申请日2013.08.21
公开(公告)日2015.06.03
IPC分类号F04D29/24; F04D29/42; F04D7/04
摘要
提出了用于用来输送废水的泵的叶轮，所述叶轮具有围绕转动轴线(A)能旋转的承载体(32)，在所述承载体上设置了两个叶片(31)用于输送，其中所述叶片(31)分别具有入口区域(311)，所述入口区域(311)从入口边缘(310)一直延伸到顶部(S)，其中所述叶片(31)的壁厚(d)在其背向所述承载体(32)的端侧(350)在所述入口区域(311)中从所述入口边缘(310)起增大并且在所述顶部(S)处达到其最大值，其中，所述叶片(31)在所述入口区域(311)中在轴向方向上从所述承载体(32)朝所述端侧(350)关于所述壁厚逐渐变细。还提出了与这种叶轮共同作用的底板以及用于输送废水的泵。
权利要求书
1.叶轮，用于用来输送废水的泵，所述叶轮具有围绕转动轴线(A)能旋转的承载体(32)，在所述承载体上设置了两个叶片(31)用于输送，其中所述叶片(31)分别具有入口区域(311)，所述入口区域(311)从入口边缘(310)一直延伸到顶部(S)，其中所述叶片(31)的壁厚(d)在其背向所述承载体(32)的端侧(350)在所述入口区域(311)中从所述入口边缘(310)起增大并且在所述顶部(S)处达到其最大值，其特征在于，所述叶片(31)在所述入口区域(311)中在轴向方向上从所述承载体(32)朝所述端侧(350)关于所述壁厚逐渐变细。
2.根据权利要求1所述的叶轮，其中，所述叶片(31)在所述入口区域(311)中以至少两度的倾角(α)逐渐变细。
3.根据前述权利要求中任一项所述的叶轮，其中，所述叶片(31)在所述入口区域(311)中不仅在压力侧(330)而且在吸入侧(340)以至少两度的倾角(α)逐渐变细。
4.根据前述权利要求中任一项所述的叶轮，其中，在所述顶部(S)和所述叶片(31)的压力侧(330)上的出口边缘(320)之间设置第一区域(312)，在所述第一区域中所述叶片(31)在轴向方向上从所述承载体(32)朝所述端侧(350)关于所述壁厚逐渐变细。
5.根据前述权利要求中任一项所述的叶轮，其中，在所述顶部(S)和所述叶片(31)的压力侧(330)上的出口边缘(320)之间设置第二区域(313)，在所述第二区域中所述叶片(31)在其端侧(350)具有比在其与所述承载体(32)相连的侧面处的壁厚更大的壁厚。
6.根据前述权利要求中任一项所述的叶轮，其中，所述承载体(32)构造成截锥形。
7.根据前述权利要求中任一项所述的叶轮，其中，所述入口边缘(310)具有至少10mm、优选至少15mm的曲率半径(r)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的叶轮，其中，所述入口边缘(310)以小于90度的角度(ε)汇入所述承载体(32)中。
9.根据前述权利要求中任一项所述的叶轮，其中，在所述入口区域(311)的端侧(350)处的第一中切线(T1)和在所述第一区域(312)的端侧(350)处的第二中切线(T2)以钝的顶角(γ)相交，所述顶角优选至少是100°并且最大是125°。
10.根据前述权利要求中任一项所述的叶轮，其中，设置了中心孔(33)用于容纳驱动轴以及构造成锥形的盖(35)以便在叶片侧封闭所述中心孔(33)。
11.底板，用于与根据前述权利要求中任一项所构造的叶轮(3)共同作用，所述底板具有用于吸入废水的中心进入开口(4)，具有与所述叶轮(3)的所述承载体(32)的走向相匹配的工作面(21)，其特征在于，在所述工作面(21)中设置至少一个第一槽(81)，所述至少一个第一槽从所述工作面(21)的面向所述进入开口(4)的边缘(22)向外延伸，其中所述第一槽(81)在所述工作面(21)中结束。
