带有在叶轮后的再循环的自清洁的螺旋式离心轮泵的制作方法与工艺

本发明涉及一种螺旋式离心轮泵(Schraubenzentrifugalradpumpe)、一种用于运行螺旋式离心轮泵的方法以及一种用于螺旋式离心轮泵的盖板。

背景技术：
文件CH662864公开了一种螺旋式离心轮泵，其中，螺旋式离心轮可旋转地支承在旋转轴线处。螺旋式离心轮泵在螺旋式离心轮与旋转轴线之间的连接的区域中具有空腔。螺旋式离心轮泵的该本身证明为非常合适的实施形式具有该缺点，即污物可沉积且积累在空腔内。这导致提高的磨损和/或提高的维护费用。

技术实现要素：
本发明的目的是构造一种螺旋式离心轮泵以及提出一种用于清洁螺旋式离心轮泵的方法，其关于污物的淤积具有更有利的特性。该目的利用具有权利要求1的特征的螺旋式离心轮泵来实现。从属权利要求2至19涉及另外的、有利的实施形式。该目的此外利用具有权利要求20的特征的用于螺旋式离心轮泵的自清洁的方法来实现。权利要求21和22涉及另外的、有利的方法步骤。该目的此外利用具有权利要求23的特征的盖板来实现。权利要求24至30涉及另外的、有利的实施形式。该目的尤其利用一种螺旋式离心轮泵来实现，其包括：泵壳体，其带有泵流入口和与泵流入口相对而置的壳体后壁；包括可旋转地布置在泵壳体之内的螺旋式离心轮，其带有轮毂以及叶片；以及包括可旋转的驱动轴，其与螺旋式离心轮相连接；以及包括盖板，其布置在螺旋式离心轮与壳体后壁之间，其中，盖板具有中心孔，轮毂或者驱动轴延伸通过该中心孔，并且其中，在盖板与壳体后壁之间构造有内腔，其中，盖板具有朝向泵流入口取向的正面，并且其中，正面包括部分表面，其走向这样匹配于螺旋式离心轮的背面来设计，使得在盖板的正面与螺旋式离心轮的背面之间构造有最大直至3mm的间隙，其中，在盖板的中心孔与轮毂或驱动轴之间构造有间隙，其导引流体地与内腔以及间隙相连接，其中，盖板具有至少一个穿孔(Durchbrechung)，其与中心孔相间隔地布置，其中，螺旋式离心轮和穿孔的布置这样互相匹配地来设计，使得螺旋式离心轮的背面不遮盖或者在螺旋式离心轮旋转360°时仅在部分角度期间遮盖穿孔，并且其中，穿孔在正面与内腔之间构造导引流体的连接，以产生流体流，其经由穿孔流入内腔中并且经由间隙又从内腔中流出。根据本发明的螺旋式离心轮泵以及根据本发明的方法具有该优点，即在泵运行期间构造部分流，其从盖板的正面流至背面并且之后沿着盖板的中心孔又流至盖板的正面，从而构造清洁流，其能够将可能位于或者淤积在盖板后面的空腔中的污物至少部分地又输送至盖板的正面，使得这些污物可经由螺旋式离心轮泵的主流被运走。根据本发明的螺旋式离心轮泵包括可旋转地支承的螺旋式离心轮以及就布置在螺旋式离心轮旁边的带有中心孔的盖板，其中，螺旋式离心轮的轮毂或驱动轴优选地延伸通过中心孔。在中心孔与轮毂或驱动轴之间构造有导引流体的间隙。螺旋式离心轮在旋转方向上的旋转引起流体沿着主流被输送，这导致，流体的部分流经由关于中心孔相间隔的穿孔流至盖板的背面，并且由于在穿孔与导引流体的间隙之间存在的压力差，该部分流之后经由导引流体的间隙又流至主流。该部分流形成清洁的流体流，其尤其流过盖板的背面的空间并且将可能存在于其中的污物输送给主流。盖板在面向螺旋式离心轮的侧面或面向螺旋式离心轮的部分面上优选地相应于螺旋式离心轮的背面的走向延伸，使得该部分面优选地截顶锥形地或者平地延伸，其中，该部分面也可具有其它延伸形式，例如弯曲的或者多边的走向。