CN1121147A - 流体机械 - Google Patents

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Abstract

本发明为一流体机械，其旋转叶轮利用离心力沿径向推动流体向外运动，其叶片引导从叶轮排出的流体，一叶片组件包括面向叶轮的叶片前端使得从叶轮排出的流体撞击到叶片前端上，叶片组件不与大气接触；有一围绕叶片组件并与大气相接触的壳体，叶片组件与壳体分隔开从而使叶片组件与壳体间的振动传递受到防止或限制，从壳体向管路传来的振动能得到吸收。

Description

流体机械
本发明是关于一个流体传动机械或压缩机械，类似于涡轮泵、涡轮压缩机或类似产品。
在1988年4月出版的Karyoku—genshir yoku—hatsuden—gijutsu—kyokai一书中的第24页上所揭示出的Kagan—kyokai—kohra 1式泵，其扩散叶片、扩散侧板和回流叶片焊接在叠层式内壳上，该内壳又固定在筒状壳体的涡轮泵中的外壳上。
从JP—A—60—151530揭示出，由流体压力产生的转子作用力相互平衡从而降低流体机械的振动，该流体压力是由转子上各级叶轮的工作而产生的。
众所周知，泵围绕有一防音盖，或者是由一铝板围绕一管路或联轴器盖。
本发明的一个目的是提供一种流体机械，在这种机械中，扩散叶片前端由于接收被叶轮推排的流体而产生的震动不会传递到与大气相接触的壳体上和/管路上或通过外壳体传递到驱动马达上，或者这种传递受到限制。
根据本发明的流体机械，旋转叶轮利用离心力沿径向向外作用流体，通过叶片引导从叶轮排的流体，叶片组件(或叶片构件)(包括叶片的一前端)面向叶轮，从叶轮排出的流体射向不与大气接触的叶片前端，一壳体包围叶片组件并与大气相接触，至少叶片组件和壳体之一有一弹性变形部分，(一销的压缩变形表面点和弯曲变形部分，和一销孔的压缩变形表面点和/或叶片组件与壳体之间沿圆周方向上彼此分隔的各连接点的弯曲变形部分，位于叶片组件与壳体之间的弹性构件的压缩变形部分和/或弯曲变形部分和/或剪切变形部分，)同叶片组件和壳体中的另一个相连，叶片组件与壳体间无刚性和/或实际的一体连接，所以至少在叶轮的轴向，径向和圆周方向中的一个方向上叶片组件与壳体之间的连接刚度被降低了。最好是弹性组件在轴向和/或横向的弹性模量或弹性常数小于叶片组件与壳体的弹性模量，叶片组件与壳体间的连接点可由点焊形成。
在本发明中，由于至少在叶轮的轴向，径向和圆周方向中的一个方向彼此独立或不相干的叶片组件与壳体之间的连接刚度(振动传递函数)被可变形的弹性部分给降低了，壳体的振动变形幅度比叶片组件的振动变形幅度小，所以由于叶轮作用产生的流体作用力造成的叶片组件的叶片前端的振动不会传递到壳体上或传递受到限制。
在先有技术中，由于叶片组件和壳体沿圆周方向通过连续焊接或通过螺栓压接成刚性一体，在叶片和壳体间没有可变形的弹性部分，因此二者之间的连接刚度不会减小，也就是说壳体的振动变形幅度大致等于叶片组件的振动变形幅度，从叶片组件到壳体的振动传递效率很高。
最好是改善叶片组件和壳体(或下述壳体中的一内壳体)之间的振动隔离，这样叶片组件沿叶轮轴向或径向的变形就不会受到壳体的限制，即在叶轮的轴向和/或径向叶片组件与壳体(或内壳体)间形成一间隙，使得叶片组件在叶轮的轴向或/和径向方向上可以轻微移动，和/或一弹性模量或弹性系数小于叶片组件和/或壳体的弹性模量或弹性系数的弹性组件设置在间隙中，用以限制或减低沿叶轮轴向和/或径向上作用在叶片组件的压力。
