离心泵装置的制作方法

1.本发明涉及一种离心泵装置，并且特别涉及一种用于供水的增压泵形式的离心泵装置。


背景技术：

2.ep 3 293 397 b1公开了一种离心泵和一种用于离心泵排气的方法。该离心泵包括处在至少一个叶轮的输送侧与抽吸侧之间的回流或循环连接部。在该循环连接部内部布置有取决于压力的截止阀，其在泵的输送侧达到预定压力时关闭循环连接部。


技术实现要素：

3.鉴于该现有技术，本发明的目的是改进离心泵装置，该离心泵装置可以容易地调节以提供不同的排气功能。
4.该目的通过根据本发明的离心泵装置实现。优选实施例限定在以下说明书以及附图中。
5.根据本发明的离心泵装置包括至少一个叶轮。如由常见的离心泵装置所知，该至少一个叶轮优选地通过电驱动马达被驱动。电驱动马达的转子可以与轴连接，至少一个叶轮布置在该轴上。在该至少一个叶轮的输送侧和该至少一个叶轮的抽吸侧之间布置有回流或循环连接部。该循环连接部使得液体能够在泵内部循环，以对泵进行加注(priming)和排气。该循环优选地发生，直至整个泵充满液体、特别是水且空气例如通过泵内部的合适的排气装置被去除。在循环连接部内部布置有提供至少第一阀模式的阀组或阀装置，其在第一阀模式下在所述循环连接部中提供了取决于压力的截止阀的功能。这种取决于压力的截止阀被设计为，如果叶轮的输送侧达到一定的压力，使该截止阀可以关闭所述循环连接部。通常，当空气从泵中去除或基本上从泵中去除时，达到所需的压力使得泵内部液体的循环可以被终止，以开始离心泵的正常运行。
6.根据本发明，阀组设计为，使其能够在所描述的第一阀模式和至少一个另外的阀模式之间改变。至少一个另外的阀模式提供了循环连接部的至少一个固定的闭合度。这意味着至少一个另外的阀模式提供了不同于使用取决于压力的截止阀的第一阀模式的加注选项或功能。通过改变阀模式，根据本发明的离心泵装置可以被调节用于不同的要求，特别是提供不同的加注功能或能够完全切断加注功能。因此，阀组能够将相同的泵用于不同的目的或在需要不同加注特性的不同环境中使用相同的泵。这能够减少为不同目的而设计多个泵的需要。优选地，阀组可以由用户或安装人员根据特定应用的各自需要而改变。通过这种方式，可以提供可用于不同目的并且可适应泵系统中的变化的离心泵装置。
7.根据本发明的第一可能实施例，阀组被设计为，使在至少一个另外的阀模式下关闭、特别是完全关闭循环连接部。该实施例能够切断循环，且因此切断离心泵内部的加注功能。这种设置在不需要排气(即不会出现离心泵的干运行)的应用中可以是有用的。在这种应用中，通过切断循环，可以提高泵的效率和/或可以降低噪声。
8.根据另一实施例，阀组可以被设计为，使在至少一个另外的阀模式下，循环连接部具有固定的开口横截面或固定的最小开口横截面。具有固定的开口横截面或固定的最小开口横截面的循环连接部可以提供空气处理功能，根据该功能，在离心泵的正常运行期间保持了持续的最小自吸。这可以通过循环连接部的固定的开口横截面或固定的最小开口横截面来实现。如果设置了固定的最小开口横截面，那么这可以与截止阀结合来实现，使得在第一状态中截止阀完全打开，然后随着压力的增加而关闭直至达到最小开口横截面。然后，在接下来的运行中，保持该最小循环横截面。在一替换的解决方案中，可以设置绕过截止阀的旁通通道，以保持最小开口横截面，即使截止阀被完全关闭。这种空气处理功能例如在待泵送的液体含有大量气体或空气的应用中可以是有利的，因为可以避免导致噪声的截止阀的重复打开和关闭。具有提供这种另外的阀模式的阀组的离心泵可以容易地被调节至这种条件而不需要设置特殊的泵。
