具有軸向可移動(dòng)、可封閉的葉輪的離心泵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種離心栗機(jī)組以及一種用于這種離心栗機(jī)組的葉輪。
【背景技術(shù)】
[0002]具有軸向可移動(dòng)的軸的離心栗機(jī)組是公知的，葉輪由此可以被帶入兩個(gè)軸向位置中，在此，在第一位置上穿過葉輪的流動(dòng)路徑被關(guān)閉，在第二位置上穿過葉輪的流動(dòng)路徑被打開。例如專利文獻(xiàn)DE10115989A1中公開了這種設(shè)計(jì)。在穿過葉輪的流動(dòng)路徑被關(guān)閉的第一位置上，葉輪通過彈力來保持，而在驅(qū)動(dòng)電機(jī)通電(Bestromung)期間，通過所產(chǎn)生的反作用于彈力的磁性軸向力將葉輪拉入第二位置中。也就是說，為了打開葉輪和栗，需要使驅(qū)動(dòng)電機(jī)具有專門的設(shè)計(jì)方案，該設(shè)計(jì)方案在通電時(shí)會(huì)產(chǎn)生使葉輪運(yùn)動(dòng)的磁性軸向力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提出一種離心栗機(jī)組，其能夠在驅(qū)動(dòng)電機(jī)沒有通電以產(chǎn)生磁性軸向力的情況下實(shí)現(xiàn)葉輪在第一功能位置與第一功能位置之間的移動(dòng)。
[0004]本發(fā)明的目的通過一種具有如權(quán)利要求1所述特征的離心栗機(jī)組來實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的實(shí)施方式由從屬權(quán)利要求、下面的說明書以及附圖給出。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的離心栗機(jī)組具有優(yōu)選被設(shè)計(jì)為永磁轉(zhuǎn)子的電驅(qū)動(dòng)電機(jī)。優(yōu)選該驅(qū)動(dòng)電機(jī)是管道密閉式電機(jī)(Spaltrohrmotor)，即濕運(yùn)行電機(jī)。該驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)葉輪。葉輪在此可以通過軸與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子相連接。替代地，也可以使葉輪直接與被設(shè)計(jì)為無軸的轉(zhuǎn)子相連接，或者與轉(zhuǎn)子的至少一部分一體化地構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明，葉輪可以沿軸向方向在至少兩個(gè)功能位置之間運(yùn)動(dòng)。在此優(yōu)選使葉輪與電驅(qū)動(dòng)電機(jī)的軸或轉(zhuǎn)子共同運(yùn)動(dòng)。在第一功能位置上，穿過葉輪的流動(dòng)路徑基本上被關(guān)閉，從而使葉輪可以在該功能位置上承擔(dān)起閥門的功能，并且基本上能夠截?cái)啻┻^離心栗機(jī)組的流動(dòng)路徑。這種截?cái)嗟谋举|(zhì)在于，正如下面將要說明的那樣，可以甚至可能是需要保留極小的剩余通道。相反，在葉輪被軸向移動(dòng)的另一功能位置上，穿過葉輪并因此穿過離心栗機(jī)組的流動(dòng)路徑被打開，并且離心栗機(jī)組可以在電驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行時(shí)通過至少一個(gè)葉輪的旋轉(zhuǎn)來輸送流體，特別是液體。
[0006]現(xiàn)在根據(jù)本發(fā)明，通過磁性力、尤其是永磁力或彈力將葉輪保持在第一功能位置上。然后根據(jù)本發(fā)明，可以通過液壓力使葉輪從第一功能位置運(yùn)動(dòng)到第二功能位置，并且也通過液壓力使葉輪保持在第二位置上。該液壓力是由葉輪輸送的流體所產(chǎn)生的液壓力。即，當(dāng)葉輪被驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)在輸出側(cè)產(chǎn)生壓力，該壓力又作用于葉輪和/或作用于與葉輪耦接以進(jìn)行力傳遞的構(gòu)件，從而有液壓力作用于葉輪上，該液壓力將葉輪保持在第二功能位置上。由此，可以通過非常簡單的方式，通過控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)，也就是通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行使葉輪軸向運(yùn)動(dòng)以打開流動(dòng)通道。
