Самоочищающийся винтовой центробежный насос с рециркуляцией позади лопастного колеса
Винтовой центробежный насос (1) содержит корпус (3) насоса с входным отверстием (3а) насоса и расположенное внутри корпуса (3) насоса с возможностью вращения винтовое центробежное колесо (20) со ступицей (21), а также лопастью (25), и содержит вращаемый приводной вал (33), который соединен с винтовым центробежным колесом (20), и закрывающую пластину (2). Пластина (2) расположена между винтовым центробежным колесом (20) и задней стенкой (23) корпуса (3). Пластина (2) имеет среднее отверстие (2g), через которое проходит ступица (21) или приводной вал (33). Между закрывающей пластиной (2) и задней стенкой (23) корпуса (3) образовано внутреннее пространство (37). Между средним отверстием (2g) закрывающей пластины (2) и ступицей (21) или приводным валом (33) образован зазор (2b), который предназначен для жидкостного соединения с внутренним пространством (37). Закрывающая пластина (2) имеет по меньшей мере один проем (2а), который расположен на расстоянии от среднего отверстия (2g), с целью создания потока (F1) текучей среды, который проходит через проем (2а) во внутреннее пространство (37) и снова выходит через зазор (2b) из внутреннего пространства (37). 3 н. и 27 з.п. ф-лы, 16 ил.
Изобретение относится к винтовому центробежному насосу, способу работы винтового центробежного насоса, а также к закрывающей пластине для винтового центробежного насоса.
В документе СН 662864 раскрыт винтовой центробежный насос, при этом винтовое центробежное колесо установлено с возможностью вращения на оси вращения. Винтовой центробежный насос имеет в зоне соединения между винтовым центробежным колесом и осью вращения полое пространство. Этот сам по себе хорошо действующий вариант выполнения винтового центробежного насоса имеет тот недостаток, что внутри полого пространства может происходить отложение и скапливание загрязнений. Это приводит к повышенному износу и/или повышенным расходам на техническое обслуживание.
Задачей данного изобретения является создание винтового центробежного насоса, а также способа очистки винтового центробежного насоса, которые имеют относительно отложения загрязнений более предпочтительные свойства.
Эта задача решена с помощью винтового центробежного насоса, имеющего признаки пункта 1 формулы изобретения. Зависимые пункты 2-19 относятся к другим предпочтительным вариантам выполнения. Кроме того, задача решена с помощью способа самоочищения винтового центробежного насоса, имеющего признаки пункта 20 формулы изобретения. Зависимые пункты 21 и 22 относятся к другим предпочтительным вариантам выполнения. Кроме того, задача решена с помощью закрывающей пластины, имеющей признаки пункта 23 формулы изобретения. Зависимые пункты 24-30 относятся к другим предпочтительным вариантам выполнения.
Задача решена, в частности, с помощью винтового центробежного насоса, содержащего корпус насоса с входным отверстием насоса и расположенной противоположно входному отверстию насоса задней стенкой насоса, содержащего расположенное внутри корпуса насоса с возможностью вращения винтовое центробежное колесо со ступицей, а также лопастью, а также содержащего вращаемый приводной вал, который соединен с винтовым центробежным колесом, а также содержащего закрывающую пластину, которая расположена между винтовым центробежным колесом и задней стенкой корпуса, при этом закрывающая пластина имеет среднее отверстие, через которое проходит ступица или приводной вал, и при этом между закрывающей пластиной и задней стенкой корпуса образовано внутреннее пространство, при этом закрывающая пластина имеет направленную к входному отверстию насоса переднюю сторону, и при этом передняя сторона содержит частичную поверхность, прохождение которой выполнено с согласованием с задней стороной винтового центробежного колеса так, что между передней стороной закрывающей пластины и задней стороной винтового центробежного колеса образован зазор максимально до 3 мм, при этом между средним отверстием закрывающей пластины и ступицей или приводным валом образован зазор, который соединен с направлением текучей среды с внутренним пространством, а также с зазором, при этом закрывающая пластина имеет по меньшей мере один проем, который расположен на расстоянии от среднего отверстия, при этом винтовое центробежное колесо и расположение проема выполнены с согласованием друг с другом так, что задняя сторона винтового центробежного колеса не закрывает проем или при вращении винтового центробежного колеса на 360° закрывает в течение частичного угла, и при этом проем образует пропускающее текучую среду соединение между передней стороной и внутренним пространством, с целью создания потока текучей среды, который проходит через проем во внутреннее пространство и снова выходит через зазор из внутреннего пространства.
Винтовой центробежный насос, согласно изобретению, а также способ, согласно изобретению, имеют то преимущество, что во время работы насоса образуется частичный поток, который проходит от передней стороны к задней стороне закрывающей пластины и после этого вдоль среднего отверстия закрывающей пластины снова к передней стороне закрывающей пластины, так что образуется очищающий поток, который в состоянии транспортировать возможно находящиеся или отложенные в полом пространстве позади закрывающей пластины загрязнения по меньшей мере частично снова к передней стороне закрывающей пластины, так что эти загрязнения могут быть удалены с помощью основного потока винтового центробежного насоса.
