CN106555761A - 泵和用于改变泵的泵送能力的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及泵和用于改变泵的泵送能力的方法。本发明涉及用于流体的泵（10），所述泵包括：泵壳体（11）；封闭在壳体（11）内的动力源（8）；连接到动力源（8）的驱动轴；布置在泵壳体中的至少一个泵入口（14）；布置在泵壳体中的泵出口（15）；布置在第一叶轮室（25）内并通过驱动轴旋转的第一叶轮（24）及布置在第二叶轮室（20）内并通过驱动轴旋转的第二叶轮（19）。该泵可在第一构造和第二构造间变化，在第一构造中第一和第二叶轮并联布置以提供高泵送能力，在第二构造中第一和第二叶轮串联布置以提供具有较小泵送能力的泵。本发明还涉及用于改变包括第一叶轮（24）和第二叶轮（19）的泵（10）的泵送能力的方法。

Description

泵和用于改变泵的泵送能力的方法

技术领域

本发明涉及一种用于流体的泵，以及一种用于改变泵的泵送能力的方法。

背景技术

不同类型的泵被用在许多不同的技术领域内。可靠和高效的泵是必不可少的一个特定领域是在矿或矿坑中，其中，泵差不多不停地运行以从矿或矿坑排水。

当排空淹没的矿或矿坑时，需要以具有高流量（低水头）的泵、即具有高泵送能力的泵开始，以在较短时间段中快速排放尽可能多的水。然而，当泵送继续并且水位不断变低时，需要变成具有高水头的泵，即具有较低泵送能力的泵，这是因为仅需要泵维持矿或矿坑中的排放状态。大多数情况下，当排放状态实现时，所述泵被具有降低的泵送能力的另一泵、即适于与维持矿或矿坑中的排放状态相关的需求的具有较低流量的泵替代。没有在当今市场上可获得的泵能适应这些完全不同的操作状态，并且需要使用多于一个泵以在所述状况中提供高效的解决方案。附加的一个或多个泵对泵操作者而言产生附加的工作，并且需要设置和维持多于一个泵按预期工作。

因此，需要一种改进的泵，其能够在不同的操作状态期间以高效的方式工作。

发明内容

所附权利要求中限定的本发明涉及一种用于流体的泵，其至少在一定程度上满足上面限定的需求。根据本发明的用于流体的泵包括：

泵壳体；

封闭在所述壳体11内的动力源8；

连接到所述动力源8的驱动轴；

布置在所述泵壳体中的至少一个泵入口14；

布置在所述泵壳体中的泵出口15；

第一叶轮，其布置在第一叶轮室内，并且通过所述驱动轴来旋转，以及

第二叶轮，其布置在第二叶轮室内，并且通过所述驱动轴来旋转，

其中，所述泵能够在第一构造和第二构造之间变化，在所述第一构造中，所述第一叶轮和所述第二叶轮并联布置，以提供高泵送能力，在所述第二构造中，所述第一叶轮和所述第二叶轮串联布置，以提供具有较小泵送能力的泵。

根据本发明的泵满足上文限定的需求，这是因为在两种构造之间变化的可能性使得可以使泵的泵送能力和泵送特性适应不同要求的工作状态。这是非常有利的，因为消除或至少减少了对具有不同的泵送能力和泵送特性的附加的泵的需求。根据本发明的泵可以第一构造、即高泵送能力和低水头使用，并且当期望较高的压力时，可以第二构造、即降低的泵送能力和高水头使用。

此外，所述泵也是有利的，这是因为通过泵壳体保护了动力源，并且所述泵能够以紧凑和实用的方式来设计，而动力源整合在泵壳体内，使得泵能够呈单件容易地移动。

此外，根据本发明的泵还降低了对附加的泵的运输、安装、保养和投资的需求，这是因为能够通过一个单一的泵来提供不同的泵送特性。

在所述泵的一个实施例中，第一叶轮和第二叶轮沿驱动轴被布置在不同位置处。这种设计确保了利用所述泵中有限数量的不同部件来实现期望的功能，即，利用仅一个动力源和布置成给两个叶轮提供动力的驱动轴。

在所述泵的一个实施例中，所述动力源为布置在泵壳体内的电功率源或液压动力源。电功率源和液压动力源是可靠的，并且确保了泵将按预期工作持续较长的时间段。

在所述泵的一个实施例中，所述壳体封闭动力源，并且防止流体到达动力源。该实施例是有利的，这是因为整个泵能够被降下到需要排放的淹没的矿井、矿坑、洞穴或隔室中，而没有被损坏的风险。

在所述泵的一个实施例中，其中布置所述第一叶轮的所述第一叶轮室包括至少一个第一叶轮室入口和至少一个第一叶轮室出口，并且其中布置所述第二叶轮的所述第二叶轮室包括至少一个第二叶轮室入口和至少一个第二叶轮室出口，其中，在所述第一构造中，所述至少一个第一叶轮室入口和所述至少一个第二叶轮室入口与所述泵入口流体连接，并且所述至少一个第一叶轮室出口和所述至少一个第二叶轮室出口被连接到所述泵出口，并且在所述第二构造中，所述至少一个第一叶轮室出口与所述至少一个第二叶轮室入口流体连接，且所述至少一个第二叶轮室出口被连接到所述泵出口。所述泵中的不同部件的这种构造提供了容易在第一构造和第二构造之间变化的泵，并且提供了能够持续较长时间段的稳健和可靠的泵。

在所述泵的一个实施例中，第一叶轮室出口和第二叶轮室出口被连接到在泵壳体内延伸经过电功率源的管道，以冷却电功率源，并且防止由泵壳体内温度升高引起的对动力源的损害。

在所述泵的一个实施例中，所述至少一个第一叶轮室出口和所述至少一个第二叶轮室出口被连接到绕所述电功率源在所述壳体内限定的环形空间，以冷却所述电功率源。该实施例是有利的，因为所述环形空间给电功率源提供高效的冷却。

在所述泵的一个实施例中，所述第一叶轮室和所述第二叶轮室各自包括两个室出口，所述两个室出口布置成与所述第一叶轮和所述第二叶轮在绕所述叶轮的径向相对位置的外周缘相邻。绕叶轮在径向相对位置布置的每个叶轮室的两个出口降低了叶轮、轴和轴承上的负荷，这是因为来自泵的部件上的水的力沿相反的方向作用。

在所述泵的一个实施例中，第二叶轮室的出口在泵壳体中被布置在第一叶轮室的出口之间。该实施例是有利的，因为延伸经过电功率源的这四个出口将给动力源提供高效的冷却，特别是当泵以第一构造来操作时，这是因为当叶轮并联操作时，水在全部四个出口中流动。

在所述泵的一个实施例中，所述泵壳体包括可移除地附接到所述壳体的壳体底部结构。该实施例是有利的，因为可移除的底部结构给壳体的内部提供了优秀的可接近性。

此外，在所述泵的一个实施例中，所述泵还包括当所述泵以所述第二构造来操作时装配的至少一个重定向元件、覆盖元件以及至少一个堵塞板。

在所述泵的一个实施例中，所述重定向元件和所述覆盖元件被布置成将所述第一叶轮室出口与所述第二叶轮室入口连接。

在所述泵的一个实施例中，所述重定向元件被设计成将所述第一叶轮室出口连接到所述第二叶轮室入口，并且将流体的流从所述第一叶轮室导引到所述第二叶轮。

在所述泵的一个实施例中，所述覆盖元件具有板（plate）的形状，并且意在被布置成覆盖所述第二叶轮室入口。该实施例是非常有利的，因为所述覆盖元件提供了第二叶轮室入口的可靠密封。

此外，本发明还涉及一种用于改变泵的泵送能力的方法，所述泵包括：壳体；动力源；第一叶轮和第二叶轮。所述方法包括如下步骤，即：将所述泵从第一构造改变成第二构造，在所述第一构造中，所述第一叶轮和所述第二叶轮并联布置，以提供高泵送能力，在所述第二构造中，所述第一叶轮和所述第二叶轮串联布置，以提供具有较小泵送能力的泵；或将所述泵从所述第二构造改变成所述第一构造。

当然，上述不同的实施例能够以不同的方式组合和修改，而不脱离将在详细描述中更详细地描述的本发明的范围。

附图说明

根据本发明的泵被示意性地图示在附图中。

图1图示了泵的侧视图。

图2a图示了图1中的泵的顶视图。

图2b和图2c图示了处于第一构造的根据本发明的泵的剖视图。

图2d图示了以第一构造布置的泵的分解图。

图3a图示了图1中的泵的顶视图。

图3b和图3c图示了处于第二构造的根据本发明的泵的剖视图。

图3d图示了以第二构造布置的泵的分解图。

具体实施方式

在图1中，图示了根据本发明的泵10的侧视图。所述泵意在用于泵送例如水之类的流体。所述泵包括泵壳体11，其封闭并且保护泵的不同部分。所述泵壳体具有基本上平坦的底部结构12，其意在朝向支承表面来布置，例如需要排放的矿或矿坑的地面。