[0007]特別優(yōu)選通過永磁力將葉輪保持在第一功能位置上，該永磁性力特別是作用在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的與葉輪相連接的永磁轉(zhuǎn)子與環(huán)繞的定子之間。由此可以省去用于產(chǎn)生永磁力的附加構(gòu)件。此外，這種力產(chǎn)生方式基本上是無磨損的，從而能夠確保根據(jù)本發(fā)明的栗機(jī)組的高可靠性。特別優(yōu)選通過由驅(qū)動(dòng)電機(jī)的永磁轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子的軸向移動(dòng)而產(chǎn)生的永磁力將葉輪保持在第一功能位置上。永磁轉(zhuǎn)子在軸向方向上努力使自身沿軸向方向在定子的磁路上居中?，F(xiàn)在，當(dāng)轉(zhuǎn)子在軸向方向上離開該居中位置時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生永磁性回位力，該回位力努力將轉(zhuǎn)子再次拉入該居中位置。根據(jù)本發(fā)明，該永磁性回位力用于將葉輪保持在第一功能位置上，并在將葉輪保持于第二功能位置上的液壓力被去掉時(shí)，根據(jù)需要使葉輪從第二功能位置運(yùn)動(dòng)到第一功能位置。也就是說，在該設(shè)計(jì)方案中離心栗機(jī)組被設(shè)計(jì)為，將葉輪保持在第二功能位置上的液壓力大于將葉輪保持在第一功能位置上的永磁性力。由此將造成:在驅(qū)動(dòng)電機(jī)被關(guān)閉時(shí)，液壓軸向力消失，并且葉輪通過永磁力運(yùn)動(dòng)回到第一功能位置。如果驅(qū)動(dòng)電機(jī)被接通，則葉輪在輸出側(cè)產(chǎn)生壓力并形成所述的液壓軸向力，該液壓軸向力大于永磁性回位力，從而使葉輪從第一功能位置運(yùn)動(dòng)到第二功能位置。
[0008]特別優(yōu)選使穿過葉輪的流動(dòng)路徑在第一功能位置上被關(guān)閉并在第二功能位置上被打開。但是，替代地也可以實(shí)現(xiàn)一種相反的設(shè)計(jì)方案，其中，穿過葉輪的流動(dòng)路徑在第二功能位置上被關(guān)閉并在第一功能位置上被打開。此外，優(yōu)選葉輪在第一功能位置上比在第二功能位置上更靠近定子。優(yōu)選葉輪在第二功能位置上比在第一功能位置上更多地向吸入側(cè)運(yùn)動(dòng)。但是在此也可以實(shí)現(xiàn)相反的設(shè)計(jì)方案。
[0009]此外優(yōu)選設(shè)有關(guān)閉元件，其在穿過葉輪的流動(dòng)路徑被關(guān)閉的功能位置上至少大部分地關(guān)閉葉輪的出口或入口，優(yōu)選大于90 %。因此，通過關(guān)閉元件可以實(shí)現(xiàn)對(duì)流動(dòng)路徑的關(guān)閉，在此，可以如上所述地在流動(dòng)路徑中保留一剩余開口，該剩余開口在啟動(dòng)處于關(guān)閉或堵塞功能位置上的葉輪時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)流動(dòng)，從而確保即使處于該功能位置上也能夠在葉輪的輸出側(cè)形成壓力，以便能夠產(chǎn)生期望的液壓力使葉輪移動(dòng)到第二功能位置。優(yōu)選該剩余開口小于整個(gè)流動(dòng)路徑的10%，進(jìn)一步優(yōu)選小于整個(gè)流動(dòng)路徑的5%或2%。但是這種剩余開口在許多要求截?cái)嗔鲃?dòng)路徑的應(yīng)用中是可以有誤差的。進(jìn)一步優(yōu)選將離心栗機(jī)組設(shè)計(jì)為，關(guān)閉元件在穿過葉輪的流動(dòng)路徑基本被關(guān)閉的功能位置上能夠?qū)⑷肟诨虺隹陉P(guān)閉絕大部分，但僅關(guān)閉到在啟動(dòng)葉輪時(shí)能夠在葉輪的輸出側(cè)形成壓力的程度。也就是說，優(yōu)選將葉輪的剩余開口選擇為盡可能得小，但是又必須大到足以在關(guān)閉狀態(tài)下形成壓力。
