专利名称：具有螺旋形安装装置的离心泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种离心泵，其包括外壳、容纳在外壳中的内壳、环绕中 心轴线可旋转地支撑在内壳中的叶轮、与叶轮同心地布置的入口以及切向 出口，所述外壳包括杯形部件、罩部件和将所述罩部件安装到杯形部件上 的安装装置。
背景技术：
这样的离心泵是众所周知的。其杯形部件和罩部件通常包括在其外周 处的安装法兰。这些法兰设有孔，螺栓插入这些孔中将杯形部件和罩部件 互相夹紧。考虑到施加在外壳上的高内压和预期负荷，需要相当数量的螺 栓连接来可靠地使各部分互相连接。但是，如果离心泵需要维护，特别是 其叶轮或者内壳，这就产生了一个缺点。所述内壳例如处在高压和高速运 输的泥沙或矿物材料带来的高磨蚀的影响中。因此，内壳不时需要更换。 对于也处在同样磨损环境中的叶轮和邻近叶轮安装在外壳内的耐磨板，同 样需要更换。为了接近这些部件，.外壳必须打开，这意味着所有的螺栓连 接要移除。这是费力耗时的劳动。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种之前所述类型的离心泵，其具有快速 且易于接近外壳内的部件的优点。所述目的是这样实现的安装装置包括 具有互相作用的螺旋形状的安装设备，所述安装设备以这样的方式与杯形 部件以及与罩部件相关联，S口所述安装设备在一个方向上围绕轴线相互 旋转，导致所述杯形部件和所述罩部件的相互固定位置，所述安装设备在 相反的方向上围绕轴线相互旋转，导致所述杯形部件和所述罩部件的相互 拆卸位置。
根据本发明的离心泵，利用的是安装设备的一般形状，其形状具有螺旋特性。这种螺旋特性是离心泵的特别功能所固有的，这意味着，安装装 置可以非常方便地被包括在现有离心泵的设计中。依靠螺旋形状的陡度
(ste印ness)，杯形部件和罩部件可以在安装设备的或多或少的相互旋转之 后彼此释放。
根据本发明的安装设备，可以以多种方式实现。根据第一种可能性， 螺旋形状包括在杯形部件和罩部件之一上的螺旋形径向延伸的边缘，以及 相应的在所述部件另一个上的具有径向向内朝向沟槽的螺旋形轮廓。
进一步地，螺旋形状可以在杯形部件和罩部件的圆周上延伸过各种角 度。在优选实施例中，螺旋形状可以在，例如杯形部件圆周和罩部件圆周 的四分之三的部分上延伸。因此，当螺旋形状脱离接合，杯形部件和罩部 件可以方便的相互移除。优选地，在螺旋形状之外的杯形部件和罩部件的 圆周部分包括附加安装设备，例如螺栓。
考虑到外壳通常包括切线方向定向的出口的这一情况，可以方便地在 相应的螺旋形状部分的延伸处形成具有直边部分的边缘和轮廓。杯形部件 和罩部件的这些直边部分邻接外壳的切线方向定向的出口。特别地，所述 直边部分与相应的螺旋形状部分相切。
螺旋形状不需要在杯形部件和罩部件的整个圆周上延伸。在这种情况 下，从杯形部件上将另一部分移除，变得非常方便。因此在该实施例中， 在杯形部件和罩部件的圆周的部分上，没有边缘和轮廓之间的相互连接。 然而，外泵壳应当完全封闭以承受内部超压，因此，在相应的直边部分和 螺旋部分之间延伸的杯形部件的圆周部分和罩部件的圆周部分具有螺栓连 接。
为了有利于进一步将罩部件从杯形部件上移除的过程的目的，边缘在 圆周方向上的长度大于轮廓在圆周方向上的长度。因此，罩部件，特别是 其边缘，通常完全被支撑，而与罩部件相对于杯形部件的旋转位置无关。