图示的泵壳体的实施例具有朝向泵的上端具有较小的半径的基本上圆形的截面。泵壳体的上端终止于顶表面13，所述顶表面13相对横向于泵的竖直轴线V的平面略微成角度倾斜。此外，由于图示的泵包括布置在壳体内的电功率源，因此用于给泵供电的至少一个电缆延伸通过泵壳体。所述至少一个电缆未图示在图1中，但优选地被布置成接近泵壳体的上端。然而，所述泵也能够被实施为具有与所述泵分开布置的动力源以及从动力源延伸到所述泵的驱动轴。

在壳体的下部中，穿孔部段14、即泵入口被布置成让水进入水泵。所述穿孔部段防止非期望的物体随着水进入泵，这能够影响泵的操作并且最终损坏泵。穿孔部段的总面积被选择成确保足够的水总是能够穿过穿孔并且进入水泵。穿孔部段中的每个开口的尺寸能够适于泵的防止不同尺寸的物体通过的预期用途。

接近壳体的上端布置有出口管15。所述出口管意在用于来自泵的流体并且终止于附接装置16，以使得可以连接具有合适的长度和尺寸的管，以将来自泵的流体导引至能够提取排放的流体的预期位置。

根据本发明的泵被设计成能够以第一构造或以第二构造来操作。当泵以第一构造来操作、即泵操作在“低水头（low head）”设置中时，泵将具有高泵送能力，并且当以第二构造来操作、即泵操作在“高水头（high head）”设置中时，泵将具有降低的泵送能力。

图2a图示了图1中的泵的顶视图以及图2b和图2c中的剖视图的位置。图示在图2a-2c中的泵以第一构造来布置。

泵10包括在壳体的中央布置在壳体的上部内的电功率源/电动机8。所述电功率源被布置成经由驱动轴6来给泵供电，所述驱动轴6从电动机向下基本上平行于泵的竖直轴延伸。动力源的尺寸和功率被选择成对应于泵的尺寸和期望的泵送能力。

旋转的驱动轴6向下延伸至在电动机之下沿驱动轴布置的第一泵装置18和第二泵装置17。第二泵装置被布置成最接近泵壳体的底部结构12，并且第一泵装置18布置在第一泵装置17和电动机8之间。

图2c中图示的第二泵装置17包括可旋转地布置在第二叶轮室20内的第二叶轮19。第二叶轮被布置成通过驱动轴来旋转。第二叶轮室具有布置在第二泵装置17的底侧上的至少一个叶轮室入口21，即，叶轮室入口21被布置成接近泵壳体11的底部结构12并且与在壳体11的穿孔部段14内的泵壳体内限定的空间流体连接。此外，第二泵装置还包括两个叶轮室出口22，所述两个叶轮室出口22布置成与第二叶轮在绕第二叶轮19的径向相对位置的外周缘相邻。第二叶轮19具有叶轮盘的形状，所述叶轮盘具有布置在一侧上的引导元件，以产生通过第二泵装置的流体的流。出口22向上弯曲，并且连接到从所述出口延伸至管道23的第二涡管（volute tube）28，所述管道23在泵壳体内经过电功率源15延伸至出口管15，使得当泵在运行时流过管道的流体冷却电功率源。

最佳地图示在图2b中的第一泵装置18被布置在第二泵装置17之上，并且包括可旋转地布置在第一叶轮室25内的第一叶轮24。第一叶轮被固定至驱动轴，并且通过驱动轴随着第二叶轮同时旋转。第一叶轮室25具有布置在第一泵装置18的上侧上的至少一个叶轮室入口26，即，叶轮室入口26被布置成面向电动机并且与在壳体11的穿孔部段14内的泵壳体内限定的空间流体连接。此外，第一泵装置还包括两个叶轮室出口32，其布置成与第一叶轮在绕第一叶轮24的径向相对位置的外周缘相邻。第一叶轮24具有与第二叶轮19基本上相同的设计，但镜像反转以对应于第一叶轮室入口26的位置。第一叶轮产生通过第一泵装置18从入口到出口的水流。出口32向上弯曲，并且连接到从出口延伸至管道27的第一涡管29，所述管道27在泵壳体内经过电功率源15延伸至出口管15，使得当泵在运行时流过管道27的水冷却电功率源。管道27被布置在来自第二泵装置的出口管道23之间，以经由延伸经过电动机的四个管道来提供对电动机的冷却。

