水池泵
专利汇可以提供水池泵专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 水 池 泵 ，包括在 泵壳 体(1)中绕一旋 转轴 线(X)旋转的 叶轮 (2)，其中，泵壳体(1)具有一相对叶轮(2)在轴向设置的吸入口(11)、一相对叶轮(2)在径向至切向设置的用于待输送的水的压出口(14)以及一在吸入口(11)与压出口(14)之间的 对流 板(12)，叶轮(2)具有一径向设置的圆盘(22)及在一侧在该圆盘上设置的 叶片 (21)，其中，对流板(12)配置于叶轮的配备叶片(21)的侧面，在各叶片(21)之间构成的流动通道(23)的横截面沿流动方向从径向内侧向外侧缩小。，下面是水池泵专利的具体信息内容。
1.水池泵，包括在泵壳体(1)中绕一旋转轴线(X)旋转的叶 轮(2)，其中，所述泵壳体(1)具有一相对叶轮(2)在轴向设置的 吸入口(11)、一相对叶轮(2)在径向至切向设置的用于待输送的水 的压出口(14)以及一在吸入口(11)与压出口(14)之间的壳体部 分；其中，所述叶轮(2)具有一径向设置的圆盘(22)及在一侧在该 圆盘上设置的叶片(21)；其中，所述壳体部分配置于所述叶轮(2) 的配备叶片(21)的敞开的侧面并构成为面状的对流板(12)，并且， 在各叶片(21)、圆盘(22)和对流板(12)之间构成流动通道(23)； 其特征在于，各流动通道(23)的横截面沿流动方向从径向内侧向外 侧缩小。
2.按照权利要求1所述的水池泵，其特征在于，流动通道横截面 的缩小为15％至40％，优选20％至35％。
3.按照权利要求1和2所述的水池泵，其特征在于，所述对流板 (12)构造为一种大开口的圆锥面部分的形式，其朝向叶轮的方向与 相对旋转轴线(X)定位的径向平面成一个在5°与20°之间的角度(α)。
4.按照权利要求1、2或3所述的水池泵，其特征在于，叶轮(2) 的圆盘(22)构造为一种大开口的圆锥面的形式，其朝向对流板(12) 的方向与相对旋转轴线(X)定位的径向平面成一个在5°与20°之间的 角度(β)。
5.按照权利要求3或4所述的水池泵，其特征在于，叶轮(2) 的叶片(21)的相对旋转轴线(X)在轴向测量的高度从径向内侧向 外侧减小，从而使叶轮(2)的敞开的侧面以基本上均匀的间隙尺寸(s) 与对流板(12)间隔开设置。
6.按照权利要求5所述的水池泵，其特征在于，所述间隙尺寸(s) 小于等于1mm，优选小于0.5mm。
7.按照权利要求5或6所述的水池泵，其特征在于，叶片在径向 外侧的高度(h)大于等于流动通道(23)的宽度(b)。
8.按照上述权利要求之一项所述的水池泵，其特征在于，在各叶 片(21)之间构成的流动通道(23)从叶轮的径向内侧直到外侧具有 基本上相同的宽度(b)。
9.按照上述权利要求之一项所述的水池泵，其特征在于，各叶片 (21)在相对旋转轴线(X)的径向平面内具有镰刀形的横截面。
10.按照上述权利要求之一项所述的水池泵，其特征在于，所述 对流板(12)是所述泵壳体(1)的整体结合的组成部分。
本发明涉及一种水池泵，包括在泵壳体中绕一旋转轴线旋转的叶 轮，其中，泵壳体具有一相对叶轮在轴向设置的吸入口、一相对叶轮 在径向至切向设置的用于待输送的水的压出口以及一在吸入口与压出 口之间的壳体部分；其中，叶轮具有一径向设置的圆盘及在一侧在该 圆盘上设置的叶片；其中，壳体部分配置于叶轮的配备叶片的敞开的 侧面并构成为面状的对流板，并且，在各叶片、圆盘和对流板之间构 成流动通道。
这种泵由US 5,713,719作为旋转泵或离心泵是已知的，其包括 一敞开式叶轮。叶轮具有许多泵轮叶片。在各泵轮叶片、一载有泵轮 叶片的圆盘和一壳体部分之间构成流动通道。这些流动通道的横截面 从径向内侧向外侧增大。
此外由WO 94/03731已知一种离心泵，其包括一自由流叶轮，其 中，流动通道构成在各完整的泵叶片与各短的泵叶片之间，前者由叶 轮的旋转轴线一直延伸到径向圆周，后者设置在叶轮的外部环形区域 内。这些流动通道的横截面同样是从内部向外面增大。
由US 2004/0126228 A1已知一种旋转泵，其具有一种特别的螺旋 形壳体几何形状，其中，一封闭的泵轮设有第一和第二封盖及在它们 中间设置的流动通道。
此外，在现有技术中已知普通的旋转泵，其具有一旋转的叶轮用 以输送水。该泵通常是浸入待输送的水中使用的(潜水泵)。当然，也 可以在抽吸侧设置一管道，用以吸取待输送的水。在干式安装的情况 下必须将泵在水池旁边设置在水面之下。在压力侧，输送的水经由一 管道例如被送往水池过滤器、喷泉、所敷设的水循环等。
旋转泵按照流体动力的输送原理工作，其中，待输送的水接近于 叶轮的旋转轴线供给，由旋转的叶轮以在其上设置的叶片带走并强制 地带到一圆形轨道。通过在圆形轨道上旋转的水的离心力，将水径向 压向外面。相应地，接近于旋转轴线对供水形成一负压(抽吸侧)，而 在叶轮的周边形成一超压(压力侧)。
旋转泵是非常可靠的并且也可以以电气上完全封罩的结构形式作 为潜水泵使用，例如也用于游泳池。此外，在相应地设计叶轮和所配 的泵壳体的情况下，还可以输送带有固体物质的水，而无需担心阻塞。 其中，将叶轮构造为自由流叶轮，从而允许的固体尺寸例如可以为 6mm(球体通行)。因此，在抽吸侧只是具有相应网目的粗过滤元件 限制通流量。
然而，自由流叶轮由于流动短路和随此带来的内部均压而具有比 带有封闭式叶轮的泵差一些的效率。但带有封闭式叶轮的泵更容易阻 塞，所以要在抽吸侧设置相应较细的过滤器，这相应地增大了自由流 入的困难。
由于水池泵具有非常长的使用时间，有时还要持续地昼夜工作， 因此，在允许大颗粒尺寸(例如达6mm)的同时，效率的改善对于经 济操作是值得追求的。因此本发明的目的就是，对这种旋转泵相应地 予以优化。
上述目的通过按照权利要求1的旋转泵而实现。意想不到地，在 试验中已证明，当在各叶片之间构成的流动通道具有沿流动方向从径 向内侧向外侧缩小的横截面时，则带有敞开式叶轮的旋转泵具有得以 改进的效率。显然，在流动通道中沿径向方向从旋转轴线向外侧的横 截面缩小会导致离心力的提高，从而也就提高了流体动力的输送压力。 优选地，流动通道横截面的缩小为15％至40％，优选为20％至35％。
在开头所述的带有敞开式叶轮的水池泵设计中，可以优选这样实 现流动通道横截面缩小，即，对流板构造为一种大开口的圆锥面部分 的形式，其朝向叶轮的方向与相对旋转轴线定位的径向平面成一个在 5°与20°之间的角度(α)。
可选地或附加地，流动通道横截面缩小这样达到，即，叶轮的圆 盘构造为一种大开口的圆锥面的形式，其朝向对流板的方向与相对旋 转轴线定位的径向平面成一个在5°与20°之间的角度(β)。
此外，如果叶轮叶片的相对旋转轴线在轴向测量的高度从径向内 侧向外侧减小，从而叶轮的敞开的侧面以基本上均匀的间隙尺寸与对 流板间隔开设置，则可提高水池泵的效率。如果间隙尺寸小于等于 1mm，优选小于0.5mm，则能可靠地避免由于叶轮与对流板之间的短 路流动造成的压力损失。
