專利名稱：沖壓焊接半開式葉輪離心泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種泵，尤其是一種沖壓焊接半開式葉輪離心泵。
技術(shù)背景
沖壓焊接成型的離心泵由于結(jié)構(gòu)輕巧、節(jié)省材料、效率高、無污染、成本低廉等優(yōu) 點(diǎn)因而受到消費(fèi)者的普遍歡迎。而現(xiàn)有技術(shù)中，沖壓焊接半開式葉輪離心泵還存在著一些 不足，尤其是葉輪入口處的密封問題，一直未得到很好的解決。由于強(qiáng)度、剛度、加工精度等 方面的不足，工作時(shí)葉輪徑向跳動(dòng)大，因而葉輪入口處的密封結(jié)構(gòu)往往精度不易保證，容易 損壞，不能有效地防止泄漏。
申請(qǐng)人早先申請(qǐng)的申請(qǐng)?zhí)枮?00610033320. 2的中國(guó)專利公開了一種“沖壓焊接 食品泵”，該泵由泵殼、葉輪、和后蓋組成，葉輪位于泵殼和后蓋組成的密封空間里面，泵殼 上設(shè)有進(jìn)口管和出口管，所述泵殼與進(jìn)口管相連的軸向面為斜凹槽形，泵殼的徑向面則為 圓柱形，所述的泵殼外端設(shè)置有進(jìn)口管支架，所述進(jìn)口管支架一端與泵殼外側(cè)焊接，另一端 與進(jìn)口管外表面焊接。該沖壓焊接食品泵雖然在葉輪和泵殼之間形成一端面密封結(jié)構(gòu)使 得其密封性能提高，但是，該結(jié)構(gòu)還存在著以下缺點(diǎn)1)對(duì)泵殼結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造工藝要求提 高，加大了泵殼的制造難度、成本和制造時(shí)間；2)由于葉輪和泵殼之間配合的端面是一個(gè) 傾斜面，這樣就要求葉片前端面必須與泵殼的前殼體平行，增加了葉輪葉片的生產(chǎn)難度。
另外，關(guān)于對(duì)泵殼沖壓工藝結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，如國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局2006年7月12日授 權(quán)公告的CN1800643號(hào)中國(guó)發(fā)明專利，公開了一種沖壓焊接深井泵，包括離心泵部件和射 流泵部件，所述離心泵部件由金屬板沖壓、焊接成型，其包括設(shè)置有進(jìn)水管、回水管、出水管 的離心泵泵體、設(shè)置于泵體內(nèi)的葉輪、后蓋，所述射流泵部件由噴嘴、射流泵泵體、喉部件組 成，射流泵泵體連接噴嘴和喉部件，使得從噴嘴噴出的水進(jìn)入喉部件，所述離心泵部件通過 進(jìn)口管道和回流管道與射流泵部件連接。
上述泵殼結(jié)構(gòu)雖然也得到了改進(jìn)，但是由于采用梯形斷面周壁，泵的水力效率并 沒有達(dá)到最優(yōu)化，強(qiáng)度和鋼度也存在一些缺陷，使用壽命短，加工成本高。該泵體對(duì)固體顆 ?；蛘承粤黧w的速度損失很大，對(duì)液體的影響也不小。本領(lǐng)域研究人員知道，若將出水管方 向沿泵殼切線方向設(shè)計(jì)，則能減少液體在泵殼內(nèi)的沖擊損失，但對(duì)泵殼強(qiáng)度要求很高、工藝 結(jié)構(gòu)大為復(fù)雜。