来自第一泵装置的泵壳体中的管道23和来自第二泵装置的管道27被实施为在电动机周围延伸通过泵壳体的分开的管道，以冷却电机，或替代性地连接到绕电机（electrical engine）在壳体内限定的共同的环形空间。流体经由所述管道被供给到所述环形空间，并且经由出口管离开所述空间。

在图3a-3c中，泵已按照第二构造来构造，并且图3a图示了泵的顶视图以及图3b和图3c中的剖视图的位置。泵10的不同部件中的大部分在两种构造中保持相同，并且因此，描述专注在改变的特征上。

在第二构造、即在第一泵装置18和第二泵装置17被串联布置以提供具有降低的泵送能力的泵的构造中，流体经由第一叶轮室入口26进入泵10。所述流体流过第一叶轮室并且经由所述两个叶轮室出口离开第一叶轮室，使得产生流体的流。通过第一泵装置18的流体的流在第一构造和第二构造二者中是相同的。代替如在第一构造中一样将流体从第一泵装置导引向出口管15，第一叶轮室出口被连接到第二叶轮室入口，使得泵送的流体在它经由所述两个第二叶轮室出口22离开第二泵装置17之前经由第二泵装置17继续流动，所述两个第二叶轮室出口22经由第二涡管28连接，所述第二涡管28经由管道23从出口22延伸至出口管15。在第二构造中，仅使用两个出口22、第二涡管28和管道23，这是由于泵送的流体量减小。

通过打开泵壳体的底部结构12，以接近处于泵壳体的下部中的第一泵装置18和第二泵装置17，并且使得可以改变泵壳体11内的构造，使泵10从第一构造改变成第二构造。

为了使得可以将泵从第一构造改变成第二构造，需要完成以下修改：

- 移除从第一泵装置出口32延伸的第一涡管29；

- 堵塞定向向上的出口32，以朝向第二泵装置17向下重定向流体的流。这在图示实施例中通过使出口32倒置转向来实现，使得出口32构成重定向元件40，所述重定向元件40连接到第一叶轮室，以朝向第二泵装置向下导引出口。出口32、即重定向元件40被设计成可移除地装配到叶轮室，并且将流体重定向成从第一泵装置的叶轮的外周缘朝向第二泵装置18向下流动。一旦装配重定向元件40，先前使用的定向向上的通路就被封闭，并且打开向下延伸的新的通路。所述重定向元件（出口32）通过螺钉固定到第一泵装置；

- 到在泵壳体内延伸经过电功率源的管道27或环形凹部的开口通过堵塞板（pluggingplate）42来堵塞，所述堵塞板42设计成装配在所述开口中，以防止水从管道27或绕电功率源的环形空间沿错误的方向流动。堵塞板42通过螺钉来固定；

- 第一叶轮室出口被连接到第二叶轮室入口，以将水从第一泵装置18导引至第二泵装置17。这通过添加图示在图3d中的覆盖元件41来完成。覆盖元件41被布置在第二泵装置17之下。覆盖元件41被设计成覆盖第二叶轮入口21，并且提供确保没有周围的水进入第二泵装置17的可靠密封。覆盖元件41还包括连接装置50，其打开第一叶轮室出口和第二叶轮室入口之间的通路，即，覆盖板41与重定向元件40和第一泵装置18连接。所述连接装置朝向第一泵装置18向上延伸，并且当覆盖元件41被正确地装配时，所述连接装置被装配在重定向元件40的开口中。覆盖元件41确保了仅来自第一泵装置18的水被导引至第二泵装置17。覆盖元件41被设计成在装配到第一叶轮室出口的重定向元件40和第二叶轮室入口之间为流体创建至少一个连接。在图3d中的图示实施例中，覆盖元件41结合泵壳体的底部结构一起覆盖第二叶轮室入口。

为了将泵从第二构造还原成第一构造，移除添加的部件，即，重定向元件40、堵塞板42和覆盖元件41，并且先前被移除的部件返回到它们在泵内原来的位置。

上述实施例能够以不同的方式组合和修改，而不脱离通过所附权利要求限定的本发明的范围。

Claims (15)

