TW201640027A - 用於流體操作式泵浦之離心式葉輪以及該葉輪之製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種特別用於流體操作式泵浦的離心式葉輪，其包含一第一碟形本體以及一第二碟形本體，其同軸並相對，如此形成一內部空間，其內配置多個徑向葉片，該葉輪中央提供用於連結至一傳輸軸的裝置。該葉輪具有一第一葉輪部分以及一第二葉輪部分，這兩者相互卡住；該第一葉輪部分包含該第一碟形本體以及一部分該等葉片，而該第二葉輪部分包含該第二碟形本體以及該等葉片的剩餘部分。本發明也關於特別用於流體操作式泵浦的離心式葉輪之製造方法。

Description

用於流體操作式泵浦之離心式葉輪以及該葉輪之製造方法

本發明係關於離心式葉輪，尤其係關於流體操作式泵浦，以及該葉輪之製造方法。

如所知，離心式葉輪一般由彼此相向的一對成形碟狀本體所構成，如此形成一內部空間，其中有葉片定義出對應數量的通道並且徑向連接該兩個碟狀本體。

該葉輪也提供一輪轂或等效連結裝置，讓該葉輪連接至一泵浦或其他機器傳輸軸。

近年來，許多製造商已經製造出完全由塑膠製成的葉輪，因為這種葉輪具備容易製造、低生產成本、低組件重量以及不氧化等特性。

事實上在許多情況下，現今的聚合物材料具有類似(若非優於)金屬的特性。

不過，為了以最可能的方式應用塑膠及其變形技術所提供的可能性，因此有必要通過與傳統力學不同的規則來設計該等組件。

如此，應考慮例如塑膠的可加工性允許更有效率地設計葉輪形狀，但是通常這會遇到比較高的生產複雜度。

目前來說，製造商在設計射出成型塑膠材料製成的液壓葉輪最常採用的解決方案會遇到準備隨後相互組裝的兩個組件，通常利用超音波焊接。

一個組件通常包括連接至該驅動軸與該等葉片來移動液體的部分，而該另一個組件由一種碟片構成，設想成封閉該葉輪並建立該等葉片通道，其內流動液體。

雖然此建構技術似乎相當簡單，不過必須考慮到，射出成型遇到使用由兩部分構成的模具，其在處理結尾上必須開啟，以便將完成的部份抽出。

若該部分相對於該模具的開口移動具有凹口形狀的表面，藉由可移動部分，也就是利用衝壓動作致動的滑塊，可獲得配置在凹口內的體積。

配置在凹口形狀內的部份輪廓越複雜，滑塊的動作越複雜，需要非線性或複合移動。

因此，若該葉輪由大量葉片構成或具有複雜幾何形狀，則通常由製造商採用的該等部分之分段會遇到無法使用射出成型技術模造的情況，或遇到模具複雜度大幅提高成本的情況。

此後將更明瞭的此目標、這些目的以及其他由用於流體操作式泵浦的離心式葉輪所達成，該葉輪包含一第一碟形本體以及一第二碟形本體，兩者同軸並且相對，如此其內形成內部空間，其中配置多個徑向葉片；該葉輪的中央提供用於連結至一傳輸軸的裝置；該葉輪的特徵在於包含一第一葉輪部分以及一第二葉輪部分，兩者互相卡住；該第一葉輪部分包含該第一碟形本體以及一部分該等葉片；該第二葉輪部分包含該第二碟形本體以及該等葉片的剩餘部分。

此目標與這些目的也由用於製造特別是用在流體操作式泵浦的一離心式葉輪之方法所達成，其特徵在於包含以下步驟：-提供一第一葉輪部分，其包含一第一碟形本體以及一部分該等葉片，而該葉輪配備並在中央提供一輪轂，在機械上關聯於一傳輸軸；-提供一第二葉輪部分，其包含一第二碟形本體以及該等葉片剩餘部分，而該葉輪配備並在中央提供一貫穿孔； -該第一葉輪部分與該第二葉輪部分互相卡住，讓該第一碟形本體軸向相對於該第二碟形本體，並且將關聯於該第一碟形本體的該等葉片與關聯於該第二碟形本體的該等葉片結合，如此該等葉片對稱於該葉輪的該軸四周傾斜配置。

