螺旋槳泵和泵站的制作方法
【專利摘要】根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種螺旋槳泵，所述螺旋槳泵包括泵殼體和設(shè)置在泵殼體中且具有螺旋槳的泵芯，它們共同界定出一條通道并且通過導(dǎo)葉連接。所述螺旋槳泵的特征在于：所述通道(27)在導(dǎo)葉(13)的后緣(30)處的橫截面積(A2)具有的量度大于在螺旋槳的葉片(21)的后緣(29)處的橫截面積(A1)且小于系數(shù)1.1乘以在螺旋槳的葉片(21)的后緣(29)處的橫截面積(A1)，并且所述螺旋槳泵的特定轉(zhuǎn)速大于200且小于300。根據(jù)第二方面，本發(fā)明涉及一種泵站，所述泵站包括這樣的螺旋槳泵。
【專利說明】螺旋槳泵和泵站
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及用于泵送液體的螺旋槳泵，已知也可以稱為軸流泵。螺旋槳泵通常被用于以相對較低的壓力輸送大液體流量。特別地，本發(fā)明涉及一種螺旋槳泵，所述螺旋槳泵包括軸向延伸的管狀泵殼體，所述泵殼體具有內(nèi)表面并且包括輸入口和輸出口。所述螺旋槳泵還包括軸向延伸的、具有包絡(luò)面的泵芯，所述泵芯的至少一段軸向部分由所述泵殼體圍繞。另外，所述螺旋槳泵包括至少一個(gè)徑向延伸的導(dǎo)葉，所述導(dǎo)葉連接至泵殼體的內(nèi)表面和泵芯的包絡(luò)面。所述泵芯又包括驅(qū)動(dòng)單元和液壓單元，所述液壓單元相對于所述驅(qū)動(dòng)單元位于上游并且包括具有輪轂和至少一個(gè)葉片的螺旋槳。所述螺旋槳泵還包括軸向延伸的通道，所述通道從泵殼體的輸入口延伸至泵殼體的輸出口，所述通道沿徑向方向分別由泵殼體的內(nèi)表面和泵芯的包絡(luò)面界定。
[0002]在第二方面，本發(fā)明涉及一種泵站，所述泵站包括這樣的螺旋槳泵以及柱管，所述螺旋槳泵被設(shè)置在所述柱管的下端。
【背景技術(shù)】
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的螺旋槳泵已經(jīng)根據(jù)在螺旋槳泵的【技術(shù)領(lǐng)域】中認(rèn)識(shí)到的前提條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且除了其他的內(nèi)容以外還要基于以下的前提條件。螺旋槳泵以這樣的方式設(shè)計(jì):螺旋槳泵中的通道的橫截面積應(yīng)該在盡可能短的軸向距離內(nèi)從螺旋槳葉片的后緣的區(qū)域中得到的橫截面積(A1)增加至導(dǎo)葉的后緣的區(qū)域中的盡可能大的橫截面積(A2),并且在此之后進(jìn)一步增加至通道的輸出口的區(qū)域中的更大的橫截面積(A3)。這是為了將損失最小化并且具有盡可能大的壓力回收。但是，最小化軸向距離的可能性要受到在橫截面積的增加過于急劇的地方產(chǎn)生分離(流動(dòng)方向向后的區(qū)域)的事實(shí)的限制。分離的出現(xiàn)意味著損失明顯增加。在現(xiàn)有技術(shù)的螺旋槳泵中，橫截面積增加到何種程度可行且不出現(xiàn)分離的知識(shí)一直是基于無粘計(jì)算，其中設(shè)計(jì)人員依賴于經(jīng)驗(yàn)性的、所謂的擴(kuò)壓系數(shù)來確定導(dǎo)葉通道中是否產(chǎn)生分離。這些系數(shù)通過1950年代的葉柵試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)。至于在導(dǎo)葉的后緣之后到通道的輸出口的擴(kuò)壓段，已經(jīng)被簡化為所謂的用于環(huán)形擴(kuò)壓段的性能曲線圖。
[0004]接下來，根據(jù)上述前提條件認(rèn)識(shí)到的面積關(guān)系的示例如下:[A2~1.4*AJ和[A3 ^ 2.3*AJ。這些面積關(guān)系對于具有相對較高的特定轉(zhuǎn)速(η,)例如轉(zhuǎn)速在200-300范圍內(nèi)的螺旋槳泵有效，轉(zhuǎn)速是能夠?qū)⒍啻蟮囊后w流量Q輸送至以額定轉(zhuǎn)速η工作的螺旋槳泵的一定壓頭H的一種量度，其中[n^zr^Qdm/HW4)]。由于面積的快速增加，這樣的設(shè)計(jì)涉及以最快的可行方式獲得較低的流速，并且這樣做的直接后果已經(jīng)根據(jù)前提條件考慮成將在螺旋槳泵上端的下游的區(qū)域中產(chǎn)生的損失最小化。