事实上，只有可变形的弹性部分可以至少防止叶片组件在径向向外的变形和圆周方向上的位移中之一，这个变形或位移是由流体从叶轮排出产生的流体力造成的，所以，叶片组件到壳体上的振动实际上只是通过可变形弹性部分而传递的。
在流体机械的运行过程中，至少在某一温度范围内，叶片组件相对壳体在叶轮轴向上最好有微小运动，和/或至少在叶轮径向和叶轮圆周方向中的一个方向上叶片组件相对壳体有微量移动，这个位移是由流体从叶轮排出产生的流体力而造成的。所以当可变形弹性部分离开一叶片组件和壳体中之一时，就会接近叶片组件和壳体中的另一个。
最好是促进吸收振动，以防止由于叶片组件和壳体在其二者的相互接触面上的腐蚀，二者表面的接触压力应限制在其接触表面间能存在流体层的程度。
根据本发明，在带有旋转叶轮利用离心力迫使流体沿半径方向向外排出的流体机械中，一个引导从叶轮排出流体的叶片；一个面向叶轮包括叶片前端的叶片组件，使得被叶轮排出的流体撞击叶片的前端和叶片组件能防止与大气接触；还有一个包围叶片，与外界大气接触的壳体。
叶片组件与壳体是相分离的，换言说，二者无刚性和/或一体化连接，所以，至少叶片组件在叶轮轴向和径向的变形之一不受壳体的制约。
在本发明中，由于叶片在至少叶轮的轴向和径向上变形之一不受壳体的影响，所以在叶片组件与壳体间就形成了振动隔离。
在带有旋转叶轮利用离心力迫使流体沿半径方向向外排出的流体机械中，一个引导从叶轮排出的流体的叶片；一个面向叶轮包括叶片前端的叶片组件，使得被叶轮排出的流体撞击到叶片前端，和叶片组件能防止与大气接触；还有一个包围叶片，与外界大气接触的壳体。
叶片组件与壳体是相分离的，至少由于从叶轮排出的流体力而产生的叶片组件在径向和圆周方向上的运动之一受到壳体的限制，这个限制基本上仅是通过叶片组件的一个轴向侧与壳体间无一体化或刚性连接而实现的。
在本发明中，由于叶片组件受到由叶轮排出的流体力的作用产生的运动，至少其中之一实质上仅通过叶片组件的一个轴侧面受到壳体限制，叶片组件和壳体间的接触面积或连接横截面应做得很小，以减小或抑制叶片组件向壳体的振动传递。
在先有技术中，由于叶片组件与壳体间在叶片组件的两个轴侧面通过圆周连续焊接或利用螺纹压接刚性地连在一起或构成一体的，二者的接触面积较大，因此从叶片组件到壳体的振动传递效率很高。
同叶片组件和/或壳体的相比较，可被安装在叶片组件和壳体之间的弹性组件至少在叶轮的径向，轴向和圆周方向之一的方向上更易变形。
根据本发明的带有旋转叶轮利用离心力迫使流体沿半径方向向外流动的流体机械中，一个引导被叶轮排出流体的叶片，一个面向叶轮包括叶片前端的叶片组件，使得从叶轮排出的流体撞击到叶片前端，和叶片组件能防止与大气接触；还有一个包围叶片组件与外界大气接触的壳体。
叶片组件同壳体相分离，壳体分为与外界大气相接触的外壳体和由外壳体包围的内壳体，内壳体不与大气相通，它界于外壳体和叶片组件之间并同叶片组件接触，内壳体与外壳体相分离，二者无刚性和/或整体式连接叶片组件与内壳体相分离，无刚性和/或整体或连接。
在本发明中，由于与叶片组件相接触的内壳体和与大气相接触的外壳体相分离，叶片组件与内壳体相分离，在内壳体和叶片组件之间的一种非刚性的非一体化的接触，形成于叶片组件与大气之间，所以内壳体就由于这种非一体化和非刚性的连接而隔离了叶片组件的振动。
叶片组件的轴向和/或径向变形可以基本上不受内壳体的限制。
一体化连接是指非点的连续性焊接，紧密过盈配合，相互间紧固压接，或类似的连接。
插图简介：
图1示出一按本发明流体机械的局部剖面图；
图2示出叶片组件和壳体间的分离和连接结构剖面图；
图3是叶片组件与壳体间另一种分离和连接结构的剖面图；
图4是一管路减震器的局部剖面图；
图5是另一种管路减震器的局部剖面图；
图6是另一种管路减震器的局部剖视图；
图7是图6的管路减震器沿轴线方向看的横切剖面图；
图8是另一种管路减震器的局剖视图；
图9是一可防止壳体振动向叶轮驱动器传递的联轴器的剖面图；
图10是图9X部位的放大截面图；
图11示出本发明优选的叶轮和扩散叶片组件的剖面图；
图12示出叶轮叶片和扩散叶片的径向剖面图。
在如图1所示的管状壳体的涡轮泵中，1为作为所要求壳体一部分的外壳体，同外界大气相接触，它包围作为所要求的壳体的另一部分的叠合式内壳体3，内壳体3包围如所要求的不与大气接触的叶片组件4，4包括前端面对叶轮7的扩散叶片4a和回流叶片2。所包围叶片组件4的内壳体3如要求的壳体可直接接触大气。
叶轮7(泵的涡轮)在径向被装在叶片组件4的内侧，由一转轴6带动而旋转。6由带驱动轴25和驱动法兰盘24的驱动马达带动。内壳体3是一叠合式结构，在轴向上与外壳体1压接固定。
薄壁进油管13通过一进油嘴9与外壳体相连，流体由此供入旋转叶轮7并被叶轮沿其径向和圆周方向推压，从叶轮7排出的流体的动能，通过流体在扩散叶片4a之间的扩散空间沿径向向外方向和圆周方向膨胀而被转化成压力能，实质上流体在回流叶片2的导向下沿径向向内流向叶轮7，最后由叶轮7经如要求的喷嘴8送到如要求的管道一部分的厚壁出油管12。
如图11所示，叶轮7的外缘与扩散叶片4a的内缘彼此相对，可相对于叶轮7的旋转轴线倾斜，叶轮叶片7a和扩散叶片4a相面对，如图12所示可以交错，所以流体撞击到扩散叶片4前端的撞击力被减小了，由此而产生的流体机械的振动也受到了抑制。
如图2所示，每个叶片组件4都是由扩散叶片4a回流叶片2和侧板4b的一体化连接并与内壳体3相分离，或隔离，所以每个叶片组件4向内壳体3的振动传递都被隔离了。为防止每个阻件4的径向运动，每个叶片组件4与内壳体3间的接触或安装面可能只是在每个叶片组件4的一个轴侧面上形成，所以在叶片组件4至内壳体3之间进行振动传递的横截面积或表面积可做得很小。叶片组件4相对内壳体3的径向和圆周运动中，至少其中之一受到销钉45的限制，最好是将此沿径向运动和沿圆周方向运动中之一限制得越小越好。为防止每个叶片组件4的圆周运动，内壳体3与每个叶片组件4之间形成的接触面在圆周方向可分成多个彼此分隔开的连接部分43。一如要求的弹性组件或弹簧44作为软的易变形的组件和/或如所要求的可变形弹性部分可安装在内壳体3和每个叶片组件4之间。
在如图3所示的叶片组件4中，每个侧板4b都分成扩散部件41和回流部件42，所以每个叶片组件4都是扩散部件41和扩散叶片4a的一体化连接，(即所谓要求的叶片组件)与回流部件42和回流叶片2的另一一体化连接，所以直接由流体力作用的振动质量保持在一个较小量值，回流部件42和回流叶片2的另一一体化连接可被刚性地固定在内壳体3上(本文未称之为叶片组件)。扩散部件41和扩散叶片4a及内壳体3之间的一体化组合同图2类似。
如图1所示，减震器(或消震器)14安装在出油管12和/或出油嘴8上，它限制了从外壳体1向外管路的振动传递。
如图4所示，减震器具有一形成一空间(或减震室)21的壳体14a、和可相互运动的减震粒19，减震粒由比重较大的粘弹性材料如铅粒组成，装在减震室21中。
图5所示的减震器14由一在减震室21内的环状阻尼器18构成，环状阻尼器由高比重的粘弹性材料如铅做成。
图6，7所示为多个减震器，每个都由筒状容器17和散粒状的减震粒19’组成，减震粒由例如铅之类高比重粘弹性材料做成，彼此间可有相对运动。减震器安装在出油管路12和/或出油嘴8上，筒状容器17与出油管12和/或出油嘴8压焊在一起。
图8所示的减震器也装在出油管12和/或出油嘴8上，它由壳体14a，减震室21，减震粒19及节流孔20组成，流体可在出油管和/或出油嘴8内与减震室21之间流通。流体的压力波进到减震室21中，由减震柱19的外表面和减震腔21的内表面反射和相互干涉从而被吸收掉了。
联轴器盖15为联轴器30的外罩盖，联轴器连接叶轮驱动轴25和转轴6，联轴器盖15的一端与驱动法兰24连接，另一端与流体机械的法兰盘23连接，联轴器盖15的驱动端盖15a与流体机械端盖15b通过粘弹性组件16相互连在一起，16例如可由防油，防热橡胶和环状弹簧26组成，它按图10的结构，在驱动端盖15a和流体机械端盖15b之间被压紧相互连接在一起。粘弹性组件16可粘附在联轴器盖15的整个外表面上，形成减震盘。联轴器盖15至少可以同驱动法兰24和流体机械法兰23之一通过粘弹性组件16连在一起。粘弹性组件16吸收联轴器盖15的振动，防止振动从流体机械法兰23传到驱动法兰24上去，而且还防止了流体机械法兰23和驱动法兰24之间由于温度的变化引起的距离变化。

Claims (20)

1.一流体机械包括：
一个沿径向利用离心力推动流体向外运动的旋转叶轮；
一个引导从叶轮排出的流体的叶片；
一个具有面向叶轮的前端使得被叶轮排出的流体与其前端相撞击的叶片组件，叶片组件不与大气接触；
一个包围叶片组件而与大气接触的壳体。
其特征在于：至少叶片组件和壳体中的一个具有可变形弹性部分与叶片组件和壳体中的另一个相连，所以叶片组件与壳体间的连接刚度至少在叶轮的轴向、径向和圆周方向中的一个方向上被降低了。
2.一按权利要求1的流体机械，其特征在于：至少叶片组件和壳体中的一个有一销钉同叶片组件和壳体中的另一个相连，该销钉包括可变形弹性部分，通过每个可变形弹性部分叶片组件的变形传递到了壳体上。
3.一按权利要求1的流体机械，其特征在于：至少叶片组件和壳体中的一个与叶片组件和壳体中的另一个在叶轮圆周方向上多处空间上彼此分隔开的连接点，这些连接点包括可变形弹性部分，叶片组件的弹性变形就是通过这些可变形弹性部分传递到壳体上的。
4.一按权利要求1的流体机械，其特征在于：实质上只有可变形弹性部分防止了至少在半径方向向外的变形与圆周方向上的运动之一，叶片组件的这一变形与运动是由从叶轮排出的流体作用力产生的。
5.按权利要求1的流体机械，其特征在于：在叶轮的轴向上，至少在流体机械运转过程中的某个温度范围内，叶片组件相对壳体有微量运动。
6.一按权利要求1的流体机械，其特征在于：至少在叶轮的径向上和圆周方向上之一，由于从叶轮排出的流体作用力，叶片组件相对壳体可有微量运动，所以当可变形弹性部分与叶片组件和壳体中的一个相分离时，可变形弹性部分接近叶片组件和壳体中的另一个。
7.一按权利要求1的流体机械，其特征在于：叶片组件与壳体都有各自的接触面，通过这些接触面叶片组件与壳体相互接触，二者的接触压力保持在接触面间能存在流体层的程度。
8.一流体机械包括：
一个沿径向利用离心力推动流体向外运动的旋转叶轮；
一个引导从叶轮排出的流体的叶片；
一个具有面向叶轮的前端使得被叶轮排出的流体与其前端相撞击的叶片组件，叶片组件不与大气接触；
一个包围叶片组件并与大气接触的壳体。
其特征在于：叶片组件同壳体相分离，叶片组件的变形至少在叶轮轴向和径向的一个方向上不受壳体的限制。
9.一按权利要求1的流体机械，还包括一个弹性组件，它安装在叶片组件与壳体之间，它至少在叶轴的轴向，径向和圆周方向上之一有微小变形，使得叶片组件的变形至少在轴向和径向中的一个方向上不受弹性组件过大的限制。
10.一流体机械包括：
一个沿径向利用离心力推动流体向外运动的旋转叶轮；一个引导从叶轮排出流体的叶片；
一个具有面向叶轮的前端使得被叶轮排出的流体与其前端相撞击的叶片组件，叶片组件不与大气接触；
一个包围叶片组件并与大气接触的壳体。其特征在于：叶片组件与壳体相分离，由叶轮排出流体的作用力引起的叶片组件在径向和圆周方向上的运动，至少其中之一实质上仅通过叶片组件的一个轴侧面得以防止。
11.一个流体机械包括：
一个沿径向利用离心力推动流体向外运动的旋转叶轮；
一个引导从叶轮排出流体的叶片；
一个具有面向叶轮的前端使得被叶轮排出的流体与其前端相撞击的叶片组件，叶片组件不与大气接触；
一个包围叶片组件并与大气接触的壳体。
其特征在于：叶片组件与壳体相分离，壳体分为一同大气接触的外壳体和一被外壳体包围的内壳体，它位于外壳体与叶片组件之间不与大气接触，而与叶片组件接触。内壳体与外壳体分离，叶片组件与内壳体分离。
12.一按权利要求11的流体机械，其特征在于：叶片组件至少在叶轮的轴向和径向的变形之一不受内壳体的限制。
13.流体机械包括：
一个利用离心力沿径向向外推动流体的旋转叶轮；
一个容纳和支持叶轮的壳体；
一个输送被叶轮推排的流体的管路；
一个围绕管路吸收管路振动的减震器。
14.一按权利要求13的流体机械，其特征在于：壳体与减震器有一管路相固定，壳体包围一摩擦组件，摩擦组件可在壳体中滑动。
15.一按权利要求14的流体机械，其特征在于：摩擦组件中包括散粒状的减震粒，减震粒间互相接触。
16.一按权利要求13的流体机械，其特征在于：减震器包括一构成封闭减震室的壳体及节流孔，流体由此孔进入该封闭减震室。
17.一按权利要求13的流体机械，其特征在于：减震器包括一构成封闭减震室的壳体和节流孔，流体由节流孔从管路中进入此减震室中，散粒状的减震粒在此减震室内相互接触。
18.一流体机械包括：
一个利用离心力沿径向向外推动流体的旋转叶轮，
一个容纳和支持叶轮的壳体，
一个带输出轴的叶轮驱动器，
一个连接叶轮和输出轴的联轴节，
一个联轴节罩盖设置于壳体和叶轮驱动器之间并罩住联轴节，
其特征在于：联轴器罩盖包含有一个粘弹性组件。
19.一按权利要求18的流体机械，其特征在于：联轴器罩盖包括一与壳体相连的第一部件和与叶轮驱动器相连的第二部件，第一和第二部件是通过粘弹性组件而连接在一起的。
20.按权利要求18的流体机械，其特征在于：联轴器罩盖至少与壳体和叶轮驱动器之一通过粘弹性组件相互连接。
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