该目的此外尤其利用一种用于螺旋式离心轮泵的自清洁的方法来实现，该螺旋式离心轮泵具有可旋转的支承的螺旋式离心轮以及在构造有间隙的情况下布置在螺旋式离心轮的背面上的带有中心孔的盖板，其中，盖板具有穿孔，其关于中心孔相间隔，其中，螺旋式离心轮的轮毂或者驱动轴伸延通过中心孔，使得在中心孔与轮毂或驱动轴之间构造有导引流体的间隙，其中，螺旋式离心轮和穿孔的布置这样互相匹配地来设计，使得螺旋式离心轮的背面在螺旋式离心轮旋转期间不遮盖或者仅在部分角度Δ期间遮盖穿孔，其中，使螺旋式离心轮在旋转方向上旋转且由此沿着主流来输送流体，其中，流体的部分流F1经由穿孔流至盖板的背面，并且其中，由于在穿孔与间隙之间存在的压差，该部分流之后经由间隙又流至主流。该目的此外尤其利用一种用于螺旋式离心轮泵的盖板来实现，其中，盖板具有正面和背面，并且其中，盖板在其中心具有中心孔，其中，中心孔匹配地设计用于螺旋式离心轮的旋转轴线的穿过(Durchtritt)并且在旋转轴线的方向上延伸，并且其中，盖板具有至少一个穿孔，其与中心孔相间隔地布置，并且其中，该穿孔在盖板的正面与背面之间构造导引流体的连接，并且其中，该穿孔朝向正面具有进入口，并且其中，该正面具有凹部(Vertiefung)，其中，进入口布置在该凹部中，并且其中，进入口构造进入面，其大致平行于旋转轴线A延伸。接下来根据实施例来详细说明本发明。附图说明用于阐述实施例的附图示出：图1显示从现有技术中已知的螺旋式离心轮泵的轴向截面；图1a显示在拆除外壳的情况下在图1中示出的螺旋式离心轮泵的侧视图；图1b显示对工作轮的俯视图；图2在纵剖面中显示带有盖盘的实施例的螺旋式离心轮泵的部分视图；图3至图5显示不同延伸的穿孔；图6显示对盖盘的俯视图；图7在图6中示出的盖盘的透视性的视图；图8显示延着线B-B通过根据图6的盖盘的剖面；图9显示通过盖盘的另一实施例的剖面；图10、图11示意性地显示通过盖盘的另外两个实施例的剖面；图12显示在拆除外壳的情况下螺旋式离心轮泵的工作轮的另一实施例的侧视图；图13显示对在图12中示出的螺旋式离心轮泵的工作轮的俯视图；图14显示对盖盘的另一实施例的俯视图。原则上在附图中相同的部件设有相同的附图标记。具体实施方式图1显示由现有技术已知的、在文件CH662864中公开的螺旋式离心轮泵1的实施形式。图1显示通过螺旋式离心轮泵1的轴向截面，其包括：带有轮毂21和叶片25的螺旋式离心轮20；包括驱动轴33，其固定地与轮毂21相连接；以及包括布置在螺旋式离心轮20后面的壳体后壁23；以及在周向上围绕螺旋式离心轮20的壳体外壁3。在壳体后壁23中在驱动轴33附近设置有排出口36，由此气体(其在输送介质中被携带且对着工作轮旋转中心分离出(ausscheiden)并且通过在工作轮轮毂21与壳体后壁23之间的工作轮背面的间隙到达内腔37中)可漏出。在工作轮轮毂21与壳体后壁23之间的间隙构造为迷宫(Labyrinth)，其中，不仅轮毂侧的而且壳体后壁侧的迷宫结构借助于横向槽38中断，由此产生自清洁的作用并且没有所携带的固体部分到达内腔37和排出口36中。然而显示出，尽管有该措施，污物可到达内腔37中，其中，这些污物会沉积且积累在内腔37中，从而需要以一定的时间间隔清洁螺旋式离心轮泵。图1a显示在拆除外壳3的情况下在图1中示出的螺旋式离心轮泵1的侧视图。