泵机组和液压系统技术方案

本发明专利技术涉及一种泵机组(12)，其具有：泵壳体；可转动地设置在泵壳体(16；16′)中的叶轮(18)；与叶轮(18)连接的驱动电机(2098，其能够有选择地沿两个转动方向(A，B)驱动；以及至少一个阀门(10；10′)，其具有至少一个阀元件(106)，该阀元件能够通过由叶轮(18)产生的液流根据叶轮(18)的转动方向(A，B)运动到两个不同的工作位置，其中，泵壳体(16，16′)的半径(r2；r2′)至少在叶轮(18)的周向区域内的一周向部分(104)中是叶轮(18)的半径(r1)的至少1.4倍，优选为至少2倍；本发明专利技术还涉及一种液压系统，其具有至少两个液压回路和一这样的泵机组(12)，其中，阀门(10，10′)被构造为在两个液压回路之间的转换阀。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】泵机组和液压系统
本专利技术涉及一种具有阀门的泵机组以及一种具有这种泵机组的液压系统。
技术介绍
例如由专利文献EP0460399A2已知一种供热循环泵形式的泵机组，该泵机组具有集成的阀门，用以将从泵机组出来的液流选择性地引导到两个不同的输出端。阀门在此根据叶轮的转动方向在泵机组中起作用。通过沿周向方向被加速的液体，阀门的阀元件根据转动方向被引导至两个不同的工作位置。这种已知的双向泵的缺点在于效率难以优化。当叶轮具有沿径向指向的叶片时，两个转动方向上的效率是相同的，但不是最优的。当叶轮如同在现代循环泵中常见的那样具有弯曲的叶片时，则效率在一个转动方向上得到改善，但在另一转动方向上变差。因此，这种泵机组只能在一个转动方向上提供最优的效率。
技术实现思路
鉴于该问题，本专利技术的目的在于对泵机组加以改进，使得在两个转动方向上都可以实现可接受的效率。本专利技术的目的通过一种具有如权利要求1所述特征的泵机组以及一种具有如权利要求20所述特征的液压系统来实现。优选的实施方式由从属权利要求、后面的说明和附图给出。根据本专利技术的泵机组是离心泵机组并具有泵壳体，叶轮可转动地布置在泵壳体中。叶轮通过与其连接的驱动电机来驱动。在此，驱动电机被设计为能够沿两个转动方向运转。设置有相应的控制装置，用于有选择地沿两个转动方向中的一个方向来操控驱动电机。泵机组还具有至少一个阀门，该阀门具有至少一个阀元件。该阀门优选可以被集成在泵壳体中或者可以直接设置在泵壳体上在自己的壳体中。特别优选地，阀壳体和泵壳体被一件式地构造，例如被构造为铸件、特别是由塑料制成的注塑件。阀门的阀元件通过由叶轮产生的液流而运动。为此，阀元件相应地布置在泵壳体中，以使阀元件受到叶轮所产生的液流的加载。在此，阀元件被布置为，其能够根据叶轮的转动方向运动到两个不同的工作位置中。通过使叶轮在泵壳体中旋转，从叶轮径向排出的液体附加的沿周向方向被加速。也就是说，在泵壳体中产生沿叶轮的周向方向旋转的液流。该液流沿叶轮的转动方向旋转。因此，通过改变叶轮的转动方向也可以改变旋转液流的流动方向。由此，通过相应地布置阀元件，阀元件可以在不同的转动方向下不同地被液流加载，从而使得阀元件能够通过不同的流动方向有选择地运动到两个不同的工作位置中。根据本专利技术，泵壳体和叶轮被构造并相对于彼此确定尺寸为，在至少一个周向部分中，关于叶轮的转动轴线地在叶轮的外周和泵壳体之间形成相对较大的自由空间。为此将泵壳体和叶轮的尺寸确定为，泵壳体的半径、也就是泵壳体的内周的半径在该周向部分中在叶轮的周向区域中为叶轮半径的至少1.4倍，优选为至少1.5倍或至少2倍。泵壳体的半径在此是泵壳体的内壁与叶轮的转动轴线的间距。由此在叶轮的外周和围绕的泵壳体的内壁之间形成的间距或者说自由空间改善了在泵壳体内部在叶轮出口处的液流引导。当叶轮关于转动方向被优化时，尤其是如此。叶轮在相反的、没有对叶轮进行优化的转动方向上的效率通过该形成的自由空间被明显地提高，因此在该“错误的”转动方向上也能够提高效率。泵壳体的内轮廓不必具有圆形的横截面，而是可以使半径沿周向变化。通过根据本专利技术的这种泵壳体的设计方案，可以获得在两个转动方向上基本一致的压力-流量曲线。