9.根据另一可能实施例，可以提供两个或更多个阀模式，这些阀模式提供了具有固定的开口横截面或固定的最小开口横截面的循环连接部。在这两个或更多个的阀模式下，可以设置循环连接部的不同的固定横截面或不同的最小开口横截面。因此，通过改变阀模式，可以通过在循环通道的不同可能的固定横截面或循环通道的最小开口横截面之间进行改变来调节循环量。这能够对自吸功能或改进的空气处理功能进行调节以用于不同要求。
10.根据另一优选实施例，阀组被设计为，使其提供第二阀模式和至少一个第三阀模式，在第二阀模式下关闭、特别是完全关闭循环连接部，在至少一个第三阀模式下，循环连接部具有固定的开口横截面或固定的最小开口横截面。根据该实施例的离心泵提供了在三个不同的阀模式之间改变阀组以使离心泵适应不同的应用。在第一阀模式下，阀组提供了具有取决于压力的截止阀的循环连接部，当达到一定的出口压力时，该截止阀关闭循环连接部。在第二阀模式下，循环连接部被关闭，即，自吸功能被切断，例如用于泵内部不会出现大量空气的应用。在第三阀模式下，循环连接部提供了固定的开口横截面或固定的最小开口横截面，如前所述那样。在该阀模式下，在泵的整个运行期间提供了持续的最小自吸，其适用于内部具有带有大量空气或气体的流体的应用。在另一可能实施例中，可以提供两个或更多个提供循环连接部的第三阀模式，该循环连接部提供不同尺寸的固定的开口横截面，能够通过选择循环连接部的合适的横截面来调节自吸能力以用于不同要求。
11.根据本发明的另一实施例，阀组包括用于改变阀模式的选择器、优选用于手动改变阀模式所提供的选择器。这种选择器使用户或安装人员能够为特定应用选择所需的阀模式。优选地，选择器被提供用于手动改变，然而，选择器连接至用于通过驱动选择器来自动改变阀模式的驱动器件也是可能的。驱动器件可以是电动马达、液压或磁力马达或任何其他合适的驱动器。这样的实施例将能够在运行期间改变阀模式，例如如果控制装置检测到被泵送的流体的状况发生了变化(例如泵的干运行)。
12.根据另一可能实施例，所述阀组包括提供不同阀模式并在第一阀模式下形成截止阀的单阀装置。例如，在第二阀模式下，可以通过合适的阻断器件阻断截止阀，以使其保持在关闭位置以截止循环连接部。此外，可以通过当达到预定的出口压力时防止截止阀完全关闭的合适的阻断器件来提供截止阀的最小开启度。通过这种设计，可以在泵的整个运行期间保持最小循环连接部。所描述的阻断器件可以例如通过所描述的选择器(优选地通过手动致动)被带至与截止阀接合。
13.在本发明的一替换解决方案中，可以提供布置在所述循环连接部中的选择阀，该选择阀包括与循环通道连接的第一端口，该循环通道包括截止阀和可移动的、优选地可旋转的阀元件，该阀元件在第一阀模式下打开第一端口，在第二阀模式下关闭第一端口。这意味着选择阀与截止阀串联布置在循环连接部内部，能够经由截止阀完全关闭流体连接以切断自吸功能。这是通过可移动的阀元件实现的，该阀元件可以关闭与循环通道连接的相应端口，在循环通道内部布置有截止阀。根据优选实施例，阀元件是可旋转的。这使选择阀能够简单地设计，并且能够通过驱动器件或手动致动容易地致动。此外，可旋转的阀元件使具有多于两个的阀或切换位置的选择阀能够简单地设计，如下文更详细地描述的那样。然而，选择阀的例如具有线性可移动的阀元件的不同设计也是可能的。
14.根据另一优选实施例的选择阀包括与旁通循环通道连接的第二端口，该旁通循环通道绕过截止阀并提供了具有固定的开口横截面的循环连接部。在一阀模式下，选择阀的阀元件打开该第二端口。因此，在第一阀模式下，阀元件被定位为，使第一端口朝向包括截止阀的循环通道打开。在该阀模式下，循环通道打开以能够自吸，直至达到一定的输送压力。然后，截止阀关闭以切断通过循环通道的流体连接。在第二阀模式下，可替代地或另外地，第二端口可以朝向具有固定的开口横截面的旁通通道被打开。在该位置，在泵的整个运行期间保持持续的循环以持续最小自吸，如上所述的那样。
