CN105378292A - 用于泵的加热装置和泵 - Google Patents

Abstract

一种用于叶轮泵的加热装置，该叶轮泵具有泵壳体和位于所述壳体中的泵室，所述加热装置在径向方向上形成泵室的主要部分或边界并且具有管状圆形支架。该支架在至少一个端部处通过凸出区域凸出越过与纵轴线垂直的平面并且通过底切区域沿着这个平面或者在所述平面下方行进。该加热装置有利地在该端部处被斜切。

Description

用于泵的加热装置和泵

应用领域和现有技术

本发明涉及用于泵(优选地叶轮泵或径向泵)的加热装置以及设有所述加热装置的泵。

EP2150165B1公开了设有集成的加热器的叶轮泵或径向泵。在这种情况中，加热装置是管状的并且形成泵室的外壁的一部分。在加热装置的外面上设有厚膜加热导体形式的加热装置。环流水在其通路上沿着加热装置的内面从叶轮流至泵室外的出口。做出了巨大的努力以便提供尽可能高的加热输出或者实现对泵送的水尽可能好的加热。

问题和解决方案

本发明基于如下问题：提供引言部分中所引述的类型的用于泵的加热装置以及提供设有所述加热装置的泵，利用该加热装置和泵，可避免现有技术的问题，并且尤其可能制造出适合目的的加热装置和具有尽可能高的加热输出以便能够在泵送或输送期间尽可能有效地加热水。

这一问题由具有权利要求1的特征的加热装置和设有所述加热装置并且具有权利要求10的特征的泵来解决。本发明的有利的和优选的改进是进一步的权利要求的主题并且将在后文中更加详细地说明。其中，一些特征将仅关于加热装置或仅关于泵来说明。然而，除此之外，所述特征意图独立地适用于加热装置并且也适用于泵。权利要求的文本通过明确引用的方式包括在说明书中。

在泵具有泵壳体以及位于所述泵壳体中的泵室的情况中，设置为使加热装置布置在该泵室中或该泵室上或者优选地用作泵室在径向方向上的边界。特别地，加热装置形成泵的泵室的周向外壁。为此，加热装置具有支架，支架的形式是围绕加热装置的纵轴线具有圆形截面的一种管道。

根据本发明，支架在至少一个端部处通过凸出区域凸出越过与纵轴线垂直的平面或者支架在该周向区域中比另一个周向区域中更长。因此，支架某种程度上在该凸出区域中比通常要长。此外，支架具有相对短的区域或底切区域，支架通过所述区域沿着该平面或者甚至是在该平面下方行进。因此，底切区域可沿着纵轴线限定支架的实际长度，尤其是如果底切区域相对长或相对大的话。在该凸出区域处，支架在某种程度上通过区域凸出或者与其有相当距离，并且因此在此处相对长。

因此，关于本发明可能的是，使加热装置在不需要具有单一和均匀的长度的一些区域中较长。因此，加热装置可例如更好地安装到泵壳体或泵室中。此外，可能的是使加热装置的区域的尺寸以及因因此加热装置的加热输出会因此得以增加。这将在后文中更加详细地说明。

在本发明的改进中，支架在所述纵轴线的轴向方向上可具有不同高度或不同长度。在这种情况中，可设置为使支架正好具有一个凸出区域和至少一个底切区域，优选地正好一个底切区域。在这种情况中，十分重要的是，支架或加热装置相对长并且简单地仅在一个区域中(尤其是凸出区域)凸出到另一个形状外。

在本发明的有利改进中，可设置为使支架的另一端部被平直地切割。这种切割有利地与垂直于纵轴线的所述平面平行或者本身以垂直方式行进，因为其首先相对容易执行。其次，支架或加热装置可以这种方式与泵室的平坦侧匹配。加热装置或支架可有利地由激光切割。

凸出区域可设计为使支架仅在一个端部简单地被斜切。这会产生可相对于纵轴线成5°至45°的角度的剖面。所述剖面可优选地相对于纵轴线成15°至30°的角度。因此，支架上的斜切设计为使得形成连续地上升并且然后再连续地下降的凸出区域。

