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离心泵

阅读：248发布：2020-05-13

IPRDB可以提供离心泵专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种离心泵(7)，其具有一个或多个泵级，在离心泵(7)的内部具有用于支持自吸的压力控制阀(15)，阀(15)包括预紧的板簧(17)和阀座(18)，板簧(17)具有打开位置(a)和关闭位置(c)，在打开位置(a)上，板簧(17)与阀座(18)分离；在关闭位置(c)上，板簧(17)关闭阀座(18)，板簧(17)和阀座(18)设置为用于软关闭。，下面是离心泵专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种离心泵，其具有一个或多个泵级，在所述离心泵(7)的内部具有用于支持自吸的压力控制阀(15)，所述阀(15)包括预紧的板簧(17)和阀座(18)，所述板簧(17)具有打开位置(a)和关闭位置(c)，在所述打开位置(a)，所述板簧(17)与所述阀座(18)分离；在所述关闭位置(c)，所述板簧(17)关闭所述阀座(18)，所述板簧(17)和阀座(18)设置为用于软关闭。

2.根据权利要求1所述的离心泵，其中，所述板簧(17)具有预关闭位置(b)，在该预关闭位置上，所述阀(15)被部分地关闭。

3.根据权利要求2所述的离心泵，其中，所述板簧(17)具有至少一个固有的稳定位置，即所述打开位置(a)，并具有所述预关闭位置(b)和所述关闭位置(c)，所述板簧(17)被流体力迫使进入所述预关闭位置(b)和所述关闭位置(c)。

4.根据权利要求2或3所述的离心泵，其中，所述板簧(17)具有两个固有的稳定位置，即所述打开位置(a)和所述关闭位置(c)，所述板簧(17)被流体力保持在所述关闭位置(c)上。

5.根据前述权利要求中任一项所述的离心泵，其中，所述板簧(17)具有半稳定位置，即所述预关闭位置(b)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的离心泵，其中，所述阀座(18)设置为偏心于所述板簧(17)的支撑部(19，20)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的离心泵，其中，所述阀座(18)具有围绕所述阀座(18)的止动座，所述止动座在所述板簧(17)的预关闭位置(b)上接触所述板簧(17)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的离心泵，其中，所述阀座(18)被设置为，与平行于所述板簧(17)的支撑部(19，20)的平面(29)形成5°至20°之间的角度(28)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的离心泵，其中，所述阀座(18)在所述板簧(17)的预关闭位置(b)上与所述板簧分离。

10.根据前述权利要求中任一项所述的离心泵，其中，设有与所述板簧的阀(15)平行的旁路(25)，所述旁路(25)在所述预关闭位置(b)上被所述板簧(17)关闭。

11.根据前述权利要求中任一项所述的离心泵，其中，在所述板簧(17)与所述阀座(18)之间设有至少一个减震器(27)。

12.根据前述权利要求中任一项所述的离心泵，其中，所述离心泵(7)是多级泵，所述压力控制阀(15)优选设置在所述离心泵(7)的吸入侧与压力侧之间。

13.一种家用水处理装置，具有根据前述权利要求中任一项所述的离心泵(7)。

说明书全文

离心泵

技术领域

[0001] 本发明涉及一种离心泵，其具有一个或多个泵级，并在泵的内部设有用于支持自吸的压力控制阀。

背景技术

[0002] 离心泵自身不是自吸的。为了使其能够自吸，需要辅助的设备，以确保在泵内、特别是叶轮周围有液体残留，以便在启动时有自吸效应。

[0003] 最常见的用于离心泵的自吸装置均是以旁通阀为基础的，旁通阀是一种压力控制阀，其或者是基于柱塞，或者是基于板簧。基于柱塞的压力控制阀的缺陷在于存在大量的组件(柱塞、螺旋弹簧、密封件和阀座)，这对于施工和生产而言是比较昂贵的，并且很容易出现问题。板簧阀较简单，因为其只有一个可移动的部分，即板簧。这种板簧阀既便宜又坚固。其需要一个简单的阀座，该阀座可以是泵的集成部件，例如具有板簧的腔室或入口部分。

[0004] 虽然板簧阀简单、坚固且便宜，但其有一个缺点，该缺点会引起问题，特别是在泵被集成在内部供水机构中时，例如集成在室内水处理装置时会引起问题。这种板簧会产生很大的声响，部分是由于在关闭阀门时发生水锤(water hammer)，从而在阀的两端产生突然的、急剧的压力变化。另外，当板簧与阀座高速接触时，板簧也会产生噪声。

[0005] 这种巨大的声响在柱塞阀的技术方案中是不存在或可控的，因为柱塞阀具有一个螺旋弹簧，该螺旋弹簧会随着阀的关闭过程而产生减慢闭合的反作用力。

[0006] 一些已知的方法可以避免阀门关闭时的声响。其中的一种方法是使用柱塞概念，另一种方法是避免出现大的压力差。后一种方法是通过将旁路置于更高的压力下来实现，例如通过将阀放置在多级泵的较高的腔室中。在这种情况下，作用在旁路上的压力差会降低，从而使得阀门只增加很少的动量/能量。然而，腔室越高，自吸效率就会越差。另一种选择是减少旁路周围的流量，但和前一种方法一样，这也会降低自吸效率。

[0007] 在现有的多级泵技术方案中，通常使用安装在泵的入口和出口之间的板簧方案，这会引起阀门产生最大可能的压力差，从而产生非常大的声响。

[0008] 还有一种离心泵是Grundfos CM的自吸型水泵，其中，在泵的内部设有用于支持自吸的压力控制阀，该控制阀包括预紧的板簧。

发明内容

[0009] 本发明的目的在于提出一种自吸式离心泵，其具有坚固、便宜的压力控制阀来用于支持自吸，这避免了已知的板簧阀的噪音的缺点。

[0010] 根据本发明提出一种具有一个或多个泵级的离心泵，在泵的内部具有用于支持自吸的压力控制阀，该阀包括被预紧的板簧和阀座，板簧具有打开位置和关闭位置。在打开位置上，板簧与阀座分离；在关闭位置上，板簧将关闭阀座。板簧和阀座设置为用于软关闭(soft closing)。

[0011] 本发明的主要方案是使用一种简单、坚固且便宜的板簧阀，其构造方式使其在关闭时不会产生大的噪音。根据本发明，这是通过将板簧设置为相对于阀座进行软关闭来实现的。这意味着：在完全关闭阀门之前，有一种装置能够使板簧在到达阀座之前放慢。根据本发明，有多个实施方式来实现这一点，这些实施方式将在权利要求以及下面的描述和附图中被说明。

[0012] 可以通过设定板簧的预关闭位置(在该位置上阀被部分地关闭)来实现根据本发明的这种软关闭。板簧在移动到完全关闭位置之前将在该预关闭位置上保持非常短的时间。根据阀两侧的压力差，板簧保持在预关闭位置上的这种短时间可以优选为50-500毫秒。

[0013] 该预关闭位置不必是一个固定的位置，其也可以是板簧到达完全关闭位置之前的某个区域。

[0014] 根据本发明，该阀门设有板簧，该板簧具有至少一个固有的(inherent)稳定位置，即预紧打开位置。在预关闭和关闭位置上，板簧被张紧并承受流体力。这种张紧与处于打开位置的板簧的预紧方向相反。

[0015] 根据本发明，板簧可以具有两个固有的稳定位置，即打开位置和关闭位置。板簧被流体力特别是阀门上的压差保持在关闭位置。该位置由坐落(sit)在阀座上的板簧来定义。

[0016] 根据本发明的另一实施例，板簧可以具有一个半稳定位置，即预关闭位置。该半稳定位置优选通过流体力获得。半稳定意味着这个位置或这个位置的区域不是固有的稳定的，而是在板簧从打开位置移动到关闭位置时至少要有一段较短的时间。通常在该预关闭位置上，板簧的运动会变慢。

[0017] 可以通过相对于板簧的支撑部来偏心地设置阀座以实现根据本发明的这种软关闭。板簧通过流体力从打开位置移动到预关闭位置。当板簧从其被预紧的打开位置在朝向关闭位置的方向上移动时，主要的力必然作用于板簧的中间。当板簧向关闭位置缩窄时，其将到达预关闭位置，在该预关闭位置上，力必须从板簧的中心/中部移动到靠近板簧中心/中部的区域上，以使板簧移动。由于使板簧从预关闭位置移动到关闭位置需要更大的力，所以运动会变慢。由于流体力不会突然变化，这意味着板簧的运动减慢。这样做的效果在于：当阀门完全关闭时，板簧会流畅地到达阀座并且不会发出大的噪音。