有鑒于此特提出本發(fā)明。 發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種通過改進(jìn)半開式的 葉輪和泵殼結(jié)構(gòu)，從而提高半開式葉輪入口處密封效果，改變出泵殼水管位置及其他部分 結(jié)構(gòu)以增大水力效率的沖壓焊接半開式葉輪離心泵。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用技術(shù)方案的基本構(gòu)思是一種沖壓焊接半開式 葉輪離心泵，包括泵體，安裝于泵體開口端的泵后蓋、電機(jī)，以及設(shè)于泵體內(nèi)的葉輪，葉輪安裝于泵軸上，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，泵體上設(shè)有進(jìn)水管和出水管，所述的進(jìn)水管與泵軸同軸安裝 于泵體軸向面的外側(cè)，所述葉輪為半開式結(jié)構(gòu)，由葉片、輪轂和后蓋板組成，所述葉片的前 端面與靠近該前端面的泵體軸向面分別為一垂直于泵體軸向的平面，前端面與泵殼軸向面 之間的距離不大于2毫米，形成端面密封；在垂直于進(jìn)水管軸線以泵體直徑構(gòu)成的平面上， 出水管軸線不經(jīng)過泵體中心，與泵體的徑向方向夾角α滿足，0° < α <18°，該徑向方向 為出水管軸線與泵體交點(diǎn)至泵體中心的半徑方向。
所述的泵體由一金屬板整體沖壓成型，泵體周壁形狀為沿徑向向外逐漸增大的螺 旋線型，由所述的出水管連接螺旋線的始點(diǎn)和終點(diǎn)。
所述泵體周壁的軸向斷面形狀為由直線和分別與直線兩端相切的兩弧形段構(gòu)成 的結(jié)構(gòu)，該直線為一條平行于泵軸的直線，泵體周壁軸向斷面寬度保持不變，直線兩端相切 的兩弧形段優(yōu)選為對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
所述泵體周壁的螺旋線由多段不同直徑的圓弧構(gòu)成。優(yōu)選至少為八段不同直徑的 圓弧，段數(shù)越多越好。當(dāng)為八段不同直徑的圓弧構(gòu)成時(shí)，每段圓弧弧度為Π /4，該結(jié)構(gòu)更易 于沖壓工藝生產(chǎn)，鋼板沖壓更均勻、泵殼強(qiáng)度更高；而且流道也更通暢，泵的水力效率更高。
所述的平行于泵軸的直線，在沿螺旋線徑向向外逐漸增大的每段圓弧上，其長(zhǎng)度 逐漸減小，兩邊圓弧連接，前端的圓弧的一邊與周壁頂端相切，另一邊與泵體的前部相切， 圓弧的半徑逐漸增大，泵體前端傾角β的變化范圍在20° 50°之間。
這種的泵體結(jié)構(gòu)，不僅使得泵體的流道更加通暢，提高了水泵的效率，而且更加適 應(yīng)沖壓工藝，使得泵體的厚度變化更加均勻，泵體的強(qiáng)度更好，可靠性更高。
所述的葉片由一塊金屬板沖壓成形的一橫截面為“L”的結(jié)構(gòu)，“L”形葉片的一邊 固定在葉輪的后蓋板上，另一邊突出于后蓋板面形成工作葉片，工作葉片沿泵體軸向方向 的寬度恒定不變，不僅制造工藝簡(jiǎn)單、成本低，而且易于與泵體軸向面構(gòu)成端面密封?！癓” 形葉片無底角的一面為工作面，另一面為背面，這樣不僅可增加葉片的強(qiáng)度和剛度，而且液 體在葉輪中的流動(dòng)更通暢，泵的效率更高。
由于半開式葉輪泵輸送的多為含固體顆?；蛘哒吵淼囊后w，根據(jù)這類液體在葉輪 機(jī)械中的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，容易在葉片進(jìn)口處出現(xiàn)堵塞、在出口出現(xiàn)抽吸的狀況。為了改進(jìn)這種 工作狀況，本發(fā)明采用加大葉片進(jìn)口液體過流性能的設(shè)計(jì)方案，具體結(jié)構(gòu)為(1)采用正沖 角，即加大葉片進(jìn)口角度，從而增加葉片進(jìn)口過流面積，減少葉片的排擠，減小葉片的彎曲； ⑵葉片型線采用變曲率的曲線，曲線的曲率在葉片進(jìn)口處最大，然后逐步減小，在出口處 曲率最小。這種葉型設(shè)計(jì)方法可減小固體或粘性流體在葉片進(jìn)口處的堵塞、增大葉片的進(jìn) 口面積，過流性能更好。