在所述的形成有自由空间的周向部分中，叶轮的外周和对置的泵壳体的内壁之间的径向间距优选在任何一点上都与根据前述的叶轮和泵壳体在该区域中的尺寸比例所获得的一样大。也就是说，自由空间优选不会受到任何突起等的干扰，使得在该区域中不会产生对液流的阻碍。特别地，阀门或阀元件的任何部分都不延伸到该自由空间中。根据本专利技术的一种优选的实施方式，泵壳体的半径在所述的周向部分中是叶轮半径的至少2.5倍或至少3倍。根据另一种优选的实施方式，泵壳体的半径在该周向部分中是叶轮半径的1.5倍到3.5倍之间，进一步优选是1.75被和2.25倍之间。通过这样的尺寸关系可以实现特别有利的液流情况。如上所述的，上述的更宽的周向部分(在该周向部分中，在叶轮和对置的泵壳体的内壁之间形成更大的自由空间)仅以被限定的角度范围沿叶轮的周向延伸。优选地，该周向部分关于叶轮的转动轴线在周长的至少45°上延伸。进一步优选地，该周向部分在周长的至少90°上延伸，更优选地关于叶轮的转动轴线在至少180°上延伸。根据一种特别优选的实施方式，根据所设定的叶轮的半径与泵壳体的半径之间的尺寸比例，在叶轮的整个周向区域中，即360°地在叶轮的外周与对置的泵壳体的内壁之间形成这样的自由空间。优选地，这样的环形自由空间在特别是没有阀元件的任何部分伸入的整个周向上被构造为，在叶轮旋转时沿叶轮的周向能够形成转动的水环或者说液体环。在叶轮的整个周向上延伸的环形自由空间不必沿径向具有恒定的宽度，也不必沿轴向具有恒定的高度。这些尺寸能够沿周向变化。重要之处仅在于：将自由空间的尺寸确定为，能够形成围绕叶轮的转动轴线旋转的水环。这种旋转的水环具有后续的第二泵级的作用，并且有助于将由于离开叶轮的液体的速度所引起的动能转换为压力。由此使得旋转的水环具有类似于泵壳体中的螺旋或泵壳体中的导向器的作用。然后液体从该水环离开并沿径向和/或切线方向进入到设置在泵壳体的外周上的出口中。总体而言，液体在离开叶轮之后在泵壳体内部进行圆形的或螺旋形的运动。因此，这种水环的形成基本不同于传统的离心泵，在传统的离心泵中应该是刚好阻止形成这种旋转的水环。在传统的离心泵中，泵壳体沿叶轮的周向一般被设计为，沿转动方向在泵壳体的出口后面设置有径向向内指向的突起或舌片，用以防止液体的旋转经由出口离开。在所述的于其中在叶轮的外周与对置的泵壳体的内壁之间形成有上述的扩大的自由空间的周向部分中，该自由空间在平行于叶轮的转动轴线的轴向方向上的高度优选至少与位于叶轮的外周上的流出口在该方向上的高度相符。因此，该高度例如可以至少在3至6mm之间。当以这种方式沿叶轮的周向形成一环形空间时，该环形空间优选在整个周向上具有这样的沿轴向方向的高度。如果仅以所述方式沿径向方向拓宽地构成较小的周向部分，则沿径向方向构成的较窄的周向部分在平行于叶轮的转动轴线的轴向方向上具有较大的高度。优选将叶轮的尺寸设计为，其直径在25至60mm之间，其中，入口直径或者说吸入口直径优选在12至30mm之间。这意味着叶轮优选是直径相对较小的叶轮。这样的叶轮优选通过驱动电机沿至少一个、优选沿两个转动方向以相对较高的运行转速被驱动，运行转速优选大于3000转每分钟，进一步优选大于5000转每分钟。因此，转速例如可以在3000至7000转每分钟的范围内，并且可以根据需要通过用于调节泵机组的转速调节器在该范围内变化。优选地，进一步将泵机组设计为，使得所获得的压力-流量比大于3/1，更优选大于4/1或大于5/1。该压力-流量比可以直至8/1或更多。上述的压力-流量比基于以米为单位的作为扬程给出的压力和以立方米每小时为单位的流量。由此可以与所述的运行转速一起形成一转速比(spezifischeDrehzahl)，该转速比nq优选在20至40之间，但是也可以更大。如上所述的，叶轮可以在一转动方向被优化。因此，叶轮可以优选具有弯曲的、更优选在两个方向上弯曲的叶片。