CN1023508C - 离心泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种离心泵，其中，在工作轮后面设置一个液流腔，从那里出来连接到一个或多个压送管。在液流腔内具有的部件数量相当于压送管的数量，借助于该部件，使该液流腔内保证具有螺旋通道性质的导流作用。一个设置其上的、在工作轮旋转方向延伸的导流面是呈阶梯形设置的，其中靠内壳的压力面部分相对工作轮的出口的轴向间距比靠外壳的压力面部分要大。

Description

本发明涉及一种由外壳、内壳和位于内、外壳之间的导流部件组成的离心泵。

在按照德国展出说明书DE-AS    2257949所示的离心泵中，在一个用于能量转换的斜流式工作轮后面配置有一个导向轮，输送介质从导向轮出来进入一个管弯头（44），它重又通过一个从外壳径向伸出的压送管。在那里输送介质首先流过导向轮，然后绕一个配置在外壳内的固定轴承结构的内壳流动。这个昂贵的结构由于液流导向而显出低效率。

奥地利专利说明书AT-PS    347268指出一种轴流式或斜流式结构的泵。在一个具有轴向吸入管和径向压送管的外壳内配置有一个支承泵轴和工作轮的内壳。在说明书中称作为托管的内壳具有从工作轮出口向压送管方向不断变大的横截面。在内壳和外壳之间还配置有一个转向板，它与附加在外壳上的流道共同起作用，并且具有一个对置于导向装置出口的楔形件。从工作轮流出的液流在后置的导向装置中得到校准，并且在内壳和外壳之间的空间内几乎平行于轴线地流动。在对置于压送管的一侧上配置有转向板的楔形件，它把流出到导向装置的压送管远侧的输送介质分成两股液流，他们在内壳周围输入压送管。为了减小输送量的导引损耗，在外壳上附加了两个流道。其结果是因而需要在压送管远侧上具有隆起的很难制造的 外壳，而且导向装置和转向板显著增大了泵的结构长度。

在德国公开说明书DE-OS    2231128中公开一种已知的用于原子堆泵的球形壳，在同一个壳里设置有流入腔和流出腔。在该球形壳内，例如如图7所示，在流入部分配置有液流导向部件。流出腔也设有相应的构件。

对比文件GB－PS    1534509及DE－OS    3920941公开的技术是，从工作轮流出的输送介质流入处于工作轮后面的具有一个或多个导流部件的空间。按照压送管的数目来确定相应部件的应用数目。在只有一个压送管的情况下，就只在部件的导边产生碰撞损耗。从导边起朝流向延伸的该部件的压力面在其作用方式上是可以与一个沿轴向扩大的螺旋通道相比较，其分布变化类似于螺钉的螺纹的壁面。在这种情况下螺纹轮廓侧面以某一螺距纵向延伸。该已有技术是以某一坡度朝泵轴方向延伸。借助导边与工作轮平面相关地从侧面对压送管中心的这个偏移，就类似于螺纹的情况而形成了朝压送管的有利于流动的导引。

导流部件的另一个面，紧靠压送管，并且把在压送管区域内的从工作轮流出的这个部分输送介质直接输给压送管。这个和工作轮平面有关的面比该部件另一个对置的导流面呈现出陡得多的坡度。从导边起在一定程度上与流向相反延伸的该部件更陡的压力面几乎是沿轴向设置的，并且通过在工作轮后面配置的液流腔分开。因为该部件的数目相当于压送管的数目，所以一个部件配一个压送管。从工作轮流出的输送介质因此在该部件的压力面上被导引到压送管处，然而对着流向设置的该部件压力面却阻止在工作轮后面配置的流液腔内输送介质的流通。

在工作轮后面有一个大的可供使用的液流腔，它是借助于该部件的导边对压送管中轴线的偏移而得到的，在该腔内将从工作轮流出的高速度介质转换成从压送管流出的较高压力介质。对于具有两个压送管的壳体，在工作轮后面配置的液流腔部分可以直接与压送管的开口相连接，从而使压送管入口横截面无论如何不被该部件阻挡。该偏移这里是在工作轮平面以及在一个与该工作轮平面相平行的平面上进行的。

本发明的目的是，对于相同类型的离心泵来说，开发一种壳体结构，使它以最小的尺寸展示出一个在工作轮面后配置的最佳效率导向装置。

为此本发明提供一种离心录，由一个外壳，一个支承一个泵轴的内壳及一个配置在内、外壳之间液流腔内的导流部件组成；该外壳具有从径向输出的压送管；在该泵轴上固定有一个工作轮，其中内壳的外径从工作轮出口沿轴向逐渐增大；该导流部件设有一个导边和后置的导流面；每个部件的导边或迎流面是相对于一个压送管中心偏心配置在工作轮转动方向的侧面，至少两个不同坡度的导流面从导边或迎流面开始设在该部件上；沿工作轮转动方向延伸的导流面从轴向看具有一个平坦的坡度，而逆工作轮的转动方向延伸的、紧靠一个压送管的导流面则有一个陡峭的坡度；按照压送管的数目来配置导流部件的数目，其特征在于，从导边13或迎流面23开始的、具有一个平坦的坡度的导流面是呈阶梯形设置的，其中较小直径上的压力面部分16、18相对工作轮7的出口比较大直径上的压力面部分17、19具有更大轴向间距。

