具有轴向可移动、可封闭的叶轮的离心泵的制作方法_2

文档序号:9583419阅读:来源:国知局
述方式起到控制盘的功能:使不同的液压力作用在该端面的两侧,即,作用在叶轮的内侧以及相背的叶轮外侧上。该液压力可以用于叶轮的轴向定位或移动,而这与在作用在叶轮的哪一侧上的力更大有关。该封闭的轴向端面可以与叶轮的其他部件一体化地构成或构造为一个部件。但是也可以将该封闭侧设计为单独的盘的形式,其被直接固定在转子的轴上,就像叶轮也被固定一样。这种盘可以与叶轮轴向间隔开地设置,从而能够在盘与叶轮的吸入侧轴向端部之间留有间隙,该间隙构成环形的径向侧入口。因此,利用具有轴向入口的传统叶轮和附加的元件、也就是盘,即可以实现根据本发明的叶轮,该叶轮具有相对于外周开放的入口。
[0016]根据另一种优选的实施方式,该入口被设计为沿叶轮的整个周向延伸的环形开口。在此,可以根据需要在开口中设置沿轴向方向的接片(Stege),这些接片将限定了开口边界的周向边缘彼此连接起来,从而使叶轮的结构稳定。替代地或附加地,叶轮的封闭轴向端面还可以例如通过轴或叶轮内部的连接元件与叶轮的其余部件相连接,以便确保经过环形开口离开的连接。所述的开口优选具有相当于在该区域中的叶轮内部的横截面积的50%至150%的面积,在此,该横截面相对于叶轮的纵轴线或转动轴线横向延伸。优选将叶轮的开口选择为,能够使得在该区域中不会出现太高的流动速度。
[0017]进一步优选叶轮在其吸入侧具有延长的圆柱形部分,该部分具有恒定的横截面,该部分的外表面的大小优选相当于该部分内部的内横截面(横向于叶轮的纵轴线)的50%至150%。如前所述的构成叶轮入口的环形或径向开放的开口可以位于该圆柱形部分中。叶轮的该圆柱形部分使得叶轮能够如前所述地在栗机组中实现轴向运动,在此,入口区域或入口在叶轮的各个位置上均能够被充分地对外密封,以使叶轮的压力侧和吸入侧在各个位置上均彼此分开。
【附图说明】
[0018]下面参照附图对本发明做示例性的说明。其中:
[0019]图1示意性示出了根据本发明的第一种实施方式,其包括处于第一功能位置的叶轮,
[0020]图2示意性示出了按照图1的离心栗机组,其具有处于第二功能位置的叶轮,
[0021]图3示意性示出了根据本发明的离心栗机组的第二种实施方式,其具有处于第一功能位置的叶轮,和
[0022]图4示出了按照图3的离心栗机组,其具有处于第二功能位置的叶轮。
【具体实施方式】
[0023]根据图1和图2中的第一种实施方式的栗机组具有电驱动电机2,该电驱动电机具有定子4以及在该定子中可围绕纵轴线X转动的转子6。该驱动电机被设计为湿运行电机并在定子4与转子6之间具有缝管(Spaltroh) 7。该缝管可以被设计为完全封闭的并将转子空间与定子空间分开。转子被设计为永磁转子6并抗扭地与沿纵轴线X延伸的轴8相连接,该轴优选由陶瓷制成并在其整个长度上按照轴承质量被加工。该轴又抗扭地与优选由合成材料制成的叶轮10相连接。转子6与轴8和叶轮10 —起被可轴向运动地设置在转子的轴承12中,以使叶轮能够占据如图1所示的第一轴向功能位置和如图2所示的、轴向间隔开的第二轴向功能位置。在此,叶轮在第一功能位置上比在第二功能位置上更靠近定子4。
[0024]叶轮10在其轴向端面上具有吸入口形式的入口 14。待输送的流体、尤其是待输送的液体可以通过该入口沿轴向方向X流入叶轮10中。在叶轮10中,液流通过在叶轮转动时所形成的离心力被径向向外加速,并可以通过位于背向入口 14的轴向端部上的周向出口从叶轮10流出。该出口 16被设计为在叶轮的周向区域中毗邻叶轮的压力侧轴向端面18的环形开口。
