CN110392786A - 离心泵及调节离心泵的耐磨板与叶轮之间的距离的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于提升清水或带有悬浮固体的水的离心泵(1)，该离心泵包括：中空本体(2)，该中空本体限定中心轴线(L)并且具有前开口(3)和带有输送端口(5)的蜗壳(4)；叶轮(8)，该叶轮被容纳在本体(2)中并且被设计成连接到马达，并且该叶轮具有叶片(9)，叶片的顶端(10)在环形周缘区域(11)处基本上共面；还设置有用于封闭前开口(3)的盖(12)，该盖包括法兰(13)，法兰具有中央部分(14)和基本上径向的周缘部分(16)；基本上环形的耐磨板(19)，该耐磨板刚性地连接到法兰(13)并且定位成与叶轮(8)的环形周缘区域(11)相距预定的轴向距离(d1)；以及调节装置(24)，该调节装置用于耐磨板(19)的轴向距离(d1)的受控的调节。调节装置(24)安装到法兰(13)上，并且能够从外部接近该调节装置，并且该调节装置设计成既能校准耐磨板(19)的轴向位置又能将耐磨板锁定在经校准的位置。一种调节在离心泵(1)中的耐磨板(19)与叶轮(8)之间的轴向距离(d1)的方法。
Description
技术领域
本发明一般可应用于流体机械领域，并且尤其涉及一种用于提升清水或带有悬浮固体的水的离心泵。
本发明还涉及一种调节离心泵的耐磨板与叶轮之间的距离的方法。
背景技术
众所周知，耐磨板用于流体机械和离心泵中，并且耐磨板联接到盖的抽吸法兰以减少它们的磨损并延长泵的寿命。
特别地，耐磨板安装到法兰上的面向叶轮的内表面处，并且当液体被提升时，该耐磨板遮蔽所述法兰的内表面免受撞击到其上的悬浮固体的影响。
耐磨板在内部涂覆有减磨材料，例如特氟隆，并且所述耐磨板定位成叶轮叶片相距预定的轴向距离，这在本领域中称为“磨损间隙”。
这种轴向距离不得超过最小值以保持泵性能的效率。
当磨损间隙超过最小值时，例如，由于板的磨损，则在泵的入口与出口之间产生相当大的液体压力差，并且发生泄漏。
为了至少部分地消除这些缺点，已经开发了具有用于手动调节磨损间隙的装置的离心泵。
这些泵包括配合在泵的后侧、在马达轴承元件与泵本体之间、或在叶轮的后侧的橡胶密封件或特氟隆环。
可以通过使用不同厚度的密封件或特氟隆环相对于耐磨板移动叶轮来调节磨损间隙。
这种布置的第一个缺点是需要操作者拆卸泵本体以装配密封件并调节磨损间隙。
该缺点增加了维护和组装程序的复杂性，从而延长了整个过程时间。
另一个缺点是通常难以在现场找到不同厚度的密封件。
另一个缺点是橡胶密封件和特氟隆环具有随时间增加而变形的特性，从而导致所不希望的泵单元制造商规定的容差的变化。
另一个缺点是密封件和环易于快速磨损，并且必须由操作者定期更换以确保泵性能始终一致。
另一个缺点是拆卸程序涉及移除未连接到泵单元的吸入法兰，并且必须使用适当的提升设备来移动该吸入法兰。
技术问题
鉴于现有技术，本发明所解决的技术问题在于提供一种离心泵，该离心泵能够提供耐磨板和叶轮之间的距离的快速且简单的初始调节，以及快速且简单的维护。
发明内容
本发明的目的是通过提供高效且相对成本有效的一种离心泵和一种调节在离心泵中的耐磨板与叶轮之间的距离的方法来解决上述技术问题。
本发明的一具体目的是提供一种如上所述的离心泵，所述离心泵在泵的组装期间提供简单且快速的耐磨板和叶轮之间的轴向距离的调节。
本发明的另一个目的是提供一种上述类型的离心泵，所述离心泵能够以时间一致的方式调节轴向距离。