[0018] 对于根据本发明的软关闭，可以设置围绕阀座的止动座，该止动座在预关闭位置上接触板簧。该止动座可以是例如由力吸收材料制成的间歇环，或者可以是设置在阀座周围的一个或多个减震装置。

[0019] 在软关闭的另一种实施方式中，可以将阀座设置为，与平行于板簧的支撑部的平面形成5°至20°之间的角度。这种设置使得板簧能够从周边上的一侧到径向相对的一侧来接触阀座，这意味着板簧不会突然接触阀座，而是从一侧到另一侧缓慢地接触。由于阀座相对于阀座的通常位置(阀座的通常位置垂直于板簧的移动方向)呈倾斜，必须增加使板簧从预关闭位置移动到关闭位置的力，这意味着在阀座的完全关闭期间，板簧的运动被减慢。

[0020] 根据本发明的另一个实施例，将阀座设置为离开处于预关闭位置的板簧，这也可用于软关闭。

[0021] 用于迫使阀软关闭的装置可以是与阀并联的旁路，该旁路被处于预关闭位置的板簧关闭。由于使板簧从打开位置移动到预关闭位置再到关闭位置的力是由流体力引起的，因此一旦到达预关闭位置，该力就会减小，因为此时与阀并联的旁路被关闭，并且流体流动减小。即，由于这种减少的流动，用于使板簧关闭并从预关闭位置移动到关闭位置的力也减小。

[0022] 为了在完全关闭阀门之前使板簧的运动减慢，在板簧与阀座之间可设置一个或多个减震器，使得在预关闭位置上，该减震器分别与阀座或板簧接触。在关闭位置上，它们被压在一起，使得板簧能够完全关闭阀座。

[0023] 根据本发明的离心泵可以优选为多级泵，压力控制阀优选设置在泵的入口与出口之间。这种设置非常有效，因为泵的入口和出口之间的压差是泵中的最大压差。这意味着阀门被更大的力关闭，并且设置在穿过泵的流体路径的开始处，这会支持自吸效应。

[0024] 根据本发明的离心泵更适于设置在支持室内供水的水处理装置中，优选为家用水处理装置。

附图说明

[0025] 下面参照附图中示出的实施例对本发明做更详细的说明。其中：

[0026] 图1是根据本发明的离心泵的一种家用水处理装置，以极为简化的表现且沿着图2中的截面线I-I的纵向截面示出；

[0027] 图2示出了沿着图1中的截面线II-II的横截面；

[0028] 图3示出了根据图2的板簧阀的放大视图；

[0029] 图4-图9以示意性的横截面图示出了根据本发明板簧阀的不同的实施例。

[0030] 其中，附图标记说明如下：

[0031] 1 家用水处理装置

[0032] 2 壳体

[0033] 3 壳体的足部

[0034] 4 吸入连接件

[0035] 5 输送连接件

[0036] 6 排出口

[0037] 7 离心泵

[0038] 8 电动机

[0039] 9 轴

[0040] 10 叶轮

[0041] 11 缸壁

[0042] 12 环形空间

[0043] 13 泵壳体

[0044] 14 止回阀

[0045] 15 板簧阀

[0046] 15.1 图4中的板簧阀

[0047] 15.2 图5中的板簧阀

[0048] 15.3 图6中的板簧阀

[0049] 15.4 图7中的板簧阀

[0050] 15.5 图8中的板簧阀

[0051] 15.6 图9中的板簧阀

[0052] 16 旁路

[0053] 16.2 图5中的旁路

[0054] 17 板簧

[0055] 18 阀座

[0056] 18.2 图5中的阀座

[0057] 18.3 图6中的阀座

[0058] 18.4 图7中的阀座

[0059] 19 突起部

[0060] 20 突起部

[0061] 21 突起部

[0062] 22 旁路的中部

[0063] 23 板簧的中部

[0064] 24 偏置

[0065] 25 另一个旁路

[0066] 26 内部

[0067] 27 减震器

[0068] 28 角度

[0069] 29 平面

[0070] a 打开位置

[0071] b 预关闭位置

[0072] c 关闭位置

具体实施方式

[0073] 家用水处理装置1包括壳体2，该水处理装置的所有部件都被集成在该壳体中，并且该壳体具有足部3，水处理装置1通过足部3立在房间的地板面上。在图1中，在壳体2的左侧设有吸入连接件4和在其上方一定距离处的输送连接件5。在吸入连接件4的下方设有可关闭的排出口6。

