專利名稱：離心泵及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種離心泵，更具體地是涉及其中像葉輪和殼體那樣的元件由金屬板制造的離心泵以及制造這種離心泵的方法。
背景技術：
通常，為了將流體的速度能量有效地轉化成壓力能量，需要一種離心泵，其具有將從葉輪排放的流體的速度降低以恢復壓力水頭的機構。而且，也需要具有串聯(lián)設置的多個葉輪的多級離心泵，其具有將流體從某一級葉輪引導到下一級葉輪的機構。
因此，在多級離心泵中，導流葉片被廣泛用作減小流體速度且引導流體到下一級葉輪的機構。這種導流葉片包括擴散通道，用于減小從葉輪排出的流體的速度，以及返回通道，用于將已經(jīng)穿過擴散通道的流體引導到下一級葉輪，如日本實用新型公開號6-40958所公開的。
因為上面提到的擴散通道和返回通道具有復雜的形狀，通過使用樹脂或通過鑄造形成導流葉片已經(jīng)成為慣例。樹脂導流葉片和鑄造導流葉片內可以具有平滑的通道以引導液體到下一級葉輪的吸入口，并且因此可以獲得極佳的泵性能。
然而，樹脂導流葉片可能會根據(jù)流體的特性而被腐蝕。因此，泵可以處理的流體的種類受到限制。而且，如果泵被用于傳輸廢水，樹脂導流葉片就被懸浮物質磨損，比如廢水中的沙子。另一方面，如果使用鑄造導流葉片，可以防止腐蝕和磨損。然而，鑄造導流葉片會引起制造成本增加。
為了解決這種問題，這里提出一種離心泵，其具有用于減小從旋轉葉輪中排出的流體的速度的擴散部分，用于向著排放側引導已經(jīng)從擴散部分通過的流體的多個返回葉片，以及主板，擴散部分和返回葉片固定到主板上，所有這些元件都由金屬板制造。

發(fā)明內容
具有由金屬板制造的擴散部分、返回葉片以及主板的離心泵具有極佳的抗腐蝕和抗磨損能力，并且可以高效地給流體加壓。本發(fā)明的一個目的是提出具有這種優(yōu)點的離心泵，且可以進一步改善泵的性能，并且提出制造這種離心泵的方法。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提出了一種用于通過旋轉葉輪而給流體加壓的離心泵，所述離心泵包括用于減小從葉輪排出的流體的速度的擴散部分；用于將已經(jīng)通過擴散部分的液體引導到排放側的返回葉片；主板，所述擴散部分和返回葉片固定到所述主板上；以及結構件，所述結構件用于使從所述擴散部分延伸到所述返回葉片的一個通道中所形成的臺階平滑。
根據(jù)本發(fā)明，因為所述結構件平滑了從所述擴散部分延伸到所述返回葉片的一個通道中所形成的臺階，流體流過所述通道的阻力可以很小，因此損耗也很小。因此，可以獲得高效離心泵。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選方面，所述擴散部分、返回葉片、主板以及結構件都由金屬板形成。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選方面，所述結構件是由單個金屬板形成的蓋板。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選方面，所述返回葉片與所述蓋板接合以防止所述蓋板移動。
根據(jù)本發(fā)明，因為像所述擴散部分、返回葉片、主板以及結構件那樣的所有這些元件都由像不銹鋼那樣的金屬板形成，因此可以獲得具有極佳抗腐蝕性和極佳抗磨損性的離心泵。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提出了一種制造離心泵的方法，所述離心泵用于通過旋轉葉輪而給流體加壓，所述方法包括用金屬板形成擴散部分，所述擴散部分用于減小從葉輪排出的流體的速度；用金屬板形成返回葉片，所述返回葉片用于將已經(jīng)通過擴散部分的流體引導到排放側；用金屬板形成主板，所述擴散部分和返回葉片固定到所述主板上；用金屬板形成結構件，所述結構件用于使從所述擴散部分延伸到所述返回葉片的一個通道中所形成的臺階平滑；以及通過焊接過程將所述擴散部分、所述返回葉片、所述主板以及所述結構件組裝在一起，所述焊接過程從同一側執(zhí)行。
