專利名稱：螺旋離心泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1的前序部分所述的螺旋離心泵。本發(fā)明還涉及一種按照權(quán)利要求9的前序部分所述的用一螺旋離心泵輸送介質(zhì)的方法。
從文件CH 394814已知一種也稱為螺旋泵的螺旋離心泵。這種類型的回轉(zhuǎn)泵包括一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在一泵殼中的單獨(dú)的螺旋形延伸的葉片。該泵特別適合于輸送充滿固體添加物的液體，尤其適合于輸送帶有長(zhǎng)纖維成分的廢水。
泵吸帶有高濃度纖維固體物質(zhì)的液體的可能性由于該物質(zhì)傾向于生成長(zhǎng)綹纖維而受到限制。這能導(dǎo)致固體成分在泵吸路徑中沉積或堵塞而導(dǎo)致泵停止工作。
本發(fā)明基于提供一種更有利地輸送充滿固體添加物的液體的螺旋離心泵的目的。
該目的是用一種具有權(quán)利要求1的特點(diǎn)的螺旋離心泵來達(dá)到的。權(quán)利要求2～8的從屬權(quán)利要求涉及其它有利的實(shí)施例。該目的進(jìn)一步由一種具有權(quán)利要求9的特點(diǎn)的方法來達(dá)到。
滿足本發(fā)明的目的的螺旋離心泵包括一個(gè)有一入口孔的泵殼和一個(gè)設(shè)置在該泵殼中并可圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)方向的旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪，該葉輪有一個(gè)螺旋形延伸的葉片入口緣，帶一凸入設(shè)置在該入口孔區(qū)域中的葉輪的內(nèi)部空間中的導(dǎo)葉。
在一特定的有利設(shè)計(jì)中，該螺旋離心泵的導(dǎo)葉有一導(dǎo)葉緣，該引導(dǎo)葉緣順著葉輪的轉(zhuǎn)著方向沿流動(dòng)方向向著葉輪的中心逐漸地凸入該內(nèi)部空間。
當(dāng)泵吸高濃度的傾向于形成長(zhǎng)綹的纖維物質(zhì)時(shí)，按照本發(fā)明的螺旋離心泵特別有利。如果該漂浮的纖維狀固體物質(zhì)的固體濃度繼續(xù)增大，那么就會(huì)導(dǎo)致在抽吸管線中生成小球而在葉輪通道中增大摩擦。在這方面，如果達(dá)到一定的極限值，那么液壓力單獨(dú)就不再能夠泵吸物質(zhì)，其后果是螺旋離心泵發(fā)生堵塞。本發(fā)明的螺旋離心泵能阻止這種堵塞是由于葉輪的螺旋區(qū)段的開端的螺旋形葉片入口緣相對(duì)于固定地配置的凸出的導(dǎo)葉而轉(zhuǎn)動(dòng)，使該葉片入口緣和導(dǎo)葉以這樣的方式相互配合，以致位于它們之間的固體物質(zhì)被轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片入口緣所嚙合而松散和/或沿葉片入口緣被壓入流動(dòng)方向。通過導(dǎo)葉和螺旋離心葉輪的這種相互配合，在液壓力之外，一個(gè)基本上沿泵吸方向作用的機(jī)械力施加在輸送介質(zhì)上，該力阻止固體成分在泵吸路徑中的積累。
在另一有利的實(shí)施例中，引導(dǎo)葉輪緣形成一條固定的三維曲線，而由于可轉(zhuǎn)動(dòng)的螺旋離心葉輪，葉片入口緣形成一條可轉(zhuǎn)動(dòng)的三維曲線，這兩條三維曲線最好這樣設(shè)計(jì)，使得它們互相配合而這樣延伸，使它們?cè)谌~輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)互相移動(dòng)經(jīng)過而具有小的相互間隔或彼此互相接觸。由此，位于兩條三維曲線之間的固體物質(zhì)沿三維曲線的延伸方向機(jī)械地移動(dòng)，并因而基本上沿流動(dòng)方向移動(dòng)和打散或沿流動(dòng)方向壓緊。
在另一有利的實(shí)施例中，該導(dǎo)葉緣和/或葉片入口緣至少部分地有一切割刃，使得共同移動(dòng)的兩條三維曲線之間的固體物質(zhì)還可以額外地機(jī)械地弱化或粉碎。對(duì)于傾向于形成長(zhǎng)綹纖維的固體物質(zhì)，這造成長(zhǎng)綹纖維的弱化、打散、粉碎或切割，從而防止長(zhǎng)絡(luò)纖維在泵吸路徑中的積累，從而保證螺旋離心泵連續(xù)可靠地操作而不會(huì)中斷。