图1b以俯视图显示螺旋式离心轮20的一实施例，其不这样在文件CH662864中公开，然而其适合于在图1和图1a中示出的螺旋式离心轮泵1，因此共同地来阐述图1、图1a和图1b。螺旋式离心轮泵1的螺旋式离心轮20包括带有镰刀形的基础件30的轮毂21，叶片25与其相连接，其中，轴33穿过压力侧的、构造为截顶锥(Kegelstumpf)的壳体壁23并且与轮毂21相连接。具有在5°与70°之间的锥角γ的壳体壁23被压力侧的叶片侧翼(Schaufelflanke)27的端棱28以小的间隙24扫过。叶片25此外包括抽吸侧的侧翼39。镰刀形的基础件30从叶片排出尖端(Schaufelaustrittspitze)35(端部棱边26到其中终止(auslaufen))镰刀形地或螺旋形地经由相对大的路段围绕泵轴线延伸直至部位31，在其处轮毂21具有相对小的半径R2。在叶片排出尖端35处，轮毂21具有最大半径R1。由此在相对大的弧δ(其适宜地为大约120°)上，在叶片排出尖端35与所提及的轮毂部位31之间暴露壳体壁23的相对大的面积。通过工作轮轮毂半径R1的减小暴露壳体壁23可如材料技术参数所允许的那样进行，以仍确保螺旋式离心轮20足够大的强度。图2以纵剖面显示根据本发明的螺旋式离心轮泵1的一实施例。螺旋式离心轮泵1包括：泵壳体3，其带有进入口3a或泵流入口3a、出口(Auslass)3b以及壳体内腔3c；并且此外包括轮毂21，其与仅示意性地且以虚线示出的叶片25相连接且在此构造螺旋式离心轮20，并且其经由可围绕轴线A旋转的驱动轴33可旋转地来支承。在驱动轴33与轮毂21之间的连接仅示意性地示出。叶片25以及轮毂21优选地(如图1a和1b中所示)设计为唯一的、共同的部件或为叶片离心轮20。在所示的实施例中，螺旋式离心轮泵1此外包括带有进入口4a的锥形的内壳体4以及隔离环5。螺旋式离心轮泵1此外包括带有排出口36的壳体后壁23以及密封件6。排出口36用于维护目的且在螺旋式离心轮泵1的运行期间通常利用塞子从外面封闭。在叶片离心轮20旋转期间产生主流F，其经由进入口3a引导至出口3b。所输送的主流F包括流体、优选地水和可能气体如水蒸气，其中，螺旋式离心轮泵1在一优选的应用目的中被用于输送受污染的水，从而主流F也可包括固体，例如排泄物、沙子、砾石、织物、纤维、塑料件等。螺旋式离心轮泵1此外包括盖板2，其在轴线A的延伸方向上直接布置在轮毂21或螺旋式离心轮20后面。盖板2具有正面2h和背面2i，其中，正面2h包括部分表面2k，其走向这样匹配于螺旋式离心轮20的背面25a来设计，使得在盖板2的正面2h与螺旋式离心轮20的背面25a之间构造有最大直至3mm的间隙24。优选地，间隙24具有在0.5mm与2mm之间的范围中的宽度。间隙24此外这样窄地来设计，由此固体、例如在废水中存在的织物(如女袜)不能挤入间隙24中或者十分可能围绕轮毂卷绕。窄的间隙24此外产生到位于间隙24内的固体上的剪切作用，使得其机械地被粉碎并且被朝向主流F输送。在一优选的设计方案中构造有朝向间隙24取向的表面中的至少一个，粗糙地或者例如设有突出的齿地来设计，以改进位于间隙24中的固体的机械粉碎。比3mm更宽，例如5mm或者更宽的间隙24将具有多个缺点。一方面由于宽的间隙24将不再确保固体的机械粉碎。此外，宽的间隙24将显著降低螺旋式离心轮泵1的效率。在示出的实施例中的正面2h包括大致截顶锥形伸延的部分表面2k，其走向匹配于螺旋式离心轮20的背面来设计，其中，部分表面2k在其中心具有中心孔2g，其中，中心孔2g平行地在轴线A的方向上延伸。