CN103154231A - 改善的叶轮附接方法 - Google Patents

Abstract

提供一种具有与动力传送轴结合的叶轮的泵。叶轮具有带叶轮螺纹的锥形孔口。动力传送轴具有带锥形螺纹的轴端部，该锥形螺纹能够直接联接到叶轮的锥形孔口的叶轮螺纹，以经锥形螺纹直接传递转矩，并即使在锥形螺纹和锥形孔口的叶轮螺纹的联接开始不对准时也提供自轴向或径向对准。锥形螺纹构造极大减小了对升举设备和维护人员的时间的投入，因为其消除了维护人员在附接或移除叶轮前精确对准叶轮螺纹和锥形螺纹的需要，并且锥形螺纹比标准螺纹构造从叶轮释放快得多，从而减少了动力传送轴必须用手转动以从叶轮移除的圈数。

Description

改善的叶轮附接方法

相关专利申请的交叉引用

本申请要求2010年7月20日提交的序列号为no.61/365,947的专利申请的权益，该专利申请通过引用整体结合在此。

技术领域

本发明涉及泵，更具体地涉及用于将叶轮附接到包括离心泵或者泥浆式泵的泵中的轴的新技术。

背景技术

目前的泵设计使用各种形式的直(柱形)螺纹将叶轮附接到泵中的动力传送轴。虽然很便宜，但这种附接方法对于维护人员来说具有许多困难，包括起始螺纹的对准需求，这在现场条件下很难维持(大的重型部件必须利用不适当的升举设备精确对准)，如果稍不对准则标准螺纹容易形成交叉螺纹，还包括使轴的螺纹就座在叶轮中所需的大量圈(turns)。

例如，已知用于将叶轮附接到泵中的轴的技术，包括在美国专利No.2,364,168中公开的，其说明了使用锥形螺纹连接将叶轮轴连接到马达轴，其中锥形螺纹连接的一端具有叶轮、带螺纹的锥形轴和螺母。但是，在′168专利公开的技术中：

1)转矩经叶轮上的拼合毂从轴传递到叶轮。锥形螺纹上的螺母将毂上紧到马达轴。

2)不具有像目前的螺纹轴/螺纹叶轮孔口设计中实现的叶轮到轴的“直接”连接。

3)虽然叶轮的前部使用了螺纹连接在锥形轴上的螺母，但它看来只用于定位叶轮。

同样见美国专利No.6,663,343中公开的技术，其说明了一种叶轮安装系统，其中叶轮轴具有只用于接合轴环的锥形螺纹。

鉴于此，行业中需要一种用于将叶轮附接到动力传送轴的技术，其减少了与在现场条件下难以维持的起始螺纹的对准需求(大的重型部件必须利用不适当的升举设备精确对准)、如果稍不对准则标准螺纹容易形成交叉螺纹以及将轴螺纹就座在叶轮中所需的大量圈相关的问题。

发明内容

根据一些实施方式，本发明可采取具有与动力传送轴结合的叶轮的例如泵的设备的形式。叶轮具有带叶轮螺纹的锥形孔口。动力传送轴具有带锥形螺纹的轴端部，该锥形螺纹能够直接联接到叶轮的锥形孔口的叶轮螺纹，以经锥形螺纹直接传递转矩，并即使在锥形螺纹和锥形孔口的叶轮螺纹的联接开始不对准时也提供自轴向对准。锥形螺纹构造极大减小了对升举设备和时间的投入，因为其消除了维护人员在附接或移除叶轮前精确对准叶轮螺纹和轴螺纹的需要，并且锥形螺纹比标准螺纹构造从叶轮释放快很多，从而减少了动力传送轴必须用手转动以从叶轮移除的圈数。

根据一些实施方式，本发明可采取例如泵组件、布置或组合的设备以及其他型号或种类的转动机器或装备的形式，包括压缩机或风扇，其以与轴结合的叶轮为特征，其中叶轮具有带叶轮螺纹的锥形孔口，并且轴具有带锥形螺纹的轴端部，该锥形螺纹能够直接联接到叶轮的锥形孔口的叶轮螺纹，以经锥形螺纹直接传递转矩，并即使在锥形螺纹和锥形孔口的叶轮螺纹的联接开始不对准时也提供自对准。自对准包括轴向和径向对准。锥形螺纹和叶轮螺纹结合构造成基本消除在附接或移除叶轮前精确对准叶轮螺纹和锥形螺纹的需要，并且在与标准螺纹构造相比时，锥形螺纹能够快速从叶轮螺纹释放，从而减少轴必须转动以从叶轮移除的圈数

使用根据本发明的锥形螺纹通过提供一种即使在开始不对准时也将自对准的附接方法减少了维护需要(时间、训练和装备)。锥形螺纹减少了升举设备和时间的投入，因为其消除了维护人员在附接或移除叶轮前精确对准叶轮螺纹和轴螺纹的需要。另外，锥形螺纹能够比标准螺纹从叶轮释放快很多，从而减少轴必须用手转动以将其从叶轮移除的圈数。

