废水泵的制作方法

本发明涉及具有在权利要求1的前序部分中限定的特征的废水泵。

背景技术：

例如，ep2660473a1公开了一种废水泵，其具有在泵的入口(intake)侧和压力侧之间的密封构造，该密封构造由分别具有中间室或叶轮侧室的两个密封件构成。第一密封件被放置成靠近叶轮的吸入口，而第二密封件被设置成在叶轮侧室的朝向叶轮的出口或压力侧的相对侧上与第一密封件隔开。在这种密封结构中，存在以下问题：碎屑状颗粒或纤维可能阻塞在叶轮侧室内。

技术实现要素：

本发明的目的是改进具有叶轮侧室的密封构造的废水泵，使得可以避免叶轮侧室内的碎屑堵塞。

该目的通过具有权利要求1所限定的特征的废水泵实现。优选的实施例在从属权利要求、以下描述和附图中公开。

根据本发明的废水泵包括叶轮和周围泵壳。叶轮可在泵壳内旋转。泵壳限定入口或入口通道(入口侧)和出口通道，其中入口通道终止于叶轮的入口中，出口通道远离叶轮的压力侧或出口侧延伸。出口通道形成围绕叶轮的螺旋通道。在入口侧与出口通道之间、即在叶轮的吸入侧和出口侧或压力侧之间存在具有叶轮侧室的密封构造。所述叶轮侧室或中间室形成在周围泵壳的壁与叶轮的周壁之间。叶轮侧室具有：第一密封件，位于叶轮与泵壳之间，朝向或邻近于叶轮的入口侧；以及第二密封件，位于叶轮与泵壳之间，朝向或邻近于叶轮的压力侧。第一密封件和第二密封件沿着叶轮的旋转轴线在轴向上隔开。叶轮侧室限定在这两个密封件之间。

此外，叶轮优选地经由驱动轴与驱动马达连接，该驱动轴与叶轮连接，或与叶轮一体形成。驱动马达可以是经由合适的联接连接到废水泵的电驱动马达，或可以是根据本发明的废水泵的一体式电驱动马达。

根据本发明，第一密封件设置有输送装置，其被设计成使得它们将碎屑从叶轮侧室输送到叶轮的入口侧。这意味着输送装置被设计成使得其将进入叶轮侧室的碎屑从叶轮侧室输送出来、进入叶轮的入口侧(即，入口或入口通道)中。在那里，碎屑将与泵送的流体一起通过叶轮朝向压力通道或出口通道移动。根据本发明，第二密封件还设置有输送装置，该输送装置被设计成使得其将来自侧室的碎屑输送向叶轮的压力侧。这意味着第二密封件中的输送装置被相应地设计或形成，使得已经进入叶轮侧室的碎屑或颗粒从叶轮侧室输送出来、进入泵的压力侧，即围绕叶轮的螺旋通道。随后，颗粒或碎屑通过流过压力通道或出口通道的流体从泵壳移出。因此，根据本发明，提供了位于叶轮侧室输送装置的两个相对的轴向端侧上的两个密封件，而输送装置沿相反的方向作用，使得碎屑或颗粒能够通过两个密封件从叶轮侧室移出、进入相邻的流体通道，到达邻近第一密封件的入口侧或邻近第二密封件的压力侧。通过这种设计，可以改进从叶轮侧室移除碎屑，并且可以避免叶轮侧室内的碎屑的堵塞。

输送装置可以采取不同的方式设计。输送装置优选地通过叶轮的旋转驱动或致动。优选地，输送装置被设计为引导装置，其引导颗粒或碎屑通过密封件沿着上述限定的相应方向从叶轮侧室出来。通过旋转叶轮而使至少一部分引导装置移动，沿着横向于旋转的方向的力能够被施加到颗粒和/或碎屑上，使得它们被输送装置或引导装置移动通过密封件而离开叶轮侧室。根据另一优选实施例，引导装置可被设计为倾斜引导件。这种倾斜引导件可与叶轮一起沿旋转方向移动，从而将横向于旋转的力施加到准备移动通过密封件的颗粒上。优选地，引导件相对于围绕叶轮的旋转轴线的周向线成一锐角，优选地为小于12°的锐角。