[0074] 壳体2的下部由离心泵7和电动机8填充。离心泵7和电动机8以躺卧的方式设置，它们的轴9在操作中处于水平位置。轴9在一部分上承载电动机8的转子，在另一部分上承载离心泵7的叶轮10。

[0075] 离心泵7具有四级，每一级均具有叶轮10和周围扩散器，该周围扩散器形成环形空间12的内壁11，环形空间的外壁由泵壳体13形成。在操作中，水通过吸入连接件4进入泵壳体13中，然后到达泵7的吸入口，再从那里顺序通过各个泵级直至最后的泵级，主输送流从最后的泵级被重新定向约180°进入到位于缸壁11与泵壳13之间的环形空间12中。水流再从那里通过止回阀14向上流到水处理装置的输送连接件5。

[0076] 在操作期间，当已经在输送连接件5上获得必要的压力并且不需要有进一步的流体流动时，关闭电动机8以使离心泵7停止。通过闭合的止回阀14保持输送连接件5上的压力。然而，到达吸入连接件4的水头现在可能中断。为了在再次启动泵时恢复水头，泵级中必须有足够的水，否则离心泵7不可能进行自吸。当离心泵7停止时，泵级中的水将在所有泵级之间平衡。当压力差较低时，压力控制阀15通常会打开，以使流体能够通过旁路16。当离心泵7操作时，泵级中的水将通过旁路阀16来循环，在该过程中，水头将重新稳定下来，最终吸入侧和压力侧之间的压差很高，并关闭阀门15。

[0077] 由于在离心泵7操作期间必须关闭旁路16，所以阀15被设置为：通过流过旁路16的流体和操作中的离心泵7的压力侧与吸入侧之间的压力来关闭。如果离心泵7不在操作中并且压力下降，则阀15将打开旁路16。阀15是板簧阀，其包括板簧17和位于旁路16端部处的阀座18。在图3中可以很清楚地看到板簧17。如图3所示，由弹簧钢制成的该矩形片17被预紧在其固有的打开位置上。还可以看到突起部19，其从缸壁11径向延伸并形成板簧17的支撑部。还有另外的突起部20，其从泵壳体13的外壁径向延伸到环形空间12中。还有另外的突起部
21，其围绕突起部20，并从泵壳体13的缸壁相反地延伸。突起部21设置为使板簧17沿其纵向方向被固定。突起部20形成板簧17的支撑部。这些突起部19、20和21将板簧17支撑在其预紧位置上，在该预紧位置上阀15被打开(图3)且固有地(内在地)稳定，这意味着如果没有外部流体引起的液压力，板簧17将停滞在如图3所示的打开位置上。在该位置上，板簧17被预紧。
为了关闭阀15，必须有通过旁路16的流动。该流动和环形空间12与离心泵7的吸入侧之间的压差会使得板簧17向阀座18的方向移动，直至阀座18被板簧17关闭。在该关闭位置上将不再有流动，而是仅存在使阀15保持关闭的在压力侧与吸入侧之间的离心泵7的压差。只要存在这种压差，板簧17的关闭位置就是固有地稳定的，因为该位置是由与板簧17的中部相对的阀座18以及作为板簧17在关闭位置上的支撑部的突起部19所定义的。

[0078] 为了避免板簧阀15在闭合时发出这种巨大的噪声，根据本发明将板簧阀15设置为根据图4-图9中的实施例示例性示出的软关闭。在图4-图9中，在板簧17被预紧的打开位置上以实线示出板簧17。在板簧17完全关闭阀座18的关闭位置上，以虚线式的细线示出板簧17。此外，还有一个预关闭的位置，这是一个半稳定的位置。在该位置上以点状线示出板簧
17。在图4-图9的所有改型中，以a表示打开位置，以b表示预关闭位置，以c表示关闭位置。