在本发明的一个改进中，凸出区域可在这样的方式下设计为突起区域，使得其以急剧上升的方式从固有的非平直切割的支架离开，形成梢部或最大凸出，并且然后再下降。凸出区域的上升和下降通常可以是对称的或者不对称。因此，凸出区域可缓慢地上升并且然后急剧下降且明显地更加陡地跟随最大凸出。

在本发明的另一个改进中，支架的端部边缘或截面边缘可在具有凸出区域的端部处连续地行进。在这种情况中，有利的是不设有肩部或角度，因此，加热装置的制造以及安装至泵室中都更加容易。在这种情况中，凸出区域的斜度可设计为至少部分地改变。作为备选，支架的端部边缘甚至可在此处的一个平面中行进。

在本发明的另一个改进中，支架可具有管道的基本形状。所述管道有利地为圆柱形管道。所述管道应具有大致恒定的壁厚。具有圆形截面的圆柱形管道尤其是优选的。这种类型的管道易于生产并且此外具有非常适合用在叶轮泵或径向泵中作为外泵室壁的特性。所述管道可由不锈钢构成以便抗腐蚀，如该预期用途在原理上已知的那样。

在本发明的有利改进中，加热器件或用于所述加热装置的加热元件布置在支架或加热装置的外表面上。加热器件优选地分布在所述支架的表面区域上并且它们不只是直接覆盖具有特定加热器件宽度的表面区域，而且它们可显然地相互间隔一定距离，覆盖一定或相对大的表面区域并且因此也产生大致均等地分布的表面功率密度。特别地，支架的表面区域的大量部分，优选地至少50%，或其大部分都被加热。优选的加热导体轨道是厚膜加热导体轨道，因为它们可以广泛变化的形式应用，例如利用丝网印刷方法应用的相应初始厚膜糊状物等等。

在本发明的基本改进中，可设置为使加热器件本身和/或加热装置在凸出区域中具有相等的或大体上恒定的表面功率密度。其结果是加热装置或支架的主要区域被均匀地加热并且因此热量也以均匀的方式被传递至输送和加热的液体。为了实现该目的，可在凸出区域提供额外的或扩展的加热器件，如若不然其是不可用的。因此，加热装置的总体输出的量可增加到一定量(支架的表面区域通过凸出区域增加)。

在本发明的另一基本改进中，加热器件和/或加热装置在凸出区域中可具有不相等的或不同的表面功率密度。这可首先通过完全不在凸出区域中提供加热器件或者仅在凸出区域中在非常小的范围提供加热器件来实现。由于支架本身的导热，尤其在支架是金属或不锈钢的情况下，对于输送液体而言热量传递区域可在尺寸上增加，这通常伴随额外的加热。其次，还可能的是通过加热器件在凸出区域中提供表面功率密度，这增加支架的之前的表面功率密度。这样，可能的是利用由接近凸出区域的输送液体执行的特别好的热量减少的事实，例如因为其尤其迅速或者尤其良好地流动。

根据本发明的泵(尤其是叶轮泵或径向泵的形式)具有在泵壳体上或室上的进入泵室的至少一个入口和从所述泵室退出的至少一个出口。入口有利地沿着泵的纵向中心轴线或相对于叶轮轴线同心地引导到泵室中且引导到叶轮。从叶轮开始，泵室可围绕叶轮延伸，特别是大体上以圆环的形式。泵室的外壁的主要区域然后由上文提到的加热装置均匀地形成，其某种程度上是泵室的一种套管壁的形式。

泵室外的出口可设在泵室的远离叶轮的端部处。在这种情况中，出口具有一定宽度从泵室的端部退出，该宽度开始于泵室的宽度并且然后上升。泵室有利地只在出口前的区域中(例如沿着二分之一或三分之一的旋转)以5°和30°之间的角度上升至相对于泵的纵向中心轴线垂直的平面，并且然后可排出到出口喷嘴中。在仅位于出口或出口喷嘴前的该上升区域中，加热装置的凸出区域可布置为使得其可利用出现在这点的泵室的相对大的高度，所述泵室出现作为一种凸出，并且可在所述泵室中行进。如上文提到的，尺寸增加并且具有更大表面区域的加热装置的额外可能性因此通常在这里使用。此外，由于输送的水有效地流过，在这里极大地减少热量是可能的。