根据优选的实施例，第二密封件由第一环形密封表面和面对的第二环形密封表面形成，所述第一密封表面具有作为输送装置的螺旋凹槽。螺旋凹槽用作引导件，其通过叶轮的旋转而引导颗粒或碎屑沿横向穿过密封件。因此，当碎屑或颗粒与螺旋凹槽接触时，碎屑或颗粒移动越过密封件。相应的运动可通过螺旋凹槽与叶轮一起的旋转或碎屑的旋转运动来产生。由叶轮的旋转引起的沿相应方向上的流体流或摩擦可以引起碎屑的旋转运动。根据第一优选实施例，具有螺旋凹槽的第一环形密封表面被布置在泵壳上并面向叶轮。在备选的实施例中，该第一环形密封表面可被布置在叶轮上并朝外而面向周围泵壳。因此，第二环形密封表面可布置在叶轮上，或者如果第一环形密封表面被布置在叶轮上，则第二环形密封表面被布置在周围泵壳上。

优选地，所述第二环形密封表面具有位于一个周向位置处的至少一个切口和/或具有至少一个螺旋凹槽。这种切口优选地延伸越过整个密封件，即从侧室到围绕叶轮的出口侧的螺旋通道。这种切口允许流体从侧室朝向叶轮的压力侧或出口侧流过密封件。备选地，切口可以仅部分地延伸越过密封件。此外，切口或凹部相应地可用作破碎诸如碎屑或颗粒或纤维等固体物质的装置。通过这种方式，当通过密封件朝向叶轮的压力侧(即，围绕叶轮的压力侧的螺旋通道或室)移动时，固体物质或纤维方面首先在尺寸上被减小。优选地，凹部具有半柱体的形状，特别地半圆柱体的形状。备选地或另外，第二环形密封表面可设置有至少一个螺旋凹槽。通常，该螺旋凹槽可被设计为上述第一环形密封表面上的螺旋凹槽。优选地，与第一环形密封表面上的螺旋凹槽相比，第二环形密封表面上的螺旋凹槽沿相反方向盘绕。由于两个面对的环形密封表面上的两个螺旋凹槽通过叶轮旋转而相对于彼此移动，诸如纤维等碎屑可被输送或引导通过密封件而从叶轮侧室朝向叶轮的压力侧。

至少一个切口优选地横向于周向(具体地垂直于旋转方向)而延伸越过第二环形密封表面。根据备选的实施例，切口可相对于旋转轴线偏斜或倾斜，而不是平行于旋转轴线延伸。特别地，切口可选地可沿旋转方向倾斜。切口优选地可以延伸越过整个密封表面，使得其如上所述那样连接密封件的两侧。备选地，切口可仅部分地延伸越过密封件。

此外，根据第二密封件的表面的设计，切口可在平行和/或径向于叶轮的旋转轴线的方向上延伸越过第二环形密封表面。如果第二环形密封表面平行于旋转轴线延伸，则切口也优选地沿平行于旋转轴线的方向延伸。如果第二环形密封表面沿横向于旋转轴线、优选地与旋转轴线成直角的方向延伸，则切口可沿径向延伸越过密封表面。此外，还可以设计第二密封件，使得密封表面相对于旋转轴线倾斜0°和90°之间的角度延伸。于是，密封表面延伸的方向具有轴向的分量和径向的分量，即平行于和径向于叶轮的旋转轴线。

进一步优选地，除了至少一个切口外，第二环形密封表面是光滑表面。光滑的表面确保良好的密封性能，因为密封件内的间隙减小。此外，准备通过密封件输送的碎屑的移动被增强，因为切口可用作驱动器或驱动装置，该驱动器或驱动装置沿着面对的环形密封表面中的面对螺旋凹槽移动碎屑。

根据另一优选实施例，叶轮在第一密封件与第二密封件之间、即在叶轮侧室内部具有至少一个径向突起，其中优选地，所述至少一个切口设置在叶轮上，位于所述突起的沿叶轮的旋转方向的前面的位置处。突起在叶轮表面上形成非对称突起，其提供增加的压力波，由此流体相应地从中间室或叶轮侧室通过所述切口流入围绕叶轮的压力室或螺旋通道。因此，甚至更多的碎屑和固体材料可以相应地从叶轮侧室中移出并远离螺旋凹槽而进入压力室或螺旋室。