根據(jù)本發(fā)明，因為所有元件都由金屬板形成且通過從同一側執(zhí)行的焊接過程來組裝，所以可以容易地制造具有極佳抗腐蝕性和極佳抗磨損性的離心泵。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選方面中，所述結構件和返回葉片通過單一的一個焊接過程一體地組裝。
根據(jù)本發(fā)明，所述結構件和返回葉片可以容易地組裝。


圖1是構成導流葉片的元件的視圖，所述導流葉片結合在根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的離心泵中；圖2A是根據(jù)本發(fā)明該實施例的離心泵的導流葉片的平面圖；圖2B是根據(jù)本發(fā)明該實施例的離心泵的導流葉片的垂直剖視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明該實施例的離心泵的導流葉片的示意圖；圖4是焊接和組裝根據(jù)本發(fā)明該實施例的離心泵的導流葉片的方法的平面圖；圖5是焊接和組裝根據(jù)本發(fā)明該實施例的離心泵的導流葉片的方法的垂直剖視圖；圖6是示出了焊接根據(jù)本發(fā)明該實施例的離心泵的擴散部分、返回葉片以及主板的方法的一個視圖；圖7是示出了焊接擴散部分和主板的方法的一個視圖；圖8是示出了焊接主板、蓋板和返回葉片的方法的一個視圖；圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明該實施例的多級離心泵的主要部分的一個視圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的離心泵。如圖1到圖3所示，離心泵的導流葉片10包括用于形成擴散通道15的擴散部分11，用于形成返回通道16的多個返回葉片14，以及擴散部分11和返回葉片14固定于其上的主板12。擴散部分11、返回葉片14以及主板12由像不銹鋼那樣的金屬板形成。
擴散部分11被分成每個擴散通道15且通過焊接固定到主板12上。返回葉片14被分成每個返回通道16且通過焊接固定到主板12上。在這些元件的結構中，如圖1所示，主板12的臺階17在流體通道中形成，并且因此在返回葉片14和主板12之間額外設有一個一體的蓋板13，以使得臺階17平滑。
如圖1所示，蓋板13由單個金屬板形成。因此，導流葉片10能夠容易地組裝，并且每個返回通道16具有平滑的流動通道。蓋板13如圖8所示組裝。具體地，蓋板13放置在主板12和返回葉片14之間，并且主板12、蓋板13和返回葉片14通過用在主板12一側所設的噴嘴20通過激光滲透焊接成一體。通過這種方式，主板12、蓋板13和返回葉片14通過單個焊接過程就組裝在一起，也就是滲透焊接。而且，如圖1所示，接合部分18和19分別設在返回葉片14和蓋板13上，并且如圖3所示，在焊接結束以后，蓋板13的接合部分19被返回葉片14的接合部分18壓緊，使得能防止蓋板13的外周部分移動。
如上面所述，導流葉片10包括用于形成擴散通道15的擴散部分11，用于形成返回通道16的返回葉片14，用于將擴散部分11和返回葉片14固定的主板12，以及插入在返回葉片14和主板12之間的蓋板13。因此，如箭頭A所示，從旋轉的葉輪(后面描述)排出的流體改變其線路并流入返回通道16，并且然后被導入排放側(也就是泵的一個排放口或者下一級葉片)。
圖4和圖5示出了導流葉片10的組裝方法。如圖4和5所示，擴散部分11、蓋板13以及返回葉片14通過激光焊接固定到主板12上。圖4中的箭頭B示出了焊接方向，并且激光焊接(例如釔鋁石榴石(YAG)激光焊)從圖4的板片表面的前側執(zhí)行。圖4中的箭頭C示出了葉輪的旋轉方向。