或者，所述的葉片也可以在徑向方向采用多段相內(nèi)切的圓弧構(gòu)成，葉片曲率分段 減小，從進(jìn)口至出口方向各段圓弧的曲率由大變小。優(yōu)選的為三段相內(nèi)切的圓弧構(gòu)成， 葉輪內(nèi)徑D1、外徑D2、半徑為rl的第一段圓弧與半徑為r2的第二段圓弧切點(diǎn)處的直徑 為DC1，半徑r2的第二段圓弧與半徑為r3的第三段圓弧切點(diǎn)處的直徑為DC2，其中DC2 < 2*(Dl+D2)/3，DCl < (D2+Dl)/3。
所述泵體軸向面的外側(cè)設(shè)有一支撐所述進(jìn)水管的進(jìn)水管支架，所述進(jìn)水管支架一 端與所述泵體軸向面的外側(cè)固定連接，另一端套合于所述進(jìn)水管上并與之固定連接。
采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果。
本發(fā)明所述的泵體結(jié)構(gòu)，首先由于泵體軸向面為一平面結(jié)構(gòu)，采用沖壓焊接工藝 制造，成形更加簡(jiǎn)單方便，既降低了生產(chǎn)成本，又克服了鑄造工藝的污染、耗電、耗材等諸多 缺點(diǎn)；其次，由于采用半開式葉輪結(jié)構(gòu)，葉片前端面與泵體軸向面為平行的平面結(jié)構(gòu)，兩平 面之間的距離不大于2毫米，配合形成端面密封結(jié)構(gòu)，流體的通過性更好；同時(shí)，葉片型線 采用的曲線的曲率在葉片進(jìn)口處最大，然后逐步減小的變曲率曲線，或者采用多段圓弧構(gòu) 成的曲面，能保證在輸送液流較稠或含固體顆粒時(shí)，在通過該葉輪時(shí)也不容易堵塞，因此該 離心泵不僅適用范圍廣，可用于抽取各種液體；密封蓋板制造、裝配簡(jiǎn)單、實(shí)用，成本低、密 封效果好，保證水泵可靠、高效地運(yùn)行；最后新型的泵殼出水管偏泵體中心結(jié)構(gòu)更易于流道 通暢，泵的水力效率更高、強(qiáng)度和鋼度更好。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。


圖1是本發(fā)明所述的離心泵結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明所述的離心泵泵體示意圖3是本發(fā)明所述的泵體周壁徑向形狀示意圖4是本發(fā)明所述的泵體周壁對(duì)應(yīng)圖3中各部分比較示意圖5是本發(fā)明葉輪葉片結(jié)構(gòu)示意圖6是本發(fā)明葉輪葉片另一結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1至圖3所示，本發(fā)明所述的沖壓焊接半開式葉輪離心泵，包括泵體1，安裝于 泵體開口端的泵后蓋2、電機(jī)3，以及設(shè)于泵體1內(nèi)的葉輪4，葉輪4安裝于泵軸31上，由電 機(jī)3驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，泵體1上設(shè)有進(jìn)水管11和出水管12，所述的進(jìn)水管11與泵軸31同軸安裝 于泵體軸向面13的外側(cè)，所述葉輪4為半開式結(jié)構(gòu)，由葉片41、輪轂42和后蓋板43組成， 所述葉片41的前端面與靠近該前端面的泵體軸向面14分別為一垂直于泵體軸向的平面， 葉片41的前端面與泵體軸向面之間的距離不大于2毫米，形成端面密封；如圖3所示，在垂 直于進(jìn)水管軸線m(參閱圖1)以泵體直徑構(gòu)成的平面上，出水管軸線L不經(jīng)過泵體中心0， 與泵體的徑向方向夾角α滿足，0° < α <18°，該徑向方向?yàn)槌鏊茌S線L與泵體1交 點(diǎn)C至泵體中心0的半徑方向。