CN103671131A - 泵 - Google Patents

Abstract

泵，具有泵腔和在所述泵腔中旋转的叶轮、引入到该泵腔中的入口和从该泵腔引出的出口，该泵具有泵发动机，该泵发动机具有转子。该转子和该叶轮彼此连接，该叶轮在轴向上朝向该入口受支撑，并且因此提供一种轴向支撑件抵靠着轴向轴承。在本发明中，该轴向轴承位于该转子的旋转轴线上，并且包含对中地受支撑的凹形轴瓦，叶轮的一种凸向弯曲轴承突起邻接在其中。

Description

泵

技术领域

本发明涉及一种泵，尤其是一种具有泵腔和在其泵腔内旋转的叶轮、引入/通往泵腔内的入口、和引出/通往泵腔外的出口的泵。

背景技术

对应的泵从EP1052410B1中已知。用于叶轮的抵靠着泵壳的轴向支撑在这个例子中借助于两个滑动环来获得，该滑动环为摩擦型轴承的形式，其布置在叶轮的末端面和泵壳入口处的肩部之间。除了叶轮的轴向支撑或包含叶轮和泵发动机的转子的结构单元外，由此在叶轮入口处的吸入侧和叶轮出口处的压力侧之间提供密封，以便阻止通过介于泵壳和叶轮之间的间隙处的回流返回到入口。这是因为这种回流将会大大降低泵的效率程度。

发明内容

本发明的目标是提供一种已经介绍过的类型的泵，借助于这种泵可以避免现有技术的缺点，并且特别是，叶轮的实际轴向支撑具有简单的构造是可能的。

这个目标通过具有权利要求1特征的泵来获得。本发明的优点和优选的实施例陈述于附属权利要求中，并且在下面详细解释。这些权利要求的用词通过明确的引用包含在说明书的内容里。

提供泵，其具有泵腔和转子或叶轮，该转子或叶轮在泵腔中旋转。入口引入到泵壳中的泵腔内，且出口再引出。为了驱动所述叶轮，该泵具有泵发动机，该泵发动机具有转子，该转子和该叶轮彼此连接。该泵发动机有利地被构造成无刷发动机。该叶轮，其一般在运行期间朝向入口被拖拉，在此轴向上朝向入口或远离转子受支撑，正是为了这个原因而提供轴向支撑来抵靠着轴向轴承。

按照本发明，轴向轴承位于旋转轴线或者该转子的旋转轴线上，也就是说，是对中的。这意味着该转子的旋转轴线，并且因此叶轮的旋转轴线，延伸贯穿该轴向轴承的轴承面。该转子的旋转轴线不应被误解成发动机轴杆，即使该旋转轴线自然地向沿轴向延伸贯穿所述发动机轴杆。

这种中心构造和轴向轴承的布置的优点是必需的轴承面可因而保持相对较小。在轴向轴承上的轴承面彼此抵对着而移动的相对速度也是相对低的。由此，换句话说，降低结构尺寸是可能的，或用于轴向轴承的材料的数量可以减少，其一般材料是特别的、难以加工的和/或昂贵的。同时，由于叶轮朝向入口受拖拉，则利用这种泵而发生的压力不是特别大。在这点上，这些力还可以利用相对小程度的轴向支撑来吸收。另外，相比先前提到的使用滑动环所进行的支撑，可由此而获得非常低摩擦的支撑，其在泵的能量消耗和效率的程度方面也具有有利的效果。

另一个优点是在泵壳中的叶轮的布置因而可能更精确得多，而同时泵的制造更简单得多。由于在对于叶轮来说重要的区域内利用轴向轴承进行的支撑，其可以是非常精确的。这在下面更详细解释。

本发明的有利实施例中，转子和叶轮构造成一种结构单元。在这个例子中，它们不仅仅是以一些形式而组装在一起，而有利地是，还是不可拆除的或成整体地制造。转子和叶轮作为一种结构单元的构造被有利地执行，甚至在泵组装前。例如，转子和叶轮可以在注塑模制操作中由塑料材料制造成一种整体式的结构构单元，在特别有利的方式中是两个或三个步骤。