與導(dǎo)葉緣和/或葉片入口緣的設(shè)計(jì)無關(guān)，兩條三維曲線的相互剪切、分離或夾緊作用也能夠切割、粉碎或弱化固體纖維物質(zhì)如紙張、繩索、木材或固體物質(zhì)如塑料、橡膠、金屬或玻璃。
下面參照實(shí)施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明。附圖中

圖1是通過一螺旋離心泵的軸向截面圖；圖2是該螺旋離心泵的入口孔的前視圖；圖3和4是葉片入口緣和導(dǎo)葉緣的兩種不同的總角度；以及圖5是可以移動(dòng)地設(shè)置的導(dǎo)葉。
圖1的螺旋離心泵包括一個(gè)設(shè)置在泵殼3內(nèi)的螺旋離心葉輪2，葉輪2可以沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向4a圍繞旋轉(zhuǎn)軸線2d轉(zhuǎn)動(dòng)。螺旋離心葉輪2有一螺旋形延伸的葉片入口緣2a以及外輪廓2c。螺旋離心葉輪2固定地連接在泵軸4上。泵殼3包括一個(gè)錐形抽吸殼部分3a、一個(gè)螺旋形殼部分3b、一個(gè)入口孔3c和一個(gè)出口孔3d。有一導(dǎo)葉緣5a的凸出的導(dǎo)葉5固定地設(shè)置在入口孔3c的區(qū)域內(nèi)并在泵殼3的內(nèi)部空間中凸出且也在螺旋離心葉輪2的內(nèi)部空間中。在本文件中，術(shù)語“葉輪2的內(nèi)部空間”將被理解為這樣一個(gè)內(nèi)部空間，當(dāng)螺旋離心葉輪2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該內(nèi)部空間被外輪廓2c界定，使得在螺旋離心葉輪2的頂點(diǎn)區(qū)域中或在螺旋區(qū)段6a內(nèi)的最大值處，導(dǎo)葉5至少部分地伸入該內(nèi)部空間中，而螺旋離心葉輪2在外面圍繞導(dǎo)葉5，如圖1中所示。螺旋離心泵1也包括一個(gè)螺旋區(qū)域6a和一個(gè)離心區(qū)段6b。被泵1泵吸的介質(zhì)沿流動(dòng)方向S流動(dòng)。
圖2表示入口孔3c沿圖1中A的方向的前視圖，而葉輪2和導(dǎo)葉5可在泵1的內(nèi)部識(shí)別。對(duì)于葉輪2，螺旋形延伸的葉片入口緣2a是明顯的，該入口緣2a向著旋轉(zhuǎn)軸線2d下降并沿軸向伸展到后者中。葉片入口緣2a的最前方區(qū)段由于導(dǎo)葉5而不能直接看到，并因此用虛線表示。
在圖1和2中，導(dǎo)葉5這樣設(shè)計(jì)，使得導(dǎo)葉緣5a沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向4a轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)沿旋轉(zhuǎn)軸線2d方向逐漸伸出而沿徑向和軸向兩方向伸入葉輪2的內(nèi)部空間中。導(dǎo)葉緣5a形成一條固定的三維曲線，而葉片入口緣2a形成一條可圍繞葉輪軸線2d轉(zhuǎn)動(dòng)的三維曲線。在該例示的實(shí)施例中，這兩條三維曲線2a，5a這樣設(shè)計(jì)，使得它們互相配合而這樣延伸，以致導(dǎo)葉緣5a形成一個(gè)導(dǎo)葉緣區(qū)段5b，而葉片入口緣2a有一葉片緣區(qū)段2b，其內(nèi)該導(dǎo)葉緣5a和葉片入口緣2a彼此間有一小的相互間隔(取決于葉輪2的相應(yīng)位置)或彼此互相接觸。該小的相互間隔可以例如為0.1～30mm。這一帶有最小可能間隔的位置用葉片緣區(qū)段2b上的點(diǎn)P1和導(dǎo)葉緣區(qū)段5b上的點(diǎn)P2例示。由于葉輪2沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向4a的轉(zhuǎn)動(dòng)，點(diǎn)P1、P2在圖1中基本上沿旋轉(zhuǎn)軸線2d的方向Q1移動(dòng)，而在圖2中基本上沿Q2的方向移動(dòng)，對(duì)應(yīng)于導(dǎo)葉緣5a的形狀。以這種方式，安置在葉片緣區(qū)段2b和導(dǎo)葉緣區(qū)段5b之間的固體材料基本上沿方向Q1也即沿流動(dòng)方向S機(jī)械地輸送。