在該垂直于進(jìn)水管軸線以泵體直徑構(gòu)成的平面上，以出水 管軸線L與泵體交點(diǎn)C至泵體中心0的直徑方向?yàn)閅軸，以垂直于Y軸的另一直徑為X軸， 交點(diǎn)為泵體中心0，出水管軸線L與Y軸夾角α滿足0° < α <18°，優(yōu)選α為10° ；從 另一種角度看，在上述以泵體直徑構(gòu)成的平面上，該出水管的設(shè)計(jì)為偏移進(jìn)水管軸線的垂 直線一定距離，出水管向泵體圓周切線方向偏離。上述偏移夾角的方向與葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)的方向 對(duì)應(yīng)，即出水管設(shè)計(jì)為對(duì)應(yīng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)流體射出的切線方向。
在考慮液體中含固體顆粒或粘性流體時(shí)，把固體顆?；蛘承粤黧w當(dāng)作是無粘性的 理想液體的運(yùn)動(dòng)、不連續(xù)邊界條件。由于固體顆?；蛘承粤黧w的影響，使液體的速度場(chǎng)和 過流通道發(fā)生某種畸變，同時(shí)使固體顆?；蛘承粤黧w也獲得一定的能量而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。當(dāng)固 體顆?；蛘承粤黧w運(yùn)動(dòng)速度比液體慢的時(shí)候，固體顆?；蛘承粤黧w對(duì)液體的過流通道產(chǎn)生 “相對(duì)阻塞”，使液體的過流通道“相對(duì)縮小”，液體的畸變速度升高；反之，則產(chǎn)生“相對(duì)抽吸”，使液體的過流通道“相對(duì)擴(kuò)大”，液體的畸變速度降低。
離心泵泵殼體的主要作用是回收能量，把葉輪出口的動(dòng)能逐步變成壓力能。泵殼 體中的固體或粘性的運(yùn)動(dòng)是均勻擴(kuò)散、逐步減速的，其速度落后于液體，對(duì)液體流道產(chǎn)生相 對(duì)阻塞的作用。故泵殼體的粘性流畸變?yōu)榉匠探M為
權(quán)利要求
1.一種沖壓焊接半開式葉輪離心泵，包括泵體，安裝于泵體開口端的泵后蓋、電機(jī)，以 及設(shè)于泵體內(nèi)的葉輪，葉輪安裝于泵軸上，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，泵體上設(shè)有進(jìn)水管和出水管， 所述的進(jìn)水管與泵軸同軸安裝于泵體軸向面的外側(cè)，所述葉輪為半開式結(jié)構(gòu)，由葉片、輪轂 和后蓋板組成，其特征在于所述葉片的前端面與靠近該前端面的泵體軸向面分別為一垂 直于泵體軸向的平面，前端面與軸向面之間的距離不大于2毫米，形成端面密封；在垂直于 進(jìn)水管軸線以泵體直徑構(gòu)成的平面上，出水管軸線不經(jīng)過泵體中心，與泵體的徑向方向夾 角α滿足，0° < α <18°，該徑向方向?yàn)槌鏊茌S線與泵體交點(diǎn)至泵體中心的半徑方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖壓焊接半開式葉輪離心泵，其特征在于所述的泵體由一 金屬板整體沖壓成型，泵體周壁形狀為沿徑向向外逐漸增大的螺旋線型，由所述的出水管 連接螺旋線的始點(diǎn)和終點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的沖壓焊接半開式葉輪離心泵，其特征在于所述泵體周壁的 軸向斷面形狀為由直線和分別與直線兩端相切的兩弧形段構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，該直線為一條平行 于泵軸的直線，泵體周壁軸向斷面寬度保持不變。