Винтовой центробежный насос, согласно изобретению, содержит установленное с возможностью вращения винтовое центробежное колесо, а также расположенную непосредственно вблизи винтового центробежного колеса закрывающую пластину со средним отверстием, при этом ступица или приводной вал винтового центробежного колеса предпочтительно проходит через среднее отверстие. Между средним отверстием и ступицей, соответственно, приводным валом образован проводящий текучую среду зазор. Вращение винтового центробежного колеса в направлении вращения приводит к тому, что текучая среда проходит вдоль основного потока, что приводит к тому, что частичный поток текучей среды проходит через расположенный на расстоянии от среднего отверстия проем к задней стороне закрывающей пластины, и что после этого этот частичный поток проходит через пропускающий текучую среду зазор снова к основному потоку, на основании имеющейся между проемом и пропускающим текучую среду зазором разницы давления. Этот частичный поток образует очищающий поток текучей среды, который проходит, в частности, через пространство позади закрывающей пластины и тем самым подает возможно имеющиеся загрязнения в основной поток.
Закрывающая пластина проходит на обращенной к винтовому центробежному колесу стороне, соответственно, обращенной к винтовому центробежному колесу частичной поверхности предпочтительно в соответствии с прохождением задней стороны винтового центробежного колеса, так что частичная поверхность предпочтительно проходит в виде усеченного конуса или плоско, при этом частичная поверхность может иметь также другую форму прохождения, например, изогнутую или многогранную.
Кроме того, задача решена, в частности, с помощью способа самоочищения винтового центробежного насоса, имеющего установленное с возможностью вращения винтовое центробежное колесо, а также расположенную с образованием зазора на задней стороне винтового центробежного колеса закрывающую пластину со средним отверстием, при этом закрывающая пластина имеет проем, который находится на расстоянии от среднего отверстия, при этом ступица или приводной вал винтового центробежного колеса проходит через среднее отверстие, так что между средним отверстием и ступицей или приводным валом образуется пропускающий текучую среду зазор, при этом винтовое центробежное колесо и расположение проема выполнены с согласованием друг с другом так, что задняя сторона винтового центробежного колеса не закрывает проем при вращении винтового центробежного колеса или закрывает в течение частичного угла Δ, при этом винтовое центробежное колесо вращается в направлении вращения, и за счет этого текучая среда транспортируется вдоль основного потока, при этом частичный поток F1 текучей среды проходит через проем к задней стенке закрывающей пластины, и при этом этот частичный поток затем через зазоры проходит снова к основному потоку, на основании имеющейся разницы давления между проемом и зазором.
Кроме того, задача решена, в частности, с помощью закрывающей пластины для винтового центробежного насоса, при этом закрывающая пластина имеет переднюю сторону и заднюю сторону, и при этом закрывающая пластина имеет в своем центре среднее отверстие, при этом среднее отверстие предназначено для прохождения оси вращения винтового центробежного колеса и проходит в направлении оси вращения, и при этом закрывающая пластина имеет по меньшей мере один проем, который расположен на расстоянии от среднего отверстия, и при этом проем образует пропускающее текучую среду соединение между передней стороной и задней стороной закрывающей пластины, и при этом проем имеет в направлении передней стороны входное отверстие, и при этом передняя сторона имеет углубление, при этом входное отверстие расположено в этом углублении, и при этом входное отверстие образует входную поверхность, которая проходит по существу параллельно оси А вращения.
Ниже приводится подробное описание изобретения на основе примеров выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:
фиг.1 - осевой разрез известного из уровня техники винтового центробежного насоса;
фиг.1а - винтовой центробежный насос, согласно фиг.1, с удаленным наружным корпусом, на виде сбоку;
фиг.1b - рабочее колесо, на виде сверху;
фиг.2 - продольный разрез части винтового центробежного насоса с закрывающей пластиной, согласно первому примеру выполнения;
фиг.3-5 - различно проходящие проемы;
фиг.6 - закрывающая пластина, на виде сверху;
фиг.7 - закрывающая пластина, согласно фиг.6, в изометрической проекции;
фиг.8 - разрез закрывающей пластины, по линии В-В на фиг.6;
фиг.9 - разрез закрывающей пластины, согласно другому примеру выполнения;
фиг.10, 11 - разрез закрывающей пластины, согласно двум другим примерам выполнения;
фиг.12 - другой пример выполнения рабочего колеса винтового центробежного насоса со снятым наружным корпусом, на виде сбоку;
фиг.13 - рабочее колесо показанного на фиг.12 винтового центробежного насоса, на виде сверху;
фиг.14 - другой пример выполнения закрывающей пластины, на виде сверху.
На чертежах одинаковые части всегда обозначены одинаковыми позициями.
На фиг.1 показан известный из уровня техники, раскрытый в СН 662864 вариант выполнения винтового центробежного насоса. На фиг.1 показан осевой разрез винтового центробежного насоса 1, содержащего винтовое центробежное колесо 20 со ступицей 21 и лопастью 25, содержащего приводной вал 33, который соединен без возможности проворачивания со ступицей 21, а также содержащего расположенную позади винтового центробежного колеса 20 заднюю стенку 23 корпуса, а также окружающую винтовое центробежное колесо 20 в окружном направлении наружную стенку 3 корпуса. В задней стенке 23 корпуса предусмотрено вблизи приводного вала 33 выпускное отверстие 36, для обеспечения возможности выхода газов, которые находятся в транспортируемой текучей среде и выделяются в направлении центра вращения рабочего колеса и через расположенный на задней стороне рабочего колеса зазор между ступицей 21 рабочего колеса и задней стенкой 23 корпуса попадают во внутреннее пространство. Зазор между ступицей 21 рабочего колеса и задней стенкой 23 корпуса выполнен в виде лабиринта, при этом лабиринтная структура как на стороне ступицы, так и на стороне задней стенки корпуса прервана с помощью поперечной канавки 38, так что возникает самоочищающее действие и транспортируемые твердые частицы не попадают во внутреннее пространство 37 и выпускное отверстие 36.