在圖4所示的焊接部分L1，如圖6所示，主板12、返回葉片14和擴散部分11用噴嘴20通過激光滲透焊從擴散部分11一側焊接，因此這三個元件11、12和14被同時焊接。而且，在焊接部分L2，如圖7所示，主板12和擴散部分11用噴嘴20通過激光滲透焊從擴散部分11一側焊接。在焊接部分L3，如圖8所示，蓋板13插入在主板12和返回葉片14之間，并且主板12、蓋板13以及返回葉片14用噴嘴20通過激光滲透焊從擴散部分11一側焊接，因此這三個元件12、13和14被同時焊接。通過這種方式，圖6到圖8所示的所有焊接過程從同一側執(zhí)行，也就是擴散部分11一側。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的實施例的多級離心泵的主體部分的視圖。如圖9所示，多級離心泵50包括多個葉輪51、葉輪51容納于其內的殼體52以及葉輪51安裝于其上的可旋轉主軸53。殼體52被分成多個級間殼體52A。相鄰級間殼體52A的連接部分分別具有O形圈54。
葉輪51等間隔設置在主軸53上，并且隨著主軸53一體旋轉。葉輪51的吸入口51a位于相同方向，并且葉輪51串聯(lián)設置在主軸53上。主軸53連接于馬達(未示出)，且葉輪51借助馬達通過主軸53旋轉。葉輪51和殼體52由像不銹鋼那樣的金屬板形成。
多級離心泵50具有多個導流葉片56，每個導流葉片具有與上面提到的導流葉片10相同的結構。每個導流葉片56包括用于形成擴散通道的擴散部分57、用于形成返回通道的多個返回葉片58、以及擴散部分57和返回葉片58固定于其上的一個主板59。盡管圖9中未示出，一個蓋板以同上面描述的方式相同的方式設在返回葉片58和主板59之間，以使得其間形成的臺階平滑。而且，每個導流葉片56被固定在級間殼體52A的每個內圓周表面上，并且設置在每個葉輪51的外周和后側(排放側)附近。
構成每個返回通道的一部分的第一環(huán)形分隔壁60固定到返回葉片58的后側(排放側)。第一分隔壁60具有小內徑的第一通孔60a。在第一分隔壁60的排放側具有第二環(huán)形分隔壁61，第一分隔壁60和第二分隔壁61之間限定了一個空間62。第二分隔壁61具有第二通孔61a，該通孔的內徑大體等于第一通孔60a的內徑。在這個實施例中，第一分隔壁60和第二分隔壁61由像不銹鋼那樣的金屬板形成。在這個實施例中，從級間殼體52A延伸的一個部分構成第二分隔壁61。
通過具有上面結構的多級離心泵，當葉輪51通過馬達旋轉的時候，液體通過吸入口51a在圖9中箭頭D所示的方向上被引入葉輪51。進入葉輪51的液體通過旋轉葉輪51加壓，并且從葉輪51的外周向著導流葉片56排放。進入導流葉片56的液體在導流葉片56中的箭頭E方向上流動。此時，液體穿過擴散部分57以減小其速度，并且因此液體的速度能量有效地轉化成液體的壓力能量。已經(jīng)穿過擴散部分57的液體被返回葉片58引導到下一級葉輪51的吸入口51a。通過這種方式，液體被多級葉輪51連續(xù)加壓，并且液體的壓頭通過多級擴散部分57被連續(xù)恢復。最后，加壓的液體從多級離心泵的排放口(未示出)排出。
如上面描述的，流體被多級葉輪51的每一個連續(xù)加壓，并且具有不同壓力的流體被第一分隔壁60和第二分隔壁61分隔成高壓側和低壓側。根據(jù)本實施例的多級離心泵，為了防止殼體52中的液體從高壓側向著低壓側泄漏，提供有一個浮動型襯環(huán)63。
盡管已經(jīng)詳細描述了本發(fā)明的一個確定的優(yōu)選實施例，應該理解，在不脫離本發(fā)明的所附權利要求的范圍以及說明書和附圖所描述的技術概念的范圍的情況下可以做出多種修改和變化。
工業(yè)實用性本發(fā)明可應用于其中像葉輪和殼體那樣的元件由金屬板制造的離心泵以及制造這種離心泵的方法。