当提供控制杯形部件和罩部件的相互旋转的控制设备时，得到组装和 拆卸杯形部件和罩部件的过程的进一步改进。通过启动这些控制设备，该 连接所需的手工劳动可以免除。控制设备可以通过多种方式实现，但是优 选地，控制设备包括可旋转地安装在杯形部件和罩部件之一上的齿轮，和 在所述部件另 一个上的相对于轴线弯曲的齿条。但是，如上所述，安装设备不需要形成杯形部件和罩部件整体部件。 因此，根据替换实施例，安装设备可以包括安装环，在该例中，在安装环 上以及杯形部件和罩部件两者至少之一上具有螺旋形状。在该实施例中， 杯形部件和罩部件的连接和拆开，可以通过相互旋转该环和具有螺旋形状 的其它部件或多个部件来实现。
连接或拆开步骤需要一定量的旋转；当螺旋形状包括多个延伸在安装
设备的圆周的连续部分之上的螺旋形部分时，该旋转量可以减少。
当安装设备包括径向地向外延伸的具有至窄端逐渐变细的截面的边缘 和相应形状的沟槽时，可以改进部件的连接或拆开过程。
之前描述的杯形部件和罩部件，其尺寸取决于泵的容积，质量通常很 大。之前描述的方法，例如旋转罩部件的控制设备，使得操作这些重的部 分变得更加方便。但是在组装和拆卸过程中，进一步希望以适当的方式相 对于杯形部件支撑罩部件。在该连接中，优选地提供支撑构件，罩部件围 绕轴线可旋转地支撑在支撑构件上，为了获得所需的支撑构件稳定性的目 的，该构件可以连接到外壳上。
罩部件以下面的方式关于支撑构件被支撑。所述罩部件具有底部支撑 扇形边缘，并且支撑构件包括使底部支撑扇形环滑动地容纳在其内部的底 部支撑扇形轮廓。可选地，设置滚轮来可旋转地支撑较低的部分。在具体
实施例中，支撑构件包括两个A形框架，其承载设有狭缝的环状扇形件， 而另一部分包括销钉，每个销钉滑动地容纳在相应的狭缝中。另外，支撑 构件可以以自动方式相对于外壳做往复移动。这样进一步有利于罩部件的 操作。当该罩部件从杯形部件上拆卸下来并支撑在支撑构件上时，罩部件 可以被支撑构件远离杯形部件移动。这样，可以容易地接近内泵壳和叶轮。 同样，在组装罩部件和杯形部件时，也可以利用支撑构件。同样地，所述 支撑构件在更换耐磨板的过程中也起作用。
如之前已经提到的，罩部件质量大，主要是因为其是用钢材料构造的。 为了进一步方便该罩部件的操作，其可以包含塑料材料。为了获得所需的 这种塑料材料罩部件的刚度，其中可以设置至少一个加强环。同样，杯形 部件可以包含塑料材料。
参考附图所示的离心泵的实施例来进一步描述本发明。 图1所示的是根据本发明的泵的实施例的抽吸侧的视图。图2所示的是根据图i中ii-n的剖面。图3所示的是泵的透视图。图4所示的是拆卸罩部件的泵的透视图。图5所示的是根据图6中V-V更大比例和更详细的显示罩部件的剖面。图6所示的是罩的内部视图。图7所示的是外壳的杯形部件的剖面。图8所示的是图2中关于密封的W1的放大比例的详图。图9所示的是去掉罩部件时关于图8中的密封的详图。图io所示的是安装设备包括环的实施例。图11所示的是通过安装设备的边缘和沟槽的剖面。
具体实施方式
如图1-4所示的离心泵包括外壳1，其内部容纳有如图2和图4可见的 内壳2。所述内壳2具有抽吸入口 3，和切向定位的出口4。具有该入口 3 的叶轮5支撑在内壳2内部，通过驱动轴6绕轴线24旋转。所述驱动轴6 依次可旋转地安装在支撑件上(未示出)，并连接到驱动马达(未示出)。相似地，外壳1具有与叶轮5的入口 3同轴的外壳入口孔7。在外壳入 口孑L7的对面，外壳1具有驱动轴6延伸穿过的轴孔8。通过盖9，驱动轴 6相对于外壳1密封。进一步地，外壳1具有切向定位的外壳出口孔10， 其与内壳2的出口4同轴。安装支撑件ll布置在外壳l上以支撑泵，例如 在船的甲板上。管12 (图中只示出了最末端)定位于距离离心泵l一定距 离处。通过中间管零件(未示出)，所述管12可以连接到外壳1的入口孔7， 如图4所示，特别地连接到抽吸嘴承磨环68，抽吸嘴承磨环68通过抽吸密 封69相对于叶轮5密封。可以清楚的看到，所述中间管零件被移开了，这 样，罩部件14的移位位置可以在图4中示出。外壳1包括杯形部件13和基本上平的罩部件14。之前提到的安装支撑件11附在所述杯形部件13上。罩部件14由支撑构件15相对于船的甲板 支撑。该支撑构件15包括两个A形框架16，其通过滚轮17在轨道18上往 复移动。在A形框架16之上安装有与轴线24同心的环状扇形件19。所述 环状扇形件19包括狭缝20，安装在罩部件2上的销钉21被支撑在其内。 另外，罩部件2包括与轴线24同心的底部支撑扇形边缘25。所述底部支撑 扇形边缘25然后被滑动地保持在底部支撑部分轮廓26中，其在横截面上 是径向向内定向的U形。由此，罩部件2在如图1、 2和3所示的安装位置 和如图4所示的旋转、拆卸位置之间可旋转地环绕轴线24支撑。同样，支 撑构件15可以用来支撑罩部件14，将所述罩部件14移动和安装到杯形部 件13上。耐磨板62和肩板(shoulder plate) 66连接到罩部件14的内表 面，邻近叶轮2。如图4所示，罩部件14包括定位于底部支撑扇形边缘25 (见图2)后 面的径向地、面向外凸出的封闭边缘22。所述封闭边缘22是相对于轴线 24的呈轻微螺旋形状的一部分，其包括相对于轴线24延伸超过约270度的 螺旋形部分27和直边部分28。螺旋形部分27在罩部件2的顶部终止，邻 接杯形部件1的出口孔10。进一步地，封闭边缘22包括法兰部分57，其 在切向出口4的位置处，并在螺旋形部分27和直边部分28之间延伸。所 述安装法兰设有一系列孔58，其目的将在下面描述。杯形部件13设有类似螺旋和直线形状的轮廓23，如图2所示，轮廓 23具有U形截面，其径向向内并限定了沟槽33。所述轮廓具有螺旋形部分 29和直边部分30。从图l一4中可以清楚的看到，轮廓不是在杯形部件13 的整个圆周上延伸。特别地，在轮廓23的螺旋形部分29和轮廓23的直边 部分30之间延伸的圆周部分59，不具有所述轮廓。相反的，所述圆周部分 59包括螺纹孔，其目的将在下面描述。齿轮31可旋转地安装在轮廓23的 螺旋形部分29上，相应的弧形齿条32安装在罩部件14上。所述齿条32 与轴线24同心。耐磨板63和肩板67连接到杯形部件13上，邻近叶轮。随后，从图4开始描述罩部件14关于杯形部件13的安装过程。从图4 所示的位置，罩部件2通过支撑构件15向杯形部件13移动。在这个过程 中，考虑到罩部件14的旋转位置，罩部件14的边缘22可以移动通过杯形 部件13的轮廓23。当罩部件14邻接杯形部件13时，齿轮31和齿条32啮合，罩部件14可以被旋转。该旋转是通过旋转齿轮31获得，例如使用电动机(未示出)，由此，齿条32同罩部件14 一起被旋转。罩部件14的边 缘22逐渐接合到轮廓23的沟槽33中，特别地，边缘22的螺旋形部分27 被移动到轮廓23的螺旋形部分29内，边缘22的直边部分28被移动到轮 廓23的直边部分中。最后，螺栓61插入穿过罩部件14的法兰部分57中 的孔58，并且拧进杯形部件13的圆周部分59中的螺纹孔60内。这样，在 罩部件14和杯形部件13之间形成了紧密连接。以相反的方式从杯形部件13上拆卸罩部件14。移除罩部件14之后， 如果需要的话，可以更换叶轮5。