CN102562649B - 用于泵的叶轮以及用于铸造泵叶轮的铸芯装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于泵的叶轮(2)，该叶轮具有至少一个叶片(4)并被实施为铸件，其中，所述叶轮(2)在铸造时借助至少两个铸芯部件(14，16)成型，其中，在所述两个铸芯部件(14，16)之间的分离线(26，28)与至少一个叶片的在流动方向上的前端侧边缘(10)间隔开。本发明还涉及用于铸造这种叶轮的一种铸芯装置和一种方法。

Description

用于泵的叶轮以及用于铸造泵叶轮的铸芯装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于泵的叶轮以及用于铸造这种叶轮的一种铸芯装置和一种方法。

背景技术

通常，泵的叶轮或者由板状部件组装而成，或者是由塑料或金属构成的铸件。由于叶轮中流动通道的形状，在铸造时需要有铸芯，以构成由流动通道的形状所确定的底切。对于由金属构成的铸造叶轮，往往使用可去除的铸芯。

铸芯的设计经常是较为复杂的，而用于构成叶轮的负模具所定义的内部轮廓往往并非是完全可见的，因而在铸造之前无法看出：铸芯是否处于完善的状态。特别困难之处在于，需要无缺陷地构成流动通道的入口区域，特别是在沿流动方向上形成前叶片边缘。因此在制造铸芯时，希望能够确保无缺陷地构成该区域，以保证无缺陷地形成叶片前边缘。该区域对于液流传导是很重要的区域，特别是对于自吸式泵，重要的是无缺陷地构成该区域，以便能够确保所需要的吸取效率。

发明内容

因此，本发明的目的在于，对铸造叶轮加以改进，从而能够确保以简单的方式无缺陷地构成流动通道的入口区域。此外，本发明的目的还在于，提出一种相应的铸芯装置和一种用于铸造叶轮的方法，利用该方法能够以更好的质量构成流动通道的入口区。

本发明的目的通过一种叶轮和一种用于铸造这种叶轮的铸芯装置和方法得以实现，其中，叶轮具有至少一个叶片并被设计为铸件；铸芯装置具有至少两个铸芯部件，其中，将用于叶轮的至少一个叶片的模具设置在铸芯部件中，使得用于叶片的沿流动方向的前端侧边缘的模具完全由单独的一个铸芯部件构成；在所述方法中使用铸模，该铸模具有如上所述的铸芯装置。

根据本发明的用于泵的叶轮具有至少一个叶片，并将该泵叶轮设计为铸件。根据本发明，叶轮在铸造时利用至少两个组装好的铸芯部件(Kernteile)构造成型，其中，在两个铸芯部件之间存在一个或多个分离线，使其与至少一个叶片的沿流动方向的前端侧边缘间隔开。也就是说，这将确保分离线或分离接缝(至少两个铸芯部件在分离线或分离接缝上组装在一起)不处于叶片的前端侧边缘的区域中，该区域形成通过叶轮的流动通道的入口区。通过这种方式可以仅在一个铸芯部件中形成敏感的端侧边缘。由此可以更好地确保，使该端侧边缘在其预先设定的模具(Form)中无缺陷地形成，在此所说的缺陷例如可能源自铸芯的分离接缝区域的污染或损害。此外，通过将模具分为至少两个铸芯部件，还可以确保使用于端侧边缘的负模具位于相应的铸芯部件中，从而使该负模具在铸芯部件组装之前是从外部可见的。这将允许在铸造叶轮之前检查，用于叶轮的前端侧边缘的负模具是否是无缺陷的。

优选在至少一个叶片的传导液流的正面(Vorderseite)上位于至少两个铸芯部件之间的至少一个分离线与前端侧边缘之间的间隔大于在该叶片的背面上位于两个铸芯部件之间的分离线或分离接缝与前端侧边缘之间的间隔。叶片的正面在此是指传导液流的一侧，其在运行中使液流转向。该侧面是必须被精确构造的用于液流传导的叶片区域，特别是在接近叶片的前端侧边缘的入口区中，以便能够保证所需要的叶轮吸取特性。因此，优选在该区域中，使位于铸芯部件之间的分离接缝对预先确定的叶片形状(Schaufelform)可能造成的损害尽可能地远离叶片的前端侧边缘，从而能够尽可能无缺陷地构成该敏感的叶片区域。叶片背面的敏感性较差，因此在该区域中可以使分离接缝或分离线离叶片的前端侧边缘较近。

另外，优选至少一个分离线在至少一个叶片的传导液流的正面上沿流动方向位于叶片长度的70％之后，优选位于一半之后，进一步优选在叶片的三分之一之后，从而能够保证与叶片的沿流动方向的前端侧边缘之间有足够的间隔。

特别优选将叶轮构造为由金属制成的铸件。用于这种铸件的模具或铸芯通常使用铸造用砂构成。由此而产生的问题是：可能会有个别微粒从模具或铸芯脱落，特别是在组装铸芯的接口上。此外，还存在下述风险：有个别微粒积聚在模具或铸芯的无法到达的区域内。通过根据本发明的设计方案，使用于铸芯的分离面或分离线位于以下区域中：在该区域中，形状异常对液流传导仅有极细微的影响，从而使由在分离线上脱落的模具微粒对将要铸造的叶轮造成负面影响以及于此相关的已铸成叶轮的几何形状异常的风险不再成为问题。此外，通过分割铸芯，还可以使构成叶片的沿流动方向的前端侧边缘的区域是自由可见的，从而可以由此特别监督该区域，是否会在那里产生对模具表面的污染或损伤。如果有必要，可以在铸造叶轮之前对模具表面进行修补，或对铸芯进行分类，并用其他的铸芯进行替代。

此外，根据本发明提出一种铸芯装置，用于构造如上所述的叶轮。该铸芯装置具有至少两个铸芯部件，其中，将用于叶轮的至少一个叶片的模具设置在铸芯部件中，使得该用于叶片的沿流动方向的前端侧边缘的模具完全由一个单独的铸芯部件构成。如上所述，由此可以使这两个铸芯部件之间的分离线或分离接缝不再位于沿流动方向看处于前面的叶片区域中，其中特别重要的是精确的叶片伸展(Schaufelverlauf)的几何形状。特别要确保，使尽可能精确、精密制成的前端侧边缘不与铸芯的分离接缝或分离线交叉或相切。通过这种方式，将防止在该区域内出现几何形状异常或不必要的毛刺。

特别优选将用于叶片的沿流动方向的前端侧边缘的模具设置在铸芯部件中，使得该模具在该铸芯部件上是从外面可见的。正如以上所述，这样做的优势在于：可以在铸造之前对这个非常重要的造型区进行准确的检查，并在必要时进行清洁或修缮，从而可以确保对前端侧边缘实现无缺陷的铸造，而不会出现形状异常、污染和不需要的毛刺。

进一步优选至少两个铸芯部件之间的一个或多个分离线位于限定叶轮的至少一个叶片的正面或背面的模具部分(Formabschnitt)中。在此叶片的正面或背面是指定义或限定通过叶轮的流动通道的面。当分离线位于该区域中时，可以确保使分离线不与叶片前边缘、即在流动通道的入口上的区域相交叉或相切。

进一步优选使位于叶片正面的分离线与叶片的在沿流动方向上的前端侧边缘的间隔大于位于叶片背面的分离线与叶片的在沿流动方向上的前端侧边缘的间隔。叶片正面是指可以实现液流转向的叶片面，也就是在叶轮转动方向上位于前面的面。一般情况下，叶片正面特别是凹曲面，液流在该表面上被引导或转向。在此，在前叶片边缘上形成的用于液流传导的区域是至关重要的。由于铸芯部件之间的分离线从在前端侧上所限定的区域中延伸而出，由此可以确保在这个对于液流传导非常重要的区域中，待铸造的叶轮能够尽可能无缺陷地被铸造而成，并且不会出现毛刺或对表面造成伤害。

特别优选在叶片正面上的分离线位于叶片的沿流动方向的一半长度之后，优选位于三分之一之后。通过这种方式可以确保，最优地以最好的表面质量在压力的正面上铸成尽可能长的入口区，而不会使位于铸芯部件之间的分离接缝例如由于毛刺而损害叶片表面的质量

进一步优选将铸芯构造为可去除的铸芯。也就是说，将铸芯设计为，使其在叶轮铸造之后被损毁。通过这种方式可以形成底切，底切可以阻止铸芯被拔出。然后通过损毁将铸芯移除。特别优选通过型压(Drucken)或生成(Generieren)形成铸芯或铸芯部件，在此，铸芯由模具材料一层一层地制成。在此几乎可以将铸芯或铸芯部件制成任意的形状。

此外，本发明还涉及一种用于铸造如上所述的泵叶轮的方法。在这种根据本发明的方法中使用铸模，其具有如前所述的铸芯装置。在此，该铸芯装置具有至少两个分别成型的铸芯部件，它们在成型之后被组装在一起，以便构成更大的模具部件或完整的模具。分离铸芯的优势在于，各个铸芯部件能够被更好、更精确地制成，此外，可以将以后构成叶轮叶片的模具空间或负模具置于铸芯中，使其从外面是完全可见的，从而能够在铸造之前确认在模具中的伤害或不准确性，并可以在必要时进行修缮。

附图说明

下面根据附图对本发明进行说明。

图1示出了根据本发明的用于泵机组的叶轮的截面图，

图2示出了如图1所示的叶轮的俯视图，

图3示出了用于构成如图1和图2所示的叶轮的铸芯装置。

其中，附图标记说明如下：

2叶轮；4叶片；6吸入口；8外周；10前端侧边缘；12铸芯；14，16铸芯部件；18成型区域；20分离接缝；22叶片前端侧；24叶片后端侧；

26，28分离接缝；1，s间隔；S流动方向；D转动方向。

具体实施方式

如图1所示的叶轮具有多个叶片4，叶片4从叶轮的吸入口6向外周8弯曲地伸展。通过这种方式在叶片4之间形成流动通道，该流动通道呈弓形径向向外延伸并相对于外周8开口。沿流动方向可以看到，叶片4具有前端侧边缘10，其面向吸入口6位于液流入口处。流动方向在此为方向S，通过转动叶轮2可以使液流在叶片4之间沿该方向行进。为了能够确保叶轮具有所需要的输送特性，特别是叶轮的吸取特性，必须精确地构成前端侧边缘10和毗邻的叶片表面6，并尽可能地具有无缺陷的表面。为了实现此目的，通过使用如图3所示的两个铸芯部件，将叶轮构造为优选由金属制成的铸件。

如图3所示的铸芯12构成用于铸造叶轮2的铸模的一部分，铸芯12由两个铸芯部件14和16组成。在此将铸芯12分成铸芯部件14和16，因此，前端侧边缘10的形状完全由铸芯部件16定义。铸芯部件16具有模具或造型区(Formbereiche)18，其表示用于叶片4的前端侧边缘10的负模具。由于这个使前端侧边缘10成型的造型区18被完全置于铸芯部件16中，因此可以确保铸芯部件14和16之间的分离接缝20恰好不在叶片4的前端侧边缘10的区域中延伸，从而使可能在铸件上形成毛刺或表面错误的分离接缝20不会与前端侧边缘10相交或相切。此外，将造型区18放置和设置为，使其在铸芯部件16上是从外面完全可见的。这允许在将铸芯部件14和16组装在一起之前，对用于定义叶片4的前端侧边缘10的模具或造型区18进行检查，从而能够在铸造之前确定模具中的可能的错误，并在此后或者可以替换铸芯部件16，或者可以对模具进行相应的修补。

此外，将铸芯部件14和16在其上进行组装并彼此贴靠的分离接缝20设置为，使得位于叶片正面22和叶片背面24上的分离线距离叶片的前边缘10有不同的间隔。这在图2中示意性示出。在此叶片正面22是指沿转动方向D位于前面的叶轮侧面。在图2中以实线示意性示出了位于叶片正面22上的分离接缝的延伸(Trennfugenverlauf)或分离线26，并以虚线示意性示出了位于叶片背面24上的分离接缝的延伸或分离线28。在此可以看到，位于叶片正面22上的分离线26在沿流动方向上与叶片的前端侧边缘10的间隔为1，而位于叶片背面24上的分离线28沿流动方向S上与叶片的前端侧边缘10的间隔为s。在此，间隔1大于间隔s。叶片正面22表示叶片4的传导液流的一面。为了在叶轮中实现最优的液流传导，对前叶片侧面22的表面的设计具有重要的意义，特别是在前端侧边缘10上所限定的区域中。因此在这里设置为：使分离线26在该区域中与前端侧边缘10的间隔开1。叶片背面24具有较少的液流传导功能。因此，在该区域中，分离线28可以更近地靠近前端侧边缘10，因为在叶片背面的该区域中，对表面质量的可能的轻微影响带来的问题较小。

Claims (13)

1.一种用于泵的叶轮(2)，该叶轮具有至少一个叶片(4)并被实施为铸件，其特征在于，所述叶轮(2)在铸造时借助至少两个铸芯部件(14，16)成型，其中，在所述两个铸芯部件(14，16)之间的分离线(26，28)与至少一个叶片的在流动方向上的前端侧边缘(10)间隔开，将用于所述叶轮的至少一个叶片(4)的模具形成于所述铸芯部件(14，16)中，使得用于所述叶片(4)的沿流动方向(S)上的前端侧边缘(10)的模具(18)完全由单独的一个铸芯部件(16)构成。

2.如权利要求1所述的叶轮，其特征在于，在所述至少一个叶片(4)的传导液流的正面(22)上的分离线(26)与所述前端侧边缘(10)之间的间隔大于在所述叶片(4)的背面(24)上的分离线(28)与所述前端侧边缘(10)之间的间隔。

3.如权利要求1或2所述的叶轮，其特征在于，在所述至少一个叶片(4)的传导液流的正面(22)上的分离线(26)在流动方向(S)上位于所述叶片(4)的一半之后。

4.如权利要求1或2所述的叶轮，其特征在于，在所述至少一个叶片(4)的传导液流的正面(22)上的分离线(26)在流动方向(S)上位于所述叶片(4)的三分之一之后。

5.如权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述叶轮(2)是由金属制成的铸件。

6.一种用于铸造如前面任一项权利要求所述的泵的叶轮的铸芯装置，其特征在于，该铸芯装置具有至少两个铸芯部件(14，16)，其中，将用于所述叶轮的至少一个叶片(4)的模具形成于所述铸芯部件(14，16)中，使得用于所述叶片(4)的沿流动方向(S)上的前端侧边缘(10)的模具(18)完全由单独的一个铸芯部件(16)构成。

7.如权利要求6所述的铸芯装置，其特征在于，将用于所述叶片(4)的沿流动方向(S)上的前端侧边缘(10)的模具(18)设置成使该模具(18)在所述铸芯部件(16)上是从外面可见的。

8.如权利要求6或7所述的铸芯装置，其特征在于，将位于至少两个所述铸芯部件(14，16)之间的分离线(26，28)设置在由所述叶轮(2)的至少一个叶片(4)的正面(22)和/或背面(24)所限定的模具部分中。

9.如权利要求8所述的铸芯装置，其特征在于，在所述叶片(4)的正面(22)上的分离线(26)与所述叶片(4)在沿流动方向(S)上的前端侧边缘(10)的间隔大于在所述叶片(4)的背面(24)上的分离线(28)与该叶片(4)在沿流动方向(S)上的前端侧边缘(10)的间隔。

10.如权利要求9所述的铸芯装置，其特征在于，所述叶片(4)的正面(22)上的分离线(26)沿流动方向(S)位于所述叶片(4)的一半之后。

11.如权利要求9所述的铸芯装置，其特征在于，所述叶片(4)的正面(22)上的分离线(26)沿流动方向(S)位于所述叶片(4)的三分之一之后。

12.如权利要求6所述的铸芯装置，其特征在于，将至少一个所述铸芯部件(14，16)构造为可去除的铸芯。

13.一种用于铸造如权利要求1到5中任一项所述的泵的叶轮的方法，在该方法中使用铸模，该铸模具有如权利要求6到12中任一项所述的铸芯装置，对于该铸芯装置将至少两个分别成型的铸芯部件(14，16)在成型之后组装在一起。