權利要求書(按照條約第19條的修改)1.一種用于通過旋轉葉輪而給流體加壓的離心泵，所述離心泵包括擴散部分，用于減小從所述葉輪排出的流體的速度，所述擴散部分由金屬板形成；返回葉片，用于將已經(jīng)通過所述擴散部分的流體引導到排放側，所述返回葉片由金屬板形成；主板，所述擴散部分和返回葉片固定到所述主板上；以及結構件，所述結構件用于使從所述擴散部分連續(xù)延伸到所述返回葉片的一個通道中所形成的臺階平滑。
2.根據(jù)權利要求1所述的離心泵，其特征在于，所述主板以及所述結構件由金屬板形成。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的離心泵，其特征在于，所述結構件是由單個金屬板形成的蓋板。
4.根據(jù)權利要求3所述的離心泵，其特征在于，所述返回葉片與所述蓋板接合以防止所述蓋板移動。
5.一種制造離心泵的方法，所述離心泵用于通過旋轉葉輪而給流體加壓，所述方法包括由金屬板形成一擴散部分，所述擴散部分用于減小從所述葉輪排出的流體的速度；由金屬板形成一返回葉片，所述返回葉片用于將已經(jīng)通過所述擴散部分的流體引導到排放側；
由金屬板形成一主板，所述擴散部分和所述返回葉片固定到所述主板上；由金屬板形成一結構件，所述結構件用于使從所述擴散部分延伸到所述返回葉片的一個通道中所形成的臺階平滑；以及通過焊接過程將所述擴散部分、所述返回葉片、所述主板以及所述結構件組裝起來，所述焊接過程從同一側執(zhí)行。
6.根據(jù)權利要求5所述的制造離心泵的方法，其特征在于，所述結構件和所述返回葉片通過單一的一個焊接過程一體地組裝。
權利要求
1.一種用于通過旋轉葉輪而給流體加壓的離心泵，所述離心泵包括擴散部分，用于減小從所述葉輪排出的流體的速度；返回葉片，用于將已經(jīng)通過所述擴散部分的流體引導到排放側；主板，所述擴散部分和返回葉片固定到所述主板上；以及結構件，所述結構件用于使從所述擴散部分延伸到所述返回葉片的一個通道中所形成的臺階平滑。
2.根據(jù)權利要求1所述的離心泵，其特征在于，所述擴散部分、所述返回葉片、所述主板以及所述結構件由金屬板形成。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的離心泵，其特征在于，所述結構件是由單個金屬板形成的蓋板。
4.根據(jù)權利要求3所述的離心泵，其特征在于，所述返回葉片與所述蓋板接合以防止所述蓋板移動。
5.一種制造離心泵的方法，所述離心泵用于通過旋轉葉輪而給流體加壓，所述方法包括由金屬板形成一擴散部分，所述擴散部分用于減小從所述葉輪排出的流體的速度；由金屬板形成一返回葉片，所述返回葉片用于將已經(jīng)通過所述擴散部分的流體引導到排放側；由金屬板形成一主板，所述擴散部分和所述返回葉片固定到所述主板上；由金屬板形成一結構件，所述結構件用于使從所述擴散部分延伸到所述返回葉片的一個通道中所形成的臺階平滑；以及通過焊接過程將所述擴散部分、所述返回葉片、所述主板以及所述結構件組裝起來，所述焊接過程從同一側執(zhí)行。
6.根據(jù)權利要求5所述的制造離心泵的方法，其特征在于，所述結構件和所述返回葉片通過單一的一個焊接過程一體地組裝。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種離心泵，其元件例如葉輪和殼體由金屬板制造，還涉及制造這種離心泵的方法。根據(jù)本發(fā)明的離心泵包括一擴散部分(11)，用于減小從所述葉輪排出的流體的速度，一返回葉片(14)，用于將已經(jīng)通過所述擴散部分(11)的流體引導到排放側，一主板(12)，所述擴散部分(11)和返回葉片(14)固定到所述主板上，以及一結構件(13)，所述結構件用于使從所述擴散部分(11)延伸到所述返回葉片(14)的一個通道中所形成的臺階(17)平滑。
文檔編號F04D29/42GK1942673SQ20048004284
公開日2007年4月4日 申請日期2004年11月12日 優(yōu)先權日2004年4月26日
發(fā)明者川畑潤也, 森喜久一, 加藤弘之 申請人:株式會社荏原制作所