另外，结构单元包含转子和叶轮，其可有利地以这种方式制造，即叶轮可以说是被直接地置于转子上，或至少没有泵腔壁位于它们之间。特别地，预期的是，它们之间不会有泵腔底部，从而使得构造和组装都可以非常容易完成。有利地，为了这个目的，叶轮比转子具有更大的直径，从而使得该构件能直接地安装在指向所述发动机内的方向上。

本发明的实施例中，轴向轴承位于入口的延长部分中，在其区域中、或入口的内侧。由此，使用本发明的轴向轴承用于叶轮的基础结构而不必需要过大程度的改变是可能的。

另外，在特别有利的方式中，入口是在旋转的轴线或者转子的旋转轴线的区域中的该泵壳的最接近转子的部件之一。因此，轴向轴承的布置在这个例子中相对简单。最后，布置在入口区域中的轴向轴承也仅仅在小程度上中断/扰乱传送到泵内的流入，因为这种叶轮泵一般是挤压泵而不是抽吸泵。这个例子中，在转子的旋转轴线上的轴向轴承在入口中在中心处布置是有利的，所述入口也有利地相对于此旋转轴线而共轴地延伸，由此也不会形成过大的流阻。

本发明的另一个有利实施例中，当从径向上看时，轴向轴承可位于叶轮的内侧或在其轴向高度处，特别是，在其上端区域中。叶轮的结构可因而仅仅是实际上常规的。

在本发明的优选实施例中，轴向轴承实质上自由地定位于该入口内或者布置在其内。其在该入口处借助于多个支撑件而被支撑。尤其是以支架/支柱的方式，其以特别优选的方式在径向上延伸，并且其可构造成在横截面上是平坦的方式，从而使得它们在轴向方向上形成可能最小的流阻。可提供多个用于轴向轴承的支撑件，并且可以用均匀的方式环绕着轴向轴承或在***方向上分布。例如，可形成2至4个支撑件以用于提供轴向轴承的足够稳定的保持。

叶轮可有管状上部，其指向着朝向入口的方向。入口，特别是先前提到的延伸的入口，可具有圈或形成圈，其接合着叶轮的管状上部，并且其实质上还是呈短管的形式。该圈可特别地形成入口的锥状部分。管状上部和圈在轴向方向上彼此重叠，其用于阻止过大的先前提到的水从压力侧到入口侧的回流。在这个例子中，在特别有利的方式中，圈可延伸一点到叶轮的管状上部内。轴向轴承的支撑件被设置在入口处，在此圈的末端处延伸或者尽可能远地在朝向叶轮的方向上延伸，并且可因此布置在叶轮的管状上部的内侧。因此，轴向轴承实际上尽可能远的在朝向叶轮的方向上延伸。

有利地，轴向轴承具有摩擦型的轴承或平轴承/普通轴承，所述叶轮或与之成型的结构单元形成支撑。摩擦型轴承可具有轴承面。在特别有利的方式中，轴承突起被布置在叶轮内侧的突起上或结节上，该轴承突起能够与轴向轴承的摩擦型轴承相协作。在这个例子中摩擦型轴承和轴承突起可构造成这样的方式，即它们具有弯曲部和凹槽/凹痕，其一个抵靠另一个或者彼此抵靠而安置，并且一个在另一个中旋转。弯曲部和凹槽的形状有利地允许结构单元或叶轮对中在转子的旋转轴线上，并且也因此对中整个泵。这意味着结构单元的其他支撑件或泵发动机的转子的其它支撑件必须以更简单的方式构造，特别是不需要另外的径向轴承，因此在远离叶轮的结构单元的一侧处的其对中，应当只会出现在那个位置处，并且不必延伸超过结构单元的整个长度。弯曲部和凹槽有利地以这种方式构造，即凹槽比位于其中的弯曲部具有更大的半径或弯曲得稍小一些。先前提到的自对中也因而有利地实现。

在轴向轴承上，以远离叶轮的凹面方式来构造被弯曲的摩擦型轴承，并且在叶轮上，构造具有远离叶轮的凸面弯曲的轴承凸起，是可能的。因此，类似的叶轮的轴承突起的顶端或弯曲部接合在位于泵壳的入口处的轴向轴承的凹进或凹槽中。实质上均匀的或圆形的弯曲部是优选的。对于在每个案例中以凸面的形式弯曲的部分，也即，在轴向轴承上的类似的顶端，实际上还可以提供非常细的尖端。然后，但是，将会制造实质上点型的轴承，并且其也是容易磨损的、而且在制造上有非常高的要求。