[0005]但是，根據(jù)上述前提條件設(shè)計(jì)的螺旋槳泵以相當(dāng)令人意外的方式表現(xiàn)為在導(dǎo)葉的區(qū)域中的通道中和/或在導(dǎo)葉后緣的下游的擴(kuò)壓段中和/或在螺旋槳泵的下游的柱管中造成了大損失和大的分離區(qū)域。這取決于以二維試驗(yàn)為基礎(chǔ)的擴(kuò)壓系數(shù)，這些二維試驗(yàn)沒有考慮到例如二次流和通道的曲率。用于擴(kuò)壓段的性能曲線圖也有限制，例如性能曲線圖預(yù)先假設(shè)了所謂的線性端壁(泵芯的包絡(luò)面和泵殼體的內(nèi)表面)以及流入擴(kuò)壓段中的等流速特性，也就是沿著在導(dǎo)葉后緣的區(qū)域中截取的橫截面積的等流速特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目標(biāo)概述
[0007]本發(fā)明的目標(biāo)在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的螺旋槳泵的上述缺點(diǎn)和不足并提供一種改進(jìn)的螺旋槳泵。
[0008]本發(fā)明的主要目標(biāo)是提供一種改進(jìn)的如引言部分所定義類型的螺旋槳泵，所述螺旋槳泵在導(dǎo)葉后緣的區(qū)域中和/或通道輸出口的區(qū)域中截取的橫截面積處提供了等流速特性。
[0009]本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供一種相對而言需要較窄柱管的螺旋槳泵。
[0010]本發(fā)明的特征的簡要描述
[0011 ] 根據(jù)本發(fā)明，至少主要目標(biāo)是通過如弓I言部分所定義類型的并且具有在獨(dú)立權(quán)利要求中定義的特征的螺旋槳泵和泵站實(shí)現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求中進(jìn)一步定義了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種如引言部分所定義類型的螺旋槳泵，其特征在于所述通道在所述至少一個(gè)導(dǎo)葉的后緣的區(qū)域中的橫截面積(A2)大于系數(shù)1.04乘以所述通道在螺旋槳的至少一個(gè)葉片的后緣的區(qū)域中的橫截面積(A1)，所述通道在所述至少一個(gè)導(dǎo)葉的后緣的區(qū)域中的橫截面積(A2)小于或等于系數(shù)1.1乘以所述通道在螺旋槳的至少一個(gè)葉片的后緣的區(qū)域中的橫截面積(A1),所述通道在泵殼體的輸出口的區(qū)域中的橫截面積(A3)大于或等于所述通道在所述至少一個(gè)導(dǎo)葉的后緣的區(qū)域中的橫截面積(A2)，所述通道在泵殼體的輸出口的區(qū)域中的橫截面積(A3)小于或等于系數(shù)1.9乘以所述通道在螺旋槳的至少一個(gè)葉片的后緣的區(qū)域中的橫截面積(A1)，并且所述螺旋槳泵具有大于或等于200且小于或等于300的特定轉(zhuǎn)速(η)。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種泵站，所述泵站包括這樣的螺旋槳泵。
[0014]因此，本發(fā)明是基于以下的理解:對于具有落在200-300區(qū)間內(nèi)的特定轉(zhuǎn)速的一組螺旋槳泵，通過分別最適度地控制在位于螺旋槳葉片的后緣的區(qū)域處的位置與位于導(dǎo)葉的后緣的區(qū)域處和位于通道的輸出口處的位置之間的泵殼體中通道的橫截面積的增加，從而沿在導(dǎo)葉的后緣的區(qū)域和/或通道的輸出口區(qū)域中截取的橫截面積獲得可控的流速特性且不存在方向向后的流動(dòng)。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，所述通道在泵殼體的輸出口的區(qū)域中的橫截面積(A3)大于或等于所述通道在所述至少一個(gè)導(dǎo)葉的后緣的區(qū)域中的橫截面積(A2)，并且所述通道在泵殼體的輸出口的區(qū)域中的橫截面積(A3)小于或等于系數(shù)1.9乘以所述通道在螺旋槳的至少一個(gè)葉片的后緣的區(qū)域中的橫截面積(A1)。這樣就實(shí)現(xiàn)了通過最適度地控制在位于導(dǎo)葉的后緣的區(qū)域處的位置和位于通道的輸出口的區(qū)域處的位置之間的泵殼體的通道的橫截面積的增力口，從而沿在通道的輸出口的區(qū)域中截取的橫截面積獲得等流速特性，這樣在螺旋槳泵的下游付出的損失更小。
[0016]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，泵芯進(jìn)一步包括密封單元，所述密封單元又包括軸向延伸的管狀油殼和所述至少一個(gè)導(dǎo)葉，所述密封單元被設(shè)置為由所述泵殼體圍繞，所述至少一個(gè)導(dǎo)葉與泵殼體的內(nèi)表面和油殼的包絡(luò)面固定地連接。這樣就實(shí)現(xiàn)了螺旋槳泵的支撐單元的一種可靠設(shè)計(jì)，其中液壓單元和驅(qū)動(dòng)單元能夠易于連接至支撐單元。
[0017]在其他的從屬權(quán)利要求中以及在以下對優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明中可以看到本發(fā)明的附加優(yōu)點(diǎn)和特征。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]參照附圖，根據(jù)以下對優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明將清楚地得出對本發(fā)明的上述及其他特征和優(yōu)點(diǎn)的更加完整的理解，在附圖中:
[0019]圖1是根據(jù)本發(fā)明的螺旋槳泵從上方看的透視圖，
[0020]圖2是根據(jù)本發(fā)明的、包括根據(jù)圖1的螺旋槳泵的泵站的示意性截面?zhèn)纫晥D，
[0021]圖3是根據(jù)圖1的螺旋槳泵的截面?zhèn)纫晥D，
[0022]圖4是圖3中一部分的放大圖，
[0023]圖5是根據(jù)圖1的螺旋槳泵從上方看的視圖，以及
[0024]圖6是根據(jù)圖1的螺旋槳泵從下方看的視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]首先參照圖1和圖2進(jìn)行說明。本發(fā)明主要涉及一種整體標(biāo)記為I的螺旋槳泵或軸流泵，用于泵送/輸送液體例如水、地表水、廢水等。螺旋槳泵通常被設(shè)置用于以相對較低的壓力輸送大液體流量。此外，根據(jù)本發(fā)明的螺旋槳泵被設(shè)計(jì)為具有大于或等于200且小于或等于300的特定轉(zhuǎn)速(nq)。特定轉(zhuǎn)速被確定為[n, = n*Q("2)/H(V4)]，其中η =螺旋槳泵的額定轉(zhuǎn)速，Q =泵送的液體流量，且H =泵送液體的壓頭。
[0026]在圖1中示出了根據(jù)本發(fā)明的螺旋槳泵I的透視圖，并且在圖2中示出了包括一個(gè)或多個(gè)螺旋槳泵I的示意性泵站的一部分，每一個(gè)螺旋槳泵I被設(shè)置在從下池3延伸至上池4的柱管2的下端，其用途是從下池3向上池4輸送液體。應(yīng)該指出的是柱管2的軸向長度通常比螺旋槳泵I的軸向高度大幾倍，并且螺旋槳泵I和柱管2相對于彼此同心地設(shè)置。螺旋槳泵I被連接至用于供電并且可以用于信號傳輸?shù)囊桓蚨喔娎|5，所述電纜5從螺旋槳泵I向上通過柱管2的內(nèi)部延伸至電源和/或控制單元(未示出)。
[0027]現(xiàn)在還參照圖3和圖4進(jìn)行說明。在圖3中示出了這樣的螺旋槳泵I的截面?zhèn)纫晥D，并且在圖4中示出了圖3所示螺旋槳泵的放大的一部分。
[0028]本發(fā)明的螺旋槳泵I包括整體標(biāo)記為6的、軸向延伸的管狀泵殼體，泵殼體6包括以軸向的相互關(guān)系互連的輸入管道7和擴(kuò)壓段8。在圖示的實(shí)施例中，輸入管道7和擴(kuò)壓段8被可伸縮地設(shè)置并且通過軸向延伸的螺釘可拆卸地連接。泵殼體6具有內(nèi)表面9并且進(jìn)一步包括位于輸入管道7的下端的區(qū)域中的輸入口 10和位于擴(kuò)壓段8的上端的區(qū)域中的輸出口 11。螺旋槳泵I被設(shè)置為向下降入柱管2中，并且因此具有比柱管2的內(nèi)徑略小的外徑。因此，在擴(kuò)壓段8的上端的外表面和柱管2的內(nèi)表面之間產(chǎn)生間隙。為了避免泵送的液體通過所述間隙經(jīng)由位于柱管2的內(nèi)表面和泵殼體6的外表面之間的空間向下回流并進(jìn)一步回流至輸入口 10，泵殼體6靠接到設(shè)置在柱管2的下端的徑向向內(nèi)延伸的凸緣上并緊靠凸緣封閉。