例如，泵或泵组件、布置或组合可采取泥浆式泵或者离心泵的形式。

本发明的一些特征和好处还包括：

驱动叶轮所需的转矩通过螺纹传递。

潜在重型部件(叶轮)具有较少运动，因此

使螺纹完全脱离的圈数更少，且

行进的轴向距离更少。

锥形螺纹允许叶轮自对准，即使其以以下方式提供给轴离心地，或者

成角度地。

拆卸和再次组装需要的时间更少，因为虽然叶轮只使用一次接着在磨损时丢弃，但轴将在单元的寿命期间重复使用许多次。

由于轴上的圈与叶轮上的扩孔紧密配合，叶轮相对于轴的偏心率减小。偏心率的减小进一步体现在操作单元的振动减小。一般而言，减小的振动导致操作寿命更长。

本发明的一个好处是叶轮可在轴的少至大约3-5圈中脱离接合，而不是必须行进轴/叶轮的螺纹的整个长度。脱离接合之前的轴向运动接近1英寸。实验也表明，即使在叶轮和轴具有成角度和纵向不对准时，螺纹也通常将叶轮接合并对准到轴。

参考结合附图的以下描述，本发明的实施方式的这些和其他特征、方面和好处将变得清楚。但是，应当理解附图仅被设计成用于说明目的，并不是本发明的限制的定界。

附图说明

附图并非一定按比例绘制，包括以下视图：

图1示出了根据本发明的一些实施方式，具有联接到带相应锥形螺纹的叶轮的锥形螺纹的轴的示图。

图2示出了根据本发明的一些实施方式，具有带锥形螺纹的轴的动力框架的顶部透视图。

图3示出了根据本发明的一些实施方式，具有带相应锥形叶轮螺纹的叶轮的泵送布置的分解图。

在下面对示例性实施方式的描述中，对附图进行参照，附图构成这里的一部分并且其中通过图示显示可以实践本发明的实施方式。应当理解，可以利用其他实施方式，因为可以在不脱离本发明的范围的情况下进行结构和操作改变。

具体实施方式

图1以例如组件、布置或组合的设备的形式显示了基本发明，根据本发明的一些实施方式，所述设备包括具有带锥形螺纹12的端部10a的轴10，轴10联接到具有其中形成有相应锥形叶轮螺纹16的孔口14a的叶轮14。叶轮轴10和叶轮14形成例如与这里的图2-3所示的一致的泵组件、布置或组合的设备的部分。如图所示，叶轮轴10直接联接到叶轮14，使得轴10的锥形螺纹12转动地配合并摩擦地接合叶轮14的相应锥形叶轮螺纹16，以经锥形螺纹12直接传递转矩，并且即使在锥形螺纹12和锥形孔口14a的叶轮锥形螺纹16的联接开始不对准时也提供自对准。锥形螺纹构造极大地减少了对升举设备和时间的投入，因为它不需要维护人员在附接或移除叶轮14之前精确地对准锥形叶轮螺纹16和锥形螺纹12，并且与标准螺纹构造相比，锥形螺纹12从叶轮14释放快很多，从而减少了必须用手转动轴10(包括例如下文讨论的动力传送轴)以将其从叶轮14移除的圈数。

例如，根据本发明的一些实施方式，锥形螺纹12可至少部分基于使用API规则锥形螺纹构造，尽管本发明的范围不意欲局限于任何特定尺寸、型号或种类的锥形螺纹。除了前述的API锥形螺纹，本发明的实施方式还设想使用现在已知或者将来随后开发的其他型号或种类的锥形螺纹。例如，在本发明的一些实施方式中，可以使用具有每英寸5个螺纹的节距的构造，但本发明的范围不意欲局限于每英寸任何特定数量的螺纹。根据特定的应用，设想使用具有其他节距的其他构造的实施方式。又例如，在本发明的其他实施方式中，一种构造具有1比4的锥度(即，4英寸的轴向长度减小1英寸的直径)，虽然本发明的范围不意欲局限于任何特定的锥度缩减。根据特定应用，设想使用具有其他锥度缩减的其他构造的实施方式。

在图1中，根据本发明的布置、组件或组合相对于不形成基础发明的部分的其他部件示出，包括轴套20、密封架22、轴承壳体24、轴承26、密封件28和停止件(knockoff)30，它们是本领域已知的部件，并且如本领域技术人员将认识的，可以用在与轴10有关的泵送布置中。本发明并不意欲局限于与这些其他部件20、22、...、30有关地使用，可以设想本发明的以下实施方式，其中本发明与具有与图1所示的那些以相同布置或者不同布置的相同部件20、22、...、30以及与图1所示的那些以相应不同布置的不同其他部件的其他装备、设备或者装置一起使用或者形成这些其他装备、设备或装置的部分。根据本发明的布置、组件或者组合还可与这里没有显示的其他部件有关或协作地使用，包括轴的肩部上锥形螺纹后面和叶轮的直孔口中的倒角，以帮助将叶轮引导到轴上并允许其合适地上紧。