轮毂21延伸通过中心孔2g，使得在中心孔2g与轮毂21之间构造有在轴线A的方向上延伸的间隙2b。轮毂21此外具有突出部(Auskragung)，其部分地遮盖部分表面2k，使得在轮毂21与部分表面2k之间构造有在所示出的实施例中关于轴线A横向延伸的间隙24。盖板2具有至少一个穿孔2a，其与中心孔2g相间隔布置，其中，穿孔2a在盖板2的正面2h与背面2i之间构造导引流体的连接。在泵运行期间或在螺旋式离心轮20在旋转方向R上旋转期间，流体在穿孔2a的区域中比在中心孔2g的区域中具有更高的压力，由此，通过主流F的一部分作为部分流F1通过至盖板2的背面2i的开口2a流到内腔37中，并且之后经由间隙2b和间隙24又流到主流F中，产生部分流F1。该部分流F1引起处于内腔37中的污物被从其中运出且输送给主流F。螺旋式离心轮泵20和穿孔2a的布置这样互相匹配地来设计，使得螺旋式离心轮泵20的背面25a不遮盖或者在螺旋式离心轮泵20旋转360°时仅在部分角度Δ期间遮盖穿孔2a。在一有利的设计方案中螺旋式离心轮20可如在图12和图13中所示来设计。图12显示泵壳体3，在其中布置有盖板2以及螺旋式离心轮20。轮毂21与圆形的基础件30相连接，其中，叶片25经由其端棱28与基础件30相连接。螺旋式离心轮20包括端部棱边26、压力侧的叶片侧翼27、以及抽吸侧的侧翼39和叶片排出尖端35。图13以俯视图显示螺旋式离心轮20，其中，基础件30圆形地来构造并且关于轴线A具有最大半径R1。图13示例性地显示开口或穿孔2a关于螺旋式离心轮20的一可能的布置。在该布置中，穿孔2a不被螺旋式离心轮20或被螺旋式离心轮20的背面25a遮盖，从而穿孔2a始终敞开。在此，在穿孔2a的区域中有利地产生在螺旋式离心轮20的旋转方向R上的流动，以阻碍或者防止固体的污物进入穿孔2a中。经由穿孔2a在正面2h与内腔37之间构造导引流体的连接，以产生流体流F1，其经由穿孔2a流入内腔37中并且经由间隙2b又从内腔37中流出。在另一有利的设计方案中，螺旋式离心轮20可如在图1a和图1b在所示来设计。螺旋式离心轮20的轮毂21包括镰刀形的基础件30，其中，叶片25布置在镰刀形的基础件30上并且镰刀形的基础件30关于旋转轴线A具有最大半径R1和最小半径R2。镰刀形的基础件30关于穿孔2a这样延伸地来设计，使得螺旋式离心轮20的背面25a在最小半径R2的情况下不遮盖穿孔2a，其中，螺旋式离心轮20的背面25a在螺旋式离心轮20旋转360°的情况下在部分角度Δ期间遮盖穿孔2a。穿孔2a因此在螺旋式离心轮20的每转期间被短暂遮盖。该设计方案具有该优点，即在穿孔2a的区域中有利地产生在螺旋式离心轮20的旋转方向R上的流动，以阻碍或者防止固体的污物进入穿孔2a中。另一优点在其中可见，即淤积在穿孔2a的进入口处的固体污物被运动到穿孔2a上的轮毂21、30机械地去除(如果污物伸出超过正面2h)。此外也可将驱动轴33放到前面，使得间隙2b至少部分地或还仅在盖板2与驱动轴33之间被构造。盖板2具有至少一个穿孔2a且优选地至少两个穿孔2a。有利地，穿孔2a在部分表面2k中关于轴线A对称地布置。穿孔2a可以以多个可能性来设计。在图2中在下面示出的穿孔2a在图3中放大地示出。在盖板2的正面2h处流动有流动F2。开口2包括进入口2l，其横截面构造进入面2m。