15.优选地，可移动的阀元件具有对应于循环连接部中的阀组的三个不同阀模式的三个不同的阀或切换位置。优选地，选择阀被设计为，使可移动的阀元件在第一阀模式下打开第一端口并关闭第二端口。在该位置，包括截止阀的循环通道打开，并且如前所述的旁通通道关闭。在第二阀模式下，可移动的阀元件优选地关闭第一端口和第二端口，即，包括截止阀的循环通道和旁通通道被关闭。在该阀模式下，自吸功能被完全切断。此外，在对应于第三阀模式的第三可能阀位中，阀元件打开第一端口和第二端口。在该位置，能够经由包含截止阀的循环通道进行自吸，直至达到预定的输送压力，以使截止阀关闭并且通过循环通道的流体连接被关闭。由于在该阀模式下旁通通道也被打开，因此在泵的进一步正常运行期间，利用持续的最小自吸来保持减少的循环。
16.优选地，所描述的旁通通道的横截面小于包含截止阀且该截止阀处于打开状态的循环通道的最大横截面。因此，当截止阀关闭时，旁通通道可以伴随减少的循环提供减少的自吸。旁通通道的横截面可能是泵性能和所需的自吸或空气处理的折衷方案。尺寸取决于具体的泵。
17.截止阀优选地被设计为经弹簧负载的止回阀。这种设计中的弹簧负载限定了截止阀关闭时的预定的输送压力。因此，截止阀由泵产生的输送压力致动。可以使用不同的偏压解决方案来提供必要的预负载，以保持截止阀打开，直至达到预定的压力。此外，可以提供压力传感器来检测输送压力，并通过接收传感器信号的控制装置来关闭截止阀。在这种解决方案中，例如可以使用用于关闭截止阀的螺线管或另一合适的驱动器件。
18.根据本发明的另一优选实施例，选择阀包括与至少一个叶轮的抽吸侧连接的出口端口，并且阀元件被设计为，使其在第一阀位或阀模式下在第一端口和该出口端口之间提供流体连接，并且在第三阀模式下优选地在一侧的第一端口和第二端口与另一侧的所描述的出口端口之间提供流体连接。这意味着在第一阀模式下具有经由包含截止阀的流体通道通过第一端口朝向出口端口的循环连接部，在第三阀位中有下列循环连接部，其通过第二
端口和第一端口，因而通过包含截止阀的循环通道并通过并联的已描述的旁通通道。
19.优选地，选择阀的所述可移动的阀元件具有至少三个可选择的阀位，阀位限定了如前所述的三种不同的阀模式。阀元件是可旋转的阀元件。这三个不同的阀或切换位置是绕可旋转的阀元件的旋转轴线的三个不同的角位置。
20.此外，选择阀可以包括致动元件，该致动元件被提供用于在限定阀模式的不同阀位之间切换阀元件。致动元件可以被设计用于阀元件的手动移动或移位。例如，致动元件可以具有握持部分和/或工具接合部分，其可以用于握持并移动阀元件或者用于接合工具以手动移动阀元件。如上所述，在一替换的解决方案中，致动元件可以是驱动器件，能够响应来自设置阀位的合适的控制装置的信号来移动阀元件。
21.根据本发明的特定实施例，致动元件可以由可移除的覆盖元件覆盖，优选地由离心泵装置的可移除的壳体部分覆盖。可移除的覆盖元件可以在泵装置的安装或维护期间被移除。在这种情况下，致动元件可以用于将阀元件带入所需的阀位。当安装完成时，盖可以被关闭或附接至离心泵装置，以使致动元件被覆盖并能防止由于错误而改变阀位。此外，离心泵的进一步设计可以独立于致动元件。
