申請日2013.08.21

　　公開(公告)日2017.10.24

　　IPC分類號F04D29/24; F04D7/04; F04D29/42

　　摘要

　　提出了用于用來輸送廢水的泵的葉輪，所述葉輪具有圍繞轉(zhuǎn)動軸線(A)能旋轉(zhuǎn)的承載體(32)，在所述承載體上設(shè)置了兩個(gè)葉片(31)用于輸送，其中所述葉片(31)分別具有入口區(qū)域(311)，所述入口區(qū)域(311)從入口邊緣(310)一直延伸到頂部(S)，其中所述葉片(31)的壁厚(d)在其背向所述承載體(32)的端側(cè)(350)在所述入口區(qū)域(311)中從所述入口邊緣(310)起增大并且在所述頂部(S)處達(dá)到其最大值，其中，所述葉片(31)在所述入口區(qū)域(311)中在軸向方向上從所述承載體(32)朝所述端側(cè)(350)關(guān)于所述壁厚逐漸變細(xì)。還提出了與這種葉輪共同作用的底板以及用于輸送廢水的泵。

　　權(quán)利要求書

　　1.葉輪，用于用來輸送廢水的泵，所述葉輪具有圍繞轉(zhuǎn)動軸線(A)能旋轉(zhuǎn)的承載體(32)，在所述承載體上設(shè)置了分別具有壓力側(cè)(330) 和吸入側(cè)(340)的兩個(gè)葉片(31)用于輸送，其中所述葉片(31)分別具有入口區(qū)域(311)，所述入口區(qū)域(311)從入口邊緣(310)一直延伸到頂部(S)，其中所述葉片(31)的壁厚(d)在其背向所述承載體(32)的端側(cè)(350)在所述入口區(qū)域(311)中從所述入口邊緣(310)起增大并且在所述頂部(S)處達(dá)到其最大值，其特征在于，所述葉片(31)在所述入口區(qū)域(311)中在軸向方向上從所述承載體(32)朝所述端側(cè)(350)關(guān)于所述壁厚逐漸變細(xì)，其中所述葉片(31)在所述入口區(qū)域(311)中不僅在所述壓力側(cè)(330)而且在所述吸入側(cè)(340)以不同于零的傾角(α)逐漸變細(xì)。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉輪，其中，所述葉片(31)在所述入口區(qū)域(311)中不僅在壓力側(cè)(330)而且在吸入側(cè)(340)以至少兩度的傾角(α)逐漸變細(xì)。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一項(xiàng)所述的葉輪，其中，在所述頂部(S)和所述葉片(31)的壓力側(cè)(330)上的出口邊緣(320)之間設(shè)置第一區(qū)域(312)，在所述第一區(qū)域中所述葉片(31)在軸向方向上從所述承載體(32)朝所述端側(cè)(350)關(guān)于所述壁厚逐漸變細(xì)。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一項(xiàng)所述的葉輪，其中，在所述頂部(S)和所述葉片(31)的壓力側(cè)(330)上的出口邊緣(320)之間設(shè)置第二區(qū)域(313)，在所述第二區(qū)域中所述葉片(31)在其端側(cè)(350)具有比在其與所述承載體(32)相連的側(cè)面處的壁厚更大的壁厚。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一項(xiàng)所述的葉輪，其中，所述承載體(32)構(gòu)造成截錐形。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一項(xiàng)所述的葉輪，其中，所述入口邊緣(310)具有至少10mm的曲率半徑(r)。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一項(xiàng)所述的葉輪，其中，所述入口邊緣(310)具有至少15mm的曲率半徑(r)。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一項(xiàng)所述的葉輪，其中，所述入口邊緣(310)以小于90度的角度(ε)匯入所述承載體(32)中。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的葉輪，其中，在所述入口區(qū)域(311)的端側(cè)(350)處的第一中切線(T1)和在所述第一區(qū)域(312)的端側(cè)(350)處的第二中切線(T2)以鈍的頂角(γ)相交。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的葉輪，其中，所述鈍的頂角(γ)至少是100°并且最大是125°。