导流压力面本身还可以设置成弯曲的。压力面的坡度可以是恒 定的，也可以不是恒定的，这取决于整个液流腔可供使用的情况。

改善压送管的入口的措施是：使压送管径向延伸所处于的入口向着液流腔方向呈漏斗形的扩展，而在外壳的内周缘上沿压送管入口的切线方向则设有一个或者多个朝压送管方向变大的凹槽。这可借助一种漏斗形镗孔来实现，从而使从液流腔到压送管有一个柔和过渡成为可能。但在这里要顾及到，使工作轮远端的压送管前沿区域在内壳和外壳之间形成一个柔和的导向。这种导向也可通过一个或多个沿壳的切线方向设置的凹槽在压送管入口的一侧或两侧来形成。因此就使液流从该部件的导流压力面没有碰撞地过渡到该压送管成为可能，这也取决于压送管-入口横断面的结构。例如如果该横断面是设置成圆孔，那么就可在液流腔过渡到压送管-入口横断面处产生涡流。沿切线方向的延伸扩大了入口横截面的凹槽，这与月牙凹槽相比改善了液流过渡。也可对入口横截面作圆锥形的扩展。因此，从液流腔过渡到压送管无论如何可设置呈喷嘴形状的。

按照本发明的一种有利的结构是，部件的导边和/或迎流面是与工作轮平面有关的，相对于一个压送管中轴线是沿流动方向以相当于压送管的最大宽度偏心配置的，即说明该部件最初要迎流的面有最大的侧向偏移。该偏移最好是以这种方式来形成，使该部件紧靠压送管的面保证将液流无干扰地转入到压送管中。

本发明的有利的结构是涉及到导流部件设置成内壳和/或外壳的单独构件或整体的组成部件，因此而使导流部件设置成可插入液流腔内的部件，上述外壳、内壳和/或导流部件也可以设置成铸造件。例如，如果这个或者这些部件可以是内壳的单独或者整体部件时，那么承压壳就可以设置成易于检查的部件。

本发明的一个实施例示于附图中并且在下面作详细的说明。

图1是按照图2中的线Ⅰ-Ⅰ通过泵壳的一个纵向断面图。

图2是一个敞开泵壳内部的视图，在这里未示出工作轮。

图3是一个按照图2中的线Ⅲ-Ⅲ的纵向断面图。

图4和图5是按照线Ⅳ-Ⅳ和Ⅴ-Ⅴ的纵向断面图。

图1的断面图表示通过泵壳的半个断面，该泵壳由一个近乎圆柱形的带有两个相互对置压送管（2;3是不可见的）的外壳（1）组成。在这里未示出吸入管，它可以是任意设置的。在这个外壳（1）中从传动端插入一个内壳（4），它固定一个泵轴（6）的轴承结构（5）。在外壳（1）在其远离传动的端侧范围内围着一个工作轮（7），该工作轮以其压力侧的罩盘（9）与内壳远离传动的端侧（8）邻接。工作轮（7）在这里是设置成斜流敞开式轮的。但是它也可以应用其它的轴流式和径向式、敞开式或封闭式结构形成。一种有利于流动的过渡可以从压力侧的罩盘（9）外径到内壳（4）的外壳（10）来形成。从附图中不难得知，内壳（4）的外壳（10）所示的轮廓其横断面沿压送管（2、3）或外壳（1）的方向是渐渐扩大的。与已知结构不同的是，在工作轮出口和压送管（2）之间的液流区（11）范围没有通常的导向轮。在外壳（1）上可以看出一种过渡（12），它的横断面从液流腔（11）向压送管（2）或（3）的流向上呈漏斗形的变窄。这样就保证了液流腔（11）和压送管之间有一个有利的流动过渡。从相反的视向来看，压送管向液流腔的方向扩展了。

这些部件（14、15）的导流压力面位于直径D₁和D₂之间，从工作轮出口延伸到压送管，并且还限定了液流腔（11）。D₁在入口处相当于内壳（4）的外径。这个直径随着渐渐增加的轴向延伸而变大。D₂相当于外壳（1）的内径，它在这个实例中尽可能设置成恒定的。

图2表示一个敞开式泵壳里面的视图，为了更好地理解本发明，工作轮从中被去掉了。此外，为能理解压力面的分布变化，给这些在下 面将要详述的内壳和导流部件的压力面配上等高线。部件（14、15）的类似尾轮的导边（13）和具有较大直径的迎流面（23）是对一条压送管中线相当于压送管宽度在这里向左沿流向偏心配置的。这种配置是最大的侧向偏移。这个从类似尾轮的导边（13）或迎流面（23）朝流向延伸的压力面是呈阶梯形设置的，其中在图面上具有较小直径的压力面部分（16、18）比具有较大直径的压力面部分（17、19）布置更深入其结构中。从图面的观察方式来看，以较小直径配置的压力面部分（16、18）远远处于后面，因此比具有较大直径的压力面部分（17、19）更接近压送管平面。内壳（4）的外壳（10）向着压送管方向逐渐增大直径，这通过环形等高线来表示。由于这种结构在这个形状外壳内产生了一种非常有利的流动分布变化，这在至今采用的已知导向轮或者螺旋形外壳却是都未能实现的;在外壳尺寸方面，是比至今已知的方案小许多倍。从而使制造结构特别紧凑而且功率强大的泵组成为可能。

