浮动泵机组的制作方法

专利名称：浮动泵机组的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分所给出的特征的浮动泵机组。 背景技 术浮动泵(schwimmfaehige Pump)可以视为现有的技术，其漂浮在容器和水体的液 面上，从容器或水体中抽吸液体或水。如果容器或水体是封闭的，并且所吸入的液体混有 固体颗粒，则使用这种泵被证明是有问题的。这基于以下事实通过泵运行液位或水位下 降，使泵下降到容器或水体的接近底部的区域，在该区域内的固体颗粒含量通常会显著地 提高。由此加大了固体颗粒通过输入口进入泵并堵塞泵的风险，这关系到必要的维修，至少 关系到成本昂贵的清理工作。

发明内容
在此背景下，本发明的目的在于提出一种适用于混有固体颗粒的液体的浮动泵机 组，其中，至少显著降低了泵机组堵塞的风险。本发明的目的通过具有权利要求1所给出特征的泵机组实现，该泵机组的优选的 扩展方案由从属权利要求、下面的描述以及附图给出。根据本发明的泵机组是可浮动的，并具有电驱动电机和由该电机驱动的离心泵 以及用于容纳该驱动电机和离心泵的机组壳体。另外，该泵机组还具有至少一个在漂浮 状态下设置在液面以下的输入口以及至少一个输出口。根据本发明将机组壳体设计并设 置为，使得机组壳体在到达支承面(Aufstandsfmche)时改变其相对于漂浮位置的取向 (Ausrichtung)，其中，在机组壳体内设置位置控制的开关装置。在此，本发明基于以下思想将泵机组的机组壳体设计并设置为，当由于通过泵的 运行而下降的液面使机组壳体到达支承面时、例如容器底部或水体的底部区域时，机组壳 体在那里并不处于固定的状态，即不处于稳定的平衡状态，因此使机组壳体的取向随着液 面的进一步下降而变化，在此，随着机组壳体取向的变化该开关装置也改变位置，并优选关 闭泵机组或将泵机组接通到能够留下所述固体颗粒的状态或者必要时还可以接通到随之 抽取的状态。机组壳体以及位于机组壳体内部的开关装置的取向变化典型地通过机组壳体 相对于其漂浮位置的倾斜来实现。相宜地，将泵机组的至少一个输入口这样设置在机组壳 体上，使得当机组壳体到达支承面时，该输入口在液体中位于预期在容器或水体中出现的 由固体颗粒形成的底部沉积物的上方。通过这种方式，利用根据本发明的泵机组可以优选 的方式防止离心泵吸入过量的固体颗粒，这些固体颗粒有可能堵塞泵机组。根据本发明的 泵机组的另一优点在于，这种设计方案可以防止离心泵的无润滑运行(Trockenlaufen)。由 此，根据本发明的泵机组具有很高的运行可靠性。为了在机组壳体到达支承面时使机组壳体相对于其漂浮位置改变取向，优选将机 组壳体设计为，使其能够围绕设置在机组壳体与支承面之间的接触区域中的轴线垂直于液 体的浮力方向倾斜。在倾斜之后，位于支承面上的机组壳体可以其稳定的倾斜姿势得到平面地支承。为此，机组壳体优选在漂浮状态下的下部段具有倾斜面。在本发明中，倾斜面理 解为，利用该倾斜面使机组壳体在倾斜后位于支承面上。其中，倾斜面的概念并不限于实体 地设置在机组壳体上的平面，还包括由至少两个在机组壳体外侧间隔开的点形成的、想象 的平面，在这些点上机组壳体以倾斜的姿势位于支承面上。优选将机组壳体设计为，使其在漂浮状态下的下部段向下逐渐变细。也就是说，机 组壳体在该下部段向下逐渐变尖。