　　11.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一項(xiàng)所述的葉輪，其中，設(shè)置了中心孔(33)用于容納驅(qū)動軸以及構(gòu)造成錐形的蓋(35)以便在葉片側(cè)封閉所述中心孔(33)。

　　12.底板，用于與根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所構(gòu)造的葉輪(3)共同作用，所述底板具有用于吸入廢水的中心進(jìn)入開口(4)，具有與所述葉輪(3)的所述承載體(32)的走向相匹配的工作面(21)，其特征在于，在所述工作面(21)中設(shè)置至少一個(gè)第一槽(81)，所述至少一個(gè)第一槽從所述工作面(21)的面向所述進(jìn)入開口(4)的邊緣(22)向外延伸，其中所述第一槽(81)在所述工作面(21)中結(jié)束。

　　13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的底板，其中，在所述工作面(21)中設(shè)置至少一個(gè)第二槽(82)，所述至少一個(gè)第二槽從所述工作面(21)的外邊緣(23)向內(nèi)延伸，其中所述第二槽(82)在所述工作面(21)中結(jié)束，其中每個(gè)第二槽(82)構(gòu)造成沒有與所述第一槽(81)中的一個(gè)直接流通連接。

　　14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的底板，其中，所述第二槽(82)關(guān)于徑向方向具有比所述第一槽(81)更大的曲率。

　　15.泵，用于輸送廢水或包含固體物質(zhì)的液體，所述泵具有根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所構(gòu)造的葉輪(3)或具有根據(jù)權(quán)利要求12-14中任一項(xiàng)所構(gòu)造的底板(2)。

　　16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的泵，所述泵構(gòu)造成潛水泵。

　　說明書

　　用于輸送廢水的泵以及用于這種泵的葉輪和底板

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及根據(jù)相應(yīng)類型的獨(dú)立權(quán)利要求的前序部分所述的用于輸送廢水或包含固體物質(zhì)(Feststoff)的液體的泵以及用于這種泵的葉輪和底板。

　　背景技術(shù)

　　在輸送廢水并且尤其輸送來自家庭的廢水時(shí)產(chǎn)生了問題，因?yàn)檫@些液體包含纖維材料、抹布、紡織物或其它固體物質(zhì)，它們會非常容易地附著在泵的區(qū)域中并且隨后可導(dǎo)致泵的效率、尤其是泵的液壓效率下降直到泵的葉輪完全阻塞并且引起維修(Serviceeinsatz)或者時(shí)常引起成本高昂的維護(hù)工作。因此，在使用這種泵時(shí)必須采取專門的措施，以便有效地防止堵塞。

　　通常這類泵構(gòu)造為具有徑向或半軸向的葉輪的離心泵，其中葉輪可僅具有一個(gè)葉片(Schaufel)或也可具有多個(gè)葉片。通常，具有多個(gè)葉片的葉輪的突出之處在于較高的效率(Wirkungsgrad)，但是為了防止固體、例如纖維材料在輸送路徑中積聚(Anlagern)或保持掛住(Hängenbleiben)也提出了特別的要求。根據(jù)流動的停滯點(diǎn)(Staupunkt)在葉片處所處的位置，纖維材料或類似物可以被擠壓到葉片的表面處并且保留在那里。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　因此，從該現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的任務(wù)是提出了用于輸送廢水或包含固體物質(zhì)的材料的泵，所述泵的突出之處在于關(guān)于固體物質(zhì)的非常好的通過特性(Durchgangsverhalten)，其中同時(shí)應(yīng)該可以實(shí)現(xiàn)盡可能好的液壓效率或高的液壓效率。特別地，通過本發(fā)明也提出了用于這種泵的葉輪和底板。

