CN112292533A

CN112292533A - 双吸离心泵

Info

Publication number: CN112292533A
Application number: CN201980041400.8A
Authority: CN
Inventors: 小川宗一郎; 川崎裕之; 宫本考之
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2018-06-22
Filing date: 2019-05-29
Publication date: 2021-01-29
Also published as: WO2019244590A1; JP7213141B2; JP2020002948A; US20210115940A1; US11441576B2

Abstract

本发明涉及收容叶轮的外壳的加强构造。双吸离心泵包括旋转轴(1)、固定于旋转轴(1)的叶轮(2)、收容叶轮(2)的外壳(3)以及固定于外壳(3)的腿部(5)。外壳(3)具有与吸入口(6)连通的吸入蜗壳(20)。外壳(3)具有相互紧固的上壳体(3a)和下壳体(3b)，在构成吸入蜗壳(20)的下壳体(3b)的两侧面分别设有肋(28A、28B、28C)。在从旋转轴(1)的轴向观察时，肋(28A、28B、28C)沿旋转轴(1)的径向延伸。肋(28A、28B、28C)与腿部(5)分离。

Description

双吸离心泵

技术领域

本发明涉及双吸离心泵，特别涉及收容叶轮的外壳的加强构造。

背景技术

双吸离心泵包括供双吸型的叶轮固定的旋转轴和收容叶轮并形成液体的流路的外壳，通过使叶轮在外壳内旋转而使液体在外壳内升压，并将该升压的液体从排出口排出到外部。

当液体的压力作用于外壳时，在外壳的一部分产生高应力，外壳变形。若外壳变形，则存在外壳凸缘的接合面分离而发生漏水的情况。因此，要求外壳具有使外壳的变形为一定量以下的刚性。

由于双吸离心泵的外壳的形状复杂，因此外壳通常通过铸造制作。为了提高外壳的刚性，若使外壳整体的壁厚增厚，则外壳的重量增加，其结果，双吸离心泵整体的重量增加。

另一方面，若使外壳较薄，则存在外壳的机械强度低下，双吸离心泵无法通过耐水压试验的情况。进行该耐水压试验的目的在于检查双吸离心泵的漏水。具体来说，在将叶轮从旋转轴拆下的状态下，使外壳的包含吸入口、排出口在内的全部开口部闭合以在外壳内形成密闭空间，将该密闭空间以泵的最高排出压力的1.5倍压力的水充满，保持该状态3放置分钟以上，检查漏水及外壳的变形。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-44182号公报

专利文献2:日本特开2014-206140号公报

发明内容

发明要解决的课题

在该耐水压试验中，由于外壳被施加比正常运转时高的压力，因此外壳中产生高应力。因此，存在外壳的吸入蜗壳等面积宽的部位超过容许范围变形的情况。

因而，本发明目的在于提供不使外壳自身成为厚壁而能够抑制外壳的变形的双吸离心泵。

用于解决课题的手段

在一方案中提供一种双吸离心泵，其包括：旋转轴；固定于所述旋转轴的叶轮；收容所述叶轮的外壳；以及固定于所述外壳的腿部，所述外壳具有与吸入口连通的吸入蜗壳，所述外壳具有相互紧固的上壳体和下壳体，在构成所述吸入蜗壳的所述下壳体的两侧面分别设有至少1个肋，在从所述旋转轴的轴向观察时，所述肋沿所述旋转轴的径向延伸，所述肋与所述腿部分离。