因此，机组壳体的下部段可以例如设计为锥形或楔形，在 此，这样形成的锥体或楔形体的尖部相宜地是机组壳体的一部分，该部分在液面降低时首 先到达容器或水体中的支承面。这样的尖部必须是足够钝的，以防穿入支承面；该尖部也必 须是足够尖的，以确保倾斜。这样，所述尖部构成了倾斜轴线或倾斜轴线的一部分，机组壳 体可围绕该轴线倾斜。在此，机组壳体的逐渐变细的下部段的外侧可以构成倾斜面，机组壳 体可在该倾斜面上在倾斜后位于支承面上。相宜地，机组壳体的下部段这样逐渐变细，使得 机组壳体在必要时在漂浮状态不能保持插入容器或水体底部上的泥泞基底中并以这种方 式不能改变机组壳体的取向。为了防止机组壳体的下部段在漂浮状态下的这种保持插入状态，优选将机组壳体 的该部段的下端部制成平坦的或圆形的。与此相关地，根据本发明的泵机组的优选扩展方 案为，将机组壳体的底面制成凸出的拱形。机组壳体例如可以在漂浮状态下在下部段上成 球冠状地逐渐变细，并围绕其拱顶的顶点倾斜。在此，拱形区域的外侧可以构成支承在支承 面上的倾斜面的一部分。在泵机组的另一优选设计方案中，可以在机组壳体的底面上 形成优选指向下方的 突出部。该突出部适宜地设计并设置为，其在在容器或水体中下降的泵机组中首先到达在 那里形成的支承面，然后机组壳体在继续下降时围绕该突出部的自由端倾斜。在这种情况 下，机组壳体的倾斜面典型地由想象的平面构成，突出部的自由端和至少一个另外的、与该 突出部间隔开的机组壳体外侧的点位于该想象的平面上。特别优选的是，将该突出部这样 设置在机组壳体的底面上，使得突出部在泵机组的漂浮位置沿液面的方向与泵机组的重心 间隔开，从而使泵机组的重力在突出部到达支承面时在泵机组上施加倾斜力矩。由此可以 实现机组壳体总是朝向同一侧倾斜。相应地，在这种设计方案中，机组壳体具有一个唯一定 义的倾斜面。优选设置倾斜开关(Neigimgsschalter)作为位置控制开关装置，该开关装置设 计并设置为当机组壳体的取向偏离在漂浮状态下的取向时，该开关装置关闭离心泵。倾斜 开关可以具有可移动地安装在该开关中的组件，其中，该组件设计并设置为，其使倾斜开关 在泵机组处于漂浮位置上时将离心泵置于接通状态，而当机组壳体的取向变化时该组件使 倾斜开关的位置改变，并由此使倾斜开关切换到使离心泵关闭的位置。为了使该可移动地 设置在倾斜开关中的部件具有良好的可移动性，该部件最好是旋转的并优选设计为球体。在另一优选实施方式中，机组壳体在漂浮状态下位于液面以上的区域中具有至少 一个方向垂直于液面的输出口。可以将该输出口构造在用于固定软管的接口上，利用该软 管可以将容器或水体中的液体引出。此外，根据本发明的泵机组还可以利用这样设置的输 出口形成例如喷泉。为此，可以将泵机组浮动地应用在水池或池塘中，并在接通离心泵时从 输出口喷出垂直于水面伸展的水柱。根据容器中可支配的空间，如果将输出口设置在机组壳体的其他位置上并在必要时具有其他的取向，也是有利的。因此，根据本发明的泵机组优选具有至少一个在漂浮状态 下基本上平行于液面或者也可以斜着指向液面的输出口。特别优选的是，机组壳体具有至少两个输出口，其中，这两个输出口中可选择一个 输出口与离心泵的受压侧管道连接。相应地，设置一种装置，利用该装置可以关闭从泵的出 口到一个输出口的流路，而打开通向另一输出口的流路。在这种情况下，例如可以使用3/2 换向阀(Wegeventil)。