專利名稱：水池泵的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種水池泵，包括在泵殼體中繞一旋轉軸線旋轉的葉輪，其中，泵殼體具有一相對葉輪在軸向設置的吸入口、一相對葉輪在徑向至切向設置的用于待輸送的水的壓出口以及一在吸入口與壓出口之間的殼體部分；其中，葉輪具有一徑向設置的圓盤及在一側在該圓盤上設置的葉片；其中，殼體部分配置于葉輪的配備葉片的敞開的側面并構成為面狀的對流板，并且，在各葉片、圓盤和對流板之間構成流動通道。
背景技術：
這種泵由US 5，713，719作為旋轉泵或離心泵是已知的，其包括一敞開式葉輪。葉輪具有許多泵輪葉片。在各泵輪葉片、一載有泵輪葉片的圓盤和一殼體部分之間構成流動通道。這些流動通道的橫截面從徑向內側向外側增大。此外由WO 94/03731已知一種離心泵，其包括一自由流葉輪，其中，流動通道構成在各完整的泵葉片與各短的泵葉片之間，前者由葉輪的旋轉軸線一直延伸到徑向圓周，后者設置在葉輪的外部環形區域內。這些流動通道的橫截面同樣是從內部向外面增大。由US 2004/01262^Α1已知一種旋轉泵，其具有一種特別的螺旋形殼體幾何形狀，其中，一封閉的泵輪設有第一和第二封蓋及在它們中間設置的流動通道。此外，在現有技術中已知普通的旋轉泵，其具有一旋轉的葉輪用以輸送水。該泵通常是浸入待輸送的水中使用的(潛水泵)。當然，也可以在抽吸側設置一管道，用以吸取待輸送的水。在干式安裝的情況下必須將泵在水池旁邊設置在水面之下。在壓力側，輸送的水經由一管道例如被送往水池過濾器、噴泉、所敷設的水循環等。旋轉泵按照流體動力的輸送原理工作，其中，待輸送的水接近于葉輪的旋轉軸線供給，由旋轉的葉輪以在其上設置的葉片帶走并強制地帶到一圓形軌道。通過在圓形軌道上旋轉的水的離心力，將水徑向壓向外面。相應地，接近于旋轉軸線對供水形成一負壓(抽吸側)，而在葉輪的周邊形成一超壓(壓力側)。旋轉泵是非常可靠的并且也可以以電氣上完全封罩的結構形式作為潛水泵使用， 例如也用于游泳池。此外，在相應地設計葉輪和所配的泵殼體的情況下，還可以輸送帶有固體物質的水，而無需擔心阻塞。其中，將葉輪構造為自由流葉輪，從而允許的固體尺寸例如可以為6mm(球體通行)。因此，在抽吸側只是具有相應網目的粗過濾元件限制通流量。然而，自由流葉輪由于流動短路和隨此帶來的內部均壓而具有比帶有封閉式葉輪的泵差一些的效率。但帶有封閉式葉輪的泵更容易阻塞，所以要在抽吸側設置相應較細的過濾器，這相應地增大了自由流入的困難
發明內容
由于水池泵具有非常長的使用時間，有時還要持續地晝夜工作，因此，在允許大顆粒尺寸(例如達6mm)的同時，效率的改善對于經濟操作是值得追求的。因此本發明的目的就是，對這種旋轉泵相應地予以優化。上述目的通過一種作為旋轉泵的水池泵而實現，該水池泵包括在泵殼體中繞一旋轉軸線旋轉的葉輪，其中，所述泵殼體具有一相對葉輪在軸向設置的吸入口、一相對葉輪在徑向至切向設置的用于待輸送的水的壓出口以及一在吸入口與壓出口之間的殼體部分；其中，所述葉輪具有一徑向設置的圓盤及在一側在該圓盤上設置的葉片；其中，所述殼體部分配置于所述葉輪的配備葉片的敞開的側面并構成為面狀的對流板，并且，在各葉片、圓盤和對流板之間構成流動通道；該水池泵的特征在于，各流動通道的橫截面沿流動方向從徑向內側向外側縮小，葉輪的葉片的相對旋轉軸線在軸向測量的高度從徑向內側向外側減小， 從而使葉輪的敞開的側面以基本上均勻的間隙尺寸與對流板間隔開設置，在各葉片之間構成的流動通道從葉輪的徑向內側直到外側具有基本上相同的寬度。