因此，叶轮的叶片一方面可以沿周向方向弯曲，另一方面也可以附加地沿径向方向弯曲，以便使通过叶轮的流动过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种泵机组，具有：泵壳体(16，16′)；能转动地布置在所述泵壳体(16，16′)中的叶轮(18)；与所述叶轮相连接的驱动电机(20)，所述驱动电机能够有选择地沿两个转动方向(A，B)被驱动；以及至少一个阀门(10，10′)，其具有至少一个阀元件(48；94；106；118)，所述阀元件能够根据所述叶轮(18)的转动方向(A，B)通过所述叶轮(18)产生的液流运动到两个不同的工作位置中，其特征在于，所述泵壳体(16，16′)的半径(r2；r2′)至少在所述叶轮(18)的周向区域内的周向部分(104)中是所述叶轮(18)的半径(r1)的至少1.4倍，优选是至少2倍。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.12 EP 15189319.51.一种泵机组，具有：泵壳体(16，16′)；能转动地布置在所述泵壳体(16，16′)中的叶轮(18)；与所述叶轮相连接的驱动电机(20)，所述驱动电机能够有选择地沿两个转动方向(A，B)被驱动；以及至少一个阀门(10，10′)，其具有至少一个阀元件(48；94；106；118)，所述阀元件能够根据所述叶轮(18)的转动方向(A，B)通过所述叶轮(18)产生的液流运动到两个不同的工作位置中，其特征在于，所述泵壳体(16，16′)的半径(r2；r2′)至少在所述叶轮(18)的周向区域内的周向部分(104)中是所述叶轮(18)的半径(r1)的至少1.4倍，优选是至少2倍。2.根据权利要求1所述的泵机组，其特征在于，所述泵壳体(16，16′)的半径(r2，r2′)在所述叶轮(18)的半径(r1)的1.5倍至3.5倍之间，并进一步优选在1.75倍至2.25倍之间。3.根据权利要求1或2所述的泵机组，其特征在于，所述周向部分(104)邻接所述泵壳体(16，16′)的出口区域(84；84；84′)和/或相应于周长的至少45°，优选为周长的360°。4.根据权利要求1至3所述的泵机组，其特征在于，所述叶轮(18)的直径在25mm至60mm之间，优选入口直径在12mm至30mm之间。5.根据前述权利要求中任一项所述的泵机组，其特征在于，所述叶轮(18)具有弯曲的、优选沿两个方向弯曲的叶片(26)，其中，所述叶片(26)优选具有适配于所述叶轮(18)主要运行所在的转动方向(A)的弯曲。6.根据前述权利要求中任一项所述的泵机组，其特征在于，所述阀门(10，10′)具有至少一个设置在所述叶轮(18)的周向区域中的入流面，优选为两个彼此相背地设置在所述叶轮(18)的周向区域中的入流面(34；60；100；112，114)，所述入流面被设置为，使得阀元件(48；84；106；118)能够通过由所述叶轮(18)产生并作用在所述入流面(34；60；100；112，114)上的流动力来运动。7.根据权利要求6所述的泵机组，其特征在于，所述入流面(34；60；100；112，114)沿径向与所述叶轮的外周间隔开地被设置为，使得所述入流面(34；60；100；112，114)的面对所述叶轮(18)的端部区域相对于所述叶轮(18)的外周间隔开，并优选以如下的尺度间隔开：该尺度至少相应于在所述的周向部分(104)中所述叶轮(18)的外周与所述泵壳体(16；16′)的内径之间的径向间距。8.根据前述权利要求中任一项所述的泵机组，其特征在于，所述泵壳体(16)具有两个出口通道(80，82)，并且所述阀门被构造为在所述两个出口通道(80，82)之间的转换阀。9.根据权利要求8所述的泵机组，其特征在于，所述泵壳体(16，16′)在一周向部分中具有相对于内径沿径向向外扩大的出口空间(84；84′；84″)，从该出口空间中分支出至少一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·布拉德，彼得·蒙斯特，
申请(专利权)人：格兰富控股联合股份公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK