[發明專利]用于包含固體物質的液體的離心泵和縫隙密封裝置

無效

• 申請號: 201280048966.1
• 申請日: 2012-10-04
• 公開（公告）號: CN103857917A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 烏韋·維迪希
• 申請（專利權）人: 烏韋·維迪希
• 主分類號: F04D7/04
• 分類號: F04D7/04;F04D29/16;F04D29/08
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 俞海舟

技術領域

本發明涉及一種包括單側支承的葉輪的離心泵用以輸送包括固體物質的液體和一種用以密封在這樣的離心泵中的縫隙的縫隙密封裝置。在此優選涉及一種用于輸送廢水、亦即輸送被固體物質污染的水的離心泵的方案，但并不限于如此。

背景技術

在離心泵中借助于至少一個在被旋轉驅動的軸上設置的在泵殼體中運動的葉輪實現相應的介質的輸送。通過旋轉的葉輪將輸送的介質在泵的吸入側在一定程度上吸進葉輪中、亦即吸進在葉輪上構成的各運行葉片之間的空間中并且輸向泵的壓力側，在那里經由相應的排出口又從泵中排出介質。為了葉輪在泵殼體中可以運動，在葉輪與泵殼體的內面之間在葉輪的前側、亦即在泵的吸入區域內的縫隙和在葉輪背面上的縫隙是絕對必要的。但另一方面由該縫隙的需要引起一系列問題。這樣例如經由在葉輪前側上的縫隙由于存在的壓力差，所輸送的介質的一部分必然從壓力側返回到達泵的吸入側，這等同于產生液壓損失。

輸送的介質的進入輪背面空間的流動部分也意味著液壓損失，其導致效率的降低。但特別在將離心泵用于輸送廢水或其它的以任何一種方式受固體物質污染的介質時，與在葉輪背面上的縫隙相關仍然另一問題較強地突出來。該問題在于，固體物質、亦即固體的、特別纖維狀的污染物，如其特別在廢水中嚴格地說總是見到，傾向于相互纏繞或接連地交織和/或圍繞葉輪和軸。通過這樣的稱為形成麻花的過程可能堵塞各縫隙，從而堵塞葉輪或其由此也可能導致驅動軸的直接鎖止。其結果導致運行故障和常見地導致強的泵的損壞或甚至導致泵的完全破壞。必須通過耗費的維修和保養或修復措施阻止或如果已發生則消除相應的損壞。相應損壞的形成危險隨泵的運行時間而上升，在泵內由于熱效應也導致在葉輪上和在泵殼體的內面上的固體物質污染物或麻花的組分的焙燒。

因此在過去幾年中已知方案，借其擬抑制上述通過麻花形成產生的特別在葉輪前側上的縫隙的區域內或在吸入區域內的損害。對此利用所謂開口環或通過其它的措施試圖將該縫隙保持盡可能小的和不變的或優選至少在相當大程度上對于物質輸送而封閉縫隙。由此離心泵的各構件的制造公差和特別是由于在包括單側支承的葉輪的離心泵的情況下在其運行時產生的強的軸向和徑向振動或不僅在軸向方向而且在徑向方向上的葉輪偏轉明顯增加各相應的措施的困難。并且已表明，用于縫隙減小和由此盡可能阻止物質輸送的各措施終究不足以在較長的運行時間之后也可以有效地對付相應的泵的阻塞的問題和由此可能的泵損壞。

相反，在葉輪背面上用于密封的各措施表面上限于確保被輸送的介質在該側上不從泵殼體流出或甚至向驅動軸的裝置的方向運動。按此特別是馬達和用于容納用于潤滑裝置所需要的油的腔室、即油室相對于輸送的介質密封并且減少液壓損失。物質輸送（即所輸送的包含固體物質和污染物的介質穿過縫隙向輪背面空間的流動）然而不能被阻止。

另一方面，在實際的經歷中與產生的操作故障的消除相關已確認，在輪背面空間也存在可能的污染物阻塞的問題。這已導致這樣的見解，即在輪背面空間中優選應該保證輸送的介質或輸送的液體的針對性的渦流，以便借助于持續運動的介質可能避免麻花形成。由在DE2900434A1中描述的廢水泵提供為此形成的方案的示例。在該文獻中公開的方案基于，借助于在葉輪后面設置的附加的葉片圈產生徑向延伸的轉動的液體屏蔽，其例如擬使在廢水中包含的固定物質遠離葉輪和驅動軸。

就載有固體物質污染物的液體的輸送而言，正是離心泵的工作原理構成實際的問題。因為由于在實際的泵中的壓力梯度將輸送的液體在最高壓力的區域內經由在葉輪背面與壓力蓋之間的縫隙吸入（“吸入接頭”）并且在縫隙的最低的壓力區內實現向泵殼體空間內的排出點（“壓力接頭”）。因此持久地、但不受控地和耗費能量將磨損性的和易于阻塞的液體輸入泵的該“液壓的死區”。廣泛使用的徑向背部葉片在廢水離心泵的運行中具有類似的缺陷。代替消除阻塞問題，通過強迫的輪背面空間通流加入塊頭大的阻塞材料并且由于不可控的流動過程在一定程度上強制導致擰麻花、阻塞和最后燒結。此外通過磨損的組分部分導致深的侵蝕、直到形成孔并因此導致離心泵的成本高的故障。全部的解決方案，其以輪背面空間的通流為內容，因此不是能夠解決問題的。更確切地說，這些解決方案通過描述的“旁路輸送流”需要附加的內部的驅動功率并由此引起效率的降低。