意想不到地，在試驗中已證明，當在各葉片之間構成的流動通道具有沿流動方向從徑向內側向外側縮小的橫截面時，則帶有敞開式葉輪的旋轉泵具有得以改進的效率。顯然，在流動通道中沿徑向方向從旋轉軸線向外側的橫截面縮小會導致離心力的提高，從而也就提高了流體動力的輸送壓力。 優選地，流動通道橫截面的縮小為15 %至40 %，優選為20 %至35 %。在開頭所述的帶有敞開式葉輪的水池泵設計中，可以優選這樣實現流動通道橫截面縮小，即，對流板構造為一種大開口的圓錐面部分的形式，其朝向葉輪的方向與相對旋轉軸線定位的徑向平面成一個在5°與20°之間的角度(α)。可選地或附加地，流動通道橫截面縮小這樣達到，S卩，葉輪的圓盤構造為一種大開口的圓錐面的形式，其朝向對流板的方向與相對旋轉軸線定位的徑向平面成一個在5°與 20°之間的角度⑷。此外，如果葉輪葉片的相對旋轉軸線在軸向測量的高度從徑向內側向外側減小， 從而葉輪的敞開的側面以基本上均勻的間隙尺寸與對流板間隔開設置，則可提高水池泵的效率。如果間隙尺寸小于等于1mm，優選小于0. 5mm，則能可靠地避免由于葉輪與對流板之間的短路流動造成的壓力損失。為了避免固體成分在葉輪的流動通道中造成阻塞，葉片在徑向外側的高度大于等于流動通道的寬度。如果在各葉片之間構成的流動通道從葉輪的徑向內側直到其外側具有基本上相同的寬度，則可進一步改進泵的效率。該效率改進可能是源于渦流的進一步減小以及流動損失的減小。并且，通過這種構造設計避免了阻塞。特別是，流動通道的寬度應該設計成大于等于最大允許的顆粒尺寸，例如大于等于6mm。如果葉片在相對旋轉軸線的徑向平面內具有鐮刀形的橫截面，則在各鐮刀形葉片之間構成了一種在流體動力學上特別有效的流動通道幾何形式。由于鐮刀形的橫截面，葉片具有很高的固有穩定性，從而使葉輪有長的壽命。在制造技術上有利的是，對流板是泵殼體的整體結合的組成部分。優選泵殼體和 /或葉輪由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、改性的聚苯醚_0;所謂“吣巧1，，)和/或聚甲醛/聚縮醛(POM)制造。其中，特別是泵殼體與一體成形的對流板由形狀穩定的和低成本的ABS塑料制造。葉輪不僅可以由ABS塑料以足夠的形狀穩定性和強度作為低成本的構件制造，而且對于特別大的負荷，可以由PPO或POM塑料制造。為了在微小能量消耗的同時有很好的電效率，對于該水池泵，為驅動葉輪，將一個帶有優質鋼縫管的異步電機設置于一殼體中，其中支承著一個封罩于優質鋼中的轉子，該轉子與葉輪一起構成一個可從所述殼體中取出的運轉單元。為使泵有高的承載能力和長的壽命，該運轉單元可旋轉地支承于殼體中的一陶瓷軸承內。
以下借助附圖詳述本發明的一個實施例。其中圖1本發明的泵的通過軸向平面剖切的剖視圖，和圖2圖1中所示的葉輪的俯視圖。