12.根据权利要求11所述的底板，其中，在所述工作面(21)中设置至少一个第二槽(82)，所述至少一个第二槽从所述工作面(21)的外边缘(23)向内延伸，其中所述第二槽(82)在所述工作面(21)中结束，其中每个第二槽(82)构造成没有与所述第一槽(81)中的一个直接流通连接。
13.根据权利要求12所述的底板，其中，所述第二槽(82)关于径向方向具有比所述第一槽(81)更大的曲率。
14.泵，用于输送废水或包含固体物质的液体，所述泵具有根据权利要求1-10中任一项所构造的叶轮(3)或具有根据权利要求11-13中任一项所构造的底板(2)。
15.根据权利要求14所述的泵，所述泵构造成潜水泵。
说明书
用于输送废水的泵以及用于这种泵的叶轮和底板
技术领域
本发明涉及根据相应类型的独立权利要求的前序部分所述的用于输送废水或包含固体物质(Feststoff)的液体的泵以及用于这种泵的叶轮和底板。
背景技术
在输送废水并且尤其输送来自家庭的废水时产生了问题，因为这些液体包含纤维材料、抹布、纺织物或其它固体物质，它们会非常容易地附着在泵的区域中并且随后可导致泵的效率、尤其是泵的液压效率下降直到泵的叶轮完全阻塞并且引起维修(Serviceeinsatz)或者时常引起成本高昂的维护工作。因此，在使用这种泵时必须采取专门的措施，以便有效地防止堵塞。
通常这类泵构造为具有径向或半轴向的叶轮的离心泵，其中叶轮可仅具有一个叶片(Schaufel)或也可具有多个叶片。通常，具有多个叶片的叶轮的突出之处在于较高的效率(Wirkungsgrad)，但是为了防止固体、例如纤维材料在输送路径中积聚(Anlagern)或保持挂住(H?ngenbleiben)也提出了特别的要求。根据流动的停滞点(Staupunkt)在叶片处所处的位置，纤维材料或类似物可以被挤压到叶片的表面处并且保留在那里。
发明内容
因此，从该现有技术出发，本发明的任务是提出了用于输送废水或包含固体物质的材料的泵，所述泵的突出之处在于关于固体物质的非常好的通过特性(Durchgangsverhalten)，其中同时应该可以实现尽可能好的液压效率或高的液压效率。特别地，通过本发明也提出了用于这种泵的叶轮和底板。
本发明的解决所述任务的主题的特征在于独立权利要求的特征。
因此，根据本发明提出了用于用来输送废水的泵的叶轮，具有围绕转动轴线可旋转的承载体，在所述承载体上设置了两个叶片用于输送，其中所述叶片分别具有入口区域，所述入口区域(Eintrittsbereich)从入口边缘(Eintrittskante)一直延伸到顶部，其中叶片的壁厚在其背向承载体的端侧在入口区域中从入口边缘起增大并且在顶部处达到其最大值，其中叶片在入口区域中在轴向方向上从承载体朝端侧关于壁厚逐渐变细。
通过叶片在入口区域中关于轴向方向的这种制成斜面实现了固体物质不再可以如此轻易地粘附在叶片处，而是通过倾斜引起了滑出或滑落并且继续被输送。通过具有至少两个叶片的设计方案可以同时实现高的液压效率。
在实践中，叶片在入口区域中以至少两度的倾角逐渐变细已证明是有利的。
特别有利的是，叶片在入口区域中不仅在压力侧而且在吸入侧以至少两度的倾角逐渐变细。通过在叶片的入口区域中的这种两侧制成斜面可以有效地防止固体物质不仅粘附在叶片的压力侧上而且粘附在叶片的吸入侧上。此外获得的优势是，叶片至少在入口区域中可自然脱模，由此意味着在叶片的整个入口区域中在以浇铸技术制造时不必为了能使叶片脱模而设置芯部或砂芯。因此，这些面并且尤其是入口边缘的区域在制造过程中保持免于清砂工作或其它材料剥蚀的后处理、例如磨削。这种工作在所述区域中在浇铸的情况下设置芯部或其它部件时就必不可少，所述芯部或其它部件导致了在铸体上的接缝、毛刺或其它后续要去除的不平整。