这些从类似尾轮的导边（13）或迎流面（23）开始的、朝向或紧靠压送管的、并且几乎沿轴向把液流腔（11）分开的压力面（20、21）所呈现的一种造型，它可与月牙凹形相比较。这种情况在导流压力面也是相同的。因此这使流向压送管（2、3）的介质柔和地转向，还使液流无阻地导入到压送管的入口横断面中得到保证。在这个实例中这些压力面（20、21）几乎平行于泵轴分布或者具有一种轻微的弧形分布。在这里，另一种形状工作轮也可形成一种有点不同的分布。

图3表示按照图2的线Ⅲ-Ⅲ的截面图。这里所示的部件（14）与部件（15）一样可以设置成单独的部件，也可以设置成外壳（1） 和/或内壳（4）的整体组成部件。这取决于当时所选择的制造方法。

图4所示的横断面相当于图2所示的截面线Ⅳ-Ⅳ。对于工作轮的出口横断面，在图中这些从导边（13）或迎流面（23）开始的并且朝流向延伸的压力面（16、17）其内凹阶梯形布置是明显可见的。具有较小直径并且与内壳（4）邻接的压力面（16）比具有较大直径并且与外壳（1）邻接的压力面（17）距离工作轮出口更远。工作轮出口大致相当于内壳（4）远离传动一侧（8）的端面。为了更好地导流，这些具有较大直径的压力面（17、19）可以倾向于泵轴的轴线分布。如果注意到液流流过腔的横断面随着离开工作轮的距离不断增大而变大，那么这些压力面的分布在某种方式上可以与沿轴向延伸的螺旋相比较。实际试验得出，采用一种这样的壳体结构相对已知解决方案来说可以获得更高的效率。

图5所示相当于按照图2的截面Ⅴ-Ⅴ。这个截面是处于具有较大直径的压力面（17）的末端前一点。然后具有较小直径的压力面（16）单独把流动介质引导到压送管。就像图2中的等高线指出的那样，为了更好地导流，压力面（16、17）可以是凹形弯曲的。

在应用斜流式或轴流式工作轮或者螺旋叶轮方面取得了很好的效率，因此对于各种具有较大nq的工作轮，主要是用于以较小的扬程进行大量输送。与此相对，对于具有较小nq的工作轮来说，比转数可以达到nq～50以下，压送管平面与工作轮之间的距离可以变得更小。对于从导边或迎流面开始的导流压力面就可相对于紧靠圆周的切线以比较平坦的角度伸展。

Claims (7)

1、一种离心泵，由一个外壳，一个支承一个泵轴的内壳及一个配置在内、外壳之间液流腔内的导流部件组成；该外壳具有从径向输出的压送管；在该泵轴上固定有一个工作轮，其中内壳的外径从工作轮出口沿轴向逐渐增大；该导流部件设有一个导边和后置的导流面；每个部件的导边或迎流面是相对于一个压送管中心偏心配置在工作轮转动方向的侧面，至少两个不同坡度的导流面从导边或迎流面开始设在该部件上；沿工作轮转动方向延伸的导流面从轴向看具有一个平坦的坡度，而逆工作轮的转动方向延伸的、紧靠一个压送管的导流面则有一个陡峭的坡度；按照压送管的数目来配置导流部件的数目；其特征在于，从导边(13)或迎流面(23)开始的、具有一个平坦的坡度的导流面是呈阶梯形设置的，其中较小直径上的压力面部分(16、18)相对工作轮(7)的出口比较大直径上的压力面部分(17、19)具有更大轴向间距。

2、按照权利要求1的离心泵，其特征在于，压送管（2、3）径向延伸所处于的入口向着液流腔（11）方向是呈漏斗形扩展的。

3、按照权利要求1或2的离心泵，其特征在于，在外壳（1）的内周缘上沿压送管入口的切线方向设有一个或者多个朝压送管方向变大的凹槽。

4、按照权利要求1的离心泵壳，其特征在于，部件（14、15）的导边（13）或迎流面是与工作轮平面有关的，相对于一条压送管中轴线是沿流动方向以相当于压送管最大宽度偏心配置的。

5、按照权利要求4的离心泵，其特征在于，导流部件（14、15）是设置成可插入液流腔（11）内的部件。

6、按照权利要求4的离心泵，其特征在于，部件（14、15）是内壳（4）或外壳（1）的组成部分。

7、按照权利要求1的离心泵，其特征在于，外壳（1）、内壳（4）或部分（14、15）是由铸造件构成的。

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