专利名称：液体环式气泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按照权利要求1前序部分所述的那种液体环式气泵。
这种气泵(希科·哈格瑞夫斯活页“CHR系列液体环式泵”)具有一借助凸缘连接于驱动电机且构成抽吸和输送连接的连接壳体，一个罐形工作腔壳体，(具有一凸缘用来连接于上述连接壳体的凸缘，以及设置在上述两壳体之间一板形凸轮。所有壳体零件都是牢固的铸件，这是液体环式气泵的通常结构，因为其效率大体取决于叶片和工作腔壳体之间微小的间隙的保持，而且该间隙不得因壳体变形而受到影响。这也是其它类型的泵长期采用的价格较低的金属板结构未见之于液体环式气泵的原因。
本发明的目的在于提供一种造价低廉而又无损于质量的液体环式气泵。按照本发明，上述目的是通过权利要求1的特征，最好再加上从属权利要求的特征而实现的。上述目的主要是通过将工作腔壳体制成无连接的罐形深拉金属板零件而实现的。
从本发明的起因来说，必须克服的偏见是壁较薄的金属板零件不能保证与叶轮间隙相关的严格公差。在叶轮的端面和以其配合的壳体零件之间，即在板形凸轮和工作腔壳体之间必须要求严格的公差，以保证从高压下的叶片小室向低压下的叶片小室的溢流不会导致过大的效率损失。
当使用金属板时，由于工作腔底部较薄的壁结构，必须要预见到比相应的铸件会有较大的变形。但是，在本发明中上述现象已可不必顾及，其原因有二。首先，在叶片间构成通向板形凸轮的小室的叶轮在远离板形凸轮的一侧大致由一端盘或径向加宽的轮廓所封闭;因而在该侧的溢流通路比起与板形凸轮相配合的那侧要大，从而可以容许较大的间隙。第二，轴向推力以板形凸轮的方向作用在叶轮上，因此，增大的轴承间隙不会增加叶轮和板形凸轮间的临界间隙宽度，而最多增加叶轮的远离板形凸轮的那一端面和工作腔壳体底面之间的较小的临界间隙。中间连接设置在连接壳体内以保证工作腔壳体不会因制造过程中或使用中力的作用产生的变形而变形。这也适用于泄空开敞和工作液的输入。
确定已经公知在侧面通道风扇中，封闭叶轮的壳体部分地制成深拉金属板零件的形式(DE-B2331614);然而，本发明并不可能由上述方案得出，因为在上述已知的泵中，壳体并不是与叶轮相配合而形成一工作腔，因而并没有与其形成严密的间隙。在现有技术的方案中的金属板结构只能减少壳体的成本，而并不能克服当将金属板结构运用于液体环式气泵时遇到的特殊困难。
工作腔壳体最好具有一个基本径向的凸缘，用于连接至连接壳体，所述凸缘与工作腔的其余部分是整体的。这会引起下述问题。在从壳体的圆筒形部分向凸缘过渡处，在制造过程中产生一个圆角，该圆角会形成邻接于板形凸轮的圆周间隙。然而，尽力要使在壳体的所谓顶点处(叶轮的外缘最接近于壳体的周边处)有尽可能短的距离，以便于将从一个小室向最近的小室的在低压下的溢流保持在一个低水平上。在金属板壳体的圆角处形成的间隙构成一个附加溢流横截面。对此可作的一个补救是，在该部位的叶轮外缘设置透入间隙的凸起。但是在本发明中可以不必这样做，只要间隙的尺寸不超过一定的横截面积即可。更精确地说，离叶轮较近的，而且比间隙更靠近外侧的部分具有更宽的间隙的那些间隙区域是主要的问题所在。因此，如权利要求3和4所述，与可内接在间隙的横截面区域中的内圈尺寸相比较，上述的间隙横截面就是次要的了。上述内圈直径不应超过工作腔壳体壁厚的1.5倍，最好不超过其0.85倍，更具体地说，在具有普通叶轮直径的泵的情况中(例如，直径为125至210mm，转速为每分钟3000转)，不应大于叶轮直径的3.5%，最好不应大于叶轮直径的2.5%。
进入液环的密度大于液体的脏物颗粒留在液环中绕其外缘运行。大家知道，在液环的外缘，要在板形凸缘上设置一个除去脏物的开口，通过该开口可放出一部分带有上述颗粒的液体。脏物颗粒优先地收集在工作腔壳体圆角和板形凸轮之间的间隙内。因此，将除去脏物的开口设在上述间隙处是方便的，也就是说至少要毗邻上述间隙，不过，该开口最好全部或部分地处在工作腔壳体的圆筒形部分的内径的径向之外。
在本发明中提及工作腔壳体的深拉时，主要是指借助相互径向移动的两个刚性成形工具而产生的变形;不过，该术语也包括与成形技术有关的其它技术，如旋压，拉伸成形和高速成形。
当提及工作腔壳体的薄壁结构时是指壁厚为3至8mm，最好为4至6mm，而叶轮直径为125至210mm。对于较大的泵，所采用的壁厚相应增加。
下面参照附图对本发明的推荐实施例作更为详细的说明。
图1是泵的纵剖图;
图2是通过从工作腔壳体的圆筒形部分向其凸缘的过渡区域的放大纵剖图。
连接壳体3借助凸缘2连接于电机1(或连接于轴承座，一密封传动装置或类似装置)。连接壳体3内有泵的抽吸和输送腔，以及通向外侧的抽吸和输送连接件。接着是带有抽吸和输送孔(未画)的板形凸轮4以及与其相邻的工作腔壳体5，壳体5带有连接凸缘6以及远离传动装置的壳壁7。借助螺钉17将连接凸缘6连接于连接壳体3，将板形凸轮4夹在其间。借助另外的螺钉8将板形凸轮4紧固于连接壳体3。凸缘6及板形凸轮4相对于连接壳体3的定心都由下述方式实现用于两个螺钉17的，在凸缘6和板形凸轮4上的孔要求适当严格的公差。
