包括一个轴毂和至少两个叶片的螺旋桨式组件

摘要

本发明涉及一种搅拌器组件，所述搅拌器组件用于在废水内产生和保持运动，所述搅拌器组件包括轴毂（3）和至少两个叶片（4），所述叶片被可脱开地连接至所述轴毂（3），所述轴毂（3）在后端被布置成连接至驱动轴并且由此被布置成围绕轴向延伸的中心轴线被旋转地驱动。根据本发明所述轴毂（3）包括用于所述至少两个叶片（4）中的每个叶片的座（9），每个座（9）包括轴向延伸的第一接合装置（10），并且每个叶片（4）包括轴向延伸的第二接合装置（11），所述第一接合装置（10）和所述第二接合装置（11）一起被布置成在螺旋桨式组件安装/拆卸期间允许所述轴毂（3）和每个所述叶片（4）在轴向上相对于彼此移动，并且还布置成当所述搅拌器组件在被组装时防止所述轴毂（3）和每个所述叶片（4）的在径向上相对于彼此移动。

说明书

技术领域

本发明通常涉及螺旋桨式组件，所述螺旋桨式组件用于在废水内 产生并且保持运动，所述废水包括或多或少的未被过滤的、受到污染 的液体，所述液体包括固体物质，例如塑料、卫生物品、纤维、碎屑、 粗砂等。术语废水包括例如地表水和污水，但是应当指出本发明也适 用于淡水和其它液体。术语螺旋桨式组件首先意味着搅拌器的搅拌器 组件和轴流泵的叶轮组件。本发明特别涉及螺旋桨式组件，所述螺旋 桨式组件用于在废水中产生并且保持运动，其包括轴毂和至少两个叶 片，该叶片被可脱开地连接至所述轴毂并且所述叶片在径向上相对于 轴毂延伸，此外轴毂具有自由前端和后端，轴毂在所述后端中被布置 成连接至驱动轴并且由此被布置成围绕轴向延伸的中心轴线被旋转地 驱动。

背景技术

已知的搅拌器通常包括两个或三个叶片，也称为轮叶，所述轮叶 可以连接至轴毂并且所述轮叶主要在径向上相对于所述轴毂延伸。而 叶轮组件通常包括四个或更多的叶片。

DE 197,09,818公开了用于废水的搅拌器，所述搅拌器包括可以连 接至轴毂的三个叶片。每个叶片在径向上在其最内部具有附连板。这 些附连板利用沿径向方向延伸的螺钉/附连装置连接至搅拌器的轴毂， 所述螺钉从轴毂的内部被拧入附连板。因而，每个叶片利用所述螺钉 被径向张紧为抵靠轴毂。应当指出在搅拌器工作期间所述叶片（其布 置成被旋转地驱动）在旋转方向上承受很大的弯曲负载并且围绕径向 延伸的轴线承受扭转负载，所述径向延伸的轴线延伸为横跨叶片的附 连板。由于叶片在径向上安装至轴毂，两种负载都应当被螺钉支承， 利用所述螺钉叶片被紧固。此外，安装是耗时且麻烦的，因为每个叶 片要使用很多螺钉并且对于紧固螺钉的接触受到很大限制。

在其它已知的实施例中每个叶片在径向上在其最内部具有杆/销， 所述杆/销在径向上被插入轴毂的座中。所述杆的目的是，与轴毂一起 承载搅拌器的旋转方向上的上述的弯曲负载的一部分。但是，这样的 一组杆和座必须具有相互自由接合的缝隙，这导致的缺点是，由于搅 拌器所处的不适合和苛求的环境，所述杆和座容易腐蚀并且由此不可 改变地彼此连接。这造成了即便单个叶片损坏也必须更换整个搅拌器 组件。

发明内容

本发明的目标是消除现在已知的螺旋桨式组件的前述缺点和弱 点，并且提供一种改进了的螺旋桨式组件。本发明的主要目标是提供 初步限定了类型的改进了的螺旋桨式组件，所述螺旋桨式组件允许简 单并且容易地接触地将每个叶片相对于轴毂进行安装和附连。

本发明的另一个目标是提供一种螺旋桨式组件，在所述螺旋桨式 组件中在每个叶片上的弯曲和扭转负载不由附连装置承载，利用所述 附连装置叶片被固定至轴毂。

本发明的又一个目标是提供一种螺旋桨式组件，所述螺旋桨式组 件允许大量的叶片进行安装和拆卸而无需辅助工具，并且没有不正确 地安装叶片的风险和由此引起的螺旋桨式组件失去平衡的风险。

根据本发明，至少主要目标借助于初始限定的螺旋桨式组件而获 得，其特征在于，轴毂包括用于所述至少两个叶片中的每个叶片的座， 每个座包括轴向延伸的第一接合装置，并且每个叶片包括轴向延伸的 第二接合装置，所述第一接合装置和所述第二接合装置同时被布置成 在所述螺旋桨式组件的安装/拆卸期间允许所述轴毂和每个所述叶片 在轴向上相对于彼此移动，并且还被布置成当搅拌器组件处于组装状 态下时防止所述轴毂和每个所述叶片在径向上相对于彼此移动。

因而，本发明基于下述理解，即，将每个叶片轴向安装至轴毂能 简单且容易地进行，并且将叶片附连至轴毂所受到的弯曲负载和扭转 负载由（代替附连装置的）接合装置承载，利用所述附连装置每个叶 片被固定至轴毂。

在从属权利要求中本发明的优选实施例被进一步界定。

优选每个叶片包括附连装置，所述附连装置被可脱开地连接至轴 毂并且所述附连装置被布置成在螺旋桨式组件被安装的情况下防止轴 毂和每个所述叶片在轴向上相对于彼此移动。这要求附连装置仅被用 于将叶片附连至轴毂并且附连装置不承载扭转或弯曲负载，这导致叶 片对于轴毂的更为安全的连接。

根据优选实施例轴毂包括后部的轴毂基部和前部的轴毂顶部，所 述至少两个叶片可以被可脱开地连接至所述轴毂基部，并且所述轴毂 顶部被可脱开地连接至所述轴毂基部。此外，更加优选地，所述轴毂 的每个座的所述第一接合装置和每个叶片的所述第二接合装置被径向 布置在轴毂的外封装表面内。这种将轴毂划分为轴毂基部和轴毂顶部 的划分要求将每个叶片附连在轴毂基部中并且要求第一和第二接合装 置的设计分别不以负面方式影响螺旋桨式组件周围的流体流，而是被 轴毂顶部所封装和保护。

根据又一优选实施例，每个叶片的第二接合装置包括至少两个突 起，所述突起被彼此分开并且所述突起被布置成接合相协作的第一接 合装置的至少两个凹部，第二接合装置的所述至少两个突起中的每个 突起具有沿向后的轴向渐缩的截锥形状。这导致在叶片安装至轴毂期 间，所述突起将自动采取正确的相互位置。

根据其它从属权利要求以及优选实施例的下列详细描述，本发明 的其它优点和特征是明显的。

附图说明

根据优选实施例的下列详细描述并结合附图，对本发明的上述及 其它特征和优点的更为完整的理解将变得明显，其中：

图1是本发明的搅拌器组件的轴向的放大视图，

图2是根据图1的搅拌器组件的透视图，

图3是从搅拌器组件的优选实施例的侧面获得的部分分解视图，

图4是搅拌器组件的分解透视图，

图5是搅拌器组件的剖视侧视图，

图6是根据第一实施例的轴毂和一个叶片的透视图，

图7是根据图6的叶片的侧视图，

图8是根据图6和7的叶片的轴向的放大视图，

图9是根据对应于图6的第二实施例的轴毂和一个叶片的透视图，

图10是根据对应于图7的图9的叶片的侧视图，

图11是轴毂基部的透视图。

具体实施方式

通过介绍的方式应当指出本发明的螺旋桨式组件至少包括搅拌器 的搅拌器组件和轴流泵的叶轮组件，但是下面的详细描述涉及搅拌器 的搅拌器组件，但是应当理解下面描述的任何内容都适用于轴流泵的 叶轮组件，除非另有描述。

在图1和2中公开了本发明的处于被安装的情况下的搅拌器组件， 通常表示为1。但是，应当指出搅拌器组件1是较大的搅拌器（未示 出）的一部分，所述较大的搅拌器除了本发明的搅拌器组件1之外还 包括具有输出驱动轴2的发动机单元，见图5。搅拌器组件适于搅动 废水等，即，产生并且保持废水内的运动。搅拌器组件包括轴毂，通 常被表示为3，和至少两个叶片4，优选3个叶片。叶片4可释放地连 接至轴毂3并且通常相对于轴毂3在径向上延伸。以现有的方式，叶 片4具有适于（完成）搅拌流体的任务的形状，所述叶片4的形状在 目前的情形中限定成每个叶片4分别在其吸入侧和压力侧上具有复曲 面的主表面。在优选实施例中每个叶片4通过模制成形，并且优选由 铝制成。轴毂3依次具有前端和后端，轴毂3在所述后端被布置成连 接至所述驱动轴2并且由此被布置成围绕轴向延伸的中心轴线被旋转 地驱动。

现在参考图3和4，图3和4分别以放大的分解视图和分解透视 图的形式公开了根据第一实施例的本发明的搅拌器组件1，还参考图 5，图5在放大的截面图中公开了根据图3和4的发明性搅拌器组件1。

在公开的实施例中，轴毂3包括后部的轴毂基部5和前部的轴毂 顶部6，轴毂基部5被布置成连接至所述驱动轴2。轴毂基部5在所公 开的实施例中具有向后打开的孔，以用于接收驱动轴2，因此轴毂基 部5利用螺钉7被固定至驱动轴2的端部，所述螺钉7在轴向上被拧 入驱动轴2。此外，将轴毂5固定至驱动轴2可利用锥体工具8而被 额外地加强，所述锥体工具8位于向后打开的孔中并且夹紧驱动轴2 的端部同时拉紧螺钉7。在优选实施例中，轴毂基部5和轴毂顶部6 分别通过模制成形，并且优选由铝制成。

根据本发明，轴毂3包括用于每个所述叶片4的座，通常被表示 为9。每个座9依次包括在轴向上延伸的第一接合装置10，并且每个 叶片4包括在轴向上延伸的第二接合装置11。所述第一接合装置10 和所述第二接合装置11协作地布置成在搅拌器组件1的安装/拆卸期 间允许所述轴毂3和所述每个叶片4在轴向上相对于彼此移动。此外， 第一接合装置10和第二接合装置11被布置成当搅拌器组件1在被安 装的情况下防止轴毂3和每个叶片4在径向上相对于彼此移动。因而， 本发明的实质是叶片4被轴向应用于轴毂3。应当指出，当搅拌器组 件1在安装情况下时，每个叶片4和轴毂3之间的抵接仅出现在第一 接合装置10和第二接合装置11之间，以便防止超过叶片4的超静定 （over determined positioning）并且防止产生伴随的内应变。

此外，在优选实施例中，搅拌器组件的叶片4利用轴向延伸的螺 钉12，或其它合适的紧固装置，被可释放地连接至轴毂基部5。每个 叶片4优选包括至少一个螺钉12，当搅拌器组件在安装的情况下时， 所述螺钉12防止轴毂3和所述每个叶片4在轴向上相对于彼此移动/ 分离。在轴向上应用螺钉12使得叶片4能相对于轴毂容易和迅速地安 装/拆卸。此外，轴毂顶部6利用轴向延伸的螺钉13或其它合适的紧 固装置被可释放地连接至轴毂基部5。在轴向上应用螺钉13使得轴毂 顶部6能相对于轴毂基部5容易和迅速地安装/拆卸。轴毂顶部6的用 途一方面是在搅拌器组件1周围提供良好的流体流动特性。此外，轴 毂顶部6的用途是起保护装置的作用，如在叶片4的附连装置断裂并 且由此叶片4从轴毂基部5被释放的情况下。在叶片4从轴毂基部5 松动的情形中，在叶片4被扔出并且产生损坏其它设备或人员之前很 早就应当被注意到，这是因为轴毂顶部6较好地将叶片4保持就为或 至少防止叶片4被抛出。

在替代实施例中（未被示出），搅拌器组件被布置成使得叶片4 被轴向附连至轴毂顶部6，所述轴毂顶部6随后被连接至轴毂基部5。 在又一替代实施例中（未被示出），叶片4从后部的方向被轴向附连至 轴毂基部5，因此轴毂基部5以任何合适的方式被连接至驱动轴2的 端部。应当指出在后面的实施例中不需要轴毂顶部。与在哪个部分上 被连接至哪个部分无关，当搅拌器组件在被安装的情况下，优选轴毂 3的每个座9的第一接合装置10和每个叶片4的所述第二接合装置11 被径向布置在轴毂3的外封装表面内。以这种方式获得良好的流体流 动特性，并且接合装置和附连装置被保护以应对搅拌器组件被布置在 其中的工作环境。

现在参考图11。在优选实施例中每个座9的所述第一接合装置10 包括至少两个凹部，所述凹部在轴毂3的周向上彼此分开，并且所述 凹部利用居间的壁14而被分开。优选所述至少两个凹部也在轴毂3 的轴向上被彼此分开。在搅拌器组件中，在螺旋桨式组件的旋转方向 上看见的前面的凹部比在螺旋桨式组件的旋转方向上看见的后面的凹 部更接近于毂3的后端。但是应当指出，在叶轮组件中具有相反的关 系，更精确地说，在螺旋桨式组件的旋转方向上看见的前面的凹部比 在螺旋桨式组件的旋转方向上看见的后面的凹部更接近于毂3的自由 端。可替代地，第一接合装置10由在周向上延伸的细长的凹部构成。 优选每个凹部在其底部提供螺纹孔15，以用于接收上述螺钉12。此外， 每个叶片4的第二接合装置11在优选实施例中包括至少两个突起，该 突起被彼此分开并且被布置成接合第一接合装置10的所述凹部。类似 于对上述的凹部的描述，搅拌器组件布置成在螺旋桨式组件的旋转方 向上看见的前面的突起比在螺旋桨式组件的旋转方向上看见的后面的 突起更接近于轴毂3的后端。此外，应当指出在搅拌器组件中具有相 反的关系，更精确地说，在搅拌器组件的旋转方向上看见的前面的突 起比在搅拌器组件的旋转方向上看见的后面的突起更接近于轴毂3的 自由端。在第一接合装置10仅由一个凹部构成的情形中，第二接合装 置11优选仅由一个突起构成。

应当指出相反的关系，即，第一接合装置10包括突起，而第二接 合装置11包括相协作的凹部，该相反的关系可以应用而不偏离本发 明。

现在具体参考图7和8。优选第二接合装置11的所述至少两个突 起中的每个突起在轴向上具有向后减缩的截锥形状，并且第一接合装 置10的所述至少两个凹部中的每个凹部具有互补的形状。所述至少两 个突起的外表面和所述至少两个凹部的内表面相对于轴向延伸的中心 线的倾斜应当尽可能地小，以便允许第一接合装置10和第二接合装置 11之间的力传递尽可能垂直。但是，角度必须足够大以便允许叶片4 相对于轴毂3容易地在轴向上施加和去除。优选该角度应当小于45 度，优选小于20度。在示出的优选实施例中所述角度是大约10度。 此外，该角度应当大于5度。

优选第二接合装置11的所述突起被布置成在旋转方向上且在径 向上抵接第一接合装置10的前面的突起，并且第二接合装置11的后 面的突起被布置成仅在径向上抵接第一接合装置10的后面的凹部10。 通过这种方式获得每个叶片4的良好限定的位置，同时引起轴毂3和 叶片4的内应力的风险被最小化。此外，优选在抵接界面处是表面抵 接。

还优选所述第二接合装置11的所述至少两个突起中的每个突起 和第一接合装置10的所述至少两个凹部中的每个凹部具有多边形截 面，例如正方形。但是，应当指出同样优选地是，第二接合装置11 的所述至少两个突起中的每个突起和第一接合装置10的所述至少两 个凹部中的每个凹部具有圆形截面，例如圆。具有前面的突起和前面 的凹部的圆形截面的优点是前面的突起和前面的凹部之间的接合将不 承受在旋转方向上作用于叶片4上的弯曲负载，可替代地，叶片4上 的弯曲负载以与在后面的突起和后面的凹部之间的接合部相互作用的 方式被承载。另外，优选第二接合装置11的所述至少两个突起中的每 个突起具有比第一接合装置10的所述至少两个凹部中的相应的凹部 的轴向延伸长度小的轴向延伸长度，见图5。以这种方式确保了单个 的叶片4相对于轴毂3的在径向上的正确定位，并且第二接合装置11 的突起没有接触第一接合装置10的凹部的底部的风险。

为了在叶片4与轴毂5的附连处获得合适的螺纹接合，根据图3-8 的实施例，单个的隔离套筒16与第二接合装置11的每个突起一起使 用。隔离套筒16的目的是允许足够长的并因而有足够弹性的螺钉12 可以被使用。由于第一接合装置10和第二接合装置11之间的抵接界 面是平滑的，如上所述，当第一接合装置10和第二接合装置11插入 时将发生相对大的沉降，并且长的预张紧螺钉能应对这种情况而不变 松，但短的预张紧螺钉则迅速变松。螺钉12原则上仅在其纵向方向上 被加载，这是因为第一接合装置10和第二接合装置11被布置成在径 向上并且在旋转方向上在叶片4和搅拌器组件的轴毂5之间承载彼此 的负载。在图9和10中示出了优选实施例，在所述优选实施例中隔离 套筒16被固定地连接至第二接合装置11，或更优选地与第二接合装 置11成一体。

本发明的可行的修改

本发明不仅局限于上面描述的并且在附图中示出的实施例，所述 附图主要具有示意性和示例性的目的。本专利申请试图覆盖在此所描 述的优选实施例的所有的调整和变更，因而本发明由所附权利要求的 措词所限定。因而，搅拌器组件可以以所附权利要求范围内的所有方 式被变更。

也应当指出关于术语例如上、下等的所有信息应当被解释/理解为 具有根据附图而进行取向的设备，具有取向被设置成使得引用能被恰 当地理解的附图。因而，这种术语仅指示在示出的实施例中的相互关 系，如果本发明的设备设置有其它的结构/设计，所述相互关系可以被 改变。

也应当指出即便没有被明确地陈述，来自特定实施例的特征可以 与来自另一实施例的特征结合，如果所述结合是可能的，所述结合应 当被认为是显然的。