22.如上已经描述的，选择阀可以包括可旋转的阀元件，该阀元件可在不同的阀位之间旋转。优选地，所述阀元件包括绕阀元件的旋转轴线同心延伸的阀壁。该阀壁可以被设计为，使其与至少一个相对的阀开口相互作用，该阀开口形成如前所述的端口。优选地，阀壁环绕自由空间，其中，该自由空间优选地与叶轮的抽吸侧流体连接，即，可以与选择阀的出口端口连接。阀壁可以与阀接收开口的围绕内周壁平行地移动，阀元件布置在阀接收开口内部并且可旋转。优选地，阀壁可以沿着该内周壁滑动，并通过在相应的阀位中重叠这些开口来关闭如上所述的相应的开口或端口。
23.如上所述的泵装置可以被设计为多级泵，其具有两个或更多个串联布置的叶轮。在这种多级泵中，所述循环连接部优选地将一个叶轮或一组叶轮的输送侧与沿穿过泵装置的流动方向所见的第一个叶轮的抽吸侧连接。优选地，循环连接部将在流动方向上的第一个叶轮或第一组叶轮的输送侧与第一个叶轮的抽吸侧连接。自吸可以由通过第一个叶轮或第一组叶轮的循环实现，而之后的叶轮不用于自吸。这能够加速自吸。然而，根据另一可能实施例，循环连接部可以将整个泵的最后一个叶轮的输送侧与第一个叶轮的入口连接。
24.所描述的离心泵优选地设计用作针对生活供水的增压泵。因此，具有上述公开的特征的用于生活供水的增压泵也是本发明的主题。这些增压泵可以用于供水压力不足的生活供水。
附图说明
25.下面参考附图通过示例的方式描述本发明。其中，
26.图1示出了根据本发明的离心泵装置的相应视图；
27.图2示出了根据图1的离心泵装置的横截面；
28.图3示出了循环连接部的阀组的放大横截面；
29.图4详细示出了第一阀模式下的选择阀；
30.图5示出了第二阀模式下根据图4的选择阀；
31.图6示出了第三阀模式下根据图4和图5的选择阀；以及
32.图7示出了移除覆盖元件的离心泵装置的正视图。
33.【附图标记列表】
34.2 壳体
35.4 入口连接部
36.6 出口连接部
37.8 排放螺栓
38.10 控制面板
39.12 电驱动马达
40.14 驱动轴
41.16 叶轮
42.17 扩散器
43.18 入口
44.20 抽吸空间
45.22 出口/输送通道
46.23 开口
47.24 自吸器件
48.26 出口端口
49.28 进入口
50.30 选择阀
51.32 阀元件
52.34 工具接合部分
53.36 壳体部分、覆盖元件
54.38 接收空间
55.40 第一端口
56.42 第二端口
57.44 循环通道
58.45 通路
59.46 截止阀
60.48 阀元件
61.50 弹簧
62.52 阀座
63.54 旁通通道
64.56 开口
65.58 自由空间
66.60 阀壁
67.i、ii、iii 阀位
具体实施方式
68.如图所示的离心泵装置是用于生活供水的增压泵，其被构建为将泵和电驱动马达
集成在围绕壳体2中的集成单元。在壳体2上布置有用于与建筑物内的管道连接的入口连接部4和出口连接部6。在底部附近设置有排放螺栓8，其可以被打开以对泵的内部进行排放。在壳体10的顶部布置有控制面板10。
69.在壳体2内部布置有与驱动轴14连接的电驱动马达12，驱动轴与三个串联布置的叶轮16连接。因此，在本示例中，离心泵是具有三级的多级泵。在叶轮之间照常为那些多级泵布置有扩散器17。第一个叶轮的入口18朝向与入口连接部4相连的抽吸空间20打开。第三个叶轮的出口朝向围绕扩散器组件的出口通道22打开。出口通道22经由开口23连接至出口连接部6。
70.所示的离心泵包括自吸器件24，其在图3至图7中更详细地示出。
71.自吸器件24包括具有出口端口26的循环连接部，该出口端口经由抽吸空间20的进入口28朝向抽吸空间20打开。出口端口26是所述自吸器件24中的阀组的选择阀30的出口端口。选择阀30包括可旋转的阀元件32。阀元件32具有工具接合部分34，用于旋转阀元件的工具可以插入其中。工具接合部分34由形成壳体2的一部分的壳体部分36覆盖。因此，在通过移动可旋转的阀元件32来设置选择阀之前，壳体部分36必须被移除。在设置选择阀之后，壳体部分36可以被附接，并且工具接合部分24不能再从外部看到或接合。因此，在该实施例中，壳体部分36形成覆盖选择阀的覆盖元件。由此可以防止运行期间阀位的变化。
72.阀元件32布置在环形接收空间38中，该接收空间具有带第一开口或端口40和第二开口或端口42的周壁。第一端口40朝向经由通路45与出口通道22连接的循环通道44打开。在循环通道44中布置有截止阀46。截止阀46包括由弹簧50偏压的可移动的阀元件48。随着循环通道中压力的增加，阀元件48抵抗弹簧50的偏压力而移动，直至阀元件58抵靠在阀座52上并关闭循环通道42。
73.第二端口42朝向旁通通道54打开。在相对侧，旁通通道54也经由通路45朝向出口通道22打开。因此，旁通通道54形成与循环通道44并联的循环连接部。旁通通道54不包括阀组件并提供了固定的横截面。
74.选择阀30的阀元件32在柱形阀壁内部有两个开口56。具有两个开口56的阀壁环绕阀元件32内部的自由空间58，该自由空间58与出口端口26连接。开口56布置为，通过旋转阀元件32，使这些开口可以被带入与端口40和端口42对齐的位置。选择阀具有三个可能的阀位或阀模式，它们可以例如通过与阀元件32接合的卡销来限定。三种不同的阀模式由绕阀元件32的旋转轴线处于不同角位置上的三个不同的阀位i、ii和iii来限定，如图7中最佳所示那样。第一阀位i对应于提供泵自吸的阀模式。第二阀位ii提供了不提供任何自吸的第二阀模式。处于第一阀位和第二阀位之间的角位置上的第三阀位iii对应于提供改进的空气处理的第三阀模式，如下文更详细地描述的那样。
75.图4示出了第一阀模式或阀位，在该第一阀模式或阀位中，开口56中的一个与第一端口40对齐，而阀壁60关闭第二端口42。在该阀位中，自由空间58经由一个开口56和第一端口40连接至循环通道44。在该阀位中，泵提供自吸功能。弹簧50保持截止阀打开，直至在输送侧(即出口通道22内部)达到预定的出口压力。然后，通过该压力，阀元件48被压靠在阀座54上并且循环通道44被关闭，以用于泵的后续进一步运行。
76.图5示出了由选择阀30和截止阀46组成的阀组的第二阀模式。在该第二阀模式下，使阀元件32旋转，使得第一端口40和第二端口42均被阀壁60覆盖，且因此使得循环通道44
和旁通通道54关闭。在该第二阀模式下，自吸功能被切断，即，循环连接部被完全关闭。该模式可以用于无需自吸功能的应用中，因为例如不希望泵干运行。
77.图6示出了提供改进的空气处理的第三阀模式。在该阀模式下，阀元件32处于其第三阀位，在该第三阀位中，两个开口56与第一端口40和第二端口42对齐，以使第一端口和第二端口朝向自由空间58并进一步朝向第一个叶轮的入口侧打开。因此，循环通道44和旁通通道54两者一起在输送侧(即出口通道22)和抽吸空间20之间形成循环连接部。在该配置中，只要出口通道22中没有达到预定压力，循环通道44就打开。如果达到由弹簧50的负载所限定的压力，弹簧50的偏压力被克服，且阀元件48被压靠在阀座52上。因此，循环通道44关闭。然而，不包括任何阀元件的旁通通道54保持打开，并确保在泵的进一步运行期间持续最小的自吸。该第三阀模式适用于待泵送的水中含有大量空气或气体的应用。持续最小的自吸避免了阀元件48的交替打开和关闭。这可以减少打开和关闭截止阀46而产生的噪声，并可以改善泵的运行。