[0029]此外，根據(jù)本發(fā)明的螺旋槳泵I包括整體標(biāo)記為12的、軸向延伸的泵芯，在螺旋槳泵I處于在柱管2中的安裝狀態(tài)時(shí)，泵芯12具有沿徑向方向位于距柱管2的內(nèi)表面一定距離處的外包絡(luò)面。優(yōu)選地，泵芯12具有的軸向高度大于泵殼體6的軸向高度，其中泵芯12的至少一段軸向部分應(yīng)該由所述泵殼體6圍繞。優(yōu)選地，泵芯12的軸向高度至少是泵殼體6的軸向高度的兩倍。換句話說，泵殼體6和泵芯12被設(shè)置為沿軸向方向彼此交疊，與此同時(shí)泵芯12沿徑向方向位于距泵殼體6的內(nèi)表面9 一定的距離處。優(yōu)選地，泵芯12和泵殼體6相對于彼此同心地設(shè)置。另外，根據(jù)本發(fā)明的螺旋槳泵I包括至少一個(gè)徑向延伸的導(dǎo)葉13，所述導(dǎo)葉13連接至泵殼體6的內(nèi)表面9和泵芯12的包絡(luò)面。優(yōu)選地，螺旋槳泵I包括五個(gè)或七個(gè)這樣的導(dǎo)葉13，這些導(dǎo)葉沿泵芯12的周邊等距地設(shè)置。還可參照圖5，其中示出了根據(jù)本發(fā)明的螺旋槳泵從上方看的平面圖。
[0030]泵芯12包括整體標(biāo)記為14的驅(qū)動(dòng)單元,驅(qū)動(dòng)單元14包括電動(dòng)馬達(dá)15和從所述馬達(dá)伸出的驅(qū)動(dòng)軸16,馬達(dá)15直接或間接地連接至供電電纜5。優(yōu)選地,驅(qū)動(dòng)單元14包括軸向延伸的、具有包絡(luò)面18的管狀馬達(dá)殼體17。
[0031]此外,泵芯12包括整體標(biāo)記為19的液壓單元,液壓單元19包括具有輪轂20和至少一個(gè)葉片21的螺旋槳，葉片21連接至所述輪轂20并且沿徑向方向從所述輪轂20伸出。所述至少一個(gè)葉片21朝向泵殼體6的內(nèi)表面9延伸，并且窄間隙將所述至少一個(gè)葉片21和泵殼體6的內(nèi)表面9分開。螺旋槳的輪轂20被可拆卸地與驅(qū)動(dòng)軸16相連并由驅(qū)動(dòng)軸16旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，輪轂20在圖示的實(shí)施例示例中以常規(guī)方式在驅(qū)動(dòng)軸16的自由的下端通過螺釘緊固。液壓單元19完全由泵殼體6圍繞，也就是說，整個(gè)液壓單元19位于泵殼體的輸入口10和輸出口 11之間。優(yōu)選地，螺旋槳包括三個(gè)或四個(gè)葉片21，這些葉片沿輪轂20的周邊等距地設(shè)置。還可參照圖6，其中示出了根據(jù)本發(fā)明的螺旋槳泵從下方看的平面圖。
[0032]根據(jù)圖示的實(shí)施例示例，優(yōu)選地，泵芯12還包括整體標(biāo)記為22的密封單元，密封單元22設(shè)置在液壓單元19的正下游和驅(qū)動(dòng)單元14的正上游。密封單元22包括軸向延伸的管狀油殼23和所述至少一個(gè)導(dǎo)葉13，導(dǎo)葉13在圖示的實(shí)施例中被固定地連接至泵殼體6的內(nèi)表面9和油殼23的包絡(luò)面。密封單元22類似于液壓單元19被設(shè)置為由泵殼體6圍繞。在圖不的實(shí)施例不例中，油殼23由稱作油殼底部的第一下部23’和稱作油殼蓋的第二上部23〃構(gòu)成，它們共同確定容納液體的腔室24，所述液體優(yōu)選地是油。油殼23形成用于整體標(biāo)記為25的、被包含在密封單元22中的驅(qū)動(dòng)軸密封組件的底座。已知也被稱為密封盒的驅(qū)動(dòng)軸密封組件25包括外機(jī)械面密封和內(nèi)機(jī)械面密封，外機(jī)械面密封阻止泵送的液體漏入油殼23的腔室24中，內(nèi)機(jī)械面密封阻止液體在油殼23的腔室24和驅(qū)動(dòng)單元14之間通過。代替所述的機(jī)械面密封，驅(qū)動(dòng)軸密封組件25可以包括其他類型的合適的密封，并且可選地密封單元22可以包括不同于所述驅(qū)動(dòng)軸密封組件的另一種類型的密封解決方案。因此，應(yīng)該指出的是驅(qū)動(dòng)軸16延伸穿過油殼23和所述驅(qū)動(dòng)軸密封組件25，其被分別設(shè)置在驅(qū)動(dòng)單元14和密封單元22之間的接口中以及密封單元22和液壓單元19之間的接口中。