具體實施例方式在圖1中示出了水池泵的通過軸向平面剖切的剖視圖，其包括一泵殼體1和一繞旋轉軸線χ旋轉的葉輪2。驅動裝置包括一個在一殼體中設置的電機，優選異步電機，它可安裝在用箭頭Y表示的側面上。經由在圖1中未示出的這個電機旋轉驅動裝置，葉輪2繞旋轉軸線X被旋轉式驅動。泵殼體1具有一吸入口 11，它對置于驅動側Y地與旋轉軸線X同軸設置。在吸入口 11上構造一管接頭，在其上可安裝一抽吸管道，用以供給待輸送的水。在泵用作為潛水泵時，水也可以被直接導入吸入口 11中。在抽吸側上的水流用箭頭Ws標記。泵殼體1與未示出驅動裝置Y共同構成可旋轉驅動的葉輪2的一個圍室，以便在葉輪2旋轉時產生水的流體動力輸送。其中，泵殼體1的這個圍室繞葉輪2的周邊具有一環形的蓄集室13，從該蓄集室，有一個相對葉輪2基本在切向設置的壓出口 14，沿著通過旋轉的葉輪2在一圓形軌道上被加速的水的方向，從泵殼體向排水Wd方向導出。在同軸于旋轉軸線X設置的吸入口 11與繞葉輪2的周邊成環面形構造的蓄集室 13之間，設計一個對流板12。該對流板12構成一圓環形的面，該面在圖1所示的實施例中構造為大開口的圓錐面部分，其具有一個相對徑向方向的徑向平面以及向驅動側Y的方向傾斜約10°的角度。葉輪2具有一個在相對于旋轉軸線X的徑向平面內定位的圓盤22，在該圓盤上軸向成形向抽吸側伸出的許多葉片21。在圖2中示出了葉輪2從抽吸側Ws(見圖1)的方向的俯視圖。圖2中所示的葉輪2具有八個其橫截面在相對旋轉軸線X的徑向平面內成鐮刀形構造的葉片21。在各葉片 21之間構成八個流動通道23，它們在鄰接的葉片21、21之間具有基本上不變的例如6mm的寬度b。為將葉輪固定在未示出的驅動裝置Y的一個設有軸的轉子上，設置了一個中心孔 M，其帶有在葉輪2上成形的軸25。如圖1由剖視圖可見，葉輪2的敞開的側面直接面對泵殼體1的對流板12。相應地，各葉片21的自由伸出端適配于折彎角度α的對流板12，從而在各葉片21的自由的上邊緣與對流板12之間產生一個基本上均勻的例如為0. 5mm的間隙尺寸S。在水池泵工作時，葉輪2繞旋轉軸線X旋轉。其中，由未示出的驅動裝置Y驅動所述葉輪2。基于葉輪2與在其上構成的各葉片21的旋轉運動，在抽吸側Ws上存在的水由于在葉輪2的中心形成的負壓而被吸入并經由流動通道23被帶向一圓形軌道。水在流動通道23中的離心加速度因為離心力的作用而導致壓力升高，并因此致使水向在泵的壓力側Wd 的壓出口 14進行流體動力的輸送。在此，所述約0. 5_的微小間隙尺寸s可靠地阻止流動短路，從而使泵特別有效地工作。同樣，流動通道23具有基本上不變的等于6mm的寬度b的設計能允許通過該泵無阻塞地輸送帶有顆粒尺寸達6mm的固體成分的水。由于葉片21的高度h在流動通道23的周邊的出口處至少相當于寬度b，亦即b小于等于h，因此，就高度尺寸而言，也避免了流動通道的堵塞。通過對流板12的大開口的圓錐面形狀以及在其上適配的葉片21高度伸展的構造設計，在這里所示的實施例中，使得流動通道的橫截面沿流動方向從葉輪2的中心徑向向外到流動通道的周邊出口縮小對％。該橫截面縮小意想不到地導致了泵的功率提高。與本申請人的帶有自由流葉輪的至今現行的那代水池泵產品相比，按本申請的產品得到了以下在表1中所說明的改進。在欄“泵型號”下用標記“Meaner M或MPF···”列出至今本申請人所銷售的泵型號，而用“NEU···”列出相應設計的改進型式。如由該表得出的那樣，通過按本申請的葉輪和相應的具有對流板的泵殼體設計實現了效率的顯著改進。由于在泵功率、亦即泵揚程(輸送高度)和輸送能力相當的情況下耗電功率明顯更低，因此在泵的整個使用壽命期間表現出非常經濟的優點。表1效率比較
