形入口，则优选将关闭元件设计为环形的壁，该壁可以在外周侧覆盖叶轮。
[0012]根据另一种可能的实施方式，叶轮可以具有径向侧的出口，并且关闭元件可以在功能位置上覆盖该出口。即，在这种实施方式中离心栗机组被设计为，通过关闭该径向侧或周向侧的出口来形成穿过叶轮的流动路径。在此，优选将关闭元件设计为环形壁，其在一功能位置上，也就是使流动路径基本被关闭的功能位置上，周向地环绕出口。在此，也可以如上所述的方式保留剩余开口。
[0013]根据另一种优选的实施方式，离心栗机组被设计为，在穿过叶轮的流动路径被关闭的功能位置上，叶轮以限定出口的周向边缘贴靠在环形壁的端面边缘上。由此使得流动路径能够在优选面向另一功能位置的第一周向边缘和环形壁之间有利地被基本上密封地关闭。但是，进一步优选在与该第一周向边缘相对置的第二周向边缘和环形壁之间，在穿过叶轮的流动路径被基本关闭的功能位置上保留有朝向叶轮的轴向端面被打开的流动通道。该轴向端面优选是位于叶轮外侧的压力侧轴向端面。进一步优选该轴向端面位于由环形壁包围的空间中，当叶轮以其限定出口的第一端面边缘贴靠在环形壁上时，该空间朝向压力管道被完全关闭。通过这种方式可以使流动路径向外被完全中断。但保留有从叶轮的出口侧到压力侧端面的流动路径，从而在叶轮旋转时能够在该区域中形成压力，该压力作用于叶轮的端面上并由此产生液压力，该液压力在需要时反作用于起作用的永磁力或弹力而使叶轮从该功能位置移动到另外的功能位置。
[0014]本发明的对象还在于一种用于离心栗机组的叶轮。该叶轮特别是能够用于如前所述的离心栗机组，但是也可独立地用于其他的离心栗机组。该叶轮具有至少一个出口和一个入口。本发明的基本特征在于，入口不是位于轴向侧，而是位于叶轮的周向部分中，即朝向外周或径向侧地被打开。这种叶轮可以实现上述的阀门功能，但是却不仅能够用于关闭流动路径，而且还能够例如通过轴向移动在两个可能的流动路径之间变换或切换，或起到混合功能。
[0015]特别优选根据本发明的叶轮在吸入侧具有封闭的轴向端面，该端面与具有入口的周向部分相毗邻。即，待输送的流体基本上不是沿轴向方向，而是沿径向方向通过入口流入叶轮中。该位于叶轮吸入侧上的封闭的轴向侧端面可以同时通过下