Однако было установлено, что несмотря на это загрязнения могут попадать во внутреннее пространство 37, при этом эти загрязнения осаждаются во внутреннем пространстве 37 и могут накапливаться, так что необходимо выполнять в определенные интервалы времени чистку винтового центробежного насоса.
На фиг.1а показан на виде сбоку винтовой центробежный насос 1, согласно фиг.1, со снятым наружным корпусом. На фиг.1b показан на виде сверху пример выполнения винтового центробежного колеса 20, которое в таком виде не раскрыто в CH 662864, которое, однако, пригодно для показанного на фиг.1 и 1а винтового центробежного насоса 1, поэтому фиг.1, 1а и 1b поясняются совместно. Винтовое центробежное колесо 20 винтового центробежного насоса 1 содержит ступицу 21 с серповидной базовой частью 30, с которой соединена лопасть 25, при этом ось 33 проходит через расположенную на стороне давления, выполненную в виде усеченного конуса стенку 23 корпуса и соединена со ступицей 21. Над имеющей конусный угол γ между 5° и 70° стенкой 23 корпуса движется торцевая кромка 28 расположенной на стороне давления боковой поверхности 27 лопасти с небольшим зазором 24. Дополнительно к этому, лопасть 25 содержит расположенную на стороне всасывания боковую поверхность 39. Серповидная базовая часть 30 проходит от выходной вершины 35 лопасти, в которой заканчивается концевая кромка 26, в форме серпа, соответственно, спирали по относительно большому пути вокруг оси насоса до места 31, в котором ступица 21 имеет относительно небольшой радиус R2. У выходной вершины 35 лопасти ступица 21 имеет наибольший радиус R1. За счет этого по относительно длинной дуге δ, которая целесообразно составляет примерно 120°, между выходной вершиной 35 лопасти и указанным местом 31 ступицы открыта относительно большая поверхность стенки 23 корпуса. Открывание стенки 23 корпуса за счет уменьшения радиуса R1 ступицы рабочего колеса можно осуществлять настолько, насколько позволяют технические параметры материала, с целью обеспечения еще достаточно большой прочности винтового центробежного колеса 20.
На фиг.2 показан в продольном разрезе пример выполнения винтового центробежного насоса 1, согласно изобретению. Винтовой центробежный насос 1 содержит корпус 3 насоса с входным отверстием 3а, соответственно, впускным отверстием 3а насоса, выходом 3b, а также внутренним пространством 3с корпуса, и содержит далее ступицу 21, которая соединена с изображенной схематично и штриховыми линиями лопастью 25 и при этом образует винтовое центробежное колесо 20, и которая установлена с возможностью вращения с помощью вращаемого вокруг оси А приводного вала 33. Соединение между приводным валом 33 и ступицей 21 показано лишь схематично. Лопасть 25, а также ступица 21, как показано на фиг.1а и 1b, выполнены в виде единой общей части, соответственно, в виде винтового центробежного колеса 20. В показанном примере выполнения винтовой центробежный насос 1 содержит дополнительно конический внутренний корпус 4 с впускным отверстием 4а, а также распорное кольцо 5. Дополнительно к этому, винтовой центробежный насос 1 содержит заднюю стенку 23 корпуса с выпускным отверстием 36, а также уплотнение 6. Выпускное отверстие 36 служит для целей технического обслуживания и обычно закрыто пробкой снаружи во время работы винтового центробежного насоса 1. Во время вращения винтового центробежного колеса 20 создается основной поток F, который проходит от входного отверстия 3а к выходу 3b. Транспортируемый поток F содержит текучую среду, предпочтительно воду, и возможно газы, такие как водяной пар, при этом винтовой центробежный насос 1 в одном предпочтительном варианте применения применяется для транспортировки загрязненной воды, так что основной поток F может содержать также твердые вещества, например, фекалии, песок, гравий, текстиль, волокна, пластмассовые части и т.д.
Дополнительно к этому, винтовой центробежный насос 1 содержит закрывающую пластину 2, которая в направлении прохождения оси А расположена непосредственно позади ступицы 21, соответственно, винтового центробежного колеса 20. Закрывающая пластина 2 имеет переднюю сторону 2h и заднюю сторону 2i, при этом передняя сторона 2h содержит частичную поверхность 2k, прохождение которой согласовано с задней стороной 25а винтового центробежного колеса 20 так, что между передней стороной 2h закрывающей пластины 2 и задней стороной 25а винтового центробежного колеса 20 образован зазор 24 максимально до 3 мм. Предпочтительно, зазор 24 имеет ширину в диапазоне между 0,5 мм и 2 мм. Зазор 24 выполнен, среди прочего, таким узким, чтобы твердые вещества, например, встречающиеся в сточных водах ткани, такие как женские чулки, не могли проникать в зазор 24 или даже наматываться вокруг ступицы. Дополнительно к этому, узкий зазор 24 оказывает срезающее действие на находящиеся внутри зазора 24 твердые вещества, так что они механически размельчаются и транспортируются в направлении основного потока F. В одном предпочтительном варианте выполнения по меньшей мере одна из направленных к зазору 24 поверхностей выполнена структурированной, шершавой или, например, снабженной выступающими зубьями, с целью улучшения механического размельчения находящихся в зазоре 24 твердых веществ. Зазор 24 с шириной более 3 мм, например, с шириной 5 мм имеет несколько недостатков. С одной стороны, на основании широкого зазора 24 больше не обеспечивается механическое размельчение твердых веществ. Дополнительно к этому, широкий зазор 24 значительно уменьшает коэффициент полезного действия винтового центробежного насоса 1. Передняя сторона 2h в показанном примере выполнения содержит по существу проходящую в виде усеченного конуса частичную поверхность 2k, прохождение которой согласовано с задней стороной винтового центробежного колеса 20, при этом частичная поверхность 2k имеет в своем центре среднее отверстие 2g, при этом среднее отверстие 2g проходит параллельно направлению оси А. Ступица 21 проходит через среднее отверстие 2g, так что между средним отверстием 2g и ступицей 21 образован проходящий в направлении оси А зазор 2b. Дополнительно к этому, ступица 21 имеет выступ, который частично покрывает частичную поверхность 2k, так что между ступицей 21 и частичной поверхностью 2k образуется проходящий в показанном примере выполнения поперек оси А зазор 24. Закрывающая пластина 2 имеет по меньшей мере один проем 2а, который расположен на расстоянии от среднего отверстия 2g, при этом проем 2а образует направляющее текучую среду соединение между передней стороной 2h и задней стороной 2i закрывающей пластины 2. Во время работы насоса, соответственно, во время вращения винтового центробежного колеса 20 в направлении R вращения, текучая среда имеет в зоне проема 2а более высокое давление, чем в зоне среднего отверстия 2g, за счет чего создается частичный поток F1, причем часть основного потока F проходит в виде частичного потока F1 через отверстие 2а к задней стороне 2i закрывающей пластины 2 во внутреннее пространство 37, а затем через зазор 2b и зазор 24 проходит снова в основной поток F. Этот частичный поток F1 приводит к тому, что загрязнения, которые находятся во внутреннем пространстве 37, транспортируются из него и подаются в основной поток F.