　　本發(fā)明的解決所述任務(wù)的主題的特征在于獨(dú)立權(quán)利要求的特征。

　　因此，根據(jù)本發(fā)明提出了用于用來輸送廢水的泵的葉輪，具有圍繞轉(zhuǎn)動軸線可旋轉(zhuǎn)的承載體，在所述承載體上設(shè)置了兩個(gè)葉片用于輸送，其中所述葉片分別具有入口區(qū)域，所述入口區(qū)域(Eintrittsbereich)從入口邊緣(Eintrittskante)一直延伸到頂部，其中葉片的壁厚在其背向承載體的端側(cè)在入口區(qū)域中從入口邊緣起增大并且在頂部處達(dá)到其最大值，其中葉片在入口區(qū)域中在軸向方向上從承載體朝端側(cè)關(guān)于壁厚逐漸變細(xì)。

　　通過葉片在入口區(qū)域中關(guān)于軸向方向的這種制成斜面實(shí)現(xiàn)了固體物質(zhì)不再可以如此輕易地粘附在葉片處，而是通過傾斜引起了滑出或滑落并且繼續(xù)被輸送。通過具有至少兩個(gè)葉片的設(shè)計(jì)方案可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)高的液壓效率。

　　在實(shí)踐中，葉片在入口區(qū)域中以至少兩度的傾角逐漸變細(xì)已證明是有利的。

　　特別有利的是，葉片在入口區(qū)域中不僅在壓力側(cè)而且在吸入側(cè)以至少兩度的傾角逐漸變細(xì)。通過在葉片的入口區(qū)域中的這種兩側(cè)制成斜面可以有效地防止固體物質(zhì)不僅粘附在葉片的壓力側(cè)上而且粘附在葉片的吸入側(cè)上。此外獲得的優(yōu)勢是，葉片至少在入口區(qū)域中可自然脫模，由此意味著在葉片的整個(gè)入口區(qū)域中在以澆鑄技術(shù)制造時(shí)不必為了能使葉片脫模而設(shè)置芯部或砂芯。因此，這些面并且尤其是入口邊緣的區(qū)域在制造過程中保持免于清砂工作或其它材料剝蝕的后處理、例如磨削。這種工作在所述區(qū)域中在澆鑄的情況下設(shè)置芯部或其它部件時(shí)就必不可少，所述芯部或其它部件導(dǎo)致了在鑄體上的接縫、毛刺或其它后續(xù)要去除的不平整。

　　另一個(gè)有利的措施在于，在頂部和葉片的壓力側(cè)上的出口邊緣之間設(shè)置第一區(qū)域，在所述第一區(qū)域中葉片在軸向方向上從承載體朝端側(cè)關(guān)于壁厚逐漸變細(xì)。因?yàn)橥ㄟ^這種方式還有利于纖維材料或其它的固體在所述區(qū)域中在葉片的壓力側(cè)上滑落。

　　出于液壓或流動技術(shù)的原因，優(yōu)選的是，在頂部和葉片的壓力側(cè)上的出口邊緣之間設(shè)置第二區(qū)域，在所述第二區(qū)域中葉片在其端側(cè)具有比在其與承載體相連的側(cè)面處的壁厚更大的壁厚。葉片在所述第二區(qū)域中——與第一區(qū)域相反——優(yōu)選被后切。

　　在承載體構(gòu)造成截錐形時(shí)可以實(shí)現(xiàn)關(guān)于固體物質(zhì)的特別好的通過特性。通過承載體的傾斜有效抵抗了固體物質(zhì)的積聚。那樣的話，葉輪構(gòu)造成半軸向葉輪。

　　與普遍的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)相反，入口邊緣具有至少10mm、優(yōu)選至少15mm的曲率半徑已證明是有利的。通過這種非常寬的或較少彎曲的入口邊緣的設(shè)計(jì)方案對固體物質(zhì)在入口邊緣處的滑落產(chǎn)生積極的影響。

