专利名称：梯形或矩形截面流道离心泵的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种离心泵，确切地说是在泵的径向上具有流道截面面积沿流体流动方向不断增大的、蜗壳形状的冲压成型的离心泵。
泵是通用机械中品种规格最多、应用范围最广的一类机械产品。目前在泵类产品生产制造过程中，除采用注塑工艺少量生产某些泵类产品及其零部件外，常规应用的仍是传统的金属铸造一机械切削加工工艺。在泵类产品生产、特别是小型、微型离心泵类产品大批量制造过程中，由于铸造、机加工工艺的局限性，产品的设计性能往往难以的到保证。考虑到泵类产品的结构特点，在泵的制造中采用冲压成型技术是可行的。
国内外目前在离心泵蜗壳的冲压成型中普遍采用的是胀型工艺，其特点是在蜗壳成型时以弹性材料作为凸模，以硬质金属材料作为凹模，为完成壳体胀型成型后能够顺利脱模，凹模必须设计成两瓣以上的合分式结构；泵的压水室为非圆、变截面形状，现有产品中的压水室都是首先利用模具冲压对称的两半，然后焊接成型；如中国专利CN11045811C公开了一种冲压成型离心泵及其制造方法。常规使用条件下，离心泵采用梯形流道截面时的性能优于矩形流道，而矩截面流道又优于圆形截面流道。由于对材料落料计算、冲压过程中材料流动量计算和模具冲压间隙设计方面的原因，在现有冲压成型泵产品蜗壳的流道只能设计成近似为圆形的流道，采用胀型工艺成型，泵的性能无法达到最优化；同时，泵的流道也是其所输送流体的高压区，当采用胀型工艺时，使流道部位的材料拉延变薄，并随着流道截面的增加壳体变薄程度加大，直接影响了泵壳体的强度和刚度。因此，常规情况下，胀型工艺一般只适用于口径80mm以下、叶轮直径125mm以下、以厚度5mm以下金属板材为原材料的泵类产品壳体的冲压成型，同时由于壳体胀型模具的凹模采用的是合分式结构，模具制造难度高、使用寿命相对较短。
本实用新型需要解决的问题是，克服现有技术中存在的不足，提供一种具有梯形和矩形流道的、迷宫密封件不需要专门制作的、重量轻、制造成本低的冲压焊接成型的离心泵。
其具体的技术结构方案是这样的
梯形或矩形截面流道离心泵及冲压焊接成型制造方法梯形或矩形截面流道离心泵，包括壳体、后盖板、泵轴和叶轮，其特征在于壳体由进水管1、蜗壳3和压水室4组成；进水管1为圆柱管形；蜗壳3的轴向截面中部呈碗状，其碗状大口端沿径向外展拉深形成台阶形，同轴的另一端中部设有与进水口1配合的进水管口，蜗壳3的中部径向上、与进水管口呈90度方向上设有出水管口；压水室4与蜗壳3的出水管口连接，其轴向截面形状为弯曲的喇叭管形；后盖板10的轴向截面近似草帽形，其外展的边缘与蜗壳3的碗状大口端沿径向外展拉深形成台阶相配合；其轴向中部设有泵轴孔；蜗壳3与进水管1固定连接后形成进水口迷宫密封的一部分，在完成泵的总体组装后壳体与叶轮11相互配合形成进水口迷宫密封，壳体与后盖板10在完成泵的总体组装后形成完整的梯形或矩形流道。
所述蜗壳3上的进水管口和出水管口均为外翻边开口。
所述蜗壳3与进水管1的固定连接为固定焊合连接。
所述壳体与后盖板10在泵组装时通过螺栓紧固连接共同固定在托架前端法兰6上，并由密封圈9形成密封。
所述的进水管1的管口上设有进水法兰2。
所述压水室4的口上设有出水法兰5。
本实用新型设计合理，迷宫密封部件不需专门单独制造，结构相对简单，进水管1、蜗壳3和压水室4焊合连接后形成泵的壳体，与同类材质、同规格型号的铸造离心泵相比，重量减少30～50％，机械加工量减少80％以上，造价减少30％以上，节能、节材、生产效率高、制造过程无污染。与现有各种冲压焊接成型离心泵进水口迷宫密封部件需专门单独制造不同，本专利的进水口迷宫密封在蜗壳与进水口焊合时即已经自然形成，减少了产品零件数量、降低了制造成本；压水室采用回转冲压拉深工艺，无须经焊接即可整体成型，内腔表面更光滑、机械强度更高；蜗壳与压水室连接处采用冲孔翻边工艺，使在完成冲孔的同时形成一定尺寸的翻边，在壳体与压水室焊合时可与压水室进口对接，焊接定位方便、操作空间大便于焊接，焊接强度更为可靠、外观质量更好。
图1为本实用新型结构示意图，
图2为矩形流道冲压拉深蜗壳剖面结构示意图，图3是冲压弯曲拉深压水室剖面结构示意图，图4为图3的D向视图，图5为图3的I-I截面视图，图6为图3的II-II截面视图，图7为蜗壳冲压拉深模具构造、工作示意图。
以下结合附图，对本实用新型作进一步地说明。
实施例由