用塑料材料来构造轴向轴承的一部分是可能的。其他部分可包含塑料材料、以及可替代地/可选的金属或石墨或陶瓷材料。至少一个向内弯曲的呈凹槽形式的摩擦型轴承应由塑料材料来制造。在这个例子中，对于这些轴承，可以使用的是一般优选的塑料材料，例如，聚酰胺、特氟龙加强的塑料材料、POM或一般纤维加强的塑料材料。可以使用的金属材料包含烧结青铜或黄铜，特别是当泵在洗碗机中使用时还导致其抗腐蚀。

轴向轴承的摩擦型轴承在泵壳上或在入口处是有利地注射模制在上面或在其中。因此，其可以在制造泵壳的相同的操作步骤中被牢固固定到那里。

有利地，与轴向轴承的摩擦型轴承邻接着的叶轮的轴承突起也被注射模制在其上或在其中。在这个例子中也实现了简单和精确的制造。替代地，还可以是分离部件，其能从上面***，并且由于泵运行期间在轴向轴承上的邻接压力，其在任何情况下不会从叶轮脱落。

有利地，所述结构单元在一种固定的发动机轴杆上旋转，发动机轴杆与转子的旋转轴线共轴地延伸。该发动机轴杆可固定在远离叶轮的端部，特别是在泵的朝向远离入口的端部处的发动机壳体上。优选地，其为圆的发动机轴杆，其在轴承窝中旋转，轴承窝被布置在，尤其是注射模制在转子中。发动机轴杆的长度可在宽的限度范围中自由地选择。它可以几乎和整个结构单元一样长，结构单元包含转子和叶轮。但是，因为在另一端处，轴向轴承确保了支撑，并且特别地还有结构单元的对中，则发动机轴杆不需要特别长、且可仅突伸几厘米或少量地进入转子中。实质上，这种短的发动机轴杆于是必需确保径向牢固固定转子或结构单元，或者转子或结构单元的对中。结构单元在另一端处的对中是通过在入口处的轴向轴承而形成，其一般是足够的。

这个或其他的特征将不仅从权利要求中了解，且还从说明书中和附图中了解，个体特征能个别地实现，或以本发明实施例和其他领域中的子组合形式而一起实现，并且能够组成有利的实施例，有利的实施例本身是可以获得专利的，并且在本发明中主张保护。本申请的细分部分分成几个个别的部分，并且根据它们的一般的有效性，中间的标题不限制下面所作的陈述。

附图说明

本发明的实施例在附图中示意性地说明，并在下面详细解释。在附图中：

附图1是穿过按照本发明的泵的侧横截面图，该泵具有结构单元，其包含叶轮和在固定的发动机轴杆上的转子，该轴杆在泵的入口处抵靠着一种轴向轴承而被支撑，

附图2是附图1中的轴向轴承的放大视图，该轴承处于泵发动机启动前的尚非支撑状态，

附图3是附图1中的泵的平面图，当从在轴向轴承上指向入口内的方向上观看的情况，

附图4示出了类似于附图2中具有转置的弯曲部的轴向轴承的一个变型，以及

附图5是按照附图2中的轴向轴承的另一个变型。

具体实施方式

附图1是按照本发明的泵11的侧横截面图。它具有一种具备着在泵壳14中的泵腔13的泵部分12。该泵11在本实施例中明显地构造成一种叶轮泵，并且能有利地在导水的家用电器中使用，尤其是洗碗机或洗衣机。

中心入口16沿着轴向中心轴线延伸入泵腔13中，该中心轴线利用虚线加以图示。该入口16有入口管17，其在径向内圈18中开口。此外，在泵壳14上设有出口19，在这个图中能示出，从附图3的平面图中也能看出。