为了能够在必要时还能使根据本发明的泵机组用于容器近乎完全排空的情况， 优选将机组壳体中构成倾斜面的部分设置成可移除的，并覆盖设置在泵机组上的安装面 (Standflache)。在这种设计方案中，仅需卸下构成倾斜面的机组壳体的部分，该部分例 如通过卡槽连接(Rastverbindimg)与机组壳体的其余部分连接，由此使具有暴露的安装 面的泵机组在不改变其取向以及开关位置的情况下，能够停留在容器或水体中的支承面 上。为了使根据本发明的泵机组在漂浮状态下不改变其在液面上的位置，可以优选在 漂浮状态下的机组壳体的下部段设置固定装置。该固定装置例如可以是连接板(Lasche) 或扣眼，例如可以将地锚(Bodenanker)固定在该连接板或扣眼上。在另一种优选实施方式中，泵机组具有操作手柄。该操作手柄可以设置在机组壳 体的外侧，或者由机组壳体自身构成，例如由设置在机组壳体上的底切构成。


以下借助附图所示实施例对本发明做进一步的说明。在附图中图1示出了浮动的泵机组的侧视图，图2示出了图1所示的泵机组的第二侧视图，图3示出了图1所示的泵机组的透视图，图4示出了图1所示的泵机组在相对于图3转动180°后的透视图，图5示出了图1所示的泵机组的纵剖面图，图6示出了拆下机组壳体的下部段的图1所示的泵机组，图7示出了位于支承面上的、图6所示的泵机组，图8示出了处于第一倾斜状态的图1所示的泵机组，图9示出了处于第二倾斜状态的图1所示的泵机组。
具体实施例方式图中所示的泵机组具有机组壳体2。泵机组设计为可浮动的，其中，在漂浮状态下， 机组壳体部件4a的大部分在液面6以上，而机组壳体部件4b则完全浸入液体当中。为了 产生浮力，在机组壳体部件4a中设置了充气浮力室7a和7b (图5)。泵机组中的重力分布 使得机组壳体2的纵轴线A在泵机组的漂浮位置上基本垂直于液面6取向。机组 壳体部件4a和4b基本上是相对于纵轴线A旋转对称的。机组壳体部件4a 具有比机组壳体部件4b大的外径，其中，在机组壳体部件4a的超出机组壳体部件4b的外 径的区域上设置了底凹9(图4)。在这个底凹中沿圆周分布地设置了用于操纵泵机组的手 柄11。
在机组壳体部件4b上，在机组壳体部件4b的整个圆周上分布地设置了两排在纵轴线A方向上相互间隔的输入口 8。在机组壳体部件4a上设置两个形成泵机组的输出口的 排放管接头10和12。排放管接头10在机组壳体部件4a上从纵轴线A同心地向外延伸，而 排放管接头12则在机组壳体部件4a的区域中相对于纵轴线A径向向外延伸，当泵机组处 于漂浮状态时，排放管接头12位于液面6之下。排放管接头10和12分别具有外螺纹，从 而使软管能够在必要时通过标准连接器连接到这些排放管接头上。排放管接头10的输出 口由拧在排放管接头10上的螺帽14封闭。也可以选择使用螺帽14来封闭排放管接头12 的输出口。在机组壳体部件4b中设置了由电驱动电机16驱动的、具有叶轮20的离心泵。为 了向驱动电机16供电，在机组壳体部件4b的外侧设置可连接供电电缆和控制电缆的电接 头21。利用离心泵可将液体通过输入口 8从容器或水体中抽取，并从那里经过由方向箭头 B标出的流路到达泵机组。离心泵输出侧的一部分流路由主要设置在机组壳体部件4a中的转动滑阀20构 成。转动滑阀20具有可穿流的空心圆柱形的旋转分流阀22，旋转分流阀22在其圆周侧上 具有第一凹槽24和第二凹槽26。凹槽24的位置通过排放管接头12与流动通道相对应，而 凹槽26的位置与通向排放管接头10的流动通道的位置相对应。