[0079] 在根据图4的实施例中，围绕旁路16的中部呈对称设置的阀座18被设置为偏离板簧17的中部23。该偏离24使得板簧17在从打开位置a到关闭位置c的过程中首先在一个边缘处接触阀座18。在该位置上，当板簧17接触到阀座18的边缘时，板簧17已经到达预关闭位置b。该边缘起到支撑的作用，板簧17的有效长度被缩短。这会使得板簧17的剩余有效部分变得更刚硬，并且需要更大的力来移动到关闭位置c。这减慢了板簧17被顺利引导至该关闭位置c的运动和效果。一旦离心泵7停止，当泵的吸入侧与压力侧之间的压差下降时，板簧阀15.1打开，板簧17返回到预紧的打开位置a。

[0080] 根据图5的实施例示出了一种类似于图4中的板簧阀15.1的设置。该板簧阀15.2以与板簧阀15.1相似的方式工作，此处的差异在于：通过移动阀座18.2来实现偏置24。阀座18.2被偏心地设置，这意味着具有中部22的旁路16.2被设置为到板簧17的中部23和到阀座
18.2存在偏置24。从打开位置a移动到预关闭位置b和关闭位置c时的效果与前面所述的图4中的板簧阀15.1类似。

[0081] 根据图6的板簧阀15.3的实施例具有类似于阀座18.2的阀座18.3。然而在旁路16.3的下方设置有旁路25，旁路25小于旁路16.3，但也远离板簧17和阀座18.3的中部23。这种设置的效果在于：向阀座18.3移动的板簧17首先将关闭旁路16.2。当旁路16.2关闭时，旁路25仍然被打开，因此，一方面在此存在双重效应，因此需要更大的力来完全关闭阀；另一方面，旁路25保持短小的回路，这降低了阀15.3处的压差。这使得阀门被平稳地关闭。

[0082] 在根据图7的实施例中，板簧阀15.4具有一特别的阀座18.4。该阀座的结构分为两级。在第一级上，阀座18.4在座内具有大的直径和径向通道，使得当板簧17移动到预关闭位置b时，液体仍然通过这些通道在阀座18.4与板簧17之间流动。然而，由于关闭阀座18.4的内部26所需的板簧17的中部具有较短的有效长度，所以板簧17的移动会减慢。当内部26处于关闭位置c且不再有液体流过旁路16时，需要更大的液压力来到达内部26。另外，围绕阀座18.4的内部26的部分可以配备有像间歇环一样设置的减震材料。

[0083] 在根据图8的板簧阀15.5的实施例中，在阀座18附近设有减震器27，旁路16相对于阀座18和板簧17的中部呈对称。减震器27具有柱形的形状，并且如图8所示地设置在阀座18的下方和上方，使得当板簧17从打开位置a向关闭位置c移动时会到达预关闭位置b，在那里板簧受到减震器27的支撑。这些减震器27形成对板簧17的止动支撑。这种支撑使板簧17的有效长度减小，从而需要较大的力使板簧17进入关闭位置c。这减慢了板簧17的运动并使其轻柔地闭合。

[0084] 图9示出了板簧阀15.6的一个实施例，其中，板簧17没有被设置为垂直于阀座18，而是对平行于板簧17的支撑件19的平面29成一角度28。这种布置的效果在于：当板簧17被液压力从其打开的预紧位置a移动到关闭位置c时，不会立即关闭旁路16，而是首先接触阀座18的侧部，并且停滞在预关闭位置b，或者至少慢下来轻轻地移动到关闭位置c。

[0085] 上述根据图4-图9所示的实施例示出了如何达到根据本发明的顺畅关闭效果的示例。显然，还有许多其它未描述的设置，它们也是根据相同的效果来工作：即，当板簧处于预关闭位置b或预关闭区域时，板簧的运动将减慢，以便能够在位置c实现顺畅的完全关闭，从而最小化由水锤引起的噪音，或由板簧17撞击到阀座18而产生的噪音。

标题	发布/更新时间	阅读量
离心泵-专利编号CN105805018B	2020-05-11	82
离心泵-专利编号CN107448392A	2020-05-13	247
离心泵-专利编号CN106194823B	2020-05-11	553
离心泵-专利编号CN105805019B	2020-05-13	297
离心泵-专利编号CN110088480A	2020-05-11	613
离心泵-专利编号CN110088479A	2020-05-11	808
离心泵-专利编号CN106968968B	2020-05-12	875
离心泵-专利编号CN109162929A	2020-05-12	358
离心泵-专利编号CN105339667B	2020-05-12	655
离心泵-专利编号CN107709793A	2020-05-13	731

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