在一方案中，所述肋的高度随着距所述肋的上端的距离而逐渐减小。

在一方案中，所述下壳体具有沿所述旋转轴的外周面延伸的半圆环部，所述肋的上端与所述半圆环部连接。

在一方案中，所述肋的下端与所述下壳体的外表面平滑连接。

在一方案中，分别设置在所述吸入蜗壳的两侧面的所述肋为多个。

在一方案中，多个所述肋中的至少1个肋的截面形状与其他肋的截面形状不同。

在一方案中，在从所述旋转轴的轴向观察时，多个所述肋位于以通过所述旋转轴的中心轴线的铅直线为中心线的扇形区域内，所述扇形区域的中心角为140度以下。

在一方案中，所述腿部位于多个所述肋的延长线上。

在一方案中，多个所述肋具有不同的长度，越是靠近所述吸入口的肋越长。

在一方案中，所述双吸离心泵还具备在所述上壳体的外表面设置的至少1个上侧肋。

在一方案中，所述双吸离心泵还具备在所述下壳体的底面设置的至少1个底面肋。

发明效果

根据上述本发明，肋不与腿部连接而与腿部分离。腿部不仅具有支承外壳的功能，还具有抑制泵运转时的外壳振动的功能。因此，通常，腿部的位置基于以上观点而必然确定。与此相对，肋的位置基于外壳的产生高应力的区域的大小及位置来确定。由于肋与腿部分离，因此肋的位置的自由度增加。此外，肋的数量也能够不考虑腿部而适当确定。因此，能够适当地将肋配置在下壳体加强所需的位置。

附图说明

图1是从斜上方观察本发明的双吸离心泵的一实施方式的立体图。

图2是从斜下方观察图1中示出的双吸离心泵的立体图。

图3是双吸离心泵的侧视图。

图4是图1中示出的双吸离心泵的纵剖视图。

图5A是示出肋的截面形状的例子的剖视图。

图5B是示出肋的截面形状的例子的剖视图。

图5C是示出肋的截面形状的例子的剖视图。

图5D是示出肋的截面形状的例子的剖视图。

图6是从斜上方观察本发明的双吸离心泵的其他实施方式的立体图。

图7是图6中示出的双吸离心泵的纵剖视图。

图8是从斜下方观察本发明的双吸离心泵的另一其他实施方式的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。图1是从斜上方观察本发明的双吸离心泵的一实施方式的立体图，图2是从斜下方观察图1中示出的双吸离心泵的立体图，图3是双吸离心泵的侧视图，图4是图1中示出的双吸离心泵的纵剖视图。

双吸离心泵包括旋转轴1、固定于旋转轴1的叶轮2、收容叶轮2并形成液体的流路的外壳3、以及固定于外壳3的多个腿部5。如图4所示，叶轮2为具备2个液体入口2a和1个液体出口2b的双吸型叶轮。2个液体入口2a位于叶轮2的两侧并相互朝向相反方向。液体出口2b位于叶轮2的外周部。

外壳3具有涡旋形状。外壳3包括由通过旋转轴1的中心轴线AX的水平面分割的上壳体3a和下壳体3b。在本实施方式中，4个腿部5与下壳体3b的底部连接。下壳体3b具有液体的吸入口6和将通过叶轮2升压的液体排出的排出口7。吸入口6与排出口7相互朝向相反方向。

上壳体3a与下壳体3b通过多个螺栓8相互紧固。更具体来说，上壳体3a的下端由上侧凸缘4a构成，下壳体3b的上端由下侧凸缘4b构成。上侧凸缘4a具有朝向下方的对合面，下侧凸缘4b具有朝向上方的对合面。上侧凸缘4a与下侧凸缘4b以在上侧凸缘4a的对合面与下侧凸缘4b的对合面之间夹入有未图示的托架的状态，使用多个螺栓8紧固。

如图4所示，旋转轴1以能够旋转的方式由在外壳3的两侧配置的轴承10支承。旋转轴1与外壳3之间的间隙由轴密封装置11封固。轴密封装置11为例如机械密封件。轴承10及轴密封装置11固定在轴承安装台座15上。该轴承安装台座15嵌入到在外壳3的两侧形成的环状突起16内。该环状突起16包围旋转轴1的外周面。环状突起16的上半部分为由上壳体3a的一部分构成的上侧半圆环部16a，环状突起16的下半部分为由下壳体3b的一部分构成的下侧半圆环部16b。构成环状突起16的上侧半圆环部16a及下侧半圆环部16b沿旋转轴1的外周面延伸。

上壳体3a及下壳体3b具有与吸入口6连通的吸入蜗壳20。吸入蜗壳20从吸入口6延伸至叶轮2的2个液体入口2a。上壳体3a及下壳体3b还具有与排出口7连通的排出蜗壳22。排出蜗壳22从叶轮2的液体出口2b延伸至排出口7。

旋转轴1与未图示的原动机(电动机或内燃机等)连接。在通过原动机使旋转轴1及叶轮2旋转时，液体经由吸入口6被吸入外壳3内。液体通过吸入蜗壳20而流入叶轮2的液体入口2a，与叶轮2的旋转相伴从叶轮2的液体出口2b排出到排出蜗壳22。液体流经排出蜗壳22而从排出口7排出。

在构成吸入蜗壳20的下壳体3b的两侧面设有用于加强下壳体3b的多个肋28A、28B、28C。这些肋28A、28B、28C是设置在下壳体3b的侧面上的侧面肋。在本实施方式中，设有3组肋、即第1肋28A、第2肋28B及第3肋28C。这些肋28A、28B、28C与下壳体3b构成由铸造物形成的一体构造物。上壳体3a也是铸造物。肋28A、28B、28C以横穿下壳体3b的两侧面内的在耐水压试验时产生高应力的区域的方式延伸。在图1至图3中，在耐水压试验时产生高应力的区域是由以符号G表示的单点划线包围的区域。更具体来说，该区域G是基于应力解析的结果确定的区域。

为了防止下壳体3b的变形(即，为了对下壳体3b进行加强)，肋28A、28B、28C在区域G上延伸。从图3可知，区域G位于旋转轴1的下方，从下壳体3b的下侧半圆环部16b扩展到底部。第1肋28A、第2肋28B及第3肋28C的上端与下侧半圆环部16b的外表面(下表面)连接，第1肋28A、第2肋28B及第3肋28C的下端与下壳体3b的外表面平滑连接。第1肋28A、第2肋28B及第3肋28C相互不交叉，在从旋转轴1的轴向观察时沿旋转轴1的径向延伸。肋28A、28B、28C由于相互不交叉，因此在铸造时不易产生缺陷(熔液流动不良)。

第1肋28A、第2肋28B及第3肋28C不与腿部5连接而与腿部5分离。腿部5不仅具有支承外壳3的功能，还具有抑制泵运转时的外壳3的振动的功能。因此，通常，腿部5的位置基于以上观点而必然确定。与此相对，肋28A、28B、28C的位置基于区域G的大小及位置来确定。在本实施方式中，肋28A、28B、28C与腿部5分离，因此肋28A、28B、28C的位置的自由度增加。从而能够适当地将肋28A、28B、28C配置在下壳体3b的加强所需的位置。

另外，肋的数量也可以根据需要改变。具体来说，肋的数量根据产生高应力的区域G的大小而适当确定。区域G的大小及位置可能根据泵的种类而变化。在区域G小的情况下可以设置1个肋，在区域G大的情况下，可以设置4个以上的肋。

如图2所示，本实施方式的双吸离心泵具备在2组腿部5之间延伸的2个底面肋30A、30B。这些底面肋30A、30B设置在下壳体3b的底面上。更具体来说，一组腿部5与吸入蜗壳20连接，底面肋30A设置在吸入蜗壳20的底面。底面肋30A的两端分别与吸入蜗壳20上的2个腿部5连接。另一组腿部5与排出蜗壳22连接，底面肋30B设置在排出蜗壳22的底面。底面肋30B的两端分别与排出蜗壳22上的2个腿部5连接。这2个底面肋30A、30B与旋转轴1的中心轴线AX平行地延伸。吸入侧的底面肋30A具有对吸入蜗壳20的底面进行加强的功能，排出侧的底面肋30B具有对排出蜗壳22的底面进行加强的功能。

如图3所示，在本实施方式中，在从旋转轴1的轴向观察时，第2肋28B位于从旋转轴1的中心轴线AX向下方延伸的铅直线CL上，第1肋28A及第3肋28C配置在第2肋28B的两侧。在本实施方式中，腿部5位于第1肋28A及第3肋28C的延长线上，但第1肋28A及第3肋28C延伸的方向不限于本实施方式。通常，在从旋转轴1的轴向观察时，产生高应力的区域G位于以通过旋转轴1的中心轴线AX铅直线CL为中心线的扇形区域内。扇形区域的中心角θ为140度以下。第1肋28A、第2肋28B及第3肋28C位于上述扇形区域内。

第1肋28A、第2肋28B及第3肋28C的高度随着距这些肋28A、28B、28C的上端的距离而逐渐减小。这是基于对在从内侧向外壳3施加水压时在下壳体3b上产生的应力进行解析得到的结果。根据应力解析，下壳体3b上产生的应力在吸入蜗壳20的中央最高，随着与下侧半圆环部16b分离而逐渐降低。第1肋28A、第2肋28B及第3肋28C的高度按照在下壳体3b上产生的应力的梯度而逐渐减小。第1肋28A及第3肋28C也具有相同的构成。

根据本实施方式，由于肋28A、28B、28C的高度按照应力梯度而变化，因此能够在使肋28A、28B、28C的整体的体积最小的同时，由肋28A、28B、28C确保下壳体3b所需的机械强度。作为结果，泵整体轻量化且实现低成本。此外，第1肋28A、第2肋28B及第3肋28C的下端与下壳体3b的外表面平滑连接，因此在铸造时不易在肋28A、28B、28C的下端产生缺陷(熔液流动不良)。

如图3所示，第1肋28A、第2肋28B及第3肋28C具有不同的长度，越是靠近吸入口6的肋越长。即，最接近吸入口6的第1肋28A比第2肋28B长，第2肋28B比距离吸入口6最远的第3肋28C长。第1肋28A、第2肋28B及第3肋28C的长度基于区域G的径向的宽度来确定。即，第1肋28A、第2肋28B及第3肋28C的长度与区域G的径向的宽度相同或比其长。第1肋28A、第2肋28B及第3肋28C具有对区域G整体充分加强所需的最低限长度。因此，肋整体的体积最小，作为结果，泵整体轻量化且实现低成本。

图5A是示出第1肋28A的截面的图。在本实施方式中，第1肋28A的截面为梯形。第2肋28B及第3肋28C的截面也同样地为梯形。在一实施方式中，第1肋28A、第2肋28B及第3肋28C的截面也可以如图5B所示为三角形，或是如图5C所示为半圆形，或者如图5D所示为半椭圆形。如图5A至图5D所示，第1肋28A的截面的宽度W随着远离下壳体3b的外表面而逐渐减小，因此在铸造时不易产生缺陷(熔液流动不良)。需要说明的是，第1肋28A、第2肋28B及第3肋28C的截面不限定于图5A至图5D中示出的例子，只要是在铸造时不易产生缺陷(熔液流动不良)的形状，则也可以是其他形状。

在一实施方式中，也可以是，第1肋28A、第2肋28B及第3肋28C中的至少1个肋的截面形状与其他肋的截面形状不同。例如，也可以是，第1肋28A、第2肋28B及第3肋28C全部具有不同的截面形状。

图6是从斜上方观察本发明的双吸离心泵的其他实施方式的立体图，图7是图6中示出的双吸离心泵的纵剖视图。本实施方式的未特别说明的构成与参照图1至图5说明的实施方式相同，因此省略其重复的说明。

如图6及图7所示，双吸离心泵还具备在上壳体3a的外表面设置的上侧肋33。上侧肋33位于上壳体3a的顶部，与旋转轴1的中心轴线AX平行地延伸。更具体来说，上侧肋33设置在排出蜗壳22的外表面上，以横穿排出蜗壳22的方式延伸。在一实施方式中，上侧肋33以横穿排出蜗壳22及吸入蜗壳20双方的方式延伸。上侧肋33只要在上壳体3a的外表面上，则既可以位于比上壳体3a的顶部靠吸入口6侧，也可以位于比上壳体3a的顶部靠排出口7侧。此外，也可以在上壳体3a的外表面设置多个上侧肋。

在双吸离心泵的运转中，排出蜗壳22承受最高的液体压力。设置在上壳体3a的外表面上的上侧肋33对包含排出蜗壳22的上壳体3a进行加强，能够防止上壳体3a(特别是排出蜗壳22)的变形。此外，能够使排出蜗壳22减薄，结果能够使双吸离心泵轻量化。

图8是从斜下方观察本发明的双吸离心泵的另一其他实施方式的立体图。本实施方式的未特别说明的构成与参照图1至图5说明的实施方式相同，因此省略其重复的说明。在以下的说明中，将在吸入蜗壳20的底面设置的底面肋30A称为第1底面肋30A。

双吸离心泵还具备在下壳体3b的底面设置的第2底面肋30C。更具体来说，第1底面肋30A及第2底面肋30C设置在吸入蜗壳20的底面上。第2底面肋30C的一端与吸入口6的背侧连接，第2底面肋30C的另一端与排出蜗壳22的底面连接。第1底面肋30A与旋转轴1的中心轴线AX平行，第2底面肋30C与旋转轴1的中心轴线AX垂直。在本实施方式中，第2底面肋30C与第1底面肋30A正交。第2底面肋30C沿经由吸入口6被吸入到外壳3中的液体的流动方向延伸。按照这种方式配置的第2底面肋30C能够防止由在液体的吸入方向上产生的应力引起的下壳体3b的变形。但本发明不限定于本实施方式。底面肋30A、30C能够基于在下壳体区域G上产生的应力采用最优配置或最优角度。

记载上述实施方式的目的在于具有本发明所属技术领域的普通知识的人员能够实施本发明。只要是本领域技术人员，当然能够实施上述实施方式的多种变形例，本发明的技术思想也可以应用于其他实施方式。因此，本发明不限定于所记载的实施方式，应解释为基于由权利要求书定义的技术思想的最宽范围。

工业实用性

本发明能够应用于双吸离心泵的收容叶轮的外壳的加强构造。

附图标记说明

1 旋转轴

2 叶轮

2a 液体入口

2b 液体出口

3 外壳

3a 上壳体

3b 下壳体

4a 上侧凸缘

4b 下侧凸缘

5 腿部

6 吸入口

7 排出口

8 螺栓

10 轴承

11 轴密封装置

15 轴承安装台座

16 环状突起

16a 上侧半圆环部

16b 下侧半圆环部

20 吸入蜗壳

22 排出蜗壳

28A 第1肋

28B 第2肋

28C 第3肋

30A、30B 底面肋

33 上侧肋

Claims

1.一种双吸离心泵，其特征在于，包括：

旋转轴；

固定于所述旋转轴的叶轮；

收容所述叶轮的外壳；以及

固定于所述外壳的腿部，

所述外壳具有与吸入口连通的吸入蜗壳，

所述外壳具有相互紧固的上壳体和下壳体，

在构成所述吸入蜗壳的所述下壳体的两侧面分别设有至少1个肋，

在从所述旋转轴的轴向观察时，所述肋沿所述旋转轴的径向延伸，

所述肋与所述腿部分离。

2.根据权利要求1所述的双吸离心泵，其特征在于，

所述肋的高度随着距所述肋的上端的距离而逐渐减小。

3.根据权利要求1或2所述的双吸离心泵，其特征在于，

所述下壳体具有沿所述旋转轴的外周面延伸的半圆环部，

所述肋的上端与所述半圆环部连接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的双吸离心泵，其特征在于，

所述肋的下端与所述下壳体的外表面平滑连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的双吸离心泵，其特征在于，分别设置在所述吸入蜗壳的两侧面的所述肋为多个。

6.根据权利要求5所述的双吸离心泵，其特征在于，

多个所述肋中的至少1个肋的截面形状与其他肋的截面形状不同。

7.根据权利要求5或6所述的双吸离心泵，其特征在于，

多个所述肋在从所述旋转轴的轴向观察时，位于以通过所述旋转轴的中心轴线的铅直线为中心线的扇形区域内，所述扇形区域的中心角为140度以下。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的双吸离心泵，其特征在于，

所述腿部位于多个所述肋的延长线上。

9.根据权利要求5至8中任一项所述的双吸离心泵，其特征在于，

多个所述肋具有不同的长度，越是靠近所述吸入口的肋越长。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的双吸离心泵，其特征在于，

还具备在所述上壳体的外表面设置的至少1个上侧肋。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的双吸离心泵，其特征在于，

还具备在所述下壳体的底面设置的至少1个底面肋。