導(dǎo)葉5可以以最各不相同的方式設(shè)置在泵殼中，并這樣設(shè)計(jì)，使得固定的導(dǎo)葉緣5a和轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片入口緣2a相互配合而使固定材料通過這些緣2a、5a的共同協(xié)作而被機(jī)械地輸送，特別是沿流動(dòng)方向S。
從圖2清楚看到，葉片緣區(qū)段2b在點(diǎn)P1處有一切線T1而導(dǎo)葉緣區(qū)段5b在點(diǎn)P2處有一切線T2，當(dāng)從入口孔3C考慮時(shí)，如圖所示，這兩條切線T1、T2有一個(gè)相交角α。角α至少為10度，最好為30度～150度，尤其是60度～120度。角α最好永遠(yuǎn)不要小于那樣一個(gè)角度，在該角度時(shí)不再能保證固體材料在葉片入口緣2a上或在葉片入口緣2a和導(dǎo)葉緣5a之間的滑動(dòng)。
圖3和4類似于圖2，它們用兩個(gè)細(xì)部圖表示兩條不同地延伸的三維曲線，即葉片入口緣2a和導(dǎo)葉緣5a，兩個(gè)點(diǎn)P1、P2處切線T1、T2的夾角α在圖3中等于約110度而在圖4中等于約90度。角α由三維曲線2a、5a的行程確定，并因此能在螺旋離心泵1的設(shè)計(jì)中相應(yīng)地選擇?？梢赃@樣選擇三維曲線2a、5a的行程，使得在點(diǎn)P1、P2沿方向Q2移動(dòng)期間基本上保持恒定。通過相應(yīng)地延伸三維曲線2a、5a，角α也可在點(diǎn)P1、P2沿方向Q2移動(dòng)期間增大和/或減小。
在一種有利的設(shè)計(jì)中，葉片緣區(qū)段2b和/或?qū)~緣區(qū)段5b的至少一部分形成為一個(gè)邊緣、切割的刃或葉片，以便弱化或切過安置在區(qū)段2b、5b之間的固體材料。
通常，角α選擇得越大，沿邊緣區(qū)段2b、5b推動(dòng)的固體材料也就越多，或者相應(yīng)地，角α選擇得越小，固體材料就越容易被邊緣區(qū)段2b、5b分開。此外，通過適當(dāng)?shù)爻尚?，可以確定有效邊緣區(qū)段2b、5b的長(zhǎng)度。因此，可以按照預(yù)期的固體材料和添加物來使螺旋離心泵以這樣的方式最優(yōu)化，也就是使得以相應(yīng)的最優(yōu)方式來選擇迦緣區(qū)段2b、5b及其夾角α，以便阻止泵的堵塞和(例如)額外地提高泵吸效率。
圖5表示螺旋離心泵1的另一實(shí)施例，在其入口孔3c中設(shè)置一個(gè)防磨損的套管7，套管7固定地連接在導(dǎo)葉5上。套管7可以用一個(gè)未示出的附接機(jī)構(gòu)牢固地連接在泵殼3上。
當(dāng)松開該緊固機(jī)構(gòu)時(shí)，套管7因而還有導(dǎo)葉5可以沿移動(dòng)方向R移動(dòng)。這種配置特別具有可以調(diào)整葉片入口緣2a和導(dǎo)葉緣5a之間的距離的優(yōu)點(diǎn)，尤其是分別沿R或Q1方向的點(diǎn)P1、P2的間距。在泵操作期間，葉片入口緣2a和/或?qū)~緣5a被磨損，使得點(diǎn)P1、P2的距離在操作中隨時(shí)間而增大。因此套管7使導(dǎo)葉5的位置能夠在一定的時(shí)間間隔后分別沿位移R或Q1的方向重新調(diào)置。套管7也可這樣設(shè)計(jì)，使得它也能在入口孔3c中轉(zhuǎn)動(dòng)，也即相對(duì)于葉輪軸線2d可以轉(zhuǎn)動(dòng)，以便使套管7在松開狀態(tài)中轉(zhuǎn)動(dòng)并因而使導(dǎo)葉5的位置轉(zhuǎn)動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種螺旋離心泵(1)，包括一個(gè)有一入口孔(3c)的泵殼(3)和一個(gè)配置在該泵殼(3)中并可圍繞一根沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向(4a)的旋轉(zhuǎn)軸線(2d)轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪(2)，該葉輪(2)有一呈螺旋形延伸的葉片入口緣(2a)，其特征在于，在入口孔(3c)的區(qū)域中設(shè)置一個(gè)凸入葉輪(2)的內(nèi)部空間中的導(dǎo)葉(5)。