例如，与图2-3中所示的泵组件、布置或组合有关地描述了本发明，尽管本发明的范围意在包括具有直接联接到叶轮的转动轴的例如现在已知或者将来随后开发的其他型号或种类的转动设备、组件、布置、装置或组合的设备。例如，图2-3显示了泵组件、布置或组合形式的设备，其中图2显示动力框架102、底座104和动力传送轴106的总体指示为100的组合，图3显示了总体指示为200的泵送组件组合，其具有外部罩子部件202a和202b、泵或蜗壳衬垫204、叶轮206、前和后衬垫和/或罩208a和208b以及垫片210。动力传送轴106具有带锥形螺纹106b的端部106a。叶轮206具有孔口206a，孔口206a具有相应的螺纹206b。当组装时，动力传送轴106直接联接到叶轮206，使得动力传送轴106的锥形螺纹106b转动地配合并摩擦地接合叶轮206的相应锥形螺纹206b。

动力框架102包括具有孔口和圈(未标示)的端罩102a。底座104还具有挡板105，挡板105具有翼105a，翼105a具有穿透的孔以允许螺纹螺栓或杆110从其经过。轴承筒103在与底座104中的加工槽或者通道(未显示)配合的翼(未显示)上安装在底座104中。组合100还包括设置在端罩102a的孔和翼105a中的相应孔中的螺纹螺栓或者杆110。组合100还包括适配在螺纹螺栓或杆110上的螺母112，其可以以本领域技术人员不用过度实验就可以认识到的方式放松和上紧，以相对于底座104，并进一步相对于泵送组件组合200运动、滑动或调整动力框架102和轴承筒103。挡板105被构造成夹紧底座104中的轴承筒103，以防止其在适当调整后运动，挡板105还构造有加工于其中的槽(未显示)。合适的螺母对112被适当地上紧在端板102a和翼105a的两侧，以相对于底座104和泵送组件组合200固定轴承筒103。

图3所示的泵送组件组合200的其他部分，包括外部罩子部件202a和202b、泵或蜗壳衬垫204、前和后衬垫和/或罩208a和208b以及垫片210等不构成基础发明的一部分，在本领域是已知的，因此不在这里详细描述。

发明范围

虽然在特定实施方式的背景下进行了描述，但本领域技术人员将会理解，可以对这些教导进行许多修改和各种变型。因此，虽然已经就其一个或多个实施方式特别显示和描述了本发明，但本领域技术人员将理解，可以在形式和形状方面进行一些修改或改变，并不脱离上述的本发明的范围和精神。

Claims (9)

1.一种泵或泵组件、布置或组合，包括：

叶轮，其具有带叶轮螺纹的锥形孔口；和

轴，其具有带锥形螺纹的轴端部，该锥形螺纹能够直接联接到叶轮的锥形孔口的叶轮螺纹，以经锥形螺纹直接传递转矩，并即使在锥形螺纹和锥形孔口的叶轮螺纹的联接开始不对准时也提供自对准，

所述锥形螺纹和叶轮螺纹结合能够基本消除在附接或移除叶轮前精确对准叶轮螺纹和锥形螺纹的需要，并且

在与标准螺纹构造相比时，所述锥形螺纹能够快速从叶轮螺纹释放，从而减少轴必须转动以从叶轮移除的圈数。

2.如权利要求1所述的泵或泵组件、布置或组合，其中，所述轴是动力传送轴。

3.如权利要求1所述的泵或泵组件、布置或组合，其中，所述自对准包括轴向或径向对准。

4.如权利要求1所述的泵或泵组件、布置或组合，其中，所述泵或泵组件、布置或组合包括泥浆式泵或者离心泵。

5.一种设备，包括：

叶轮，其具有带叶轮螺纹的锥形孔口；和

动力传送轴，其具有带锥形螺纹的轴端部，该锥形螺纹能够直接联接到叶轮的锥形孔口的叶轮螺纹，以经锥形螺纹直接传递转矩，并即使在锥形螺纹和锥形孔口的叶轮螺纹的联接开始不对准时也提供自对准，

所述锥形螺纹和叶轮螺纹结合能够基本消除在附接或移除叶轮前精确对准叶轮螺纹和锥形螺纹的需要，并且

在与标准螺纹构造相比时，所述锥形螺纹能够快速从叶轮螺纹释放，从而减少轴必须转动以从叶轮移除的圈数。

6.如权利要求5所述的设备，其中，所述自对准包括轴向或径向对准。

7.如权利要求5所述的设备，其中，所述设备采取泵或泵组件、布置或组合的形式。

8.如权利要求5所述的设备，其中，所述泵或泵组件、布置或组合采取泥浆式泵或者离心泵的形式。

9.如权利要求5所述的设备，其中，所述设备采取转动机器或设备的形式，包括压缩机或风扇。

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