同样，罩部件14的内壁35上的耐磨板 62禾口/或肩板66，以及耐磨板63 (移除叶轮2之后的后者)禾口/或肩板67 可以被移除。杯形部件13和另外的部件14都可以由塑料材料制成。如图5所示， 罩部件14包括内主壁35和外主壁36，之间是也可以由塑料材料制成的芯 37。在图示的实施例中，内主壁包括整体管状部分38 (限定了离心泵的入 口孑L7)，管12 (参见图l一4)可以通过中间管零件安装在其上。所述管状 部分38延伸并连接至外主壁36的开口 46。外主壁36包括轴向延伸的边缘 39,边缘39设有径向延伸的法兰40，法兰40连接到相应的内主壁35的径 向延伸法兰41。法兰40、 41一起形成了之前提到的边缘22。作为基本上平的部件，例如现在的罩部件14，相对于垂直作用在所述 部件上的载荷具有有限的刚度，因此，配备了加强环42、 43。外部加强环 42抵靠在轴向延伸边缘39的内表面上，并在主壁35、 36之间延伸。内部 加强环43抵靠管状部分38的外表面定位，并在外主壁36和内主壁35的 隆起部(ridge) 44之间延伸。在图示的实施例中，环42、 43都是环状，尽管也可以是其他形状。环 42、 43包含高强度纤维材料，例如碳纤维或者玻璃纤维，其在圆周方向盘 绕。因此，环42、 43使罩部件14具有相当的刚度，这意味着在内部超压 的情况下，所述罩部件14在所讨论的离心泵工作过程中的变形保持在可接 受限度内。根据本发明的罩部件14的重要优点是关于这样的事实其轴向尺寸相 对于现有技术中的钢制罩部件的轴向尺寸而言受到限制。所述的钢制的罩部件具备从其外主壁延伸的加强环，形成所述罩部件的相当大的轴向尺寸。当罩部件14由支撑构件15支撑时，耐磨板62禾n/或肩板66可以被移除。如图7的剖面所示，外壳1的杯形部件13也可以由塑料材料制成。最 终，所述杯形部件13包括外杯形元件50和内杯形元件51，每个都具有各 自的底部52、 53和各自的壁54、 55。壁54、 55相互连接，例如通过粘合， 而底部52、 53通过芯56互连。进一步地，具有面向内的U形沟槽33的轮 廓23，同外杯形元件50形成整体。通过如外壳1的杯形部件13容纳的连 接件47，所述外壳1中可以维持超压。如图8和图9所示，膨胀式密封环64存在于罩部件14和杯形部件13 之间。所述密封环64安装于杯形部件13的槽70中，槽70在轮廓23的沟 槽33的旁边开口。所述槽70同密封环64 —起，环绕杯形部件13的整个 圆周延伸，以获得外壳l内部空间所需的密封性。密封环64是具有一系列 外脊71的迷宫型密封环，其抵靠在罩部件14的表面来密封。密封环64的密封作用是通过使所述环膨胀实现的。膨胀步骤是通过向 密封环64中的内部腔室65中注入高压气体实现的。当罩部件14被从杯形 部件13移除或者安装到杯形部件13上时，首先，密封环64通过将高压气 体排出腔体65而收縮。这样，避免了由另外的部件14的移动可能产生的 对密封环64的任何损伤。密封64的收缩状态如图9所示，其同样示出了 以这种方式旋转的罩部件14:其螺旋形部分27刚从杯形部件13的轮廓23 的沟槽33旋转出来。在图10的替换实施例中，应用了安装环70。在安装环70内，罩部件 14的封闭边缘22容纳其中。进一步地，杯形部件13周围具有的封闭边缘 71同样容纳在安装环70内。最终，在所示的实施例中，安装环70包含相 当宽的沟槽33。沟槽33以及封闭边缘22和/或71都可以是螺旋形。