專利名稱:低流量泵殼體的制作方法
本發(fā)明涉及的是一個(gè)經(jīng)過改進(jìn)的離心泵的殼體結(jié)構(gòu)，特別是關(guān)于處理懸浮研磨粒子(即泥漿)的泵，在那里流動(dòng)速度大大小于那種泵的最高效率點(diǎn)流速。
離心泵的殼體起收集器的作用，其內(nèi)包含來自葉輪的液體，同時(shí)以高速度擴(kuò)散和引導(dǎo)液體到外面或排出支路。
用于處理非研磨粒子或清潔的液體的泵，當(dāng)給出最有效的結(jié)構(gòu)時(shí)，在分水角處的葉輪和殼體之間通常有一個(gè)小的間隙(大約為葉輪直徑的2-5%)。
相反，已經(jīng)設(shè)計(jì)的處理纖維狀的或懸浮的細(xì)研磨粒子離心泵(泥漿泵)在葉輪和殼體之間有一個(gè)較大的間隙，以防止堵塞和高的局部磨損，這種局部磨損將產(chǎn)生在小間隙的情況下。此外，普通的泥漿泵殼體，通常有一個(gè)不變面積排出頸部，在分水角處的橫截面僅僅小于在排出法蘭處面積的10-20%。大的分水角間隙和不變面積的排出頸部的結(jié)合的結(jié)構(gòu)，以泵的“最高效率點(diǎn)”流速(BEP)給出足夠的總性能。
但是，以小于最高效率點(diǎn)的流速(BEP)阻止分水角后面的局部的磨粒磨損是有問題的。因?yàn)檫@個(gè)磨損是當(dāng)流體不能流出排出支路以不適當(dāng)?shù)慕嵌戎匦路祷販u殼，在分水角周圍流動(dòng)時(shí)由于再循環(huán)和渦流產(chǎn)生的。由于堆積流速的變化或泵和工作需要失配，泥漿泵經(jīng)常不得不以非設(shè)計(jì)條件工作(即流速與最高效率點(diǎn)不一致)。
本發(fā)明力圖改善泥漿泵殼體，解決以上的問題，該泥漿泵的殼體在分水角區(qū)和排出支路區(qū)有一個(gè)經(jīng)改進(jìn)的殼體形狀，通過改變通常的流線譜以適合于減小的泵流速，以便使局部磨損減至最小程度。
在一種主要的形式中，本發(fā)明包括一個(gè)有排出喉部的離心泥漿泵殼體，該排出喉部的面積與以最高效率點(diǎn)工作的泵的排出喉部的面積相比被減少了。
在另一種形式中，本發(fā)明包括一個(gè)適合以最高效率點(diǎn)流速的30-70%范圍的流速工作的離心泥漿泵殼體，該泵殼體形狀有一個(gè)延伸的分水角，該分水角使殼體的喉部面積減小到排出法蘭處的排出頸面積的30-70%。
本發(fā)明的最佳實(shí)施例包括一個(gè)離心泥漿泵殼體，其分水角橫向凸起局部地堵塞排出頸，因而減少了排放面積。分水角后(即排出頸更向上)和在分水角的對(duì)邊是一個(gè)加厚部分或凸起，它進(jìn)一步起導(dǎo)流的作用，減小了排出面積。面積減小主要是在垂直于葉輪傳動(dòng)軸線的平面內(nèi)，因而，從分水角到排出法蘭的排出頸(喉部面積)的有效面積的減小量大約是排出法蘭處的排出頸面積的30-70%。
本發(fā)明并不大影響泵的液壓性能，雖然最高效率點(diǎn)流速稍微減少一些，但泵的壓頭流量特性仍保持基本不變。這樣大大增加了本發(fā)明的用途。
當(dāng)泵送研磨介質(zhì)時(shí)，與離心泵一樣，殼體可以用硬金屬制成，也可由彈性材料制成，為了便于裝配，殼體可以分成2或3塊，甚至可以僅僅是具有外蓋板的泵殼體，本發(fā)明主要涉及的是殼體的液壓內(nèi)形而不是其外形、材料或支承方法。
本發(fā)明將通過實(shí)施例并參照附圖來說明。
圖1是普通離心水泵的葉輪和殼體的剖面圖，該剖面圖是在葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸線正平面內(nèi)。
圖2是普通離心泥漿泵的葉輪和殼體的剖面圖，該剖面圖是在葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的正平面內(nèi)。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例的離心泥漿泵葉輪和殼體的剖面圖，該剖面圖是在葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的正平面內(nèi)。
圖4a表示通過圖3的殼體a處的截面;
圖4b表示通過圖3殼體b處的截面;
圖5是本發(fā)明殼體的局部剖面圖，該剖面圖是在通過葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的平面內(nèi)。