[0033]此外，在圖示的實(shí)施例中，泵芯12包括整體標(biāo)記為26的泵頂部，用于馬達(dá)15的內(nèi)部電源和外部電源通過供電電纜5在其中互連。優(yōu)選地，液壓單元19、密封單元22、驅(qū)動(dòng)單元14和泵頂部26相對于彼此同心地設(shè)置。優(yōu)選地，泵頂部26具有截頭圓錐體的形狀，目的是為了在泵頂部26正下游的柱管2中使具有方向向后的流速/負(fù)流速的區(qū)域的出現(xiàn)最小化。優(yōu)選地，泵頂部26具有沿下游方向錐度增加的雙曲率的包絡(luò)面。此外，泵頂部26的高度應(yīng)該優(yōu)選地約等于泵頂部26的底部直徑的0.8-1.1倍，并且泵頂部26的頂部直徑應(yīng)該約等于泵頂部26的底部直徑的0.4-0.7倍。
[0034]在泵芯12包含的部件中，液壓單元19位于上游的最遠(yuǎn)處，也就是最靠近泵殼體6的輸入口 10。在從泵殼體6的輸入口 10沿下游方向看時(shí)，液壓單元19被設(shè)置為鄰接密封單元22，并且液壓單元19的螺旋槳相對于密封單元22的油殼23可旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)單元14又被設(shè)置為鄰接并連接至密封單元22，此后泵頂部26被設(shè)置為鄰接并連接至驅(qū)動(dòng)單元14。泵頂部26和驅(qū)動(dòng)單元14之間、驅(qū)動(dòng)單元14和密封單元22之間以及密封單元22和液壓單元19之間相應(yīng)的接口是液密性的以阻止泵送的液體進(jìn)入泵芯12并破壞泵芯12中的內(nèi)部部件例如電子元件和馬達(dá)15。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的螺旋槳泵I還包括軸向延伸的通道27，所述通道27從泵殼體6的輸入口 10延伸至泵殼體6的輸出口 11，所述通道27沿徑向方向分別由泵殼體6的內(nèi)表面9和泵芯12的包絡(luò)面界定。在圖示的螺旋槳泵I的優(yōu)選實(shí)施例中，所述通道27沿徑向方向分別由泵殼體6的內(nèi)表面9和螺旋槳的輪轂20的包絡(luò)面、油殼23的包絡(luò)面以及馬達(dá)殼體17的包絡(luò)面18界定。應(yīng)該指出的是馬達(dá)殼體17的包絡(luò)面18中只有一段軸向部分有助于界定所述通道27，原因是馬達(dá)殼體17的包絡(luò)面18的主要部分與泵殼體6軸向分離。優(yōu)選地，所述通道27具有環(huán)形或環(huán)面的子通道，所述子通道沿軸向方向從位于螺旋槳的輪轂20的上游最遠(yuǎn)處的部分延伸至泵殼體6的輸出口 11。換句話說，通道27的環(huán)面子通道旋轉(zhuǎn)對稱。
[0036]此外，在與根據(jù)圖3和圖4的螺旋槳泵I的中心線相交的軸向延伸的平面中看時(shí)，所述通道27具有在圖3和圖4中通過虛線示出的中心線28。本文所述的通道27的各種橫截面積是橫向于/垂直于通道27的所述中心線28截取，因此泵殼體6的內(nèi)表面9和泵芯12的包絡(luò)面沿通道27的整個(gè)長度或者甚至是沿通道27的一部分長度不必彼此平行。在通道27的中心線28的某個(gè)點(diǎn)處測量特定橫截面積的情況下，其中通道27的中心線28的切向并不平行于螺旋槳泵I的中心線，該特定的橫截面積因此等價(jià)于截頭圓錐體的包絡(luò)面的面積。
[0037]在根據(jù)本發(fā)明的螺旋槳泵I中，至少可以測量/關(guān)注三個(gè)中央橫截面積。這三個(gè)中央橫截面積是:所述通道27在螺旋槳的至少一個(gè)葉片21的后緣29的區(qū)域中截取的橫截面積(A1)，所述通道27在所述至少一個(gè)導(dǎo)葉13的后緣30的區(qū)域中截取的橫截面積(A2)，以及所述通道27在泵殼體6的輸出口 11的區(qū)域中截取的橫截面積(A3)。