图1可见，该梯形或矩形截面流道离心泵，包括壳体、后盖板10、泵轴7和叶轮11。壳体由进水管1、蜗壳3和压水室4组成。进水管1为圆柱管形。蜗壳3的轴向截面中部呈碗状，其碗状大口端沿径向外展拉深形成台阶形的外翻边，同轴的另一端中部开设有与进水管1配合的进水管口，且进水管口为外翻边口；蜗壳3的中部径向上、与进水管口呈90度方向上开设有出水管口，且出水管口为外翻边口，见图2。压水室4与蜗壳3的出水管口连通，其轴向截面形状为喇叭管形，由图3、4、5、6可见其轴向截成变化情况。后盖板10的轴向截面近似草帽形，其外展的边缘与蜗壳3的碗状大口端沿径向外展拉深形成台阶形外翻边相配合；其轴向中部开设有泵轴孔。蜗壳3与进水管1固定焊合连接后形成进水口迷宫密封的一部分，壳体与叶轮11在完成泵的组装后相互配合形成进水口迷宫密封，壳体与后盖板10在完成泵的组装后形成在泵的径向上沿流体流动方向截面面积逐渐增大的、蜗壳形状的、完整的梯形或矩形截面流道。
其具体的制作工艺方法是，由冲压拉深成型的进水口1、蜗壳3以及回转冲压拉深成型的压水室4焊合而成壳体；泵的壳体与进水口法兰2、出水口法兰5焊合后，再与冲压焊接成型或铸造、注塑成型的叶轮11、冲压拉深成型的后盖板10、机械密封8、密封圈9、泵轴7组装成离心泵体；泵在组装后蜗壳3与后盖板10形成沿输送流体流动方向截面逐步扩大的梯形或矩形流道；进水口迷宫密封在泵完成组装后自然形成；泵轴7通过轴承安装在托架6上，并通过联轴器与电动机连接，也可以不使用托架6，而将电动机轴端法兰加工制造为适于泵体安装的形式，并将电动机轴加长直接用于安装叶轮，形成泵与电动机直联形式。
由图7可见加工蜗壳3的模具工作情况，其具体工作过程是这样的，将经过前道工序冲压拉深成型厚度为1.5～8.0mm的蜗壳毛胚13放置在整体凸模12和凹模15之间，在室温下、以600～10000KN的推力使凹模和凸模沿轴向合拢，直接形成泵的非对称、变截面流道蜗壳二次拉深毛坯件14；由图8可见，将前道工序冲压拉深后形成的厚度为2.0～8.0mm泵壳体压水室筒形毛坯17放置在采用硬质金属材料制的非圆、变截面、径向回转的凸模16和凹模19之间，在室温下，以500～15000KN的推力通过顶杆20和摆杆21使凸模16绕回转轴转动并与凹模19合拢，直接回转冲压拉深成型泵壳体压水室4。
权利要求1.梯形或矩形截面流道离心泵，包括壳体、后盖板、泵轴和叶轮，其特征在于壳体由进水管1、蜗壳3和压水室4组成；进水管1为圆柱管形；蜗壳3的轴向截面中部呈碗状，其碗状大口端沿径向外展拉深形成台阶形，同轴的另一端中部设有与进水口1配合的进水管口，蜗壳3的中部径向上、与进水管口呈90度方向上设有出水管口；压水室4与蜗壳3的出水管口连接，其轴向截面形状为弯曲的喇叭管形；后盖板10的轴向截面近似草帽形，其外展的边缘与蜗壳3的碗状大口端沿径向外展拉深形成台阶相配合；其轴向中部设有泵轴孔；蜗壳3与进水管1固定连接后形成进水口迷宫密封的一部分，壳体与叶轮11在完成泵的组装后相互配合形成进水口迷宫密封，壳体与后盖板10在完成泵的组装后形成完整的梯形或矩形流道。
2.根据权利要求1所述的梯形或矩形截面流道离心泵，其特征在于所述蜗壳3上的进水管口和出水管口均为外翻边开口。
3.根据权利要求1所述的梯形或矩形截面流道离心泵，其特征在于所述蜗壳3与进水管1的固定连接为固定焊合连接。
4.根据权利要求1所述的梯形或矩形截面流道离心泵，其特征在于所述壳体与后盖板10在完成泵的组装后形成梯形或矩形流道，其截面面积沿流体流动方向是不断增大的。
5.根据权利要求1所述的梯形或矩形截面流道离心泵，其特征在于所述的进水管1的管口上设有进水法兰2。
6.根据权利要求1所述的梯形或矩形截面流道离心泵，其特征在于所述压水室4的口上设有出水法兰5。
专利摘要本实用新型涉及一种泵,具体地说是梯形或矩形截面流道离心泵。其特征在于壳体由进水管1、蜗壳3和压水室4焊合组成;蜗壳3的轴向截面中部呈碗状,其碗状大口端沿径向外展拉深形成台阶形,同轴的另一端中部设有与进水口1配合的进水管口,蜗壳3的中部径向上、与进水管口呈90度方向上设有出水管口。本实用新型设计合理,迷宫密封部件不需专门单独制造,结构相对简单,与同类材质、同规格型号的铸造离心泵相比,重量减少30～50%,机械加工量减少80%以上,造价减少30%以上,节能、节材、生产效率高、制造过程无污染。
文档编号F04D29/42GK2490342SQ0123132
公开日2002年5月8日 申请日期2001年7月12日 优先权日2001年7月12日
发明者孙保群, 马振飞, 盛英泰, 汪韶杰 申请人:合肥工业大学, 合肥工大天洋泵业有限公司