[0025]在如图1所示的第一功能位置上,出口 16通过环形壁20形式的关闭元件被关闭。环形壁20从限定栗空间的壁(在该情况下为支承座22)开始沿着背向定子4的方向延伸。在此,环形壁20具有这样的轴向长度:使环形壁能够在第一功能位置上完全覆盖出口 16的轴向延伸部,并与在轴向侧上限定出口 16的第一周向边缘24相接触。在此,第一周向边缘24是面向叶轮10吸入侧的周向边缘,其限定了出口 16。相对置的、接近压力侧的第二周向边缘26相对于轴向端部限定了出口 16,该第二周向边缘关于纵轴线X具有比第一周向边缘24更小的直径,并且在第一功能位置上处于环形壁24的内部,从而在环形壁24的内周与第二周向边缘26之间留有环状间隙28。环状间隙28构成从叶轮内部出来通过出口 16去往叶轮10的压力侧端面18的流动通道。该流动路径即使在环形壁20贴靠在第一周向边缘24上并因此关闭了穿过叶轮向外进入压力管道30的流动路径时也是开放的。因此在第一功能位置上,虽然没有流体从吸入管道32流入压力管道30,但是当叶轮通过驱动电机2的驱动而旋转时,仍然有流体流入与叶轮10的压力侧端面18或压力侧盖盘相毗邻的、位于环形壁20内部的空间中。因此在该区域中,当在如图1所示的第一功能位置上启动叶轮时,会产生压力和液压轴向力fh,该液压轴向力平行于纵轴线X地作用在叶轮10的压力侧端面18上,并因此使叶轮10沿方向A移动到如图2所示的第二功能位置上。
[0026]在第二功能位置上,出口 16沿轴向方向移动位于环形壁20的外面,S卩,周向边缘24与环形壁20的端面边缘脱离接合并且环形壁20基本上不再搭接环形出口 16,因此在叶轮10转动时所输送的流体可以从出口 16流出到压力管道30中。在此,由于压力管道30中的压力,液压力FH继续作用于叶轮10的压力侧端面18上。液压力FH将叶轮10保持在如图2所示的第二功能位置上。
[0027]如图1所示,在第一功能位置上,转子6相对于被环绕的定子4在轴向方向X上居中,即,定子的轴向中心S和转子的轴向中心R基本上重叠。如图2所示,为了将叶轮10带入所示第二功能位置,使转子相对于定子4移动了尺寸a,则转子6的轴向中心R相对于定子4的轴向中心S同样移动了尺寸a,如图2所示。由此产生磁性回位力Fm。由于转子6是永磁转子,因此该磁性回位力是永磁性回位力。该磁性回位力FM致使转子6再次运动到在图1中示出的轴向居中的位置。也就是说,磁性回位力Fm反作用于液压力Fh。只要液压力Fh大于磁性回位力Fm,叶轮10就保留在图2所示的第二功能位置上。这可以通过驱动电机和叶轮10的相应参数设定来保证。此外,可以调节驱动电机2,以确保始终在压力管道30中存在足够的压力,以便在运行中将叶轮10保持在所示第二功能位置上。当关掉驱动电机2时,液压力FH消失并且仅有磁性回位力F M还在起作用,因此叶轮10通过轴8与转子6 —起再次运动回到如图1所示的起始位置,在该起始位置中叶轮10位于第一功能位置上,在该第一功能位置上出口 16通过环形壁20被关闭。
[0028]如果不调节驱动电机而使得压力管道30中的压力始终能够将叶轮在运行中保持在其如图2所示的第二功能位置上,则可以实现自动的、机械的数量限定。如果栗机组处于高流量、低压力的运行状态中,则压力管道30中的压力将降低,以使液压力FH小于磁性回位力FM,并且叶轮10沿其如图1所示的第一功能位置的方向运动。然后,叶轮的出口 16因此至少部分地被关闭,从而降低了穿过叶轮的流量。然后,在叶轮的输出侧在压力管道30中可再次调整压力,该压力反作用于磁性回位力FM并将叶轮10保持在其第二功能位置上,或者保持在位于第一功能位置与第二功能位置之间的功能位置上。这种设计方案的优点在于,当栗机组不具有电子数量限制器并且例如不能从外部控制时,能够在特定的运行状态下减少流量。
[0029]图3和图4示出了本发明的第二种实施方式。在如图3和图4所示的离心栗机组中,驱动电机2被设计为与如图1和图2所示的实施例相同,因此请参考相关的说明。驱动电机2还被设计为,通过使转子6相对于定子4移动尺寸a,使转子6的轴向中心不被定子4的轴向中心覆盖,从而如同在前面的第一实施例中所描述的那样产生磁性回位力Fm。
[0030]第二实施例与第一实施例的不同之处在于:与轴8连接的叶轮1(V在第一功能位置上不是出口 16'被关闭,而是入口 14'被关闭。根据这种实施方式,出口 16'在两个功能位置上均与压力管道30保持导流连接。但是在图3所示的第一功能位置上,吸入管道32r与入口 14'之间的连接基本上被关闭。
[0031]在这种根据本发明的叶轮1(Τ中,入口 IV被设计为在周向侧或径向侧的入口14r。入口 IV构成周向的环形开口,流体可以
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