Винтовое центробежное колесо 20 и расположение проема 2а согласованы друг с другом так, что задняя сторона 25а винтового центробежного колеса 20 не закрывает проем 2а или же при вращении винтового центробежного колеса 20 на 360° закрывает его лишь в течение частичного угла Δ.
В одном предпочтительном варианте выполнения винтовое центробежное колесо 20 может быть выполнено, как показано на фиг.12 и 13. На фиг.12 показан корпус 3 насоса, в котором расположена закрывающая пластина 2, а также винтовое центробежное колесо 20. Ступица 21 соединена с круговой базовой частью 30, при этом лопасть 25 соединена через ее торцевую кромку 28 с базовой частью 30. Винтовое центробежное колесо 20 содержит концевую кромку 26, расположенную на стороне давления боковую поверхность 27 лопасти, а также расположенную на стороне всасывания боковую поверхность 39 и выходную вершину 35 лопасти. На фиг.13 винтовое центробежное колесо 20 показано на виде сверху, при этом базовая часть выполнена круговой и имеет относительно оси А максимальный радиус R1. На фиг.13 показано в качестве примера возможное расположение отверстия, соответственно, проема 2а относительно винтового центробежного колеса 20. При этом расположении проем 2а не закрывается винтовым центробежным колесом 20, соответственно, задней стороной 25а винтового центробежного колеса 20, так что проем 2а постоянно открыт. При этом в зоне проема 2а предпочтительно создается течение в направлении R вращения винтового центробежного колеса 20, с целью затруднения или предотвращения входа твердых загрязнений в проем 2а. Через проем 2а образуется направляющее текучую среду соединение между передней стороной 2h и внутренним пространством 37 для создания потока F1 текучей среды, который проходит через проем 2а во внутреннее пространство 37 и через зазор 2b снова выходит из внутреннего пространства 37.
В другом предпочтительном варианте выполнения винтовое центробежное колесо 20 может быть выполнено, как показано на фиг.1а и 1b. Ступица 21 винтового центробежного колеса 20 содержит серповидную базовую часть 30, при этом лопасть 25 расположена на серповидной базовой части 30, и серповидная базовая часть 30 имеет относительно оси А вращения максимальный радиус R1 и минимальный радиус R2. Серповидная базовая часть 30 выполнена с таким прохождением относительно проема 2а, что задняя сторона 25а винтового центробежного колеса 20 не закрывает проем 2а при минимальном радиусе R2, при этом задняя сторона 25а винтового центробежного колеса 20 закрывает проем 2а при вращении винтового центробежного колеса 20 на 360° в течение частичного угла Δ. Таким образом, проем 2а кратковременно закрывается во время каждого оборота винтового центробежного колеса 20. Этот вариант выполнения имеет то преимущество, что в зоне проема 2а предпочтительно создается течение в направлении R вращения винтового центробежного колеса 20, с целью затруднения или предотвращения входа загрязнений в проем 2а. Другое преимущество состоит в том, что твердые загрязнения, которые осаждаются на входном отверстии проема 2а, механически удаляются с помощью движущейся над проемом 2а ступицы 21, 30, если загрязнения выступают за переднюю сторону 2h.
Приводной вал 33 может быть расположен дальше впереди, так что зазор 2b по меньшей мере частично или же исключительно образуется между закрывающей пластиной 2 и приводным валом 33.
Закрывающая пластина 2 имеет по меньшей мере один проем 2а и предпочтительно по меньшей мере два проема 2а. Предпочтительно, проемы 2а расположены в частичной поверхности 2k симметрично оси А. Проемы 2а могут быть выполнены различным образом. Показанный на фиг.2 проем 2а изображен на фиг.3 в увеличенном масштабе. На передней стороне 2h закрывающей пластины 3 проходит поток F2. Отверстие 2а содержит входное отверстие 21, поперечное сечение которого образует входную поверхность 2m. Частичный поток F1 проходит через проем 2а к задней стороне 2i закрывающей пластины 2. Частичный поток F1 отклоняется при вхождении в проем 2а, что предпочтительно затрудняет вхождение находящихся в потоке F2 твердых веществ в проем 2а. За счет этого частичный поток F1 по меньшей мере частично очищается от твердых веществ, поскольку твердые вещества по меньшей мере частично остаются в потоке F2 и выносятся им.