本发明的另一个目的是提供一种上述类型的离心泵，所述离心泵提供快速和简单的维护。
本发明的又一个目的是提供一种上述类型的离心泵，所述离心泵在轴向距离调节期间不需要操作者有特殊技能。
本发明的另一个目的是提供一种上述类型的离心泵，所述离心泵可以减少整体操作时间。
本发明的另一个目的是提供一种上述类型的离心泵，所述离心泵能够避免处理重型部件。
本发明的另一个目的是提供一种上述类型的离心泵，所述离心泵能够在不使用提升设备的情况下直接现场检查泵本体的内部。
如下面更清楚地解释的那些和其它目的，通过如权利要求1所述的用于提升清水和带有悬浮固体的水的离心泵来实现，所述离心泵包括：中空本体，所述中空本体限定中心轴线，并且所述中空本体具有带有径向输送端口的蜗壳以及前开口；以及叶轮，所述叶轮被容纳在所述本体中、并被设计成联接到马达以绕中心轴线旋转，并且所述叶轮包括多个叶片，所述叶片的顶端区域在环形周缘区域处基本上是共面的。
还提供了用于封闭前开口的盖，该盖包括法兰，该法兰具有中央部分、径向部分，所述中央部分设计成配合到前开口中并具有抽吸端口，耐磨板与该法兰刚性连接并且定位成与叶轮的环形周缘区域相距预定的轴向距离。所述泵包括用于调节耐磨板的轴向距离的装置。
调节装置安装在法兰上，可从外部接近该调节装置，并且该调节装置设计成既能校准耐磨板的轴向位置又能将耐磨板锁定在经校准的位置。
根据另一方面，本发明提供一种如权利要求13所述的调节在离心泵中的耐磨板与叶轮的预定的轴向距离的方法。
根据从属权利要求获得本发明的有利实施方式。
附图说明
在所述附图的帮助下作为非限制性示例描述的用于提升清水或带有悬浮固体的水的离心泵的优选的非排他性的实施方式的详细描述中，本发明的其他特征和优点将更加明显，在附图中：
图1和图2分别是处于第一操作构型的本发明的离心泵的前视图和透视图；
图3是处于第二操作构型的离心泵的透视图；
图4至图11是示出了在本发明的离心泵中调节轴向距离的方法的沿平面I-I截取的截面仰视图。
具体实施方式
具体参考附图，示出了一种离心泵，该离心泵通常用数字1表示，用于提升清水或带有悬浮固体的水。
例如，本发明的离心泵1可以安装在建筑物和工业排水设备中，用于泵送从土壤中抽出的水。
在本发明的优选实施方式中，离心泵1包括中空本体2，该中空本体2限定纵向轴线L并且具有前开口3以及具有径向输送端口5的蜗壳4。
如本身已知的，输送端口5可以连接到未示出的输送管，用于排出液体。
此外，前开口3可以由具有相应的前表面7的径向壁6在径向上限界，如图4至图11中最佳示出的。
在中空本体2内容纳有叶轮8，并且所述叶轮8适于联接到未示出的马达，由此该叶轮可进行旋转。
叶轮8包括多个径向叶片9，所述叶片9的相应的顶端10在环形周缘区域11处是基本上共面的。
泵1包括用于封闭前开口3的盖12，所述盖12包括法兰13，所述法兰13具有中央部分14以及基本上径向的周缘部分16，该中央部分14具有用于吸入液体的基本上轴向的抽吸端口15。
当中空本体2被封闭时，法兰13的中央部分14将密封地配合到前开口3中，而周缘部分16的前表面17将抵接所述中空本体2的径向壁6的前表面7。
有利地，如上文关于输送端口5所述，抽吸端口15可以连接到未示出的液体供应管。
盖12可以通过铰接装置18连接到所述本体2，铰接装置18具有基本横向于竖向中心轴线L的铰接轴线Y，使得可以打开和接近所述本体2而不必移动重型部件。
如图3中最佳所示，铰接装置18可以包括固定到本体2的第一端部构件18'以及与盖12成一体设置的第二端部构件18”。