另一个有利的措施在于，在顶部和叶片的压力侧上的出口边缘之间设置第一区域，在所述第一区域中叶片在轴向方向上从承载体朝端侧关于壁厚逐渐变细。因为通过这种方式还有利于纤维材料或其它的固体在所述区域中在叶片的压力侧上滑落。
出于液压或流动技术的原因，优选的是，在顶部和叶片的压力侧上的出口边缘之间设置第二区域，在所述第二区域中叶片在其端侧具有比在其与承载体相连的侧面处的壁厚更大的壁厚。叶片在所述第二区域中——与第一区域相反——优选被后切。
在承载体构造成截锥形时可以实现关于固体物质的特别好的通过特性。通过承载体的倾斜有效抵抗了固体物质的积聚。那样的话，叶轮构造成半轴向叶轮。
与普遍的学术观点相反，入口边缘具有至少10mm、优选至少15mm的曲率半径已证明是有利的。通过这种非常宽的或较少弯曲的入口边缘的设计方案对固体物质在入口边缘处的滑落产生积极的影响。
另一个优选的措施在于，入口边缘以小于90度的角度汇入承载体中。因此入口边缘关于轴向方向未与承载体垂直，而是在流动方向上看向后倾斜(back swapped leading edge(后交换前缘))。
由于叶片在端侧首先直到顶部增大的壁厚并且优选随后在端侧减小的壁厚，叶片的端侧具有在顶部的区域中醒目的弯折(Abknicken)的外观。所属的顶角优选是钝角。因此，如果在入口区域的端侧设置第一中切线并且在第一区域的端侧设置第二中切线，那么所述第一中切线和所述第二中切线以钝的顶角相交，所述顶角优选至少是100°并且最大是125°。这种叶片厚度分布——如还要阐述的——尤其对于与根据本发明的底板的共同作用是有利的。
此外，有利的是，在叶轮中设置中心孔用于容纳驱动轴以及构造成锥形的盖以便在叶片侧封闭中心孔。锥形的盖(其特别优选地表示承载体的锥形设计方案的延长)也有助于固体物质的滑落并且因此改善叶轮关于固体物质的通过特性。
根据本发明的叶轮还可以具有三个叶片。
通过本发明还提出了用于与根据本发明构造的叶轮共同作用的底板，具有用于吸入废水的中心进入开口(Einlass?ffnung)，具有与叶轮的承载体的走向相匹配的工作面，其中在所述工作面中设置了至少一个第一槽，所述至少一个第一槽从工作面的面向进入开口的边缘向外延伸，其中第一槽在工作面中结束。通过所述第一槽与叶轮的叶片的叶片厚度分布的共同作用在叶片经过时可以产生脉动效应(Pulsationseffekt)，所述脉动效应防止固体物质保持挂在叶片上。
一个有利的措施在于，在工作面中设置了至少一个第二槽，所述至少一个第二槽从工作面的外边缘向内延伸，其中第二槽在工作面中结束，其中每个第二槽构造成没有与第一槽中的一个直接流通连接。通过在工作面的外边缘处设置的第二槽，产生固体物质与叶轮的相对运动。此外由此实现了剪切效应(Schneideeffekt)，所述剪切效应可导致固体物质部分的减小。在工作面中在第一和第二槽之间不存在流通连接，通过这种方式可实现更好的效率，因为至少降低了液体的径向或半径向的回流。
在实践中，第二槽关于径向方向具有比第一槽更大的曲率已证明是有利的。
此外，针对应用情况可以优化底板的工作面中的槽的数量、布置和几何形状。
通过本发明还提出了用于输送废水或包含固体物质的液体的泵，具有根据本发明构造的叶轮，或者具有根据本发明构造的底板。这种泵的突出之处在于高的效率和非常好的关于固体物质的通过特性。
对于作为废水泵的应用，泵优选构造为可完全或部分浸入到要输送的介质中的潜水泵。
本发明的其它有利的措施和优选的设计方案从从属权利要求得到。