Закрывающая пластина 2 может иметь, аналогично показанной на фиг.1а задней стенке корпуса, конусный угол γ в диапазоне между 5° и 70°.
На фиг.4 показан другой пример выполнения проема 2а. В отличие от показанного на фиг.3 варианта выполнения, показанный на фиг.4 проем 2а расположен с таким прохождением, что частичный поток F1 отклоняется относительно возникающего на передней стороне 2h закрывающей пластины 2 потока F2 так, что он претерпевает частично изменение течения на противоположное. Как показано на фиг.4, проем 2а проходит по меньшей мере частично противоположно направлению R вращения винтового центробежного колеса 20. Проходящий так проем 2а имеет то преимущество, что твердые вещества могут хуже попадать через проем 2а к задней стороне 2i закрывающей пластины 2.
Показанный на фиг.2 вверху проем 2а изображен в увеличенном масштабе на фиг.5. На передней стороне 2h закрывающей пластины 2 расположено углубление 2с, которое проходит к проему 2а, при этом проем 2а образует входное отверстие 2l с входной поверхностью 2m, так что входное отверстие 2l расположено в углублении 2с. Входное отверстие 2l, соответственно, входная поверхность 2m могут быть расположены различным образом, однако предпочтительно, как показано на фиг.5, так, что частичный поток F1 отклоняется и претерпевает относительно возникающего на передней стороне 2h закрывающей пластины 2 потока F2 изменение направления на противоположное. Расположенное так входное отверстие 2l имеет то преимущество, что твердые вещества не могут попадать так хорошо через проем 2а к задней стороне 2i закрывающей пластины 2. Как показано на фиг.5, входная поверхность 2m в одном предпочтительном варианте выполнения расположена так, что она проходит параллельно или по существу параллельно оси А. Как показано на фиг.5, входная поверхность 2m предпочтительно направлена противоположно относительно направления R вращения. На фиг.5 не показана сама ось А, однако показано направление прохождения оси А. Как показано на фиг.5, входная поверхность 2m в другом предпочтительном варианте выполнения расположена так, что она проходит перпендикулярно или по существу перпендикулярно к направлению R вращения приводного вала 33, при этом входная поверхность 2m расположена с ориентацией противоположно направлению R вращения.
На фиг.6, 7 и 8 показан пример выполнения закрывающей пластины 2 на виде сверху, в изометрической проекции и в разрезе по линии В-В. В одном предпочтительном варианте выполнения углубление 2с может быть, как показано на фиг.6 и 7, по меньшей мере частично образовано с помощью проходящего по существу перпендикулярно или перпендикулярно оси А отверстия (проточка). На фиг.6 показано прохождение оси А, а также предпочтительное направление R вращения. Таким образом, из фиг.6 следует, что входная поверхность 2m проходит параллельно оси А и перпендикулярно направлению R вращения. На фиг.8 показана в разрезе закрывающая пластина 2 с передней стороной 2h, задней стороной 2i и средним отверстием 2g. В проходящей в форме усеченного конуса или по существу усеченного конуса частичной поверхности 2k расположены проемы 2а, при этом проемы 2а всегда расположены на расстоянии от среднего отверстия 2g. Проемы 2а могут также, как показано на фиг.3, проходить перпендикулярно или по существу перпендикулярно относительно частичной поверхности 2k, или же, как показано на фиг.4, поперек частичной поверхности 2k.
В зависимости от применяемого винтового центробежного колеса 20 задняя сторона 25а винтового центробежного колеса 20 перекрывает различно большую частичную поверхность 2k. При применении показанного на фиг.1а и 1b винтового центробежного колеса 20 может перекрываться, например, обозначенная на фиг.6 позицией 2k частичная поверхность передней стороны 2h в соответствии с описанием фиг.1а и 1b. При применении показанного на фиг.12 и 13 винтового центробежного колеса 20 может постоянно перекрываться, например, обозначенная на фиг.6 позицией 2k2 частичная поверхность передней стороны 2h.
В одном предпочтительном варианте выполнения закрывающая пластина 2 имеет, как показано на фиг.6-8, проходящее в окружном направлении углубление 2d, которое предпочтительно проходит в зоне среднего отверстия 2g от частичной поверхности 2h наружу. Предпочтительно, углубление 2d проходит, как показано на фиг.6, в направлении R вращения по спирали изнутри наружу. Это выполнение имеет то преимущество, что загрязнения, которые с помощью частичного потока F1 через среднее отверстие 2g, соответственно, зазор 2b транспортируются к передней стороне 2h закрывающей пластины 2, транспортируются вдоль углубления 2d к периферии частичной поверхности 2k. Дополнительно к этому, вращающаяся над частичной поверхностью 2k в направлении R вращения ступица 21, соответственно, вращающееся в направлении R вращения винтовое центробежное колесо 20 способствуют перемещению находящегося в углублении 2d или на частичной поверхности 2k загрязнения в направлении R вращения и транспортировки относительно частичной поверхности 2k наружу, пока загрязнение не попадет в основной поток F, не будет захвачено им и унесено прочь. Таким образом, особенно предпочтительным является расположение проема 2а, как показано на фиг.6-8. В частности, на фиг.6 показано, что загрязнение перемещается по существу в направлении R вращения, при этом проем 2а расположен в углублении 2с, и входная поверхность 2m направлена противоположно направлению R вращения, так что загрязнения, даже когда они протекают над углублением 2с, на основании соотношения потоков и направлении движения загрязнений едва или вообще не протекают через проем 2а, а подаются в основной поток F.
Дополнительно к этому, закрывающая пластина 2 может иметь, как показано на фиг.7 и 8, проходящие вдоль краевой зоны углубления 2f, которые предусмотрены, в частности, для размещения кольца с круглым поперечным сечением и тем самым для уплотнения.
На фиг.9 показан в разрезе другой пример выполнения закрывающей пластины 2, которая, однако, в отличие от показанного на фиг.8 разреза, имеет плоско проходящую частичную поверхность 2k, соответственно, 2k2. В остальном закрывающая пластина 2 выполнена аналогично показанному на фиг.8 варианту выполнения тем, что закрывающая пластина 2 на фиг.9 также имеет углубление 2с, которое входит в отверстие 2а. Если не обращать внимания на проходящее спирально углубление 2d, то на фиг.6 показана сверху изображенная на фиг.9 закрывающая пластина 2. Однако, показанная на фиг.9 закрывающая пластина 2 может также иметь спирально проходящее углубление 2d, так что на виде сверху этот вариант выполнения выглядит как показанный на фиг.6 вариант выполнения. Дополнительно к этому, показанная на фиг.9 закрывающая пластина 2 имеет среднее отверстие 2g, а также переднюю сторону 2h и нижнюю сторону 2i. Передняя сторона 2h, соответственно, частичная поверхность 2k может проходить различно, например, изогнуто, как показано схематично в разрезе на фиг.10, или угловато с гранями, как показано схематично в разрезе на фиг.11. В наиболее предпочтительном варианте выполнения частичная поверхность проходит, как показано на фиг.8, в форме усеченного конуса.
В одном предпочтительном варианте выполнения закрывающая пластина 2 выполнена в виде отлитой части, при этом углубление 2с и предпочтительно также проем 2а, соответственно, входное отверстие 2l уже образуют часть не обработанной отлитой части. Для чистового изготовления закрывающей пластины 2 в этом случае требуется обработка по существу лишь передней стороны 2h, в частности, с помощью обработки со снятием стружки. Закрывающая пластина 2, изготовленная из так выполненной литой части, имеет то преимущество, что при изготовлении не возникают или возникают лишь очень небольшие дополнительные затраты, поскольку и без того требуется обработка со снятием стружки закрывающей пластины 2. Таким образом, показанная на фиг.6-8 закрывающая пластина 2, содержащая два углубления 2с с проемами 2а, может быть изготовлена с пренебрежимо малыми дополнительными затратами по сравнению с закрывающей пластиной без проемов 2а. Отлитая часть может иметь толщину между 2 и 10 мм. Однако закрывающая пластина 2 может быть также изготовлена из металлического листа.
Способ, согласно изобретению, обеспечивает возможность самоочищения винтового центробежного насоса 1. При этом винтовой центробежный насос 1 имеет установленное с возможностью вращения винтовое центробежное колесо 20, а также расположенную непосредственно рядом, соответственно, позади винтового центробежного колеса 20 закрывающую пластину 2 со средним отверстием 2g, при этом ступица 21 винтового центробежного колеса или ось 33, на которую опирается винтовое центробежное колесо 20, проходит через среднее отверстие 2g, так что между средним отверстием 2g и ступицей 21 или осью 33 образуется направляющий текучую среду зазор 2b. Когда винтовое центробежное колесо 20 вращается в направлении R вращения, и за счет этого текучая среда транспортируется в направлении основного потока F, то частичный поток F1 текучей среды протекает через расположенный на расстоянии от среднего отверстия 2g проем 2а к задней стороне 2i закрывающей пластины 2, и после этого этот частичный поток F1 протекает через зазор 2b снова в основной поток F на основании имеющейся между проемом 2а и зазором 2b разницы давления. Этот частичный поток F1 транспортирует возможно находящиеся в пространстве позади закрывающей пластины 2 загрязнения снова к основному потоку F. Предпочтительно, закрывающая пластина 2 имеет на своей передней стороне 2h на частичной поверхности 2k проходящее спирально углубление 2d, при этом спирально проходящее углубление 2d проходит в направлении R вращения изнутри наружу, так что выходящий из зазора 2b частичный поток F1 и возможно находящиеся в нем загрязнения подаются через спирально проходящее углубление 2d в основной поток F.
В показанных примерах выполнения закрывающая пластина 2, а также задняя стенка 23 корпуса всегда изображены в виде отдельных частей. Закрывающая пластина 2, а также задняя стенка 23 корпуса могут быть выполнены также в виде единого целого, например, тем, что они изготовлены из единой части, например, литой части. Такая единая литая часть, содержащая как закрывающую пластину 2, так и заднюю стенку 23 корпуса, имеет то преимущество, что она экономична в изготовлении, и что между закрывающей пластиной 2 и задней стенкой 23 корпуса больше не требуется уплотнение. Это обеспечивает возможность варианта выполнения, который требует особенно мало затрат на техническое обслуживание.
На фиг.14 показан на виде сверху другой пример выполнения уже показанной на фиг.6 закрывающей пластины 2. Отверстие 2а, соответственно, входная поверхность 2m снова проходит параллельно оси А, при этом отверстие 2а, соответственно, входная поверхность 2m, в отличие от фиг.6, проходят с наклоном на угол α относительно проходящей радиально через ось А прямую L, при этом угол α предпочтительно имеет значение в диапазоне +/-60°.