加热装置的另一端部(该端部有利地被大致平直地切割)可布置在泵室的另一个轴向端部区域处，尤其接近叶轮以便径向地大致围绕所述叶轮和入口。这考虑到了叶轮通常在泵室的边界上循环，所述边界大体上在一个平面中行进或者至少以旋转地对称方式行进，这甚至有助于加热装置的平直切割端部。

这些以及其他特征不仅从权利要求中明显而且从说明书和附图中也明显，在附图中，独立特征可在各种情况中单独地实现或者在本发明的实施例中和其他领域中以子组合的形式共同实现，并且可构成本文要求保护的有利的和固有可保护的实施例。将应用细分为子标题和单独的部分不会限制下文所陈述的一般有效性。

附图说明

本发明的示例性实施例在附图中示意性地示出并且将在后文中更加详细地说明。在附图中：

图1示出了穿过根据本发明的泵的截面，其具有根据本发明的加热装置，

图2至图5示出了根据本发明的加热装置的具有倾斜的凸出区域的不同斜视图以及所述加热装置上的加热导体的不同布置，

图6示出了根据本发明的改进泵的侧视图，其具有根据本发明的加热装置，

图7示出了图6的泵围绕其纵轴线旋转90°，

图8示出了图7的泵再次围绕其纵轴线旋转90°，

图9示出了图8的泵再次围绕其纵轴线进一步旋转90°，

图10示出了穿过根据图6的位置中的泵的截面视图，

图11示出了对应于图10的泵的截面视图，其中截面移到制图平面中，以及

图12示出了对应于图10的泵的截面视图，其中截面移出制图平面外。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的泵11的截面，其具有泵壳体12，该泵为叶轮泵或径向泵的形式。所述泵可有利地用在洗碗机或洗涤机中。泵壳体12具有入口13以及连同从环形泵室16退出的出口喷嘴15的出口14。运转轮形式的常规叶轮18布置得接近泵室基座17并且由泵马达20(未进一步描述)驱动。这种类型的泵从DE102011003467A1是已知的。

通过根据本发明的加热装置22将泵室16径向地限制在外部，同时形成上文提到的径向外泵室壁。加热装置22包括金属管状支架24和布置在所述支架的外表面上的加热元件26。所述支架的可能实施例将在后文中更加详细地说明。在这种情况中，加热装置22连同以U形的方式在其上延伸的密封环23a以及圆形密封环23b以封闭的方式承坐在泵壳体12中。

如图1和相关联的图2至图5中所示，加热装置22在一个端部为圆形或环形设计，有利地由管道切割一段长度。此外，所述加热装置或图1中的支架24在底部具有上文提到的凸出区域28，所述加热装置通过该凸出区域28凸出超过一个平面，该平面垂直于加热装置22和泵11的虚纵轴线L延伸并且延伸穿过加热装置22的左上部分处的图1中的上端部。在简单的改进中，根据图2、图4和图5的加热装置22可被倾斜地切割。根据图3，其示出了简化的加热装置22’，凸出区域28’也可不为连续的设计或者明显地显示为梢部或高耸的舌部，即，在梢部28’正前方具有急剧上升和急剧下降。这已经在上文解释。

图1还清楚地示出了根据本发明的凸出区域的优点，特别是因此可能在泵室16的区域中也提供加热装置22和加热元件26以及因此加热输出，其在圆周方向上部分地增加，以便与出口14会合且然后与出口喷嘴15会合。因此，总体上设在泵11中的加热表面区域可在尺寸上增加，例如，如将在下文说明的，提供的总体加热输出可增加，因此加热装置22或支架24处的表面功率密度可能大致保持相等。

出口14或泵室16的左侧端部的形状可通过泵壳体12容易地显现，并且特别地，加热装置22也相应地从图1中的左上部分的该区域上升并且因此不再与纵向中心轴线L成直角地延伸到图1中的左下部分图示的区域。这尤其在图2、图4和图5的加热装置的孤立图示中示出。借助于左侧的密封环23a和右侧的密封环23b的密封在左侧密封环23a的情况中要略微复杂一些，因为所述密封环不是在垂直于纵向中心轴线L的平面中行进。然而，现在这可通过如图所示的左侧密封环23a容易地解决，该密封环23a以U形的方式围绕加热装置22的左侧端部边缘并且因此以固定和密封的方式承坐在所述加热装置上。