部分流F1通过穿孔2a流动至盖板2的背面2i。使部分流F1在流入穿孔2a中时转向，这得到该优点，即可阻碍位于流动F2中的固体流入穿孔2a中。部分流F1由此至少部分地被清除固体，因为固体至少部分地留在流动F2中且由其运走。与在图1a中所示的壳体后壁类似，盖板2可具有在5°与70°之间的范围中的锥角γ。图4显示穿孔2的另一实施例。与在图3中所示的实施形式不同，在图4中所示的穿孔2a这样延伸地布置，使得部分流F1关于在盖板2的正面2h处出现的流动F2被转向成使得其经历部分回流。穿孔2a如在图4中所示至少部分地与螺旋式离心轮20的旋转方向相反地延伸。这样延伸的穿孔2a具有该优点，即固体不能那么好地通过穿孔2a到达至盖板2的背面2i。在图2中在上面示出的穿孔2a在图5中放大地示出。在盖板2的正面2h上布置有凹部2c，其通至穿孔2a，其中，穿孔2a构造带有进入面2m的进入口2l，使得进入口2l布置在凹部2c中。进入口2l或进入面2m可以以不同的方式来布置，然而有利地如在图5中所示，这样使得部分流F1被转向并且关于在盖板2的正面2h处出现的流动F2经历至少部分的回流。这样布置的进入口2l具有该优点，即固体不能那么好地通过穿孔2a到达至盖板2的背面2i。如在图5中所示，进入面2m在一有利的实施形式中布置成使得其平行于或者大致平行于轴线A延伸。如在图5中所示，进入面2m优选地关于旋转方向R背对取向地布置。在图5中未示出轴线A本身，然而示出轴线A的伸延方向。如在图5中所示，进入面2m在另一有利的实施形式中布置成使得其垂直于或者大致垂直于驱动轴33的旋转方向R延伸，其中，进入面2m背向于旋转方向R布置。图6、7和8在俯视图中以透视性的视图且在沿着剖线B-B的剖面中显示盖板2的一实施例。在一有利的设计方案中，凹部2c可(如在图6和7中所示)至少部分地通过大致垂直于或者垂直于轴线A伸延的孔来构造。图6显示轴线A的走向以及优选的旋转方向R。因此从图6中可见，进入面2m平行于轴线A而垂直于旋转方向R延伸。图8在剖面中显示带有正面2h、背面2i和中心孔2g的盖板2。穿孔2a布置在截顶锥形地或者大致截顶锥形地延伸的部分表面2k中，其中，穿孔2a总是与中心孔2g相间隔地布置。穿孔2a也可(如在图3中所示)关于部分表面2k垂直地或者大致垂直地延伸，或者如在图4中所示，关于部分表面2k横向地延伸。根据相应所使用的螺旋式离心轮20，不一样大的部分表面2k被螺旋式离心轮20的背面25a遮盖。在应用在图1a和图1b中所示的螺旋式离心轮20的情况下，例如正面2h的在图6中以2k标明的部分表面可被遮盖，以利用图1a和图1b所说明的方式。在应用在图12和图13中所示的螺旋式离心轮20的情况下，例如正面2h的在图6中以2k2标明的部分表面持续被遮盖。在一有利的实施形式中，如在图6至8中所示，盖板2具有在周向上延伸的凹部、尤其螺旋形延伸的凹部2d，其有利地在中心孔2g的区域中开始沿着部分表面2h向外伸延。凹部2d有利地如在图6中所示在旋转方向R上螺旋形地从内向外延伸。该设计方案具有该优点，即借助于部分流F1经由中心孔2g或间隙2b被输送至盖板2的正面2h的污物沿着凹部2d朝向部分表面2k的外围来输送。在部分表面2k上在旋转方向R上旋转的轮毂21或在旋转方向R上旋转的螺旋式离心轮20此外帮助处于凹部2d中或者在部分表面2k处的污物在旋转方向R上运动并且关于部分表面2k向外输送，直到污物到达至主流F，并且由其获取且运走。