專利名稱：離心泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)葉片式泵，所述旋轉(zhuǎn)葉片式泵包括至少一個葉輪，葉輪安裝在泵殼中，由電動機驅(qū)動。
背景技術(shù)：
上述種類的泵可以大致分成兩種類型離心泵和軸流泵。
離心泵包括葉輪和至少一個蓋盤，上述葉輪包括輪轂，上述至少一個蓋盤具有許多葉片，這些葉片安裝到輪轂上，上述這種葉輪即所謂敞開式葉輪。一種所謂閉合式葉輪安裝有兩個蓋盤，在兩個蓋盤之間具有若干葉片。在上述兩種情況下，液體都是朝軸向方向吸入葉輪的中心中，并在圓周處朝主要是切向方向離開葉輪。
軸流泵與上述離心泵不同之處在于，液體主要是朝軸向方向離開泵。這種偏轉(zhuǎn)借助于許多導(dǎo)軌進行，上述許多導(dǎo)軌安排在泵殼的下游。各導(dǎo)軌通常也用作泵殼構(gòu)造中的支承元件。
在泵送受污染的液體，如在施工現(xiàn)場等處的廢水，礦井中水期間，泵送常常受污染物干擾。這可以造成泵葉輪和泵殼的堵塞，并且還常常導(dǎo)致相當(dāng)大的磨損問題。
在泵送可能含有細(xì)長物體如碎布的廢水期間，有幾種方法來解決問題。因而只帶一個蓋盤的敞開式泵葉輪是優(yōu)選的，但即使如此也需要外部措施。一種方法是使泵葉輪每隔一定時間就向后旋轉(zhuǎn)。另一種方法是在入口的前面安排某種切割機構(gòu)。美國專利US 55 16 261公開了用于泵送廢水的一種敞開式泵葉輪，此處在泵殼的底部安排有螺旋形的槽，所述螺旋形的槽將污染物朝圓周方向引走，在該圓周處它們可能造成較少的損壞。
在需要在高提升高度的地方，例如在礦井中泵送期間，使用閉合式泵葉輪，亦即這種泵葉輪帶有兩個蓋盤，即上面蓋盤和下面蓋盤，以及若干中間葉片。這類葉輪一般說來在高壓力高度下具有比敞開式葉輪的效率高。另一方面，閉合式葉輪具有更少的引入，這意味著更高的堵塞危險。
在礦井中泵送期間存在的污染物常常含有高研磨性材料的元素，同時意味著在泵葉輪和泵殼二者中的材料暴露于大的應(yīng)力下。這些問題能通過不同部件的特殊表面處理或硬化來部分地加以解決，但自然是希望保證研磨性粒子盡可能快地離開泵殼，以便避免不必要的磨損。另外，為了減少磨損，各部件的幾何設(shè)計對具有重要意義的泵送功能來說很重要。
發(fā)明簡介本發(fā)明的目的是通過泵殼底部的某種設(shè)計達到解決磨損問題。
按照本發(fā)明的主要方面，目的是通過按照權(quán)利要求1所述的裝置解決。
本發(fā)明的一些有利特點是所附權(quán)利要求書的主題。
按照本發(fā)明的主要方面，其特征在于用于泵送含有污染物的液體的離心泵，上述污染物主要是取固體粒子形式，上述離心泵包括驅(qū)動單元，液壓單元，而液壓單元包括泵殼和泵葉輪，所述泵葉輪旋轉(zhuǎn)式安裝在泵殼內(nèi)部，泵葉輪包括上面蓋盤和下面蓋盤及許多中間葉片，其中具有中心入口孔的泵殼底壁安排成在面向入口孔下面蓋盤延伸部分或整個轉(zhuǎn)向入口孔的側(cè)面上具有至少一個螺旋式延伸的回流作用機構(gòu)。
回流延伸機構(gòu)可以作為槽和/或脊安排在底壁中。
另外，回流作用機構(gòu)面向入口的壁部分與底壁的平面形成一個角度，所述角度優(yōu)選的是在85°-95°范圍內(nèi)。
按照本發(fā)明所述的回流作用機構(gòu)起對回流起作用的作用，所述回流含有污染物，進入葉輪和底壁之間的空間，以便在很大程度上防止污染物如研磨性粒子到達間隙，或者至少大大減少污染物的量。大部分粒子將進入槽或各脊之間的空間，并且由于螺旋形狀，所述粒子將輸送到底板的周邊，并通過出口排出。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，各槽之間的脊的頂部表面或平臺與下面蓋盤之間的距離應(yīng)是在指定的范圍內(nèi)。太大的距離將不產(chǎn)生所希望的效果，而太窄的間隙將增加回流的速度，同時使效果變差。
還證明，稍微陡峭的后表面產(chǎn)生增加的效果，也許對回流產(chǎn)生增加的擾動。
本發(fā)明的這些和另一些方面，及本發(fā)明的優(yōu)點，從下面詳細(xì)說明和從附圖將變得顯而易見。
附圖詳細(xì)說明在下面本發(fā)明的詳細(xì)說明中，將參照附圖進行說明，其中

圖1是穿過按照本發(fā)明所述的泵軸向剖視圖，和圖2是從圖1的環(huán)所作的詳圖，圖3是圖2詳圖的改進部分，和圖4是從上面看時泵殼的底部。
發(fā)明的詳細(xì)說明圖1中所示的泵包括一個驅(qū)動軸10，所述驅(qū)動軸10連接到供驅(qū)動泵用的電動機(未示出)上。泵葉輪12安裝到軸的下端上，同時包括上面蓋盤14和下面蓋盤16，若干葉片18和后葉片19。上述各部件安裝在泵殼20中，所述泵殼20具有底壁22，入口24和出口26。泵葉輪12這樣安裝在泵殼中，以便在下面蓋盤16的圓周表面與泵殼20的內(nèi)側(cè)壁之間有一個間隙28，在下面蓋盤和底壁之間有一個空間29，及在下面蓋盤16的下表面和底壁22的上表面之間有一個間隙30。
按照離心泵的原理，液體按照流動箭頭A，B和C在軸向上穿過入口24吸入，并穿過出口26離開泵。然而，由于在出口處比在入口處壓力高得多，所以總是有一定的液流D穿過間隙28回流，并進入下面蓋盤16和泵殼底壁22之間的空間29。這個液流E的一部分通過間隙30回到入口，而一部分液流F再在蓋盤16的下側(cè)上向外流，即所謂的邊界層流動。邊界層流動也沿著底壁存在，但方向向內(nèi)。
回流D產(chǎn)生損失，并且還由于一定尺寸的粒子不能通過間隙30，而導(dǎo)致污染物，研磨粒子及類似物聚集在蓋盤下方。因而粒子的這種聚集在泵運轉(zhuǎn)期間將沖擊泵葉輪及沖擊泵殼底部磨損。進入間隙30的粒子將起研磨劑作用，同時對間隙的表面產(chǎn)生嚴(yán)重磨損。這可能意味著在短時間內(nèi)泵流量變得相當(dāng)差，因為間隙磨損變得更大。
為了查明已進入下面蓋盤和底壁之間空間29的研磨粒子向外朝圓周方向進給供進一步朝泵出口方向輸送，將泵殼面向葉輪下面蓋盤下表面的底壁安排有一個或幾個掃掠流作用機構(gòu)，在所示實施例中，螺槽32被若干脊分開。在所示的實施例中，各槽螺旋式繞入口孔24幾圈。流量作用機構(gòu)這樣掃掠，以使距中心的徑向距離τ朝葉輪的旋轉(zhuǎn)方向Rd增加，如圖4中所見。
槽將這樣對主液流D和液流中所含的粒子作用，以使進入空間的水體積由于葉輪旋轉(zhuǎn)而朝切向方向運動，并且在此處水體積沿著掃掠流作用機構(gòu)運動。這種動作使水中粒子在各脊之間的槽中朝旋轉(zhuǎn)方向運動，并且由于掃掠，而優(yōu)選的是各槽的螺旋形形狀，所以污染物將沿著槽進給并穿過出口排出，或者至少防止聚集在間隙中。由于本發(fā)明，邊界層流沿著底壁的徑向分量這樣起作用，以致它更多的是朝切向方向，因此槽底中一部分水體積朝掃掠回流作用機構(gòu)方向運動。
在試驗期間，在某些情況似乎是對間隙中的過程起作用，并在一定程度上對槽中水的體積起作用。例如，在圖2中，下面蓋盤的下表面與槽間脊頂部表面之間的距離d似乎有一種影響。當(dāng)距離d是在槽底部與下面蓋板的下表面之間距離的1/3-2/3范圍內(nèi)時，試驗顯示了過程的良好結(jié)果，但這不能認(rèn)為是限制本發(fā)明。例如，如果葉輪和底壁之間的容隙更緊密，或者如果底壁或至少脊是用彈性材料如橡膠制成，則距離可以更小，上述彈性材料在使用期間能讓各部件之間有某種接觸。各槽的深度和各脊之間在徑向方向上的距離，因此各槽中的體積，必須如此加以考慮，以便優(yōu)選的是整個水體積都通過過程起作用。
各脊的掃掠角α在對流動方向起作用和在槽中進給粒子時也有影響。原則上可行的是具有流動作用機構(gòu)與徑向方向成一角度的直邊，盡管這種設(shè)計對朝葉輪圓周方向輸送粒子來說不是最佳。
脊的后表面也對過程起作用，并且試驗表明，后表面與平行于泵殼底部的平面之間的角度β優(yōu)選的是應(yīng)在85°-95°范圍內(nèi)，見圖2。然而，對于某些類型的葉輪，如具有錐形形狀和與底壁相對應(yīng)形狀的那些葉輪，見圖3，這個角度范圍不能得到，至少在鑄造金屬底壁的情況下不能得到。然而在按照圖3所示設(shè)計的情況下，試驗顯示出令人滿意的結(jié)果。如果按照圖3所示的底壁，或者至少流動作用機構(gòu)是用彈性材料制成，則脊可以鑄造成具有按照上述范圍所述的角度。
在脊和槽正確設(shè)計的情況下，得到一種分離效應(yīng)，所述分離效應(yīng)導(dǎo)致粒子比其余的液體更少和更小，同樣意味著減少了磨損。鑒于上述情況，流動作用機構(gòu)可以是槽或者是脊，上述槽在底板中機加工或鑄造，而上述脊固定到底板上或鑄造在底板中。根據(jù)底板的設(shè)計，脊或槽可以具有不同的設(shè)計。附圖中所示的底板制成具有整體式回流作用機構(gòu)，但是當(dāng)然回流作用機構(gòu)也可以制成分開的部件，所述分開的部件以合適的方式固定到底壁上。為了增加效果，下面蓋盤可以安排具有朝包含槽/脊的底壁方向轉(zhuǎn)動的反向葉片。然而這些反向葉片構(gòu)成一定的能量損失，因此只是在特別困難的條件下使用。
應(yīng)該理解，上面所述和附圖中所示的實施例可以認(rèn)為是本發(fā)明的非限制性例子，并且在專利權(quán)利要求書范圍內(nèi)可以用許多方法修改。
權(quán)利要求
1.離心泵，用于泵送含有污染物的液體，所述污染物主要是取固體粒子形式，上述離心泵包括驅(qū)動單元和液壓單元，而液壓單元包括泵殼(20)和泵葉輪(12)，所述泵葉輪(12)旋轉(zhuǎn)式安裝在泵殼內(nèi)部，泵葉輪包括上面蓋盤(14)和下面蓋盤(16)及若干中間葉片(18)，其特征在于，具有一個中心入口孔(24)的泵殼的底壁(22)在面向入口孔下面蓋盤延伸部分的側(cè)面上或者圍繞入口孔整圈上安排有至少一個掃掠式回流作用機構(gòu)(32，34)。
2.按照權(quán)利要求1所述的離心泵，其特征在于，回流延伸機構(gòu)作為槽(32)安排在底壁中。
3.按照權(quán)利要求1所述的離心泵，其特征在于，回流延伸機構(gòu)作為脊(34)安排在底壁中。
4.按照上述權(quán)利要求其中之一所述的離心泵，其特征在于，回流作用機構(gòu)面向入口的壁部分與底壁的平面形成一個角度(α)，所述角度(α)是在85°-95°范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種離心泵，所述離心泵用于泵送含污染物的液體，上述污染物主要是取固體粒子的形式，離心泵包括驅(qū)動單元和液壓單元，而液壓單元包括泵殼(20)和泵葉輪(12)，所述泵葉輪(12)旋轉(zhuǎn)式安裝在泵殼內(nèi)部，泵葉輪包括上面蓋盤(14)和下面蓋盤(16)及許多中間葉片(18)。本發(fā)明其特征在于，具有一中心入口孔(24)的泵殼底壁(22)在面向入口孔的下面蓋盤延伸部分或者整個轉(zhuǎn)向入口孔的側(cè)邊上安排有至少一個螺旋延伸的回流作用機構(gòu)(32，34)。
文檔編號F04D29/44GK1871437SQ200480030925
公開日2006年11月29日 申請日期2004年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月20日
發(fā)明者M·林斯科格 申請人:Itt制造企業(yè)公司