通过 相对于罩部件14和杯形部件13旋转安装环70，得到所述部件13、 14的连 接和拆卸，类似之前描述的实施例。在图ll的实施例中，其非常类似图l一9的实施例，罩部件14的封闭 边缘22朝着窄端逐渐变细。杯形部件13的沟槽33具有类似形状。通过这 些锥形，可以进一步改进连接和拆卸过程。可以发现，如前所述，已经描述过了螺旋形状，其关于杯形部件13和罩部件14的圆周的主要部分延伸。但是，需要注意，可以在相互的延伸线 上应用多种螺旋形状部分。该实施例的优点是，为了将罩部件14和杯形部 件13关于彼此连接或拆开的目的，有必要是有限的旋转量。通常，如果两 个螺旋形状部分应用在相互的延伸线上，所需的旋转会减少一半。
权利要求
1. 一种离心泵，包括外壳(1)、容纳在外壳(1)中的内壳(2)、环绕中心轴线可旋转地支撑在内壳(2)中的叶轮(5)、与叶轮(5)同心地布置的入口(3)以及切线方向的出口(4)，所述外壳(1)包括杯形部件(13)、罩部件(14)和将所述罩部件安装到杯形部件(13)上的安装装置，其特征在于，安装装置包括具有相互作用的螺旋形状(29、27)的安装设备，所述安装设备以这样的方式与杯形部件(13)以及罩部件(14)相关联，即所述安装设备在一个方向上围绕轴线的相互旋转，导致所述杯形部件(13)和所述罩部件(14)的相互固定位置，并且所述安装设备在相反的方向上围绕轴线的相互旋转，导致所述杯形部件(13)和所述罩部件(14)的相互拆卸位置。
2、 如权利要求l所述的离心泵，其特征在于，安装设备包括在杯形部 件(13)和罩部件(14)之一上的螺旋形径向延伸的边缘(22)，以及在另 一个所述部件上的具有径向向内朝向沟槽(33)的相应的螺旋形轮廓(23)。
3、 如权利要求2所述的离心泵，其特征在于，螺旋形状(29、 27)可 以在例如杯形部件(13)圆周和罩部件(14)圆周的约四分之三的部分上 延伸。
4、 如权利要求3所述的离心泵，其特征在于，在螺旋形状(29、 27) 之外的杯形部件(13)和罩部件(14)的圆周部分包括附加安装设备，例 如螺栓(61)。
5、 如权利要求2—4中任意一项所述的离心泵，其特征在于，边缘(22) 和轮廓(23)各包括在相应的螺旋形部分(分别是27、 29)的延伸处的直 边部分(分别是28、 30)。
6、 如权利要求5所述的离心泵，其特征在于，直边部分(28、 30)相切于相应的螺旋形部分(27、 29)。
7、 如权利要求5或6所述的离心泵，其特征在于，在其相应的直边部 分(分别是30、 28)和螺旋形部分(分别是29、 27)之间延伸的杯形部件 (13)的圆周部分和罩部件(14)的圆周部分包括螺栓连接(58、 61)。
8、 如权利要求4一7中任意一项所述的离心泵，其特征在于，边缘(22) 的圆周方向上的长度大于轮廓(23)的圆周方向上的长度。
9、 如以上任意一项权利要求所述的离心泵，其特征在于，配备控制设 备(31、 32)以控制杯形部件(13)和罩部件(14)的相互旋转。
10、 如权利要求9所述的离心泵，其特征在于，控制设备包括可旋转 地安装在杯形部件(13)和罩部件(14)之一上的齿轮(31)，和在另一个 所述部件上的关于轴线(24)弯曲的齿条(32)。
11、 如权利要求1所述的离心泵，其特征在于，安装设备包括安装环 (70)，并且在安装环(70)上以及在杯形部件(13)和罩部件(14)至少 之一上设有螺旋形状(29、 27)。
12、 如权利要求ll所述的离心泵，其特征在于，在安装环(70)上以 及在杯形部件(13)和罩部件(14)两者上都设有螺旋形状(29、 27)。