旋转分流阀可旋转移动地 安装在机组壳体部件4a中。凹槽24和26在圆周方向上彼此错开90°角。通过设置在机 组壳体部件4a外侧的、与旋转分流阀20固定连接的操作部件28，旋转分流阀20可以在第 一状态下旋转，在该状态下，凹槽24释放排放管接头12中的流路，同时关闭通向排放管接 头10的流路。在旋转分流阀的该状态下产生的从离心泵的出口到在排放管接头12上形成 的输出口的流路在图3中用方向箭头C表示。当转动滑阀20旋转90°时，则通向排放管接 头12的流路关闭，而通向排放管接头10的流路开启。在泵机组的漂浮位置上，在电驱动电机16的上方设置有倾斜开关，该倾斜开关具 有碗形工作面30、球32和微型开关34。微型开关34在泵机组的漂浮位置上位于在工作面 30上形成的凹槽的下方。在漂浮位置上，可以使设计为整球或半球的金属球32位于工作面 30的凹槽的上方，并压迫微型开关34，由此使微型开关34处于使离心泵接通的开关位置。 如果机组壳体2改变其垂直于它的纵轴线A的取向，则球32会在工作面30上从凹槽向外 滚动，并相应地不再压迫微型开关34，由此使微型开关34处于使离心泵关闭的状态。机组壳体部件4b在漂浮位置上向下逐渐变细，首先呈圆锥形，然后在下部段36中 以球冠状向外凸出成拱形。在机组壳体部件4b的该部段36的外侧上，突出部38与机组壳 体2的纵轴线A同心地向外伸展。在该突出部38上构成形成连接板的凹槽40。该连接板 构成固定装置，利用该固定装置可以将浮动的泵机组借助于缆绳或链条固定在容器或水体 的底部，从而使泵机组在漂浮状态下不再改变其位置。此外，机组壳体部件4a同样具有许 多分布在其外周上的固定连接板42，借助于这些固定连接板，同样可以通过缆绳或金属线 来固定泵机组。泵机组的工作原理如下泵机组在漂浮位置上漂浮在容器或水体中，在该位置上机组壳体2的纵轴线A垂 直于液面6取向。在该漂浮位置，倾斜开关的球32直接置于在工作面30上形成的凹槽的 上方，并将设置在凹槽下的微型开关34压迫到接通离心泵的开关位置。由此使离心泵将液体从容器或水体中输出。由此使容器或水体的液面6降低，并因此使泵机组直至设置在机 组壳体部件4b的下部段36上的突出部38接触到在容器或水体的底部形成的支承面44。 泵机组在支承面44上不是处于固定的状态，而是通过突出部38的垂直于机组壳体2的纵 轴线A的边缘向一侧倾斜(图8和9)。在这里，突出部38的边缘和机组壳体部件4b的下 部段36的区域构成了倾斜面，泵机组以该倾斜面位于支承面44上。倾斜开关的球32在特 定的倾斜角α下在工作面30上从在该工作面上形成的凹槽向外运动，并由此不再接触微 型开关34，从而使微型开关34关闭离心泵。液面6距支承面44的高度为何时离心泵被倾 斜开关关闭，这在很大程度上取决于倾斜开关的设置。因此可以将倾斜开关设置为，在倾斜 角α较大时才使球32离开其与微型开关34相接触的状态，并由此使得在距支承面44的 液体高度很低时关闭离心泵(图9)。
为了利用根据本发明的泵机组近乎完全地排空容器或水体，将机组壳体部件4b 的下部段36设置为，在通过按钮46松开卡槽连接之后是可拆除的，在此，下部段36在被移 除后就显现出一个设置在机组壳体部件4b上的基本上平坦的安装面48，该安装面与机组 壳体的纵轴线A垂直(图6)。利用这个平坦的安装面48能够使泵机组处于支承面44上而 不翻转(图7)，从而不停机。附图标记列表2机组壳体4a，4b机组壳体部件6 液面7a，7b 浮力室8 输入 口9 底凹10排放管接头11 手柄12排放管接头14 螺帽16驱动电机18 叶轮20转动滑阀21 接口22旋转分流阀24 凹槽26 凹槽28操作部件30工作面32 球34微型开关36 部段38突出部