[0010]為了能夠通過關(guān)閉元件來打開和關(guān)閉流動(dòng)路徑，優(yōu)選葉輪能夠在第一功能位置與第二功能位置之間相對(duì)于關(guān)閉元件運(yùn)動(dòng)。在此，優(yōu)選關(guān)閉元件是固定的，并且葉輪如上所述地是軸向可移動(dòng)的。優(yōu)選關(guān)閉元件能夠在周向側(cè)環(huán)繞葉輪，并且葉輪以其外壁沉入關(guān)閉元件的內(nèi)周中。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，葉輪可以具有軸向側(cè)或徑向側(cè)的入口，并且關(guān)閉元件基本上能夠在一功能位置上覆蓋該入口，以便能夠?qū)е麓┻^葉輪的流動(dòng)路徑被關(guān)閉，在此，可以如前所述地保留一定程度的剩余開口，優(yōu)選小于10%或5%，更優(yōu)選小于2%。當(dāng)入口位于軸向側(cè)時(shí)，優(yōu)選關(guān)閉元件被取向?yàn)椋P(guān)閉元件相對(duì)于葉輪的縱軸線或轉(zhuǎn)動(dòng)軸線橫向延伸并在端面?zhèn)汝P(guān)閉入口。如果入口位于徑向側(cè)，優(yōu)選是沿葉輪的外周延伸的環(huán)形入口，則優(yōu)選將關(guān)閉元件設(shè)計(jì)為環(huán)形的壁，該壁可以在外周側(cè)覆蓋葉輪。
[0012]根據(jù)另一種可能的實(shí)施方式，葉輪可以具有徑向側(cè)的出口，并且關(guān)閉元件可以在功能位置上覆蓋該出口。即，在這種實(shí)施方式中離心栗機(jī)組被設(shè)計(jì)為，通過關(guān)閉該徑向側(cè)或周向側(cè)的出口來形成穿過葉輪的流動(dòng)路徑。在此，優(yōu)選將關(guān)閉元件設(shè)計(jì)為環(huán)形壁，其在一功能位置上，也就是使流動(dòng)路徑基本被關(guān)閉的功能位置上，周向地環(huán)繞出口。在此，也可以如上所述的方式保留剩余開口。
[0013]根據(jù)另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，離心栗機(jī)組被設(shè)計(jì)為，在穿過葉輪的流動(dòng)路徑被關(guān)閉的功能位置上，葉輪以限定出口的周向邊緣貼靠在環(huán)形壁的端面邊緣上。由此使得流動(dòng)路徑能夠在優(yōu)選面向另一功能位置的第一周向邊緣和環(huán)形壁之間有利地被基本上密封地關(guān)閉。但是，進(jìn)一步優(yōu)選在與該第一周向邊緣相對(duì)置的第二周向邊緣和環(huán)形壁之間，在穿過葉輪的流動(dòng)路徑被基本關(guān)閉的功能位置上保留有朝向葉輪的軸向端面被打開的流動(dòng)通道。該軸向端面優(yōu)選是位于葉輪外側(cè)的壓力側(cè)軸向端面。進(jìn)一步優(yōu)選該軸向端面位于由環(huán)形壁包圍的空間中，當(dāng)葉輪以其限定出口的第一端面邊緣貼靠在環(huán)形壁上時(shí)，該空間朝向壓力管道被完全關(guān)閉。通過這種方式可以使流動(dòng)路徑向外被完全中斷。但保留有從葉輪的出口側(cè)到壓力側(cè)端面的流動(dòng)路徑，從而在葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)能夠在該區(qū)域中形成壓力，該壓力作用于葉輪的端面上并由此產(chǎn)生液壓力，該液壓力在需要時(shí)反作用于起作用的永磁力或彈力而使葉輪從該功能位置移動(dòng)到另外的功能位置。
[0014]本發(fā)明的對(duì)象還在于一種用于離心栗機(jī)組的葉輪。該葉輪特別是能夠用于如前所述的離心栗機(jī)組，但是也可獨(dú)立地用于其他的離心栗機(jī)組。該葉輪具有至少一個(gè)出口和一個(gè)入口。本發(fā)明的基本特征在于，入口不是位于軸向側(cè)，而是位于葉輪的周向部分中，即朝向外周或徑向側(cè)地被打開。這種葉輪可以實(shí)現(xiàn)上述的閥門功能，但是卻不僅能夠用于關(guān)閉流動(dòng)路徑，而且還能夠例如通過軸向移動(dòng)在兩個(gè)可能的流動(dòng)路徑之間變換或切換，或起到混合功能。
[0015]特別優(yōu)選根據(jù)本發(fā)明的葉輪在吸入側(cè)具有封閉的軸向端面，該端面與具有入口的周向部分相毗鄰。即，待輸送的流體基本上不是沿軸向方向，而是沿徑向方向通過入口流入葉輪中。該位于葉輪吸入側(cè)上的封閉的軸向側(cè)端面可以同時(shí)通過下