图2现在示出，利用移除的加热装置22，周向加热元件26a至26d如何布置在那里。三个较低加热元件26a至26c相互平行地行进并且从接触点27a开始与加热装置22的较低的某种程度上平直的端部边缘平行。最顶部的加热元件26d略微向上行进到由凸出区域创建的区域中并且因此与最近的加热元件26c相隔相当远的距离。由于加热装置22的支架24中的侧面热量分布，可假设沿着该中间区域流动的液体也在所述中间区域中被加热。然而，这大体上是具有与扩大的表面区域大致相同的总体加热输出的加热装置的变型。

图4示出了另一个加热装置122，在加热装置122中，加热元件126a至126e再次从接触点127a和127b退出并且大致在加热装置122或相应的支架管道124的周向方向上行进。在这种情况中，加热元件126a至126e相互间隔尽可能相等的距离，从而只有最下面的加热元件126a与加热装置122的底部平直端部边缘平行地行进。甚至下一个加热元件126b也已经在某种程度上向上拉引并且因此不再与所述底部平直端部边缘平行地行进。这里应注意的是，由于加热元件126的倾斜轮廓，故所述加热元件的长度略微不同。这意图通过相应地改变所述加热装置的电阻或截面(尤其是宽度)来补偿，以便其中每个加热元件生成尽可能相等量的加热输出。即使加热元件126具有达到最顶部的加热元件126e的上升长度，对于加热装置122的本改进同样可能的是，尽管有增加的凸出区域128，总体加热输出保持恒定。

图5示出了根据本发明的加热装置222的进一步改进。在这种情况中，也有多个加热元件226a至226d在管状支架224上行进。三个较低加热元件226a至226c具有相同的设计并且相互平行地行进以及也相对于支架224的底部端部边缘平行地行进，顶部加热元件226d具有不同的设计。为了额外地也能利用凸出区域228的获得的表面区域，所述顶部加热元件是蜿蜒或波形设计并且因此直接地覆盖较大的表面区域。此外，加热元件226d通过其波形形状再次加热相对较大的表面区域。由于其长度，加热元件226d的截面(尤其是宽度)相比其它加热元件226a至226c可再次被减少，使得其总体上也可具有相当高的加热输出。

因此，根据图5的加热装置222是总体增加很多的总加热输出可如何通过加热装置或支架的扩大表面区域来实现的示例。给定最顶部的加热元件226d的相应配置，加热装置222的表面功率密度也可大致对应于在顶部被平直切割的加热装置的表面功率密度，并且具有与加热元件226a至226c相对应的四个加热元件。

图6示意性地示出了具有不同泵原理的另一个泵311，如从德国专利申请DE102013211180.0已知，该德国专利申请具有2013年6月14日的申请日且由相同申请人提出。在这种情况中，泵壳体312具有进入泵室316的入口313(这里未示出)，其中，叶轮(同样未示出)布置在入口313正下方，即，在最左边。尽管这在某种程度上再次对应于图1的泵11，但在图6的泵311的情况中，泵室316和围绕泵室的加热装置322设计为使其在与叶轮不同的另一个方向延伸，即，向右边，尤其是在泵马达320的方向上并且甚至可能略微凸出超过所述泵马达。特别地，加热装置322的凸出区域328现在远离叶轮和入口313在向右边的方向上凸出。

图6示出了，在接近加热装置的凸出区域328的右上部分，从泵室316或泵壳体312退出的出口314如何设置在那里，所述出口通向图示在底部的出口喷嘴315(给定到绘图平面中的输送液体的环流方向)。从出口喷嘴315本身明显的是，加热装置322在这里不能具有大的高度。然而，如从图1已经明显的是，明显地显示的凸出区域328在图6中确实可在出口314的区域中设在顶部。加热装置322在原理上可设计为如上文描述的那样或者根据图2、图4和图5，即，配备有在外部具有不同设计和/或布置的加热元件。