为了避免固体成分在叶轮的流动通道中造成阻塞，叶片在径向外 侧的高度大于等于流动通道的宽度。
如果在各叶片之间构成的流动通道从叶轮的径向内侧直到其外侧 具有基本上相同的宽度，则可进一步改进泵的效率。该效率改进可能 是源于涡流的进一步减小以及流动损失的减小。并且，通过这种构造 设计避免了阻塞。特别是，流动通道的宽度应该设计成大于等于最大 允许的颗粒尺寸，例如大于等于6mm。
如果叶片在相对旋转轴线的径向平面内具有镰刀形的横截面，则 在各镰刀形叶片之间构成了一种在流体动力学上特别有效的流动通道 几何形式。由于镰刀形的横截面，叶片具有很高的固有稳定性，从而 使叶轮有长的寿命。
在制造技术上有利的是，对流板是泵壳体的整体结合的组成部分。 优选泵壳体和/或叶轮由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、改性的聚苯醚 (PPO；所谓“Noryl”)和/或聚甲醛/聚缩醛(POM)制造。其中， 特别是泵壳体与一体成形的对流板由形状稳定的和低成本的ABS塑 料制造。叶轮不仅可以由ABS塑料以足够的形状稳定性和强度作为低 成本的构件制造，而且对于特别大的负荷，可以由PPO或POM塑料 制造。
为了在微小能量消耗的同时有很好的电效率，对于该水池泵，为 驱动叶轮，将一个带有优质钢缝管的异步电机设置于一壳体中，其中 支承着一个封罩于优质钢中的转子，该转子与叶轮一起构成一个可从 所述壳体中取出的运转单元。为使泵有高的承载能力和长的寿命，该 运转单元可旋转地支承于壳体中的一陶瓷轴承内。
图1本发明的泵的通过轴向平面剖切的剖视图，和
图2图1中所示的叶轮的俯视图。
在图1中示出了水池泵的通过轴向平面剖切的剖视图，其包括一 泵壳体1和一绕旋转轴线X旋转的叶轮2。驱动装置包括一个在一壳 体中设置的电机，优选异步电机，它可安装在用箭头Y表示的侧面上。 经由在图1中未示出的这个电机旋转驱动装置，叶轮2绕旋转轴线X 被旋转式驱动。
泵壳体1具有一吸入口11，它对置于驱动侧Y地与旋转轴线X 同轴设置。在吸入口11上构造一管接头，在其上可安装一抽吸管道， 用以供给待输送的水。在泵用作为潜水泵时，水也可以被直接导入吸 入口11中。在抽吸侧上的水流用箭头Ws标记。
泵壳体1与未示出驱动装置Y共同构成可旋转驱动的叶轮2的一 个围室，以便在叶轮2旋转时产生水的流体动力输送。其中，泵壳体 1的这个围室绕叶轮2的周边具有一环形的蓄集室13，从该蓄集室， 有一个相对叶轮2基本在切向设置的压出口14，沿着通过旋转的叶轮 2在一圆形轨道上被加速的水的方向，从泵壳体向排水WD方向导出。
在同轴于旋转轴线X设置的吸入口11与绕叶轮2的周边成环面 形构造的蓄集室13之间，设计一个对流板12。该对流板12构成一圆 环形的面，该面在图1所示的实施例中构造为大开口的圆锥面部分， 其具有一个相对径向方向的径向平面以及向驱动侧Y的方向倾斜约 10°的角度。
叶轮2具有一个在相对于旋转轴线X的径向平面内定位的圆盘 22，在该圆盘上轴向成形向抽吸侧伸出的许多叶片21。
在图2中示出了叶轮2从抽吸侧Ws(见图1)的方向的俯视图。 图2中所示的叶轮2具有八个其横截面在相对旋转轴线X的径向平面 内成镰刀形构造的叶片21。在各叶片21之间构成八个流动通道23， 它们在邻接的叶片21、21之间具有基本上不变的例如6mm的宽度b。 为将叶轮固定在未示出的驱动装置Y的一个设有轴的转子上，设置了 一个中心孔24，其带有在叶轮2上成形的轴25。