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的沖壓焊接半開式葉輪離心泵，其特征在于所述泵體周壁的 螺旋線是由多段不同直徑的圓弧構(gòu)成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的沖壓焊接半開式葉輪離心泵，其特征在于所述的平行于泵 軸的直線，在沿螺旋線徑向向外逐漸增大的每段圓弧上，其長(zhǎng)度逐漸減小，兩邊圓弧連接， 前端的圓弧的一邊與周壁頂端相切，另一邊與泵體的前部相切，圓弧的半徑逐漸增大，泵體 前端傾角β的變化范圍在20° 50°之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖壓焊接半開式葉輪離心泵，其特征在于所述的葉片由一 塊金屬板沖壓成形的一橫截面為“L”的結(jié)構(gòu)，“L”形葉片的一邊固定在葉輪的后蓋板上， 另一邊突出于后蓋板面形成工作葉片，工作葉片沿泵體軸向方向的寬度恒定不變，“L”形 葉片無底角的一面為工作面，另一面為背面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的沖壓焊接半開式葉輪離心泵，其特征在于所述葉片的型線 采用變曲率的曲線，曲線的曲率從進(jìn)口至出口方向由大漸小，在出口處曲率最小。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的沖壓焊接半開式葉輪離心泵，其特征在于所述的葉片在徑 向方向?yàn)槎喽蜗鄡?nèi)切的圓弧構(gòu)成，葉片曲率分段減小，從進(jìn)口至出口方向各段圓弧的曲率 由大變小。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的沖壓焊接半開式葉輪離心泵，其特征在于所述的葉片為三 段相內(nèi)切的圓弧構(gòu)成，葉輪內(nèi)徑D1、外徑D2，半徑為rl的第一段圓弧與半徑為r2的第二段 圓弧切點(diǎn)處的直徑為DC1，半徑r2的第二段圓弧與半徑為r3的第三段圓弧切點(diǎn)處的直徑為 DC2，其中DC2 < 2*(Dl+D2)/3，DCl < (D2+Dl)/3。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖壓焊接半開式葉輪離心泵，其特征在于所述泵體軸向面 的外側(cè)設(shè)有一支撐所述進(jìn)水管的進(jìn)水管支架，所述進(jìn)水管支架一端與所述泵體軸向面的外 側(cè)固定連接，另一端套合于所述進(jìn)水管上并與之固定連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種沖壓焊接半開式葉輪離心泵，包括泵體，安裝于泵體開口端的泵后蓋、電機(jī)，以及設(shè)于泵體內(nèi)的葉輪，葉輪安裝于泵軸上，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，泵體上設(shè)有進(jìn)水管和出水管，所述的進(jìn)水管與泵軸同軸安裝于泵體軸向面的外側(cè)，所述葉輪為半開式結(jié)構(gòu)，由葉片、輪轂和后蓋板組成，所述葉片的前端面與靠近該前端面的泵體軸向面分別為一垂直于泵體軸向的平面，前端面與軸向面形成端面密封；在垂直于進(jìn)水管軸線以泵體直徑構(gòu)成的平面上，出水管軸線不經(jīng)過泵體中心，與泵體的徑向方向夾角α滿足0°＜α＜18°，該徑向方向?yàn)槌鏊茌S線與泵體交點(diǎn)至泵體中心的半徑方向。本發(fā)明沖壓工藝生產(chǎn)方便，流道通暢，提高了泵的水力效率、強(qiáng)度和鋼度。
文檔編號(hào)F04D29/24GK102032193SQ20091030766
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月24日
發(fā)明者任宏啟, 彭少華, 梁元敏, 霍春源 申請(qǐng)人:廣東永力泵業(yè)有限公司