40 凹槽42固定连接板44支承面
46 按钮48安装面A纵轴线B方向箭头C方向箭头α倾斜角
权利要求
一种可浮动的泵机组，具有电驱动电机(16)、由该驱动电机(16)驱动的离心泵以及容纳所述驱动电机(16)和所述离心泵的机组壳体(2)，所述泵机组还具有至少一个在漂浮状态下位于液面(6)下的输入口(8)和至少一个输出口(10，12)，其特征在于，所述机组壳体(2)设计并设置为，在到达支承面(44)时改变其相对于漂浮状态的取向，以及在该机组壳体(2)内设置位置控制的开关装置。
2.如权利要求1所述的泵机组，其特征在于，所述机组壳体(2)在处于漂浮状态下的下 部段上具有倾斜面。
3.如权利要求1或2所述的泵机组，其特征在于，所述机组壳体(2)在处于漂浮状态下 的下部段中向下逐渐变细。
4.如权利要求3所述的泵机组，其特征在于，所述机组壳体(2)的底面成凸出的拱形。
5.如权利要求3所述的泵机组，其特征在于，在所述机组壳体(2)的底面上设有突出部 (38)。
6.如前面权利要求中任一项所述的泵机组，其特征在于，所述开关装置设置成倾斜开 关，该开关装置设计并设置为，当所述机组壳体(2)的取向偏离在漂浮状态下的取向时，该 开关装置关闭离心泵。
7.如前面权利要求中任一项所述的泵机组，其特征在于，所述机组壳体(2)在漂浮状 态下在所述液面(6)上方的区域中具有至少一个取向垂直于所述液面(6)的输出口(10)。
8.如前面权利要求中任一项所述的泵机组，其特征在于，所述机组壳体(2)具有至少 一个在漂浮状态下基本上平行于所述液面(6)取向的输出口(12)。
9.如前面权利要求中任一项所述的泵机组，其特征在于，所述机组壳体(2)具有至少 两个输出口(10，12)，其中，所述两个输出口(10，12)中选出的一个输出口与所述离心泵的 受压侧流连接。
10.如前面权利要求中任一项所述的泵机组，其特征在于，所述机组壳体(2)的构成所 述倾斜面的部段(36)设置成可移除的，并覆盖设置在所述泵机组上的安装面(48)。
11.如权利要求10所述的泵机组，其特征在于，在所述机组壳体(2)的在漂浮状态下的 下部段(36)上设有固定装置。
12.如前面权利要求中任一项所述的泵机组，其特征在于，所述泵机组具有操作手柄 (11)。
全文摘要
一种可浮动的泵机组，其具有电驱动电机(16)、由该驱动电机(16)驱动的离心泵以及用于安装该驱动电机(16)和离心泵的机组壳体(2)。另外，所述泵机组还具有至少一个在漂浮状态下设置在液面(6)之下的输入口(8)和至少一个输出口(10，12)。将所述机组壳体(2)设计并设置为，使其在到达支承面(44)时改变相对于漂浮位置的取向，其中，在所述机组壳体(2)的内部设置位置控制的开关装置。
文档编号F04D13/08GK101960147SQ200980108070
公开日2011年1月26日 申请日期2009年2月21日 优先权日2008年3月7日
发明者米歇尔·莱昂纳多, 苏珊·维亚特·伯格, 里卡多·达尔·坎托 申请人:格伦德福斯管理联合股份公司