如图1由剖视图可见，叶轮2的敞开的侧面直接面对泵壳体1的 对流板12。相应地，各叶片21的自由伸出端适配于折弯角度α的对流 板12，从而在各叶片21的自由的上边缘与对流板12之间产生一个基 本上均匀的例如为0.5mm的间隙尺寸s。
在水池泵工作时，叶轮2绕旋转轴线X旋转。其中，由未示出的 驱动装置Y驱动所述叶轮2。基于叶轮2与在其上构成的各叶片21 的旋转运动，在抽吸侧Ws上存在的水由于在叶轮2的中心形成的负 压而被吸入并经由流动通道23被带向一圆形轨道。水在流动通道23 中的离心加速度因为离心力的作用而导致压力升高，并因此致使水向 在泵的压力侧WD的压出口14进行流体动力的输送。
在此，所述约0.5mm的微小间隙尺寸s可靠地阻止流动短路，从 而使泵特别有效地工作。同样，流动通道23具有基本上不变的等于 6mm的宽度b的设计能允许通过该泵无阻塞地输送带有颗粒尺寸达 6mm的固体成分的水。由于叶片21的高度h在流动通道23的周边的 出口处至少相当于宽度b，亦即b小于等于h，因此，就高度尺寸而 言，也避免了流动通道的堵塞。
通过对流板12的大开口的圆锥面形状以及在其上适配的叶片21 高度伸展的构造设计，在这里所示的实施例中，使得流动通道的横截 面沿流动方向从叶轮2的中心径向向外到流动通道的周边出口缩小 24％。该横截面缩小意想不到地导致了泵的功率提高。
与本申请人的带有自由流叶轮的至今现行的那代水池泵产品相 比，按本申请的产品得到了以下在表1中所说明的改进。在栏“泵型 号”下用标记“Meβner M或MPF...”列出至今本申请人所销售的泵 型号，而用“NEU...”列出相应设计的改进型式。如由该表得出的那 样，通过按本申请的叶轮和相应的具有对流板的泵壳体设计实现了效 率的显著改进。由于在泵功率、亦即泵扬程(输送高度)和输送能力 相当的情况下耗电功率明显更低，因此在泵的整个使用寿命期间表现 出非常经济的优点。
表1 效率比较
其中A：在相同耗用功率的情况下，泵扬程提高0.4m，输送能 力提高1680l/h。
B：与MPF 6000相比，在耗用功率低15W的情况下，泵 扬程提高0.5m，输送能力提高1560l/h。与MPF 8000 相比，在耗用功率低35W以及泵扬程相同的情况下， 输送能力低了540l/h，而这对于当前这种考察情况来 说应该算是很小的。
C：与MPF 10000比较，耗用功率低31W；另外，泵扬程 提高0.7m，输送能力提高900l/h。
D：与MPF 13000比较，耗用功率低50W；另外，泵扬程 提高0.6m。输送能力保持不变。
E：与M 15000比较，耗用功率低100W；泵扬程和输送 能力保持不变。
F：与M 20000比较，耗用功率低200W；为此，泵扬程 也降低了1.5m，输送能力降低了1400l/h。
附图标记清单
1 泵壳体
11 吸入口
12 对流板
13 蓄集室
14 压出口
2 叶轮
21 叶片
22 圆盘
23 流动通道
24 孔
25 轴
α 角度
b 宽度
h 叶片高度
s 间隙尺寸
WD 排水(压力侧)
WS 进水(抽吸侧)
X 旋转轴线
Y 驱动侧/驱动装置
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