优选地，上述突起用作平衡叶轮的配重物。因此，突起可以具有两个效果，即平衡叶轮以及在叶轮侧室内提供压力波。

根据本发明的另一优选实施例，第二密封件的第一环形密封表面中的螺旋凹槽沿叶轮的旋转方向盘绕，使得凹槽朝向叶轮的压力侧上升。如果包括螺旋凹槽的第一环形密封表面被布置在泵壳上，则该设计是优选的。如果包括螺旋凹槽的第一环形密封表面被布置在叶轮上，优选的是，螺旋凹槽沿相反方向盘绕，即，使得凹槽沿叶轮的旋转方向朝向叶轮侧室上升。螺旋凹槽的这种倾斜确保诸如纤维或颗粒等碎屑沿着螺旋凹槽朝向围绕叶轮的压力室移动。

此外，本发明还涉及叶轮与周围泵壳之间的第一密封件、即与叶轮的吸入侧相邻的密封件的设计，其优选地围绕叶轮的吸入口。以下描述的该第一密封件的设计可与上述的第二密封件的设计结合使用。然而，如下所述的第一密封的设计也可独立于上述的第二密封的设计来使用。此外，第一密封件的设计也可以用于单个密封，即叶轮与周围泵壳之间的密封，而没有中间室(即没有第二密封件)。

优选地，第一密封件由叶轮上的第一环形密封表面和泵壳上的面对或相对的第二环形密封表面形成。优选地，该第一密封件的第一环形密封表面和第二环形密封表面各自具有螺旋凹槽。这些螺旋凹槽用作引导件，引导或输送碎屑从叶轮侧室到叶轮的吸入侧。并且，在该第一密封件中，通过旋转叶轮时两个螺旋凹槽的相对运动来实现碎屑的移动或输送。该机构与参照第二密封件描述的机构相同。

优选地，第一密封件的第一密封表面和第二密封表面上的两个螺旋凹槽沿相反方向盘绕。这导致碎屑状颗粒或纤维越过密封件朝向叶轮的吸入侧的运动得到改进。

根据另一优选的实施例，所述第一密封件的第二环形密封表面上的螺旋凹槽沿叶轮的旋转方向盘绕，使得凹槽朝向叶轮的吸入侧上升。借此，沿着螺旋凹槽被引导的颗粒或纤维从叶轮侧室移动到叶轮的吸入侧的吸入通道中。

如上面已经参照第二密封件所描述的，所述第一密封件和/或所述第二密封件的密封表面可沿平行于或倾斜于叶轮的旋转轴线的方向延伸。因此，该表面可相对于叶轮的旋转轴线倾斜0°和90°之间的角度。

附图说明

以下通过示例并参照附图描述本发明。这些在如下附图中示出：

图1是采取潜水泵组件形式的、根据本发明的废水泵的局部剖视的整体视图，

图2是根据图1的泵的第一密封件的叶轮和密封环的详细视图，以及

图3是根据图1的泵的泵壳在叶轮从泵壳上移除的情况下的横截面。

附图标记说明如下：

2电驱动马达

4泵壳

6夹紧环

8中心开口

10压力连接件

12叶轮

14螺旋室

16第一密封件

18第二密封件

20叶轮侧室、中间室

22密封环

24第一环形密封表面

26第二环形密封表面

28第一螺旋凹槽

30第二螺旋凹槽

32吸入侧

34第一环形密封表面

36第二环形密封表面

38螺旋凹槽

40切口

42突起、配重物

x旋转轴线

r旋转方向

具体实施方式

所示的废水泵被设计为具有电驱动马达2以及连接到电驱动马达的泵壳4的潜水泵组件。在该示例中，泵壳4被布置在驱动马达2的下端上，并通过夹紧环6连接到电驱动马达2。泵壳4在其下侧上设有中心开口8，该中心开口8形成泵组件的入口开口或吸入口。出口管道可连接在压力连接件10上，该压力连接件10可径向于旋转轴线x而沿侧向延伸。叶轮12被布置在泵壳4的内部，该壳体4被设计成围绕叶轮的螺旋壳体。在这种情况下，叶轮12被设计为单通道叶轮。然而，叶轮可以有不同设计。在泵壳4内部有一个螺旋室14，该螺旋室14围绕叶轮12的压力侧并连接到压力连接件10。螺旋室14在泵壳4的内部形成压力通道或压力空间。