设有叶片4的叶轮13在工作腔壳体5中转动，所述叶轮紧固在轴端15上，并且借助螺钉16可在纵向调节以便维持相关于板形凸轮4和远离电机的壳壁7的公差要求。轴纵向牢固地安装在电机1的距泵较近的轴承18中。电机1的远离泵的轴承不宜采用固定轴承的形式，因为否则的话电机轴的热膨胀就会影响到叶轮的位置。
表面密封设置在连接壳体3内，表面密封的弹簧支承在叶轮13上。
虽然叶轮轮毂的直径在板形凸轮4的方向上减小，但是为了更容易地通过板形凸轮4上的控制孔注入和泄空叶片小室，轮毂直径在远离传动装置的那一侧的方向上增加，最后形成一端盘19，端盘19与平面的壳壁7配合工作，其间有微小的间隙。壳壁7以及凸缘6的连接表面可以(但不必)是继表面加工的。但是应想到的是，在工作腔中不同的压力下，会产生稍许变形，因而在该部位的间隙会发生变化，可能增加。作用在叶轮上的轴向推力以相同的方向作用在由轴承18形成的间隙内。尽管如此，与叶轮另一端面上的相应损失相比较，无须顾及在叶轮和壳壁7之间会出现重大的溢流损失，这是由于溢流路径因存在叶轮端盘19而较长的缘故。
生产工作腔壳体5的深拉工艺会使壳体边缘出现圆角9和11。考虑到这一点，在叶片外角10要没有相应的圆角或斜边。但是，在加工壳壁7的表面过程中，壳体圆角9最好按照叶轮直径的需要尽量凹下。
为了防止在板形凸轮侧的壳体圆角11形成过大的溢流横截面，叶轮的叶片在该部位可具有一径向凸起12。然而，已发现，如果圆角11的半径20足够小，从而使得在圆角11，板形凸轮4和线22之间的，在壳体5的圆筒形部分延伸的，且平行于叶片14外缘的(即大致平行于轴线的)的间隙21的区域足够小，那么，上述凸起12也可以不设，实际上也不会影响效率。由于在这一问题上，较靠近轴线的这个区域的零件是决定性的，因而内接于这个区域的内圈23的尺寸可以用作尺度，其直径不得超过前面提到的数值。
叶轮直径为125mm时，工作腔壳体5的金属板厚度最好达大约4mm，叶轮直径为210mm时，上述厚度最好达大约6mm。
靠近于间隙21，通入连接壳体的一个专门腔室25的一孔24设置在板形凸轮4上，其布置最好至少毗邻线22，但最好如图2所示，至少部分地位于线22的径向之外。收集在间隙21中的脏物颗粒，连同一部分液体可以通过孔24从工作腔流出，进入腔室25，在腔室25中沉淀或定时从腔室25清出。
权利要求
1.一种可借助凸缘连接于传动装置的单级液体环式气泵，具有一构成抽吸和输送连接的连接壳体(3)，一毗邻所述连接壳体(3)的板形凸轮(4)，一工作腔壳体(5)，以及悬臂式装在工作腔壳体内，且密封地在其敞开端面与所述板形凸轮(4)配合工作而在其基本封闭端面(19)与工作腔壳体(5)的端壁(7)配合工作的转动叶轮(14)，所述工作腔壳体(5)设置得远离传动装置(1)，其中，所述工作腔壳体(5)是深拉金属板零件形式，而且所有中间连接都设置在连接壳体(3)上。
2.如权利要求1所述的液体环式气泵，其特征在于所述工作腔壳体(5)具有基本径向的连接凸缘(6)。
3.如权利要求2所述的液体环式气泵，其特征在于从工作腔壳体(5)的基本圆筒形部分至连接凸缘(6)的内侧过渡部位被倒成圆角(11)，内接于圆角(11)，板形凸轮(4)和平行于叶轮边缘且延伸工作腔边界的线(22)之间的拱上纵截面区域(21)的内圈(23)的直径不大于工作腔壳体壁厚的1.5倍。
4.如权利要求3所述的液体环式气泵，其特征在于所述内圈(23)的直径，作为一可选择的方案，不大于叶轮直径的3.5%。
5.如权利要求1至4中任一项所述的液体环式气泵，其特征在于一除去脏物的开口(24)设置在所述板形凸轮(4)上，使其至少毗邻板形凸轮(4)和从工作腔壳体(5)的圆筒形部分至凸缘(6)的过渡部位的圆角(11)之间的间隙(21)，最好完全或部分地位于所述工作腔壳体的圆筒形部分内径的径向之外。
全文摘要
可借助凸缘连接于传动装置的单级液体环式气泵中，抽吸和输送连接设置在准备连接于传动装置的连接壳体(3)上。壳体(3)远离传动侧设有板形凸轮(4)和内有叶轮(14)的工作腔壳体(5)。叶轮在敞开端面密封地板形凸轮配合工作，而在基本封闭端面(19)与壳体(5)的端壁(7)配合工作。壳体(5)为深拉金属板零件，无中间连接。为与连接壳体或板形凸轮连接，设有径向凸缘(6)。壳体(5)圆筒形部分至凸缘(6)的内侧过渡倒成圆角，圆角和凸轮(4)间的内接内圈直径不大于叶轮直径的3.5％。
文档编号F01C21/10GK1105425SQ9411533
公开日1995年7月19日 申请日期1994年9月15日 优先权日1993年9月16日
发明者克劳斯·道马格拉, 尤杜·塞基布莱特 申请人:西西股份有限公司