专利名称：冲压焊接成型离心泵及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种泵和泵的制造方法，特别涉及一种用金属板冲压焊接成型的离心泵及其制造方法。
工业泵是一种需求量大面广的通用机械产品，广泛应用于各个领域，泵的制造通常方法是铸造法，铸造法是一种耗电高，耗材多，劳动强度大，对环境有污染的工艺；对于小流量、高扬程泵的某些部件，如出口宽度窄、流量小的叶轮，则因工艺所限而无法铸造。因此，开始研制利用金属板通过冲压成型和焊接连接的方法来制造叶轮，成为冲压离心泵，现有的一些冲压泵只有其叶轮部件采用金属板简单冲压，凸焊成型，而泵壳仍然采用铸造成型，原有铸造工艺的缺点仍无法根本克服，仍具有工艺困难，技术性能差。
有鉴于此，如何能使离心泵的的全部部件均能采用冲压焊接成型，减少环境污染，减轻工作强度，增加泵体的强度和技术性能，大幅度提高泵的运行效率，正是本发明研创动机所在。
本发明设计人凭借多年从事各类冲压产品研制生产加工等领域的实际经验，在反复研究论证的基础上，做一全新设计构成，终得本发明的产生。
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种全部采用冲压和焊接工艺制造的泵，其具有强度高，运行效率高的特点，泵壳有足够的强度和刚度来承受管路作用力和承受内部的压力离心泵。
本发明的另一目的是提供一种泵的全部部件均采用冲压焊接成型的工艺方法。
本发明的目的可以按下述实现本发明的泵壳、叶轮、迷宫环支架、迷宫环、后盖和底座通过冲压成型，其特征在于泵壳的制造工艺为采用耐磨金属材料制成其内部为径向向外逐渐增大的、断面呈大致半园形的接近360°全螺旋型的可开合凹模，采用可挤压流动的柔性或弹性材料做内部凸模，将金属板冲压成一个带凸缘的筒形件设置在模具之间，合闭模具，使柔性或弹性材料制成的凸模受膨胀，将原来的筒形件沿径向方向胀成为一个逐渐增大、断面呈大致半园形的接近360°全螺旋型的蜗壳体。上述内部凸模的柔性或弹性材料为聚氨脂橡胶。
本发明的冲压泵，由入口法兰、出口法兰、后盖、泵壳、叶轮构成，其特征在于泵壳有一个泵壳与叶轮之间冲压成一个沿液流方向、径向向外逐渐增大的，断面呈大致半园形的，接近360°全螺旋型涡室，并且有一个大致为椭园形的出口端孔，出口弯颈与泵壳的出口端孔连通。
本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。
泵壳在与入口法兰相连接的轴向外表面为一曲率逐渐变化的曲面；轴向曲率变化结合径向扩展高度，径向扩展越大，轴向曲率越小，这样的曲率变化使得泵壳在冲压时泵壳各部分的板材厚度更均匀，承受管道压力最平均，同时泵壳对外呈现强度和刚度处于最佳状态。
泵壳的端孔处出口弯颈为变直径椭圆型焊接在泵壳上，更符合流体流动截面要求，降低阻力和噪音，提高效率。
至少两个以上均匀分布的筋板连接泵壳和入口法兰，使管路作用力均匀分布在泵壳表面上，加强入口法兰的强度；筋板的横断面为U型，刚度好，可节省材料。
泵壳内设有迷宫环支架，连接支撑入口法兰的筋板与迷宫环支架支撑于泵壳的同一处的内外侧，使筋板和迷宫环支架互相支撑并增强泵壳的强度。
叶轮是由前叶轮板、后叶轮板及其之间夹持螺线型叶片构成，能有效提高叶轮片的强度。
叶轮入口、泵壳入口之间采用位于迷宫环支架内迷宫环密封，使得动静密封的密封面间隙少于0.5毫米，密封效果好。
综上所述，本发明具有下列技术特点1、所有离心泵部件均采用冲压焊接形成，工艺单一，将0.5-5毫米的金属板材料制造成离心泵的全部部件，较之铸造泵，重量相当于同类铸造泵的1/4，效率比同类泵高5-7％，造价相当于同类泵的2/3，节能节材，生产效率高，避免环境污染，减轻劳动强度；金属板材可选用不锈钢板材，耐腐蚀、寿命长，可输送高粘性浆体，可在-40℃-180℃的酸、强碱及其他腐蚀性介质中使用。
2、生产工艺设计巧妙，叶轮的结构形式解决了比转速Ns低于30，出口宽度1-2毫米的离心泵采用铸造工艺无法解决的难题；冲压成型的泵壳厚度均匀，形状为不均匀、不对称的蜗牛状的壳体，更符合流体的流畅需要，叶轮入口、泵壳入口之间的动静密封，采用密宫环密封，密封面间隙少于0.5毫米；出口弯颈为变直径椭圆型焊接在泵壳上，无疤痕。
3、离心泵壳体强度和刚度都实现最佳状态，可以承受最大程度的管路作用力和内部压力，广泛适用于小流量高扬程的液体加压输送场所。
图1为本发明离心泵的构造示意图。
图2为本发明离心泵的叶轮构造示意图。
图3为本发明离心泵的叶轮剖面图。
图4A为本发明离心泵的泵壳制造工艺模具构造示意图。
图4B为本发明离心泵的泵壳模中成型示意图。
图5A为本发明泵壳轴向剖视图。
图5B为本发明泵壳径向剖视图。
图5C为本发明泵壳径向螺旋线示意图。
图5D为本发明泵壳出口端孔剖视图。
图6A为本发明出口弯颈剖视图。
图6B为图6A的P向剖视图。
图6C为图6A的I-I向剖视图。
图6D为图6A的II-II向剖视图。
图6E为图6A的P向剖视图。
图6F为本发明出口弯颈纵向剖视图。
本发明的泵壳1、叶轮2、迷宫环支架10、迷宫环4、后盖5和底座11通过冲压成型，参见图4A和图4B，本发明泵壳的制造工艺为采用耐磨金属材料制成其内部为径向向外逐渐增大的、断面呈大致半园形的接近360°全螺旋型的可开合凹模17，采用可挤压流动的柔性或弹性材料做内部凸模18，内部凸模18的柔性或弹性材料可选用聚氨脂橡胶，将厚度为0.5-5毫米的金属板材料冲压成一个带凸缘的筒形件设置在模具之间，合闭模具，使柔性或弹性材料制成的凸模受膨胀，将筒形件沿径向方向胀成为一个逐渐增大、断面呈大致半园形的接近360°全螺旋型的蜗壳体。参见图5B，使泵壳1径向断面52在径向方向从一开始I至VIII呈一渐开螺旋线型，参见图5A，在吸入端轴向面51为一曲率逐渐变化的曲面，轴向曲率变化结合径向扩展高度，径向扩展越大，轴向曲率越小，从而使叶轮2过流断面变化更均匀，而且使吸入端金属板厚度变化也更均匀，刚度更好，强度更高。
参见图1，本发明离心泵由泵壳1、叶轮2、迷宫环支架10、迷宫环4、后盖5、泵轴21、底座11、入口法兰8、出口法兰23组成，泵体中心设置与电机13同轴通长的泵轴21，泵壳1上设有与电机联接的法兰；泵壳1有一个泵壳1与叶轮2之间冲压成一个沿液流方向、径向向外逐渐增大的，断面呈大致半园形的，接近360°全螺旋型涡室，并且有一个大致为椭园形的端孔22(参见图5D)，出口弯颈3与泵壳的出口端孔22连通；叶轮是由前叶轮板15、后叶轮板14及其中间夹持的螺线型叶片16构成，凸面接触焊连接成窄流道叶轮(参见图2和图3)；叶轮入口、泵壳入口之间采用位于迷宫环支架10内迷宫环4衬环密封，后盖5中心通过的泵轴21由轴承12支撑，并设有组合机械密封6和挡水圈7，泵轴前端插入泵壳中心，与叶轮固定连接；泵壳用螺栓固定在同轴电机的机壳端盖上，冲压成型的迷宫环支架10、出口弯颈3、底座11用凸面接触焊接在泵壳上；出口弯颈3为变直径椭圆型连接于泵壳1端孔22上，迷宫环支架10与泵壳1连接处的外端连接有筋板9，使迷宫环支架10与筋板9支撑连接于泵壳同一处的内外侧而形成互相支撑；至少均匀分布二个以上的筋板9与入口法兰8连接。
综上所述，本发明提供了一种工艺可行，效果明显，结构合理，性能优良的冲压焊接成型的离心泵。显然本发明为一种新颖、进步并具有实用性的新设计。以上所述乃是本新型的具体实施例及所运用的技术原理，在不偏离本发明的原理所作的等效改变，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本发明的范围内，特此说明。
本发明提供一种取代铸造泵的冲压焊接离心泵，解决小流量窄叶轮难于铸造的难题，本发明提供的一种工艺方法和构造结构，使本发明的离心泵具有较高的强度和刚度，泵壳厚度更加均匀，能将管路上的作用力均匀分布在泵壳表面，泵壳与叶轮之间冲压成一个沿液流方向断面逐渐增大的、不对称、不均匀的涡室，使得更符合流体力学设计，而能承受更高的内部压力和提高效率，特别适合于大流量高扬程的清水及粘性流体的输送；本发明的优点较铸造泵重量轻3/4，效率高5-7％，大量节材和节能，造价降低1/3，减少环境污染。
权利要求
1.一种冲压焊接成型离心泵，由入口法兰(8)、出口法兰(23)、后盖(5)、泵壳(1)、叶轮(2)构成，其特征在于泵壳(1)有一个泵壳(1)与叶轮(2)之间冲压成一个沿液流方向、径向向外逐渐增大的，断面呈大致半园形的，接近360°全螺旋型涡室，并且有一个大致为椭园形的出口端孔(22)，出口弯颈(3)与泵壳(1)的出口端孔(22)连通。
2.根据权利要求1所述的冲压焊接成型离心泵，其特征在于泵壳(1)在与入口法兰(8)相连接的轴向外表面为一曲率逐渐变化的曲面。
3.根据权利要求1或2所述的冲压焊接成型离心泵，其特征在于泵壳(1)轴向外表面曲率变化结合径向扩展高度，径向扩展越大，轴向曲率越小。
4.根据权利要求1所述的冲压焊接成型离心泵，其特征在于泵壳(1)的出口弯颈(3)为变直径椭圆型焊接在泵壳(1)的出口端孔(22)上。
5.根据权利要求1所述的冲压焊接成型离心泵，其特征在于泵壳(1)内设有迷宫环支架(10)，连接支撑入口法兰(8)的筋板(9)与迷宫环支架(10)支撑于泵壳的同一处的内外侧。
6.根据权利要求1或5所述的冲压焊接成型离心泵，其特征在于至少两个以上均匀分布的筋板(9)连接泵壳(1)和入口法兰(8)。
7.根据权利要求3所述的冲压焊接成型离心泵，其特征在于叶轮(2)是由前叶轮板(15)、后叶轮板(14)及其之间夹持螺线型叶片(16)构成。
8.根据权利要求3所述的冲压焊接成型离心泵，其特征在于叶轮(2)入口、泵壳(1)入口之间设有密封用位于迷宫环支架(10)内的迷宫环(4)。
9.一种冲压焊接成型离心泵的制造方法，泵壳(1)、叶轮(2)、迷宫环支架(10)、迷宫环(4)、后盖(5)和底座(11)通过冲压成型，其特征在于泵壳(1)的制造工艺为采用耐磨金属材料制成其内部为径向向外逐渐增大的、断面呈大致半园形的接近360°全螺旋型的可开合凹模(17)，采用可挤压流动的柔性或弹性材料做内部凸模(18)，将金属板冲压成一个带凸缘的筒形件设置在模具之间，合闭模具，使柔性或弹性材料制成的凸模(18)受膨胀，将筒形件沿径向方向胀成为一个逐渐增大、断面呈大致半园形的接近360°全螺旋型的蜗壳体(1)。
10.根据权利要求1所述的冲压焊接成型离心泵的制造方法，其特征在于内部凸模(19)的柔性和弹性材料为聚氨脂橡胶。
全文摘要
本发明涉及一种用金属板焊接冲压成型的离心泵及其制造方法。本发明的泵壳、叶轮、迷宫环支架、迷宫环、后盖和底座通过冲压成型,其特征在于泵壳的制造工艺为:采用耐磨金属材料制成其内部为径向向外逐渐增大的、断面呈大致半圆形的接近360°全螺旋型的可开合凹模,采用可挤压流动的柔性或弹性材料做内部凸模,将金属板冲压成一个带凸缘的筒形件设置在模具之间,合闭模具,使柔性或弹性材料制成的凸模受膨胀,将筒形件沿径向方向胀成为一个逐渐增大、断面呈大致半圆形的接近360°全螺旋型的蜗壳体。
文档编号F04D29/40GK1243919SQ9911113
公开日2000年2月9日 申请日期1999年7月27日 优先权日1999年7月27日
发明者梁仿 申请人:阳江市新粤华不锈钢泵有限公司