此外，中间构件18”'安装到第一端部构件18'并且能够沿平行于中心轴线L的相应纵向方向X沿着所述第一端部构件18'滑动，第二端部构件18”在所述中间构件18”'上枢转。
如图3中最佳所示，第一端部构件18'和中间构件18”'可以由相应的U形支架构成，而第二端部构件18”可以由板构成。
当泵1打开时，中间构件18”'将在纵向方向X上相对于第一端构件18'简单地平移，并且第二端构件18”将与盖12一起相对于中间构件18”'围绕竖向轴线Y旋转。
泵1包括基本上环形的耐磨板19，该耐磨板19刚性地连接到法兰13并且以距叶轮8的环形周缘区域11预定的轴向距离d1——也称为磨损间隙——定位。
即，耐磨板19包括中央孔20，所述中央孔20与抽吸端口15相对应并且可以在组装期间与该抽吸端口15对齐。
此外，所述耐磨板19借助于多个径向布置的锚定螺钉21固定到法兰13、特别是固定到法兰13的中央部分14，锚定螺钉21的头部22与所述板19的面向叶轮8的内表面23是共面的。
耐磨板19可以由选自包括铸铁、海洋青铜和不锈钢的组的高强度材料制成，并且所述内表面23可以涂覆有未示出的一层或多层防刮橡胶。
特别是由于由液体悬浮固体产生的摩擦，所述橡胶层易于磨损并且在预定数量的泵送循环之后会磨坏。
因此，操作者需要通过移除锚定螺钉21并且用具有完整涂层的新的板19替换耐磨板19，从而周期性地维护耐磨板19。
还提供调节装置24，该调节装置24是用于耐磨板19与叶轮8的轴向距离d1的受控的调节。
在本发明的一特殊方面，调节装置24安装到盖12的法兰13上，可从外部接近所述调节装置24，并且所述调节装置24设计成既校准耐磨板19的轴向位置又能将耐磨板19锁定在经校准的位置。
因此，所述轴向距离d1将以非常简单和快速的方式被调节，而不会作用在泵1的本体2内的叶轮8上并且不需要移动泵1的本体2的重型部件。
此外，调节装置24将长时间保持始终一致的最佳的轴向距离d1，以防止突然的压力变化和液体泄漏。
优选地，如图4至图11最佳示出的那样，调节装置24包括具有第一螺纹端部26的多个螺柱25，所述第一螺纹端部26被旋拧由在相匹配的螺纹孔27构成的第一环中。第一相匹配的螺纹孔27形成在本体2的径向壁6中且在前开口3的周缘处。
螺柱25包括相应的平滑的中间部分28以及具有预定螺距p的相应的螺纹端部30，所述中间部分28设计成延伸穿过由在法兰13的周缘部分16中形成的对应平滑通孔29构成的第二环。
第二端部30适于从法兰13的周缘部分16的外表面31突出，并且第二端部30配备有多个校准止动螺母32，所述止动螺母32适于被旋拧在对应的第二螺纹端部30上。
特别地，止动螺母32适于被旋拧在螺柱25的第二端部32上，以从与法兰13的外表面31接触的锁定位置移动到与法兰13相距预定值的最小参考距离d2处的经校准的位置，并且反之亦然。
有利地，最小参考距离d2的预定值可以被精确地设定并且对应于螺柱25的第二螺纹端部30的预定螺距p乘以通过旋紧和旋松止动螺母32的圈数的乘积，或者对应于螺柱25的第二螺纹端部30的预定螺距p乘以通过旋紧和旋松止动螺母32的一圈的分数的乘积。
调节装置24还可包括多个推力螺钉33，所述推力螺钉33被旋拧到由形成在法兰13的周缘16处的相匹配的螺纹通孔34构成的对应第三环中。
如图3和图5中最佳所示，第二环的孔29和第三环的孔34可以在法兰13的周缘部分16中形成为相距相等且径向偏移的角距离。
图3和图5中所示的实施方式使用四个螺柱25和四个推力螺钉33，它们配合到相应的孔29、34中以调节轴向距离d1。
然而，在不脱离本发明的范围的情况下，推力螺钉33和螺柱25的数量可以与附图中的推力螺钉和螺柱的数量不同。
推力螺钉33具有相应的内端部35以及相应的头部36，所述内端部35适于与本体2的径向壁6的前表面7相互作用，所述头部36处于纵向相反的位置中且从法兰13的外表面31突出。
每个推力螺钉33的头部36具有能由工具驱动的形状，使得该螺钉33将被旋拧并且法兰13与被刚性地连接到该法兰13上的耐磨板19一起将以等于最小参考距离d2的轴向距离d1被轴向向外推到经校准的位置。
此外，每个推力螺钉33可在其相应的头部36处包括相应的锁定螺母33'，所述锁定螺母33'被旋拧在螺钉33上以在法兰13轴向移位后将法兰13锁定在经校准的位置。
根据另一方面，本发明提供了一种在上述类型的离心泵1中调节耐磨板19与叶轮8的预定轴向距离的方法。
该方法包括步骤a)，通过将螺柱25的第一螺纹端部26旋拧到本体2的第一环的孔27中并将它们配合到法兰13的平滑通孔29中，将盖12闭合在泵1的本体2上，如图4和5所示。
在该位置，法兰13的周缘部分16的前表面17接触本体2的前表面7，并且耐磨板19的内表面23接触叶轮8的叶片9的顶部10。
上述步骤之后是步骤b)，将校准止动螺母32旋拧在螺柱25的第二螺纹端部30上以与法兰13的外表面31接触，并保持盖12与中空本体2接触并处在上述位置中，如图6和图7所示。
该方法包括：如图8所示的步骤c)，将所述螺母32旋松若干圈数或一预定圈的分数，以使所述螺母32背离法兰13的外表面31移动到处在预定的最小参考距离d2的经校准的位置；以及如图9所示的步骤d)，用推力螺钉33的相应的锁定螺母33'将该推力螺钉33旋拧到由相匹配的螺纹孔34构成的第三环中，以使推力螺钉33的内端部35移动到与本体2的前表面7接触。
还提供了如图10中所示的步骤e)，进一步旋拧推力螺钉33，使法兰13背离前表面7移动，并且因此使耐磨板19背离叶轮8的环形周缘区域11移动的轴向距离d1等于最小参考距离d2，如图11所示。
该方法包括步骤f)，旋拧相应推力螺钉33上的锁定螺母33'，以在法兰13轴向移动后将该法兰13锁定在校准位置，如图11所示。
用于旋松螺母32的圈数或一圈的分数是由以下算法确定的：该算法取决于赋予耐磨板19与叶轮8相距的轴向距离d1的值和螺柱25的第二个螺纹端部30的螺距p。
该算法包括以下公式：
R＝N/P
其中，N是圈数或一圈的分数；
R是耐磨板19与叶轮8的轴向距离d1，以及
P是螺柱25的第二端部30的螺纹的预定螺距p。
例如，如在本发明中使用的，ISO M16螺柱螺栓25的预定螺距是2mm。因此，为了获得1mm的从叶轮到耐磨板19的轴向距离R，螺母32将被简单地旋松半圈(N＝1/2)。
耐磨板19背离叶轮8的叶片9的顶部10移动，直到法兰13的外表面31抵接处于经校准的位置的螺母32。
有利地，在封闭所述盖12之前，检测耐磨板19与叶轮8的叶片9的顶部10之间的轴向距离d1的实际值。
上述公开清楚地表明，离心泵和调节耐磨板和叶轮之间的轴向距离的方法实现了预期的目的，并且特别是允许以简单且始终一致的方式调节这种距离。
在所附权利要求中公开的发明构思内，本发明的离心泵和方法易于进行许多改变和变型。
虽然已经特别参考附图描述了泵和方法，但是本公开和权利要求中提及的数字仅用于本发明的更好的可理解性，并且不旨在以任何方式限制所要求保护的权利要求的范围。
工业实用性
本发明可以在工业中找到应用，因为它可以在流体机械的制造厂中以工业规模来生产。
Claims (14)
1.一种离心泵(1)，所述离心泵(1)用于提升清水或带有悬浮固体的水，所述离心泵(1)包括：
-中空的本体(2)，所述本体(2)限定中心轴线(L)，所述本体(2)具有前开口(3)和带有径向输送端口(5)的蜗壳(4)；
-叶轮(8)，所述叶轮(8)被容纳在所述本体(2)中、并且被设计成与马达联接，所述叶轮(8)具有叶片(9)，所述叶片(9)的顶端(10)在环形周缘区域(11)处基本上是共面的；
-盖(12)，所述盖(12)用于封闭所述前开口(3)，所述盖(12)包括法兰(13)，所述法兰(13)具有中央部分(14)和基本上径向的周缘部分(16)，所述中央部分具有基本上轴向的抽吸端口(15)；
-大致环形的耐磨板(19)，所述耐磨板(19)与所述法兰(13)设置成一体，并且所述耐磨板(19)定位成与所述叶轮(8)的所述环形周缘区域(11)相距预定的轴向距离(d1)；
-调节装置(24)，所述调节装置(24)用于所述耐磨板(19)的所述轴向距离(d1)的受控的调节；
所述离心泵的特征在于，所述调节装置(24)安装到所述法兰(13)上，并且能够从外部接近所述调节装置(24)，所述调节装置(24)构造成既能校准所述耐磨板(19)的轴向位置又能将所述耐磨板(19)锁定在经校准的位置。
2.根据权利要求1所述的泵，其特征在于，所述调节装置(24)包括多个螺柱(25)，所述螺柱(25)具有第一螺纹端部(26)，所述第一螺纹端部(26)被旋拧到由形成在所述本体(2)中的在所述开口(3)的周缘处的相匹配的螺纹孔(27)构成的第一环中；所述螺柱(25)具有中间平滑部分(28)以及具有预定螺距(p)的第二螺纹端部(30)，所述中间平滑部分(28)适于穿过由形成在所述法兰(13)的所述周缘部分(16)中的对应的平滑通孔(29)构成的第二环，所述第二螺纹端部(30)构造成从所述法兰(13)的所述周缘部分(16)突出，并且在所述第二螺纹端部(30)上旋拧有对应的校准止动螺母(32)。
3.根据权利要求2所述的泵，其特征在于，所述螺母(32)构造成被旋拧在所述螺柱螺栓(25)的第二螺纹端部(30)上，以从与所述法兰(13)接触的锁定位置移动到与所述法兰(13)相距预定值的最小参考距离(d2)处的所述经校准的位置。
4.根据权利要求3所述的泵，其特征在于，所述预定值对应于所述螺柱(25)的所述第二螺纹端部(30)的所述螺距(p)乘以所述螺母(32)的旋紧/旋松的圈数的乘积。
5.根据权利要求4所述的泵，其特征在于，所述调节装置(24)还包括多个推力螺钉(33)，所述推力螺钉(33)被旋拧到由形成在所述法兰(13)的所述周缘部分(16)中的相匹配的螺纹通孔(34)构成的对应的第三环中。
6.根据权利要求5所述的泵，其特征在于，所述螺钉(33)具有内端部(35)和头部(36)，所述内端部(35)设计成与所述本体(2)的前表面(7)相互作用，所述头部(36)从所述法兰(13)的外表面(31)突出。
7.根据权利要求6所述的泵，其特征在于，所述头部(36)具有能由工具驱动的形状，使得所述螺钉(33)将被旋拧并且所述法兰(13)和所述耐磨板(19)将被轴向向外推动一轴向距离(d1)，所述轴向距离(d1)等于所述参考距离(d2)。
8.根据权利要求7所述的泵，其特征在于，每个推力螺钉(33)具有锁定螺母(33')，所述锁定螺母(33')靠近所述头部(36)以用于将所述法兰(13)锁定在所述经校准的位置。
9.根据权利要求1所述的泵，其特征在于，所述盖(12)通过铰接装置(18)连接到所述本体(2)，所述铰接装置(18)的铰接轴线(Y)是大致竖向的并且垂直于所述本体(2)的轴线(L)。
10.根据权利要求9所述的泵，其特征在于，所述铰接装置(18)包括固定到所述本体(2)的第一端部构件(18')和固定到所述盖(12)的第二端部构件(18”)，一中间构件(18”')滑动地安装到所述第一端部构件(18')上以沿着相应的纵向方向滑动，并且所述中间构件(18”')使所述第二端部构件(18”)在所述中间构件(18”')上围绕所述铰接轴线(Y)枢转，从而允许所述盖(12)通过纵向滑动运动和枢转运动而被打开，以易于所述本体(2)的检查和维护。
11.根据权利要求5所述的泵，其特征在于，所述第二环的孔(29)和所述第三环的孔(34)在所述法兰(13)的所述周缘部分(16)中形成为相距相等且径向偏移的角距离。
12.根据权利要求1所述的泵，其特征在于，所述耐磨板(19)包括中央孔(20)，所述中央孔(20)对应于所述抽吸端口(15)，并且所述耐磨板(19)经由多个锚定螺钉(21)而固定到所述法兰(13)上，所述锚定螺钉的头部(22)与所述耐磨板(19)的内表面(23)共面。
13.一种对根据权利要求1至12中的一项或多项所述的离心泵(1)的所述耐磨板(19)与所述叶轮(8)之间的轴向距离(d1)进行调节的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
a)通过将所述多个螺柱(25)旋拧到所述本体(2)的所述由螺纹孔(27)构成的第一环中、并将所述多个螺柱配装到所述法兰(13)的所述由平滑通孔(29)构成的第二环中，来将所述盖(12)闭合在所述本体(2)上；
b)将相应的校准止动螺母(32)拧到所述螺柱(25)的所述第二螺纹端部(30)上，以使所述法兰(13)与所述本体(2)的前表面(7)接触接合；
c)将所述螺母(32)旋松若干圈或一预定圈的分数，以使所述螺母(32)背离所述法兰(13)的外表面(31)移动到处于预定的最小参考距离(d2)处的经校准的位置；
d)将所述多个推力螺钉(33)连同所述推力螺钉(33)的相应的锁定螺母(33')旋拧到所述由相匹配的螺纹孔(34)构成的第三环中，以使所述推力螺钉(33)的内端部(35)与所述本体(2)的前表面(7)接触接合；
e)进一步旋拧所述推力螺钉(33)以使所述法兰(13)背离所述前表面(7)移动，并且因此使所述耐磨板(19)背离所述叶轮(8)的前部的周缘区域(11)移动与所述最小参考距离(d2)相等的轴向距离(d1)至经校准的位置；
f)将所述锁定螺母(33')旋拧在所述推力螺钉(33)上，以将所述法兰(13)锁定在所述经校准的位置；
其中，用于旋松所述螺母(32)的圈数或一圈的分数是由以下算法确定的：所述算法取决于赋予所述耐磨板(19)与所述叶轮(8)相距的所述轴向距离(d1)的值，并且取决于所述螺柱(25)的所述第二螺纹端部(30)的螺距(p)。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述算法包括以下公式：
R＝N/p
其中，N＝圈数或一圈的分数；
R＝所述耐磨板(19)的轴向距离(d1)；以及
p＝所述螺柱(25)的第二螺纹端部(30)的螺纹的螺距。
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