在螺旋室14与形成泵组件的入口或入口侧的中心开口8之间，一密封组件被布置在泵壳4与叶轮12之间。该密封组件由两个彼此间隔开的密封件组成。第一密封件16被布置成靠近叶轮的入口侧，即泵壳4的中心开口8。第二密封件18被布置成邻近螺旋室14。在第一密封件16与第二密封件18之间分别设置有叶轮侧室20或中间室。叶轮侧室20是叶轮12的外周与泵壳4的周围壁之间的自由空间。

在该示例中，第一密封件16是下密封件。该密封件由固定在泵壳4内围绕中心开口8的密封环22形成。第一密封件16由形成在叶轮12的外周上的与旋转轴线x同轴的第一环形密封表面24以及设置在密封环22的内周上的第二环形密封表面26形成。当叶轮12被插入泵壳4中时，如图1所示，叶轮12上的第一环形密封表面24面对密封环22内部的第二环形密封表面26。第一环形密封表面24设置有围绕旋转轴线x缠绕或盘绕的第一螺旋凹槽28。第二环形密封表面26设置有同样围绕旋转轴线x缠绕或盘绕的第二螺旋凹槽30。螺旋凹槽28和30被布置成使得它们不会彼此接合，但是第一环形密封表面的外周与第二环形密封表面26的内周表面接触，或者被密封间隙隔开。这意味着，优选地，由第一螺旋凹槽28和第二螺旋凹槽30形成的两个面对的螺纹的顶部彼此接触，或被密封间隙隔开。在该示例中，第一螺旋凹槽28和第二螺旋凹槽30具有相同的节距，但是沿相反的方向倾斜。这意味着第一螺旋凹槽和第二螺旋凹槽围绕旋转轴线x沿相反方向缠绕或盘绕。形成外螺旋凹槽的第二螺旋凹槽30沿叶轮的旋转方向r盘绕，使得凹槽朝向叶轮的吸入侧(即，中心开口8)向上延伸。因此，第一环形密封表面24上的第一螺旋凹槽28被卷绕成使得凹槽远离叶轮的吸入侧32上升。

如上所述的第一密封件26的设计也可以用作独立于如下所述的第二密封件18的单个密封件。

第二密封件18由形成在泵壳4的开口中、围绕叶轮12的第一环形密封表面34和设置在叶轮12的外周上的面对的第二环形密封表面36组成。第一环形密封表面34设有的螺旋凹槽38类似于设置在密封环22中的螺旋凹槽30。然而，螺旋凹槽38沿相反方向缠绕，使得其沿叶轮12的旋转方向r朝向压力侧(即螺旋室14)上升。当叶轮12插入泵壳4中时，如图1所示，第二环形密封表面36面对第一环形密封表面34。由此，由螺旋凹槽38形成的螺纹的顶部优选地与第二环形密封表面36接触。该实施例中的第二环形密封表面36形成为具有一个切口40的光滑表面。切口40沿着垂直于周向(即，平行于旋转轴线x)的方向越过密封表面36。由此，切口40使叶轮侧室20与螺旋室14连接。

在叶轮12的形成叶轮侧室20的内壁的区域中，设置有用作平衡叶轮的配重物的突起42。当叶轮12在泵壳4内部旋转时，该突起42在叶轮侧室20的内部产生压力波。由于切口40被布置在突起42的前方(沿旋转方向r观察)，所以压力波导致流体从叶轮侧室20通过切口流向螺旋室14。

当叶轮12在泵壳内旋转时，所述的螺旋凹槽作为输送装置将碎屑状颗粒或纤维输送出叶轮侧室。由于第一密封件16和第二密封件18中的两个螺旋凹槽30和38的相反盘绕，碎屑通过第一密封件16朝向吸入侧输送，即朝向叶轮12的中心开口8和吸入侧32输送。在第二密封件18中，碎屑沿着与朝向螺旋室14相反的方向输送。第一密封件16的第一密封表面24上的第一螺旋凹槽28以及第二密封件18的第二环形密封表面36中的切口40导致纤维或碎屑沿着横向于旋转方向r的方向而输送。这些元件用作使颗粒或纤维沿着旋转方向移动进入相应的密封件的驱动器或驱动装置。当这些纤维或颗粒与外密封表面内的外螺旋凹槽30和38接触时，它们通过相应的密封件16、18、沿着螺旋凹槽30和38从叶轮侧室20移出。同时，切口40尤其可用作将准备输送通过密封件的固体物质破碎的装置。