權利要求
1.水池泵，包括在泵殼體(1)中繞一旋轉軸線(X)旋轉的葉輪O)，其中，所述泵殼體 ⑴具有一相對葉輪⑵在軸向設置的吸入口(11)、一相對葉輪⑵在徑向至切向設置的用于待輸送的水的壓出口(14)以及一在吸入口(11)與壓出口(14)之間的殼體部分；其中，所述葉輪( 具有一徑向設置的圓盤0 及在一側在該圓盤上設置的葉片；其中，所述殼體部分配置于所述葉輪(2)的配備葉片的敞開的側面并構成為面狀的對流板(12)，并且，在各葉片(21)、圓盤02)和對流板(12)之間構成流動通道03)；其特征在于，各流動通道03)的橫截面沿流動方向從徑向內側向外側縮小，葉輪(2)的葉片的相對旋轉軸線(X)在軸向測量的高度從徑向內側向外側減小，從而使葉輪的敞開的側面以基本上均勻的間隙尺寸(s)與對流板(12)間隔開設置，在各葉片之間構成的流動通道從葉輪的徑向內側直到外側具有基本上相同的寬度(b)。
2.按照權利要求1所述的水池泵，其特征在于，流動通道橫截面的縮小為15%至40%。
3.按照權利要求2所述的水池泵，其特征在于，流動通道橫截面的縮小為20%至35%。
4.按照權利要求1至3之一所述的水池泵，其特征在于，所述對流板(12)構造為一種大開口的圓錐面部分的形式，其朝向葉輪的方向與相對旋轉軸線(X)定位的徑向平面成一個在5°與20°之間的角度(α)。
5.按照權利要求1、2或3所述的水池泵，其特征在于，葉輪的圓盤02)構造為一種大開口的圓錐面的形式，其朝向對流板(1 的方向與相對旋轉軸線(X)定位的徑向平面成一個在5°與20°之間的角度(β)。
6.按照權利要求1所述的水池泵，其特征在于，所述間隙尺寸(s)小于等于1mm。
7.按照權利要求6所述的水池泵，其特征在于，所述間隙尺寸(s)小于0.5mm。
8.按照權利要求1所述的水池泵，其特征在于，葉片在徑向外側的高度(h)大于等于流動通道(23)的寬度(b)。
9.按照權利要求1至3之一項所述的水池泵，其特征在于，各葉片在相對旋轉軸線(X)的徑向平面內具有鐮刀形的橫截面。
10.按照權利要求1至3之一項所述的水池泵，其特征在于，所述對流板(12)是所述泵殼體(1)的整體結合的組成部分。
全文摘要
本發明涉及一種水池泵，包括在泵殼體(1)中繞一旋轉軸線(X)旋轉的葉輪(2)，其中，泵殼體(1)具有一相對葉輪(2)在軸向設置的吸入口(11)、一相對葉輪(2)在徑向至切向設置的用于待輸送的水的壓出口(14)以及一在吸入口(11)與壓出口(14)之間的對流板(12)，葉輪(2)具有一徑向設置的圓盤(22)及在一側在該圓盤上設置的葉片(21)，其中，對流板(12)配置于葉輪的配備葉片(21)的側面，在各葉片(21)之間構成的流動通道(23)的橫截面沿流動方向從徑向內側向外側縮小。
文檔編號F04D29/22GK102251987SQ201110126439
公開日2011年11月23日 申請日期2007年6月23日 優先權日2006年7月4日
發明者H-W·克斯特, O·迪克特曼 申請人:美森納有限及兩合公司