1. Винтовой центробежный насос (1), содержащий корпус (3) насоса с входным отверстием (3а) насоса и расположенной противоположно входному отверстию (3а) насоса задней стенкой (23) корпуса, содержащий расположенное внутри корпуса (3) насоса с возможностью вращения винтовое центробежное колесо (20) со ступицей (21), а также лопастью (25), а также содержащий вращаемый приводной вал (33), который соединен с винтовым центробежным колесом (20), а также содержащий закрывающую пластину (2), которая расположена между винтовым центробежным колесом (20) и задней стенкой (23) корпуса, при этом закрывающая пластина (2) имеет среднее отверстие (2g), через которое проходит ступица (21) или приводной вал (33), и при этом между закрывающей пластиной (2) и задней стенкой (23) корпуса образовано внутреннее пространство (37), при этом закрывающая пластина (2) имеет направленную к входному отверстию (3а) насоса переднюю сторону (2h), и при этом передняя сторона (2h) содержит частичную поверхность (2k), прохождение которой выполнено с согласованием с задней стороной (25а) винтового центробежного колеса (20) так, что между передней стороной (2h) закрывающей пластины (2) и задней стороной (25а) винтового центробежного колеса (20) образован зазор (24) максимально до 3 мм, при этом между средним отверстием (2g) закрывающей пластины и ступицей (21) или приводным валом (33) образован зазор (2b), который соединен с возможностью направления текучей среды с внутренним пространством (37), а также с зазором (24), при этом закрывающая пластина (2) имеет по меньшей мере один проем (2а), который расположен на расстоянии от среднего отверстия (2g), при этом винтовое центробежное колесо (20) и расположение проема (2а) выполнены с согласованием друг с другом так, что задняя сторона (25а) винтового центробежного колеса (20) не закрывает проем (2а) или при вращении винтового центробежного колеса на 360° закрывает лишь в течение частичного угла, и при этом проем (2а) образует направляющее текучую среду соединение между передней стороной (2h) и внутренним пространством (37), с целью создания потока (F1) текучей среды, который проходит через проем (2а) во внутреннее пространство (37) и снова выходит через зазор (2b) из внутреннего пространства (37).
2. Винтовой центробежный насос по п.1, отличающийся тем, что зазор (24) имеет ширину в диапазоне от 0,5 мм до 2 мм.
3. Винтовой центробежный насос по п.1, отличающийся тем, что частичная поверхность (2k) проходит по существу в форме усеченного конуса.
4. Винтовой центробежный насос по п.1, отличающийся тем, что закрывающая пластина (2) имеет по меньшей мере два проема (2а), при этом по меньшей мере два проема (2а) расположены, в частности, симметрично относительно оси (А) вращения.
5. Винтовой центробежный насос по п.1, отличающийся тем, что проем (2а) имеет на передней стороне (2h) входное отверстие (2l), что передняя сторона (2h) имеет углубление (2c) и что входное отверстие (2l) расположено в этом углублении (2c).
6. Винтовой центробежный насос по п.5, отличающийся тем, что входное отверстие (2l) образует входную поверхность (2m), которая проходит по существу параллельно оси (А) вращения.
7. Винтовой центробежный насос по п.5, отличающийся тем, что углубление (2c) по меньшей мере частично образовано проходящей по существу перпендикулярно оси (А) вращения проточкой.
8. Винтовой центробежный насос по п.5 или 6, отличающийся тем, что закрывающая пластина (2) состоит из литой части и что углубление (2c) и предпочтительно также входное отверстие (2l) уже образует часть не обработанной литой части.
9. Винтовой центробежный насос по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что проем (2а) проходит перпендикулярно или по существу перпендикулярно относительно частичной поверхности (2k).
10. Винтовой центробежный насос по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что проем (2а) проходит поперек относительно частичной поверхности (2k).
11. Винтовой центробежный насос по п.1, отличающийся тем, что закрывающая пластина (2) состоит из металлического листа.
12. Винтовой центробежный насос по п.1, отличающийся тем, что проем (2а) проходит противоположно направлению (R) вращения винтового центробежного колеса (20).
13. Винтовой центробежный насос по п.1, отличающийся тем, что винтовое центробежное колесо (20) имеет направление (R) вращения и что образованная с помощью входного отверстия (2l) проема (2а) входная поверхность (2m) проходит по существу параллельно оси (А) вращения и противоположно направлению (R) вращения.
14. Винтовой центробежный насос по п.1, отличающийся тем, что ступица (21) винтового центробежного колеса (20) имеет круговую базовую часть (30), что лопасть (25) расположена на круговой базовой части (30) и что круговая базовая часть (30) расположена концентрично оси (А) вращения и имеет максимальный радиус (R1), при этом максимальный радиус (R1) согласован относительно проема (2а) так, что задняя сторона (25а) винтового центробежного колеса (20) не закрывает проем (2а).
15. Винтовой центробежный насос по п.1, отличающийся тем, что ступица (21) винтового центробежного колеса (20) содержит серповидную базовую часть (30), что лопасть (25) расположена на серповидной базовой части (30) и что серповидная базовая часть (30) имеет относительно оси (А) вращения максимальный радиус (R1) и минимальный радиус (R2), при этом серповидная базовая часть (30) выполнена с таким прохождением относительно проема (2а), что задняя сторона (25а) винтового центробежного колеса (20) не закрывает проем (2а) при минимальном радиусе (R2) и что задняя сторона (25а) винтового центробежного колеса (20) закрывает проем (2а) при вращении винтового центробежного колеса (20) на 360° в течение частичного угла (Δ).