本發明的目標為解決上述問題，提供一種特別用於流體操作式泵浦的離心式葉輪，以及製造該葉輪的方法，允許以最可能的方式運用 聚合物材料的特性，同時不會忽視到組件幾何形狀對於模造與上模執行時的衝擊。

在此目標範圍內，本發明的特定目的為設計一種葉輪以及相應的製造方法，如此降低所需射出成型的複雜度及其成本。

本發明的另一個目的為提供一種葉輪以及允許解決許多組件相控問題的相應生產方法。

本發明的另一個目的為提供一種葉輪以及極為可靠並且便宜的相應製造方法。

1‧‧‧葉輪

10‧‧‧第一葉輪部分

11‧‧‧第一碟形本體

12‧‧‧第一葉片

13‧‧‧輪轂

14‧‧‧突出物

15‧‧‧突出物

20‧‧‧第二葉輪部分

21‧‧‧第二碟形本體

22‧‧‧第二葉片

23‧‧‧貫穿孔

24‧‧‧座位

25‧‧‧突出物

從根據本發明的較佳但非專屬，特別是用於流體操作式泵浦離心式葉輪之具體實施例中，藉由附圖中非限制範例，將可更加了解進一步特性與優勢，其中：第一圖為根據本發明藉由根據本發明的方法所獲得之葉輪頂視圖；第二圖為沿著第一圖中II-II平面的剖面圖；第三圖為根據本發明藉由根據本發明的方法所獲得之葉輪部分頂視圖；第四圖為沿著第三圖中IV-IV平面的剖面圖；第五圖為第三圖中該葉輪部分的底視圖；第六圖為根據本發明藉由根據本發明的方法所獲得之另一個葉輪部分透視圖；第七圖為第六圖中該葉輪部分的底視圖；第八圖為沿著第七圖中VIII-VIII平面的剖面圖。

請參閱附圖，特別用於流體操作式泵浦的一離心式葉輪一般指定給參考編號1。

根據本發明，葉輪1由互相卡住的一第一葉輪部分10與一第 二葉輪部分20所形成，第一葉輪部分10包含具有複數個第一葉片12的一第一碟形本體11。

第一葉片12圍繞葉輪部分10的軸徑向對稱配置，並且只構成葉輪1上整個葉片之一部分。

在本發明的此具體實施例內，第一葉片12對應至葉輪1上該等葉片的一半，因此一定是偶數。

不過，精通技術人士了解，本發明的其他具體實施例在兩葉輪部分10和20之間可具有不同的葉片分佈。

有利地，在第一碟形本體11的中央上，具有一輪轂13或等效連結裝置，設想成在機械上關聯於圖式內未顯示的一傳輸軸。

同樣地，第二葉輪部分20包含一第二碟形本體21，其具有複數個第二葉片22圍繞該葉輪部分突出物的軸徑向對稱配置。

第二葉片22構成在葉輪1上完整呈現的該等葉片剩餘部分。

在此具體實施例內，第二葉片22對應至葉輪1中該等葉片的另一半。

換言之在例示的範例中，葉輪1中該等葉片的一半從第一碟形本體11延伸，並且該等葉片的另一半從第二元件20延伸。

在此方面，最重要就是指出第一葉輪部分10上所配置的一半該等葉片以及第二葉輪部分20上另一半葉片之選擇，導致每一葉輪部分上的該等葉片在生產時定位於一距離上，此距離為兩葉輪部分10和20互相卡住時所在距離的兩倍，如此構成葉輪1。

另外，第二葉輪部分20提供一貫穿孔23，其相對於第二碟形 本體21置中形成。

方便來說，貫穿孔23具有一截面積，大於傳輸軸的截面積，並且形成葉輪1的進氣口。

在葉輪1內，第二葉輪部分20與第一葉輪部分10同軸並相對，如此葉片22和12圍繞葉輪1的軸對稱傾斜分佈，以便定義包含在第一碟形本體11與第二碟形本體21之間的複數個徑向延伸通道。

在例示的範例中，當兩個葉輪部分10和20互相卡住時，葉片12與葉片22平均交錯，以形成該等通道。

利用調整的相控裝置賦予一致的通道尺寸，確定第二葉輪部分20相對於第一葉輪部分10的正確安置。

在例示的範例中，該等相控裝置由從葉片12突出的突出物14構成，以便互鎖在第二碟形本體21上形成的對應座位24。

根據較佳但並非專屬具體實施例，兩個葉輪部分10和20都由熱塑性材料製成，並且藉由超音波束產生的焊點互相卡住。

方便來說，在葉片12與第二碟形本體21之間的接點上以及在葉片22與第一碟形元件11之間的接點上提供焊接點。

在此方面，請注意到葉片12和22分別提供突出物15和25，其形成於邊緣上用於焊接。

在有利方面，突出物15和25大致上可將超音波束所傳輸的能量集中在焊接點上。

根據進一步具體實施例內，圖式內未顯示，兩葉輪部分10和20藉由化學固定裝置互相卡住，像是例如黏著劑或具有高黏性的聚合樹 脂。

根據進一步具體實施例內，圖式內未顯示，兩葉輪部分10和20藉由機械型錨定系統互相卡住，像是例如螺絲、鉚釘或其他。

根據本發明，也提供製造特別用於流體操作式泵浦的離心式葉輪之方法。

根據本發明的該方法適合用來製造上述葉輪，但是也可用於製造具有不同結構以及不同用途的葉輪。

根據本發明的該方法包含形成一第一葉輪部分10以及一第二葉輪部分20，較佳利用模造，例如射出成型，接著將該等兩葉輪部分接合在一起。

第一葉輪部分10包含具有葉片12的第一碟形本體11，並且在中央提供一輪轂13，其在機械上關聯於一傳輸軸。

在顯示的範例中，葉片12數量對應至葉輪1上整個葉片數量的一半。

同樣地，第二葉輪部分20包含具有葉片22的第二碟形本體21，並且在中央提供一貫穿孔13，其直徑大於該傳輸軸的直徑。

在顯示的範例中，葉片22數量對應至葉輪1上整個葉片數量的一半。

然後，如此形成的兩葉輪部分10和20互相卡住，較佳用超音波焊接。

利用排列兩葉輪部分10和20，如此第一葉輪部分10同軸並相對於第二葉輪部分20，開始該焊接操作。

然後，葉片12的該等自由邊緣相鄰配置，如此與第二碟形本體21匹配；葉片22的該等自由邊緣相鄰配置，如此與與第一碟形本體11匹配。

有利的是，利用在一個葉輪部分上形成調整突出物14，與另一個葉輪部分上提供同樣數量的對應座位24互鎖，確保焊接期間兩葉輪部分10和20正確配對。

在此點上，藉由超聲焊極，即是聲波發射器，應用正常壓力，將一超音波束同時傳輸到葉輪部分10和20之至少一者。

實際上發現，根據本發明，特別用於流體操作式泵浦的該離心式葉輪以及生產該葉輪的方法，完全達到所要的目標與目的。

特別是，經證實，根據本發明的該葉輪及該方法，可用最可能的方式來利用聚合物材料之特性，同時不會忽視到組件幾何形狀對於模造與上模執行時的衝擊。

如此，應該考慮到一半的葉片配置在第一葉輪部分上，另一半葉片配置在第二葉輪部分上，導致每一葉輪部分上的該等葉片在生產時定位於在完整葉輪上所在距離的兩倍。

這造成降低射出成型模具的複雜度，因此也降低完成產品的成本。

此方法也利用改良上述解決方案，解決可能發生的任何相控問題。

1‧‧‧葉輪

10‧‧‧第一葉輪部分

11‧‧‧第一碟形本體

12‧‧‧第一葉片

13‧‧‧輪轂

20‧‧‧第二葉輪部分

21‧‧‧第二碟形本體

22‧‧‧第二葉片

Claims (12)

1. 一種用於流體操作式泵浦的離心式葉輪，該葉輪包含一第一碟形本體以及一第二碟形本體，兩者同軸並且相對，如此其內形成內部空間，其中配置多個徑向葉片；該葉輪的中央提供用於連結至一傳輸軸的裝置；該葉輪的特徵在於包含一第一葉輪部分以及一第二葉輪部分，兩者互相卡住；該第一葉輪部分包含該第一碟形本體以及一部分該等葉片；該第二葉輪部分包含該第二碟形本體以及該等葉片的剩餘部分。
2. 如申請專利範圍第1項之葉輪，其中在於從該第一碟形本體延伸的該等葉片與從該第二碟形本體延伸的該等葉片結合，如此該等葉片圍繞該葉輪的該軸對稱傾斜分佈。
3. 如申請專利範圍第1項之葉輪，其中在於該等葉輪部分包含相控裝置。
4. 如申請專利範圍第3項之葉輪，其中在於該等相控裝置包含一葉輪部分上形成的二或多個突出物，並且調整成與該其他葉輪部分上所形成數量一樣的座位互鎖。
5. 如申請專利範圍第1項之葉輪，其中在於藉由一超音波束產生的焊接點，該第一葉輪部分關聯於該第二葉輪部分。
6. 如申請專利範圍第5項之葉輪，其中在於該等葉片包含突出物，將該超音波束所傳輸的能量大致集中在該等焊接點上。
7. 如申請專利範圍第1項之葉輪，其中在於藉由化學固定裝置，該第一葉輪部分關聯於該第二葉輪部分。
8. 如申請專利範圍第1項之葉輪，其中在於藉由機械固定裝置，該第一葉輪部分關聯於該第二葉輪部分。
9. 如申請專利範圍第1項之葉輪，其中在於連結至一傳輸軸的該等裝置包含一輪轂，以機械方式關聯於該傳輸軸，以及包含一貫穿孔，其直徑大於該傳輸軸的直徑；該輪轂形成於該第一碟形本體上；該貫穿孔形成於該第二碟形本體內。
10. 一種製造特別用於流體操作式泵浦的離心式葉輪之方法，特徵在於其包含以下步驟：-提供一第一葉輪部分，其包含一第一碟形本體以及一部分該等葉片，而該葉輪配備並在中央提供一輪轂，在機械上關聯於一傳輸軸；-提供一第二葉輪部分，其包含一第二碟形本體以及該等葉片剩餘部分，而該葉輪配備並在中央提供一貫穿孔；-該第一葉輪部分與該第二葉輪部分互相卡住，讓該第一碟形本體軸向相對於該第二碟形本體，並且將關聯於該第一碟形本體的該等葉片與關聯於該第二碟形本體的該等葉片結合，如此該等葉片對稱於該葉輪的該軸四周傾斜配置。
11. 如申請專利範圍第10項之方法，其中在於互相卡住該第一葉輪部分與該第二葉輪部分的該步驟包含藉由一超音波束形成焊接點。
12. 如申請專利範圍第10項之方法，其中在於互相卡住該第一葉輪部分與該第二葉輪部分的該步驟包含藉由一葉輪部分上形成的二或多個突出物，並且調整成與該其他葉輪部分上所形成數量一樣的座位互鎖，相控該等葉輪部分。