因此特别有利的是如在图6到8中所示的穿孔2a的布置。尤其由图6可见，污物大致在旋转方向R上被移动，其中，穿孔2a布置在凹部2c中而进入面2m背向于旋转方向R取向，使得污物(即使其流动经过凹部2c)由于污物的流动情况和运动方向几乎不或者完全不流动通过穿孔2a而是被输送给主流F。如在图7和8中所示，盖板2此外可具有沿着边缘区域伸延的凹部2f，其尤其设置用于容纳O形环且因此用于密封。图9在剖面中显示盖板2的另一实施例，其不同于在图8中所示的剖面然而具有平地伸延的部分表面2k或2k2。通过根据图9的盖板2也具有通到开口2a中的凹部2c，盖板2在其它方面类似于在图8中所示的实施形式来设计。假如不考虑螺旋形伸延的凹部2d，图6公开对在图9中所示的盖板2的俯视图。在图9中所示的盖板2然而也可具有螺旋形延伸的凹部2d，使得对该实施形式的俯视图看起来将如在图6中所示那样。在图9中所示的盖板2此外具有中心孔2g以及正面2h和背面2i。正面2h或部分表面2k可以以多个可能性延伸，由此例如弯曲(如在图10中示意性地在剖面中所示)或者有棱角(如在图11中示意性地在剖面中所示)。在最优选的实施形式中部分表面(如在图8中所示)截顶锥形地延伸。在一有利的设计方案中，盖板2设计为铸件，其中，凹部2c和有利地还有穿孔2a或进入口2l已形成还未加工的铸件的一部分。为了完成盖板2，那么主要还需要加工正面2h，尤其通过去屑的加工。由这样设计的铸件制造的盖板2具有该优点，即在制造时没有或者仅非常少的额外费用产生，因为反正需要盖板2的去屑的加工。在图6至8中所示的盖板2(其包括带有穿孔2a的两个凹部2c)因此(与无穿孔2a的盖板2相比)可以以可忽略地小的附加成本来制造。铸件具有在2与10mm之间的厚度。然而盖板2也可由金属板制成。根据本发明的方法使螺旋式离心轮泵1的自清洁成为可能。在此，螺旋式离心轮泵1具有可旋转地支承的螺旋式离心轮20以及就布置在螺旋式离心轮20旁边或后面的带有中心孔2g的盖板2，其中，螺旋式离心轮20的轮毂21或者支承螺旋式离心轮15的轴33延伸通过中心孔2g，使得在中心孔2g与轮毂21或者轴33之间构造导引流体的间隙2b。如果使螺旋式离心轮20在旋转方向R上旋转且由此沿着主流F来输送流体，则使流体的部分流F1经由关于中心孔2g相间隔的穿孔2a流至盖板2的背面2i且该部分流F1之后经由间隙2b又流至主流F(由于在穿孔2a与间隙2b之间存在的压差)。该部分流F1可能将位于在盖板2后面的空间中的污物又输送至主流F。盖板2有利地在其正面2h上在其部分表面2k处具有螺旋形伸延的凹部2d，其中，螺旋形伸延的凹部2d在旋转方向R上从内向外伸延，使得从间隙2b出来的部分流F1和可能处于其中的污物经由螺旋形伸延的凹部2d被输送给主流F。在所示的实施例中，盖板2以及壳体后壁23总是作为单独的部件示出。例如通过其由唯一的部件、例如铸件制成，盖板2以及壳体后壁23也可以一件式地来设计。这样的唯一的铸件(其不仅包括盖板2而且包括壳体后壁23)具有该优点，即其可成本有利地制造，并且在盖板2与壳体后壁23之间不再需要密封。这使特别少维护的实施形式成为可能。图14以俯视图显示已在图6中示出的盖板2的另一实施例。开口2a或进入面2m又平行于轴线A延伸，其中，与图6不同，开口2a或进入面2m关于径向延伸通过轴线A的直线L倾斜角度α地延伸，其中，角度α优选地具有在+/-60度的范围中的值。