[0038]根據(jù)本發(fā)明，所述通道27在所述至少一個(gè)導(dǎo)葉13的后緣30的區(qū)域中的橫截面積(A2)應(yīng)該大于或等于所述通道27在螺旋槳的至少一個(gè)葉片21的后緣29的區(qū)域中的橫截面積(A1),并且進(jìn)一步地，所述通道27在所述至少一個(gè)導(dǎo)葉13的后緣30的區(qū)域中的橫截面積(A2)應(yīng)該小于或等于系數(shù)1.1乘以所述通道27在螺旋槳的至少一個(gè)葉片21的后緣29的區(qū)域中的橫截面積(A1)。換句話說，以下的面積關(guān)系應(yīng)該成立JA1 SA2S 1.1*AJ。例如，在螺旋槳的至少一個(gè)葉片21的后緣29的區(qū)域中截取的橫截面積(A1)大于0.04m2且小于 0.11m2。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述通道27在泵殼體6的輸出口 11的區(qū)域中的橫截面積(A3)應(yīng)該大于或等于所述通道27在所述至少一個(gè)導(dǎo)葉13的后緣30的區(qū)域中的橫截面積(A2),并且進(jìn)一步地，所述通道27在泵殼體6的輸出口 11的區(qū)域中的橫截面積(A3)應(yīng)該小于或等于系數(shù)1.9乘以所述通道27在螺旋槳的至少一個(gè)葉片21的后緣29的區(qū)域中的橫截面積(A1)。換句話說，以下的面積關(guān)系優(yōu)選地應(yīng)該成立:[A2≤A3≤1.9*AJ。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述通道27在泵殼體6的輸出口 11的區(qū)域中的橫截面積(A3)應(yīng)該大于系數(shù)1.2乘以所述通道27在所述至少一個(gè)導(dǎo)葉13的后緣30的區(qū)域中的橫截面積(A2),并且進(jìn)一步地，所述通道27在所述泵殼體6的輸出口 11的區(qū)域中的橫截面積(A3)應(yīng)該小于系數(shù)1.6乘以所述通道27在螺旋槳的至少一個(gè)葉片21的后緣29的區(qū)域中的橫截面積(A1)。換句話說，以下的面積關(guān)系優(yōu)選地應(yīng)該成立:[1.2*A2〈A3〈1.6*AJ。最優(yōu)選地，所述通道27在所述泵殼體6的輸出口 11的區(qū)域中的橫截面積(A3)應(yīng)該等于系數(shù)1.4乘以所述通道27在螺旋槳的至少一個(gè)葉片21的后緣29的區(qū)域中的橫截面積(A1)。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述通道27在所述至少一個(gè)導(dǎo)葉13的后緣30的區(qū)域中的橫截面積(A2)應(yīng)該大于系數(shù)1.04乘以所述通道27在螺旋槳的至少一個(gè)葉片21的后緣29的區(qū)域中的橫截面積(A1)。優(yōu)選地，所述通道27在所述至少一個(gè)導(dǎo)葉13的后緣30的區(qū)域中的橫截面積(A2)應(yīng)該小于系數(shù)1.08乘以所述通道27在螺旋槳的至少一個(gè)葉片21的后緣29的區(qū)域中的橫截面積(A1)。換句話說，以下的面積關(guān)系優(yōu)選地應(yīng)該成立:[1.04^<4<1.08*AJ。最優(yōu)選地，所述通道27在所述至少一個(gè)導(dǎo)葉13的后緣30的區(qū)域中的橫截面積(A2)應(yīng)該等于系數(shù)1.06乘以所述通道27在螺旋槳的至少一個(gè)葉片21的后緣29的區(qū)域中的橫截面積(A1)。
[0042]根據(jù)圖2所示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，線纜31與升降柄32相連，升降柄32又與泵頂部26相連。線纜31經(jīng)由柱管2的內(nèi)部向上延伸至位于柱管2上方的固定點(diǎn)；優(yōu)選地，線纜31的延伸與螺旋槳泵I的中心線的延伸相一致。此外，螺旋槳泵I的至少一根供電電纜5離開泵頂部26并隨后 附連至線纜31，并且抵靠線纜31向上一直延伸至高于柱管2的高度。將供電電纜5附連至線纜31的目的在于自由懸掛的供電電纜會(huì)受到柱管2內(nèi)流動(dòng)的液體速度中可能的旋轉(zhuǎn)分量的影響，并且因此存在轉(zhuǎn)動(dòng)和靠向柱管2的內(nèi)表面被磨損為多段的風(fēng)險(xiǎn)。
[0043]所述至少一個(gè)導(dǎo)葉13的目的是將由螺旋槳在工作期間生成的液流速度中的旋轉(zhuǎn)分量轉(zhuǎn)化/轉(zhuǎn)換為泵送液體的靜壓或壓頭。
[0044]本發(fā)明的可行修改
[0045]本發(fā)明不僅局限于以上描述和附圖中示出的、僅用于解釋性和示范性用途的實(shí)施例。本專利申請意在覆蓋本文所述優(yōu)選實(shí)施例的所有更改和變型，并且因此本發(fā)明應(yīng)由所附權(quán)利要求的用語確定，且設(shè)備可以對應(yīng)地在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)以所有可行的方式修改。
[0046]應(yīng)該指出的是在權(quán)利要求以及說明書中使用的術(shù)語“橫截面積”的含義是指面積的測量應(yīng)該橫向于/垂直于通道的中心線實(shí)施，因此通道的內(nèi)限制表面和通道的外限制表面沿整個(gè)通道的長度不必彼此平行。
[0047]應(yīng)該指出的是在權(quán)利要求以及說明書中使用的術(shù)語“在……的區(qū)域中”的含義是指面積的測量應(yīng)在與術(shù)語“在……的區(qū)域中”限定的文字所明確的位置/單元相重合、相交或直接附連的泵殼體的通道的橫截面中實(shí)施。
[0048]還應(yīng)該指出的是關(guān)于/涉及例如上方、下方、上部、下部等術(shù)語的所有信息應(yīng)該被解釋/解讀為設(shè)備根據(jù)附圖來取向，附圖以附圖標(biāo)記能夠用正確方式閱讀這樣的方式來取向。因此，這樣的術(shù)語僅指示圖示實(shí)施例中的相互關(guān)系，如果根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備被設(shè)置為另一種結(jié)構(gòu)/設(shè)計(jì)，那么這些關(guān)系可以改變。
[0049]應(yīng)該指出的是即使并未明確地提及來自一個(gè)特定實(shí)施例的特征能夠與另一個(gè)實(shí)施例中的特征組合，這一點(diǎn)在可行時(shí)也應(yīng)該被視為顯而易見。
[0050]貫穿本說明書和所附的權(quán)利要求，除非上下文指示不同的內(nèi)容，否則都應(yīng)該認(rèn)為詞語“包括”及其變型意為包括指示的單元或步驟或者單元或步驟的分組但是并不排除其他的單元或步驟或者單元或步驟的分組。
【權(quán)利要求】
1.用于泵送液體的螺旋槳泵，所述螺旋槳泵包括: 軸向延伸的管狀泵殼體(6),所述泵殼體(6)具有內(nèi)表面(9)并且包括輸入口(10)和輸出口(11)， 軸向延伸的、具有包絡(luò)面的泵芯(12)，所述泵芯(12)的至少一段軸向部分由所述泵殼體(6)圍繞，以及 至少一個(gè)徑向延伸的導(dǎo)葉(13)，所述導(dǎo)葉(13)連接至泵殼體(6)的內(nèi)表面(9)和泵芯(12)的包絡(luò)面， 所述泵芯(6)包括驅(qū)動(dòng)單元(14)和液壓單元(19)，所述液壓單元(19)相對于所述驅(qū)動(dòng)單元(14)位于上游并且包括具有輪轂(20)和至少一個(gè)葉片(21)的螺旋槳， 所述螺旋槳泵(I)還包括軸向延伸的通道(27)，所述通道(27)從泵殼體(6)的輸入口(10)延伸至泵殼體(6)的輸出口(11)，所述通道(27)沿徑向方向分別由泵殼體(6)的內(nèi)表面(9)和泵芯(12)的包絡(luò)面界定， 其特征在于，所述通道(27)在所述至少一個(gè)導(dǎo)葉(13)的后緣(30)的區(qū)域中的橫截面積(A2)大于系數(shù)1.04乘以所述通道(27)在螺旋槳的至少一個(gè)葉片(21)的后緣(29)的區(qū)域中的橫截面積(A1), 所述通道(27)在所述至少一個(gè)導(dǎo)葉(13)的后緣(30)的區(qū)域中的橫截面積(A2)小于或等于系數(shù)1.1乘以所述通 道(27)在螺旋槳的至少一個(gè)葉片(21)的后緣(29)的區(qū)域中的橫截面積(A1), 所述通道(27)在泵殼體(6)的輸出口(11)的區(qū)域中的橫截面積(A3)大于或等于所述通道(27)在所述至少一個(gè)導(dǎo)葉(13)的后緣(30)的區(qū)域中的橫截面積(A2), 所述通道(27)在所述泵殼體(6)的輸出口(11)的區(qū)域中的橫截面積(A3)小于或等于系數(shù)1.9乘以所述通道(27)在螺旋槳的至少一個(gè)葉片(21)的后緣(29)的區(qū)域中的橫截面積(A1)，并且 所述螺旋槳泵(I)具有大于或等于200且小于或等于300的特定轉(zhuǎn)速(nq)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋槳泵，其特征在于，所述通道(27)在泵殼體(6)的輸出口(11)的區(qū)域中的橫截面積(A3)大于系數(shù)1.2乘以所述通道(27)在所述至少一個(gè)導(dǎo)葉(13)的后緣(30)的區(qū)域中的橫截面積(A2),并且所述通道(27)在所述泵殼體(6)的輸出口(11)的區(qū)域中的橫截面積(A3)小于系數(shù)1.6乘以所述通道(27)在螺旋槳的至少一個(gè)葉片(21)的后緣(29)的區(qū)域中的橫截面積(A1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1至2中的任何一項(xiàng)所述的螺旋槳泵，其特征在于，所述通道(27)在所述至少一個(gè)導(dǎo)葉(13)的后緣(30)的區(qū)域中的橫截面積(A2)小于系數(shù)1.08乘以所述通道(27)在螺旋槳的至少一個(gè)葉片(21)的后緣(29)的區(qū)域中的橫截面積(A1)15
4.根據(jù)先前權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的螺旋槳泵，其特征在于，所述泵芯(12)進(jìn)一步包括密封單元(22)，所述密封單元(22)又包括軸向延伸的管狀油殼(23)和所述至少一個(gè)導(dǎo)葉(13)，所述密封單元(22)被設(shè)置為由所述泵殼體(6)圍繞，所述至少一個(gè)導(dǎo)葉(13)被固定地連接至泵殼體出)的內(nèi)表面和油殼(23)的包絡(luò)面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的螺旋槳泵，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)單元(14)包括軸向延伸的、具有包絡(luò)面(18)的管狀馬達(dá)殼體(17)，所述驅(qū)動(dòng)單元(14)被連接至且被設(shè)置在所述密封單元(22)的下游。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的螺旋槳泵，其特征在于，所述泵殼體(6)的通道(27)沿徑向方向分別由泵殼體(6)的內(nèi)表面和螺旋槳的輪轂(20)的包絡(luò)面、油殼(23)的包絡(luò)面以及馬達(dá)殼體(17)的包絡(luò)面(18)界定。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中的任何一項(xiàng)所述的螺旋槳泵，其特征在于，所述液壓單元(19)被設(shè)置為靠近所述密封單元(22)并且在所述密封單元(22)的上游。
8.根據(jù)先前權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的螺旋槳泵，其特征在于，所述泵芯(12)和所述泵殼體(6)被同心地設(shè)置。
9.根據(jù)先前權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的螺旋槳泵，其特征在于，所述泵殼體(6)的通道(27)具有子通道，所述子通道沿軸向方向從位于螺旋槳的輪轂(20)的上游最遠(yuǎn)處的部分延伸至泵殼體(6)的輸出口(11)，所述子通道具有環(huán)面的形狀。
10.根據(jù)先前權(quán)利 要求中的任何一項(xiàng)所述的螺旋槳泵，其特征在于，所述螺旋槳包括三個(gè)葉片(21)，并且所述螺旋槳泵(1)包括七個(gè)導(dǎo)葉(13)。
11.用于泵送液體的泵站，所述泵站包括根據(jù)權(quán)利要求1至10中的任何一項(xiàng)所述的螺旋槳泵(1)，所述螺旋槳泵(1)被設(shè)置在與其同心的柱管(2)的下端。
【文檔編號】F04D29/54GK104011394SQ201280061515
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月13日
【發(fā)明者】J·伯曼 申請人:賽樂姆知識(shí)產(chǎn)權(quán)控股有限責(zé)任公司