1.用于流体的泵（10），所述泵包括：

泵壳体（11）；

封闭在所述壳体（11）内的动力源（8）；

连接到所述动力源（8）的驱动轴；

布置在所述泵壳体中的至少一个泵入口（14）；

布置在所述泵壳体中的泵出口（15）；

第一叶轮（24），其布置在第一叶轮室（25）内，并且通过所述驱动轴来旋转，以及

第二叶轮（19），其布置在第二叶轮室（20）内，并且通过所述驱动轴来旋转，

其中，所述泵能够在第一构造和第二构造之间变化，在所述第一构造中，所述第一叶轮和所述第二叶轮并联布置，以提供高泵送能力，在所述第二构造中，所述第一叶轮和所述第二叶轮串联布置，以提供具有较小泵送能力的泵。

2.根据权利要求1所述的泵，其特征在于，所述第一叶轮和所述第二叶轮沿所述驱动轴被布置在不同位置处。

3.根据权利要求1或2所述的泵，其特征在于，所述动力源（8）为布置在所述泵壳体内的电功率源或液压动力源。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的泵，其特征在于，所述壳体封闭所述动力源，并且防止所述流体到达所述动力源。

5.根据前述权利要求中任一项所述的泵，其特征在于，其中布置所述第一叶轮的所述第一叶轮室包括至少一个第一叶轮室入口（26）和至少一个第一叶轮室出口（32），并且其中布置所述第二叶轮的所述第二叶轮室包括至少一个第二叶轮室入口（21）和至少一个第二叶轮室出口（22），其中，在所述第一构造中，所述至少一个第一叶轮室入口（26）和所述至少一个第二叶轮室入口（21）与所述泵入口（14）流体连接，并且所述至少一个第一叶轮室出口（32）和所述至少一个第二叶轮室出口（22）被连接到所述泵出口（15），并且，在所述第二构造中，所述至少一个第一叶轮室出口（22）与所述至少一个第二叶轮室入口（26）流体连接，且所述至少一个第二叶轮室出口（32）被连接到所述泵出口（15）。

6.根据权利要求4所述的泵，其特征在于，所述至少一个第一叶轮室出口（32）和所述至少一个第二叶轮室出口（22）被连接到在所述泵壳体内延伸经过所述电功率源的管道（23、27），以冷却所述电功率源。

7.根据权利要求4所述的泵，其特征在于，所述至少一个第一叶轮室出口（32）和所述至少一个第二叶轮室出口（22）被连接到绕所述电功率源在所述壳体内限定的环形空间，以冷却所述电功率源。

8.根据前述权利要求中任一项所述的泵，其特征在于，所述第一叶轮室（25）和所述第二叶轮室（20）各自包括两个叶轮室出口（32、22），所述两个叶轮室出口（32、22）布置成与所述第一叶轮和所述第二叶轮在绕所述叶轮的径向相对位置的外周缘相邻。

9.根据权利要求8所述的泵，其特征在于，所述第一叶轮室（25）的出口（32）被布置在所述第二叶轮室（20）在所述泵壳体（11）中的出口（22）之间。

10.根据前述权利要求中任一项所述的泵，其特征在于，所述泵壳体（11）包括能够移除地附接到所述壳体的壳体底部结构（12）。

11.根据前述权利要求中任一项所述的泵，还包括当所述泵以所述第二构造来操作时装配的至少一个重定向元件（40）、覆盖元件（41）以及至少一个堵塞板（42）。

12.根据权利要求11所述的泵，其特征在于，所述重定向元件（40）和所述覆盖元件（41）被布置成将所述第一叶轮室出口与所述第二叶轮室入口连接。

13.根据权利要求11所述的泵，其特征在于，所述重定向元件（40）被设计成将所述第一叶轮室出口连接到所述第二叶轮室入口，并且将流体的流从所述第一叶轮室导引到所述第二叶轮。

14.根据权利要求11所述的泵，其特征在于，所述覆盖元件（41）具有板的形状，并且意在被布置成覆盖所述第二叶轮室入口。

15.用于改变泵（10）的泵送能力的方法，所述泵（10）包括：壳体；动力源；第一叶轮（24）和第二叶轮（19），所述方法包括如下步骤，即：将所述泵从第一构造改变成第二构造，在所述第一构造中，所述第一叶轮和所述第二叶轮并联布置，以提供高泵送能力，在所述第二构造中，所述第一叶轮和所述第二叶轮串联布置，以提供具有较小泵送能力的泵；或将所述泵从所述第二构造改变成所述第一构造。