另一方面，泵11具有发动机部分20，其有定子21和转子22，该转子具有转子板组件23和磁铁23’。因此，这是一种针对这样的应用领域而言已知的和常规的无刷湿转子。

在转子22中是一种轴承窝25，其在发动机轴杆26上运转，轴杆26牢固地***发动机部分20中。转子22的围绕着转子板组件23和磁铁23’的区域是由叶轮30结合或者与其一体地构造，尤其借助于先前提到的注塑模制。该叶轮30具有基板31和盖板32，且弯曲的叶轮叶片33布置在两者之间。这种叶轮对本领域的技术人员来说是公知的，例如，从2013年6月9日的相同申请人的CN201310230688.8中可以看出这一点。另外，该叶轮30具有管状的上部34，其结合着盖板32。在中心区域，中心突起35突起于基板31上。该发动机轴杆26可以延伸到此中心突起35那么长，但是也不必需延伸这么长，且例如，可以只延伸到轴承窝25的下端那么远。在中心突起35的端部处提供或布置了一种轴承突起37，其稍微以凸起的方式弯曲或在朝向入口16的方向上发生弯曲。这可以从下面描述的附图2中的有效的放大图中看出。

在附图2中，可以看出，尽管按照本发明的轴向轴承39被示出，但是出于清晰度的原因，示出的是尚未形成支撑的状态。因而仍有小的空隙，例如，可符合泵11的空转状态。在轴承突起37的相对侧，轴向轴承39具有轴瓦40，其布置成，例如，被冲压或注射模制入轴承保持构件41。在一些情况下，也可能是相同的组成。轴承保持构件41继而借助于三个支杆42而被保持在泵壳14上或入口管17和圈18上，三个支杆42的径向布置能从附图3中看出。轴向轴承39或轴承保持构件41和支杆42也可有利地与入口一体地构建。

如果泵11启动，则它在朝向入口14的方向上牵拉所述叶轮30，那就是说，附图1中向下的方向。轴承突起37由此移动成与轴向轴承30的轴瓦40相邻接。各自相应的弯曲部分确保了一种包含叶轮30和转子22的机构单元的对中是相对于点划线纵向中心轴线或转子的旋转轴线而实现的。为此，轴承突起37其向外弯曲具有与轴瓦40的向内弯曲的凹槽相比更小的半径，或更高的弯曲表面。这种不同可以是，例如，以几何学的方式如此表述，如果包括圆形面或实质上圆形的面，则轴瓦40的半径是轴承突起37的1.5倍到4倍那么大。在本实施例中，轴承突起37可包含与其他的叶轮30一样的塑料材料。可选地，其可包含单独的应用材料。相同的情况适用于轴瓦40；在这点上，可以参考在介绍中描述的各自的材料选择的例子。

附图4示出了轴向轴承139的一种变型，原则上，转子的旋转轴线上的轴向轴承139的布置原则是相同的，并且在本实施例中也提供有三个支杆142。但是，轴承保持构件141在本实施例中没有如附图2中那样向内弯曲，但是替换为向外弯曲或形成轴向轴承139的向外弯曲部分。

邻近于那里，叶轮130的轴承突起137具有凹壳138作为一种类似的轴瓦。如所示的，它包含与轴承突起137不同的材料，并且可被注射模制或牢固固定。以与如附图2中相类同的形式，为了一种包含互相邻接面和对中效果的良好关系，附图4中所述弯曲部分被构造为不同的度数。

附图5示出了另一个变型，其类似于附图2。轴向轴承239在本实施例中具有轴瓦240，轴瓦240由三个支杆242保持。轴瓦240被轴承保持构件241所承载并且有利地包含硬材料或金属，尤其是黄铜。在叶轮230的轴承突起237上提供一种轴承顶端244，其也有利地包含金属，并且被牢固固定或注射模制。

同时，轴瓦240以类似于先前的实施例那样的方式而弯曲，轴承顶端244被构造成更尖得多的形式。它可以直接地设计成一种尖端，其尽可能地细，或可选地其也具有一种平的部分、在其前段或相应地圆形部分处有大约1mm直径。尤其与稍微更强有力地向内弯曲的轴瓦240有关地，也由此获得非常良好的对中。如果各自的材料足够抗磨损，则由此也能得到低摩擦轴承，其还在能量消耗和泵的效率程度方面具有有利的效果。

具有轴向轴承39的泵11的构造的另一个很大的优点是，在泵腔13中的叶轮30的轴向位置可以精确地确定。尤其，介于叶轮30或盖板32与朝向泵壳14的管状上部34之间的间隙，尤其是在入口管17或圈18的区域中，可被最小化，而不冒着直接邻接事故的危险。