16. Винтовой центробежный насос по п.1, отличающийся тем, что частичная поверхность (2k) имеет проходящее спирально углубление (2d), которое по существу начинается в зоне среднего отверстия (2g) и проходит вдоль частичной поверхности (2k) наружу.
17. Винтовой центробежный насос (1) по п.1, содержащий закрывающую пластину (2), корпус (3) насоса с входным отверстием (3а) насоса, а также содержащий винтовое центробежное колесо (20) со ступицей (21) и/или приводным валом (33), при этом закрывающая пластина (2) расположена на лежащей противоположно входному отверстию (3а) насоса стороне (25а) винтового центробежного колеса (20) и непосредственно позади винтового центробежного колеса (20), и при этом между средним отверстием (2g) закрывающей пластины (2), а также ступицей (21) и/или приводным валом (33) образован зазор (2b).
18. Винтовой центробежный насос (1) по п.5 или 11, отличающийся тем, что винтовое центробежное колесо (20) имеет направление (R) вращения и что образованная с помощью входного отверстия (2l) проема (2а) входная поверхность (2m) проходит по существу параллельно оси (А) вращения и противоположно направлению (R) вращения.
19. Винтовой центробежный насос (1) по п.11 или 12, отличающийся тем, что проходящее спирально углубление (2d) проходит в направлении (R) вращения изнутри наружу.
20. Способ самоочищения винтового центробежного насоса (1), имеющего установленное с возможностью вращения винтовое центробежное колесо (20), а также расположенную с образованием зазора (24) на задней стороне (25а) винтового центробежного колеса (20) закрывающую пластину (2) со средним отверстием (2g), при этом закрывающая пластина (2) имеет проем (2а), который находится на расстоянии от среднего отверстия (2g), при этом ступица (21) или приводной вал (33) винтового центробежного колеса (20) проходит через среднее отверстие (2g), так что между средним отверстием (2g) и ступицей (21) или приводным валом (33) образован направляющий текучую среду зазор (2b), при этом винтовое центробежное колесо (20) и расположение проема выполнены с согласованием друг с другом так, что задняя сторона (25а) винтового центробежного колеса (20) не закрывает проем (2а) при вращении винтового центробежного колеса (20) или закрывает лишь в течение частичного угла (Δ), при этом винтовое центробежное колесо (20) вращается в направлении (R) вращения, и за счет этого текучая среда транспортируется вдоль основного потока (F), при этом частичный поток (F1) текучей среды проходит через проем (2а) к задней стенке (2i) закрывающей пластины (2), и при этом этот частичный поток (F1) затем через зазоры (2b, 24) проходит снова к основному потоку (F), вследствие имеющейся разницы давления между проемом (2а) и зазором (2b).
21. Способ по п.20, отличающийся тем, что закрывающая пластина (2) на своей передней стороне (2h) имеет проходящее спирально углубление (2d), при этом проходящее спирально углубление (2d) проходит в направлении (R) вращения изнутри наружу, так что выходящий из зазора (2b) частичный поток (F1) через спирально проходящее углубление (2d) подается в основной поток (F).
22. Способ по п.20 или 21, отличающийся тем, что частичный поток (F1) при вхождении в проем (2а) отклоняется, с целью осаждения за счет этого твердых веществ из частичного потока (F1).
23. Закрывающая пластина (2) для винтового центробежного насоса по п.1, при этом закрывающая пластина (2) имеет переднюю сторону (2h) и заднюю сторону (2i), и при этом закрывающая пластина (2) имеет в своем центре среднее отверстие (2g), при этом среднее отверстие (2g) предназначено для прохождения оси (А) вращения винтового центробежного колеса (20) и проходит в направлении оси (А) вращения, и при этом закрывающая пластина (2) имеет по меньшей мере один проем (2а), который расположен на расстоянии от среднего отверстия (2g), и при этом проем (2а) образует направляющее текучую среду соединение между передней стороной (2h) и задней стороной (2i) закрывающей пластины (2), и при этом проем (2а) имеет в направлении передней стороны (2h) входное отверстие (2l), и при этом передняя сторона (2h) имеет углубление (2c), при этом входное отверстие (2l) расположено в этом углублении (2с), и при этом входное отверстие (2l) образует входную поверхность (2m), которая проходит по существу параллельно оси (А) вращения.
24. Закрывающая пластина (2) по п.23, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна частичная поверхность (2k) передней стороны (2h) проходит по существу в форме усеченного конуса или по существу плоско.
25. Закрывающая пластина (2) по п.23 или 24, отличающаяся тем, что закрывающая пластина (2) имеет по меньшей мере два проема (2а), при этом по меньшей мере два проема (2а) расположены, в частности, симметрично относительно оси (А) вращения.
26. Закрывающая пластина (2) по п.23, отличающаяся тем, что углубление (2c) по меньшей мере частично образовано проходящей по существу перпендикулярно оси (А) вращения проточкой.
27. Закрывающая пластина (2) по п.23, отличающаяся тем, что закрывающая пластина (2) состоит из литой части и что углубление (2c) и предпочтительно также входное отверстие (2l) уже образует часть не обработанной литой части.
28. Закрывающая пластина (2) по п.23, отличающаяся тем, что проем (2а) проходит перпендикулярно или по существу перпендикулярно относительно частичной поверхности (2k).
29. Закрывающая пластина (2) по п.23, отличающаяся тем, что проем (2а) проходит поперек относительно частичной поверхности (2k).
30. Закрывающая пластина (2) по п.23, отличающаяся тем, что частичная поверхность (2k) имеет проходящее спирально углубление (2d), которое по существу начинается в зоне среднего отверстия (2g) и проходит вдоль частичной поверхности (2k) наружу.