根据图7至图9中每次90°的旋转图示了泵室316的外壁的特殊形状可如何与倾斜切割的加热装置322或相应设计的凸出区域328一起使用以便尽可能大地设计加热装置，其形成该泵室壁的主要部分。图9再次特别地示出了凸出区域可不再恰好完全设在出口314或出口喷嘴315与泵室分开的区域中。

图10至图12中的移位的截面再次清楚地示出了加热装置322的轮廓或形状。特别地，从所述截面明显的是，外泵室壁上相应最大可能的空间或最大可能的表面区域如何用于加热装置。在这种情况中，假设泵室或泵壳体的形状的大体特征是这里优化的出口314或出口喷嘴315。

Claims (14)

1.一种用于泵的加热装置，所述泵具有泵壳体且具有位于所述壳体中的泵室，所述加热装置用于布置在所述泵室中或所述泵室上或者作为所述泵室在径向方向上的边界，其中，所述加热装置具有支架，所述支架的形式是围绕纵轴线具有圆形截面的一种管道，其特征在于，所述支架在至少一个端部处通过凸出区域凸出越过与所述纵轴线垂直的平面并且通过底切区域沿着这个平面或者在所述平面下方行进。

2.根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述支架在从周向方向上看时在所述纵轴线的轴向方向上具有不同的高度，优选地正好一个凸出区域，尤其是正好一个底切区域。

3.根据权利要求1或2所述的加热装置，其特征在于，所述支架的另一个端部被平直地切割，优选地与垂直于所述纵轴线的所述平面平行。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的加热装置，其特征在于，所述支架在具有凸出区域的端部处被倾斜地切割，所述凸出区域具有相对于所述纵轴线成5°至45°优选地15°至30°的角度的截面。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的加热装置，其特征在于，在具有所述凸出区域的端部处，所述支架的端部边缘优选地在一个平面中连续地行进而无肩部或角度。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的加热装置，其特征在于，所述支架具有管道的基本形状，尤其是圆柱形管道，优选地具有圆形截面的圆柱形管道。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的加热装置，其特征在于，加热器件布置在所述支架的外面上，优选地分布在所述支架的表面区域上，尤其成加热导体轨道的形式，诸如厚膜加热导体轨道或类似物。

8.根据权利要求7所述的加热装置，其特征在于，所述加热器件和/或所述加热装置在所述凸出区域中具有相等的或恒定的表面功率密度。

9.根据权利要求7所述的加热装置，其特征在于，所述加热器件和/或所述加热装置在所述凸出区域中具有不相等的或不同的表面功率密度。

10.一种用于含水电器的泵，所述泵具有泵壳体和位于所述壳体中的泵室，其中，提供了进入所述泵室的至少一个入口且提供了从所述泵室退出的至少一个出口，其特征在于，根据前述权利要求中的任一项所述的加热装置布置在所述泵室中。

11.根据权利要求10所述的泵，其特征在于，所述泵是叶轮泵或径向泵。

12.根据权利要求10或11所述的泵，其特征在于，所述加热装置形成所述泵室的径向外边界，优选地所述泵室的径向外边沿或套管壁的主要区域。

13.根据权利要求10至12中的任一项所述的泵，其特征在于，所述泵具有在所述泵的纵向方向上进入所述泵室的中心入口，其中，所述入口引导至所述泵的运转轮或叶轮，并且其中，从所述叶轮和所述叶轮的径向外部开始，所述泵室设计为以圆环的方式至少部分地围绕所述叶轮，其中，所述泵室在所述泵的轴向方向上远离所述叶轮延伸，直到所述出口在所述泵室的远离所述叶轮的端部处退到所述泵室外，其中，所述出口从所述泵室的所述端部退出，其中，所述加热装置的所述凸出区域布置在所述泵室的在环流方向上接近所述出口或位于所述出口前方的区域中。

14.根据权利要求13所述的泵，其特征在于，所述加热装置通过另一个端部布置为接近所述叶轮或径向地位于所述叶轮的外部并且大致在所述叶轮的轴向高度处，并且所述端部在此处被平直地切割。