2.按照權(quán)利要求1的螺旋離心泵(1)，其特征在于，導(dǎo)葉(5)可沿旋轉(zhuǎn)軸線(2d)的方向移動(dòng)并可以固定地安裝。
3.按照上述權(quán)利要求之一的螺旋離心泵(1)，其特征在于，導(dǎo)葉(5)有一導(dǎo)葉緣(5a)，在沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向(4a)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該導(dǎo)葉緣(5a)沿旋轉(zhuǎn)軸線(2d)的方向逐漸凸入葉輪(2)的內(nèi)部空間中。
4.按照權(quán)利要求3的螺旋離心泵(1)，其特征在于，導(dǎo)葉緣(5a)形成一固定的三維曲線，而葉片入口緣(2a)形成一可轉(zhuǎn)動(dòng)的三維曲線，這兩根三維曲線設(shè)計(jì)成比互相配合的方式延伸，使得導(dǎo)葉緣(5a)有一導(dǎo)葉緣區(qū)段(5b)，而葉片入口緣(2a)有一葉片緣區(qū)段(2b)，其中導(dǎo)葉緣(5a)和葉片入口緣(2a)有一取決于葉輪(2)的位置的相互間隔或彼此互相接觸。
5.按照權(quán)利要求4的螺旋離心泵(1)，其特征在于，在葉片緣區(qū)段(2b)和導(dǎo)葉緣(5b)中形成相應(yīng)的點(diǎn)(P1，P2)，它們具有在葉片緣區(qū)段(2b)和導(dǎo)葉緣區(qū)段(5b)之間的最小相互間隔，在葉輪(2)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)這兩個(gè)點(diǎn)(P1，P2)沿流動(dòng)方向(S)移動(dòng)。
6.按照權(quán)利要求5的螺旋離心泵(1)，其特征在于，葉片緣區(qū)段(2b)在點(diǎn)(P1)處有一切線(T1)，而引導(dǎo)葉片緣區(qū)段(5b)在點(diǎn)(P2)處有一切線(T2)，當(dāng)從入口孔(3c)考察時(shí)，這兩條切線(T1，T2)形成至少10度的相交角(α)。
7.按照權(quán)利要求6的螺旋離心泵(1)，其特征在于，該相交角(α)處于30度和小于180度之間尤其處于60度和120度之間。
8.按照權(quán)利要求4～7中任何一項(xiàng)的螺旋離心泵(1)，其特征在于，葉片緣區(qū)段(2b)和/或?qū)~緣區(qū)段(5b)至少部分地形成為一個(gè)切割刃。
9.一種利用螺旋離心泵(1)輸送充滿固體添加物的液體的方法，其特征在于，借助于導(dǎo)葉(5)將該液體以這樣的方式引向旋轉(zhuǎn)葉輪(2)的葉片入口緣(2a)，使得至少一部分固體添加物沿該葉片入口緣滑動(dòng)。
10.按照權(quán)利要求9的方法，其特征在于，當(dāng)葉輪(2)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)葉板(5)的導(dǎo)葉緣(5a)和葉片入口緣(2a)相互配合，使得處在葉片入口緣(2a)和導(dǎo)葉緣(5a)之間的固體添加物被葉片緣(2a)和葉板緣(5a)機(jī)械地粉碎和/或沿流動(dòng)方向(S)移動(dòng)。
全文摘要
一種螺旋離心泵(1)，包括一個(gè)有一入口孔(3c)的泵殼(3)和一個(gè)設(shè)置在該泵殼(3)中而可圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)方向(4a)的旋轉(zhuǎn)軸線(2d)轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪(2)。葉輪(2)有一個(gè)螺旋形延伸的切片入口緣(2a)和一個(gè)凸入葉輪(2)的內(nèi)部空間中并設(shè)置在入口孔(3c)的區(qū)域內(nèi)的導(dǎo)葉(5)。也描述了一種利用該泵輸送充滿固體添加物的液體的方法并對(duì)其提出權(quán)利要求。
文檔編號(hào)F04D1/00GK1926338SQ200480042676
公開日2007年3月7日 申請(qǐng)日期2004年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月7日
發(fā)明者M·施泰勒 申請(qǐng)人:弗里德科股份公司