典型地从叶轮泵的压力侧到吸入侧的损失流量可由此而被降低。泵11的效率程度或能量效率由此增加。这种非常精确地安装的轴承，除了轴向支撑，还进一步升级，由借助于轴向轴承39的具体构造的对中手段来实现。

由于叶轮30的构造，与转子22和轴向轴承的其部分一起结合，也能获得非常轻便的和精确的组件。

Claims (25)

1.泵，具有泵腔和在所述泵腔中旋转的叶轮、引入到该泵腔中的入口、和从该泵腔引出的出口，该泵具有泵发动机，且该泵发动机具有用于驱动该叶轮的转子，其中该转子和该叶轮彼此连接，该叶轮在轴向上朝向该入口受支撑，并且因此提供一种轴向支撑件抵靠着轴向轴承，其中该轴向轴承位于该转子的旋转轴线上。

2.如权利要求1所述的泵，其中该转子和该叶轮构造成一种结构单元，甚至在该泵组装前。

3.如权利要求2所述的泵，其中该转子和该叶轮制造成一种整体的结构单元。

4.如权利要求3所述的泵，其中包扩该转子和该叶轮的该结构单元在单独的注塑模制操作中由塑料材料制成为一个整体。

5.如权利要求1所述的泵，其中该转子和该叶轮构造成一种在两者之间没有泵腔壁的结构单元，并且该转子和该叶轮布置在该泵中。

6.如权利要求1所述的泵，其中该轴向轴承位于该入口的延长部分，并在其区域内。

7.如权利要求1所述的泵，其中当从径向上观看，该轴向轴承位于该叶轮内侧或在该叶轮的轴向高度处。

8.如权利要求1所述的泵，其中该轴向轴承突伸超出于该叶轮外。

9.如权利要求1所述的泵，其中该轴向轴承实质上自由地位于该入口内，并且在该入口处借助于多个支撑件而支撑。

10.如权利要求9所述的泵，其中该多个支撑件在朝向泵壳的***方向上布置。

11.如权利要求1所述的泵，其中该叶轮具有在朝向入口的方向上的管状上部，该入口具有与该叶轮的管状上部接合着的圈。

12.如权利要求11所述的泵，其中该圈形成该入口的锥形部，该圈延伸一点进入该叶轮的该管状上部内。

13.如权利要求11所述的泵，其中用于该轴向轴承的如权利要求9所述的该支撑件，布置在该叶轮的管状上部的内侧。

14.如权利要求1所述的泵，其中该轴向轴承具有摩擦型的轴承，其邻接着该叶轮或该结构单元。

15.如权利要求14所述的泵，其中轴承突起布置在叶轮内侧的突起上，用于与该轴向轴承的摩擦型轴承协同工作。

16.如权利要求15所述的泵，其中该摩擦型轴承和轴承突起构造成使得它们具有弯曲部分和凹槽，在这种形式中，其一个抵靠另一个放置，并且一个在另一个内旋转，用于该结构单元在该转子的旋转轴线上的对中。

17.如权利要求15所述的泵，其中在该轴向轴承上的该摩擦型轴承以凹的方式远离该叶轮而弯曲，并且该轴承突起以凸的方式远离该叶轮而弯曲。

18.如权利要求15或17所述的泵，其中摩擦型轴承或轴承突起的该向内弯曲部比另一个相邻的、向外弯曲部要弯曲更少。

19.如权利要求14所述的泵，其中该轴向轴承的一部分包含塑料材料。

20.如权利要求14所述的泵，其中该轴向轴承的一部分包含金属。

21.如权利要求14或17所述的泵，其中至少该向内弯曲的摩擦型轴承包含塑料材料。

22.如权利要求14所述的泵，其中该摩擦型轴承注射模制于泵壳上或在泵壳中。

23.如权利要求15所述的泵，其中与该摩擦型轴承相结合的该轴承突起注射模制在该叶轮上或在该叶轮中。

24.如权利要求1所述的泵，其中该结构单元在固定的发动机轴杆上旋转，其背朝着远离该叶轮地牢固固定在端部。

25.如权利要求24所述的泵，其中该固定的发动机轴杆牢固固定在发动机壳体中或固定到发动机壳体，其中轴承窝布置在发动机轴杆上旋转着的转子中。

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