　　另一個(gè)優(yōu)選的措施在于，入口邊緣以小于90度的角度匯入承載體中。因此入口邊緣關(guān)于軸向方向未與承載體垂直，而是在流動方向上看向后傾斜(back swapped leadingedge(后交換前緣))。

　　由于葉片在端側(cè)首先直到頂部增大的壁厚并且優(yōu)選隨后在端側(cè)減小的壁厚，葉片的端側(cè)具有在頂部的區(qū)域中醒目的彎折(Abknicken)的外觀。所屬的頂角優(yōu)選是鈍角。因此，如果在入口區(qū)域的端側(cè)設(shè)置第一中切線并且在第一區(qū)域的端側(cè)設(shè)置第二中切線，那么所述第一中切線和所述第二中切線以鈍的頂角相交，所述頂角優(yōu)選至少是100°并且最大是125°。這種葉片厚度分布——如還要闡述的——尤其對于與根據(jù)本發(fā)明的底板的共同作用是有利的。

　　此外，有利的是，在葉輪中設(shè)置中心孔用于容納驅(qū)動軸以及構(gòu)造成錐形的蓋以便在葉片側(cè)封閉中心孔。錐形的蓋(其特別優(yōu)選地表示承載體的錐形設(shè)計(jì)方案的延長)也有助于固體物質(zhì)的滑落并且因此改善葉輪關(guān)于固體物質(zhì)的通過特性。

　　根據(jù)本發(fā)明的葉輪還可以具有三個(gè)葉片。

　　通過本發(fā)明還提出了用于與根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的葉輪共同作用的底板，具有用于吸入廢水的中心進(jìn)入開口(Einlassöffnung)，具有與葉輪的承載體的走向相匹配的工作面，其中在所述工作面中設(shè)置了至少一個(gè)第一槽，所述至少一個(gè)第一槽從工作面的面向進(jìn)入開口的邊緣向外延伸，其中第一槽在工作面中結(jié)束。通過所述第一槽與葉輪的葉片的葉片厚度分布的共同作用在葉片經(jīng)過時(shí)可以產(chǎn)生脈動效應(yīng)(Pulsationseffekt)，所述脈動效應(yīng)防止固體物質(zhì)保持掛在葉片上。

　　一個(gè)有利的措施在于，在工作面中設(shè)置了至少一個(gè)第二槽，所述至少一個(gè)第二槽從工作面的外邊緣向內(nèi)延伸，其中第二槽在工作面中結(jié)束，其中每個(gè)第二槽構(gòu)造成沒有與第一槽中的一個(gè)直接流通連接。通過在工作面的外邊緣處設(shè)置的第二槽，產(chǎn)生固體物質(zhì)與葉輪的相對運(yùn)動。此外由此實(shí)現(xiàn)了剪切效應(yīng)(Schneideeffekt)，所述剪切效應(yīng)可導(dǎo)致固體物質(zhì)部分的減小。在工作面中在第一和第二槽之間不存在流通連接，通過這種方式可實(shí)現(xiàn)更好的效率，因?yàn)橹辽俳档土艘后w的徑向或半徑向的回流。

　　在實(shí)踐中，第二槽關(guān)于徑向方向具有比第一槽更大的曲率已證明是有利的。

　　此外，針對應(yīng)用情況可以優(yōu)化底板的工作面中的槽的數(shù)量、布置和幾何形狀。

　　通過本發(fā)明還提出了用于輸送廢水或包含固體物質(zhì)的液體的泵，具有根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的葉輪，或者具有根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的底板。這種泵的突出之處在于高的效率和非常好的關(guān)于固體物質(zhì)的通過特性。

　　對于作為廢水泵的應(yīng)用，泵優(yōu)選構(gòu)造為可完全或部分浸入到要輸送的介質(zhì)中的潛水泵。

　　本發(fā)明的其它有利的措施和優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案從從屬權(quán)利要求得到。