13、 如以上任意一项权利要求所述的离心泵，其特征在于，螺旋形状 包括多个延伸在安装设备的圆周的连续部分之上的螺旋形部分。
14、 如以上任意一项权利要求所述的离心泵，其特征在于，安装设备 包括径向地向外延伸的、具有至窄端逐渐变细的截面的边缘，和相应形状 的沟槽。
15、 如以上任意一项权利要求所述的离心泵，其特征在于，罩部件(14) 包含塑料材料。
16、 如权利要求15所述的离心泵，其特征在于，罩部件(14)包括至 少一个加强环(42、 43)。
17、 如以上任意一项权利要求所述的离心泵，其特征在于，杯形部件 (13)包含塑料材料。
18、 如以上任意一项权利要求所述的离心泵，其特征在于，耐磨板(62) 被设置在罩部件(14)的内表面上。
19、 如以上任意一项权利要求所述的离心泵，其特征在于，耐磨板(63) 被设置在杯形部件(13)的内表面上。
20、 如权利要求19和19所述的离心泵，其特征在于，在各个耐磨板 (62、 63)和内壳(2)之间设置肩板(66、 67)。
21、 如以上任意一项权利要求所述的离心泵，包含在杯形部件(13) 和罩部件(14)之间的密封环(64)，其特征在于，所述密封环(64)是膨 胀式的。
22、 如权利要求21所述的离心泵，其特征在于，密封环(64)包含内 部腔室(65)，其可以连接到流体源以使密封环(64)膨胀。
23、 如以上任意一项权利要求所述的离心泵和用于支撑罩部件(14) 的支撑构件(15)形成的组合结构，其中罩部件(14)可围绕轴线(24) 旋转。
24、 如权利要求23所述的组合结构，其特征在于，支撑构件(15)可连接到外壳(1)上。
25、 如权利要求23或24所述的组合结构，其特征在于，罩部件(14) 设有底部支撑扇形边缘(25)，支撑构件(15)包括使底部支撑扇形环(25) 可滑动地或转动地容纳在其中的底部支撑扇形轮廓(26)。
26、 如权利要求23 — 25中任意一项所述的组合结构，其特征在于，支 撑构件(15)包括两个承载设有狭缝(20)的环状扇形件(19)的A形框 架，而另一部件(14)包括可滑动地容纳在相应的狭缝(20)中的销钉(21)。
27、 如权利要求23 — 26中任意一项所述的组合结构，其特征在于，支 撑构件(15)可相对于外壳(1)往复移动。
28、 如权利要求23 — 27中任意一项所述的支撑构件(15)的应用，其 用来相对于杯形部件(13)安装或拆卸罩部件(14)。
29、 如权利要求28所述的应用，其特征在于，当拆卸的罩部件(14) 通过支撑构件(16)被支撑时，可以移除或更换耐磨板(62)和/或肩板(66)。
全文摘要
本发明涉及一种离心泵，其包括外壳、容纳在外壳中的内壳、环绕中心轴线可旋转地支撑在内壳中的叶轮、与叶轮同心地布置的入口以及切线方向的出口，所述外壳包括杯形部件、罩部件和将所述罩部件安装到杯形部件上的安装装置，其中，安装装置包括具有相互作用的螺旋形状的安装设备，安装设备以这样的方式连接与杯形部件和罩部件相关联，即安装设备在一个方向上围绕轴线的相互旋转，导致所述部件的相互固定位置，安装设备在相反的方向上围绕轴线的相互旋转，导致所述部件的相互拆卸位置。
文档编号F04D29/40GK101275587SQ200810100379
公开日2008年10月1日 申请日期2008年3月24日 优先权日2007年3月23日
发明者H·H·布达伊哲, P·F·L·斯泰尔斯 申请人:Ihc荷兰Ie公司