參照?qǐng)D1，普通的離心泵殼體(1)從分水角(2)起始直到與排出頸(3)相切的點(diǎn)逐步增大曲率半徑。葉輪(4)在殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，殼體內(nèi)分水角處有一最小的圓周間隙(5)。通常排出頸的面積由靠近分水角的喉部(6)到排出法蘭(7)逐漸增大。
以上描述的水泵殼體(1)與圖2中的普通泥漿泵殼體(8)比較，很明顯主要是加大了分水角間隙(9)，在喉部(10)和排出法蘭(11)之間有十分均勻的排出頸面積。能夠看清的是這種結(jié)構(gòu)容易允許流體以減小的流速(相對(duì)于最高效率點(diǎn)流速)圍繞著分水角再循環(huán)，這是由于開闊的喉部面積和分水角的形狀所造成的。
圖3表示本發(fā)明的泥漿泵殼體的最佳實(shí)施例，該實(shí)施例包括一個(gè)普通的泥漿泵殼體(12)，在分水角處具有非普通的形狀。為了減小喉部面積(13)和阻止再循環(huán)，分水角(14)延伸過喉部，沒有明顯地改變分水角間隙(15)，而大體上的凸出形狀(16)被加到排出頸的對(duì)面的壁上。這樣形成的幾何形狀導(dǎo)致喉頸面積的減小，這樣喉頸面積(13)與排出面積(17)的比率是在0.3到0.7的范圍內(nèi)，根據(jù)個(gè)別結(jié)構(gòu)的需要，分水角間隙(15)在葉輪直徑的5%和40%之間的范圍內(nèi)。
圖4表示的兩個(gè)截面(a)和(b)是圖3所示的排出頸中心線正平面的剖面圖，可以看到排出法蘭(18)的寬度(23)近似地與喉頸(19)處的寬度相同。但喉頸的寬度可以在排出法蘭的50%和100%之間。
圖5表示的是通過圖3所表示的葉輪中心線的一半截面圖(C)。這個(gè)圖表示出葉輪(20)和泵殼體(21)之間的關(guān)系。經(jīng)過改進(jìn)的分水角處形狀(22)在分水角頂點(diǎn)和殼體側(cè)壁用連續(xù)的圓角半徑表示。
由于已經(jīng)結(jié)合最佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了描述，很清楚的是不脫離本發(fā)明的精神可以作出各種修改形式。
權(quán)利要求
1.一個(gè)離心泥漿泵殼體，其特征是包括一個(gè)排出喉部，該喉部的面積與該泵以最高效率點(diǎn)流速運(yùn)轉(zhuǎn)的排出喉部的面積比較被減小了。
2.一個(gè)適合以最高效率點(diǎn)流速的30-70%運(yùn)轉(zhuǎn)的離心泥漿泵殼體，其特征是該泵殼體的形狀有一個(gè)延伸的分水角，在分水角處使殼體的喉部面積減小到排出法蘭處排出頸面積的30-70%。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2的泵殼體，其特征是在排出頸內(nèi)分水角對(duì)面稍后一點(diǎn)處有一個(gè)制成突出形狀的凸起，該凸起有助于減小喉部的面積。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1、2或3的泵殼體，其特征是葉輪裝在殼體內(nèi)，與分水角的間隙在葉輪直徑的5%到40%之間。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求
的任意一項(xiàng)中的泵殼體，其特征是排出頸的寬度(在排管軸平面內(nèi)并且與葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸線平行)為排出法蘭內(nèi)徑的50%到100%。
6.根據(jù)前述的權(quán)利要求
的任意一項(xiàng)中的泵殼體，其特征是泵殼體或是由硬金屬、陶瓷或彈性材料，或是由任何前述材料的組合制成的，該殼體由一塊或多塊構(gòu)成，帶有或不帶蓋板支承。
7.一個(gè)泵殼體，如前面參照附圖3到6所描述的一樣。
專利摘要
一離心泥漿泵殼體，包括一排出喉部，該喉部的面積與該泵以最高效率點(diǎn)流速運(yùn)轉(zhuǎn)的排出喉部的面積相比被減小了。該泵殼體適用于在以最高效率點(diǎn)流速的百分之30-70范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)。該泵殼體的形狀有一個(gè)延伸的分水角，該分水角使殼體的喉部面積減小到排出法蘭處排出頸面積的百分之30-70。
文檔編號(hào)F04D29/42GK85105293SQ85105293
公開日1987年1月7日 申請(qǐng)日期1985年7月10日
發(fā)明者安東尼·格茨納 申請(qǐng)人:沃曼國際有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan