混合器叶轮的轴装附设备的制作方法

专利名称：混合器叶轮的轴装附设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及将一混合叶轮牢靠地装附于一用来带动此叶轮之轴上的设备，具体说来，本发明涉及这样一种系统，它包括有一锁定键，用来将叶轮固定到该轴上，在混合作业过程中防止其松脱。
本发明特别适用来将一纤维增强塑料(FRP)制的叶轮系统装配到它们的传动轴上，且尤其适用于具有安装结构的一种叶轮，它包括一个可装附到带有键槽的传动轴上安装区中的轮毂。这样一种叶轮与安装系统已在Ronald N.Salzman与Keith T.Mc Dermott的美国专利4722608号(1988年2月2日公布)中描述过。由本发明所提供的安装设备还有其它方面的应用;对于一根轴，只要是可以采用一种轮毂的卡圈附件时，总希望安装上这种卡圈而可以忽视常使之松动的力。
如上述专利中所示，将一叶轮通过其轮毂安装到带键槽之轴上是很容易的，这时轮毂上的键插合到此键槽中，而此种键便由卡圈保持就位，这样的卡圈形成了轮毂的锁定环，由螺纹装附到轮毂上。正如该专利所论及的，可用一销钉通过此卡圈插入到轴内来防止卡圈松动，但要撤出这种销钉则很困难。还提出过利用这样一种锁定销，它上面带有可咬合到轮毂之锁定环上的唇部。这样的销要求有它必须插合进去的围绕此环所设置的槽或锯齿。于是希望能提供一种用来固定此种环的系统，它能进行可靠地锁定，确保此环能牢靠地连接到轮毂上，由此使叶轮牢牢地装配到传动轴上。
因此，本发明的首要目的是提供一种改进的设备，用来确保叶轮牢靠地安装到轴上，特别是用到一种具有轮毂的叶轮系统上，此轮毂通过装附在其上的卡圈而安装到该轴之上，而此时的卡圈环绕着这根轴。
本发明的第二个目的在于提供一种用来将叶轮固定到具有锁定装置之轴上的改进系统，它简化了叶轮装附系统的设计与制造，同时能以极其安全可靠的简便方式进行安装。
本发明的第三个目的在于提供一种将叶轮固定到轴上的改进的装附系统，它提供了超过所设计的作用到叶轮上之转距的锁定力。由此而防止了叶轮发生松动。
本发明的第四个目的在于提供一种改进的设备，用来将前述专利中所描述的那种叶轮系统在设计上作出最少改动的条件下，安装到轴上。
简单地说，本发明所提供的用来将一具有轮毂之叶轮安装到轴上的设备，利用了这根轴上的一安装区，此种轴则有一沿轴身轴向上延伸的键槽。在环绕此轴的轮毂上装附有一卡圈或轮毂锁定环。此卡圈的内周边从轴向外渐缩(即呈锥面，形成了一个由轴、轮毂与卡圈界定的扩口区)。采用了一种有肩部和带内、外侧部之颈部的键，用来在卡圈已装附到轮毂上后，将此卡圈锁定到轮毂和锁定到轴上。键与卡圈上有互余的斜坡，分别在键的肩部与卡圈的一相对端面上，这些斜坡横切轴的转动轴线配置。键被置于轴的安装区中键槽内的销定位置，并在安装区与卡圈内周边间延伸，键的肩部则抵靠着卡圈，而由于键的颈部处于键槽之中，也就不会绕轴转动。颈部上有一个可让销子插入其中的孔，颈部在肩部下的内侧为此销子插合，朝外折入卡圈的锥面状内侧周边以阻止向上的轴线运动。卡圈上的斜面与键上的匹配斜坡阻止了卡圈运动，这是由于键已因上述的内侧锥面状锁定而不会有轴向运动。因此，整个系统就被锁定就位。为使叶轮易从轴上卸下，上述肩部与卡圈上的相互抵靠和防止转动的斜坡也被用来简化键的撤出操作。当退出销子并让卡圈沿着从轮毂上卸下的方向转动时，这两个斜面就朝使键从轴与卡圈间撤出的方向加力。这些卡圈分别配置在轮毂的两相对端上，并用键与销的组合体锁定就位。
本发明的上述的和其它的目的、特点与优点，以及它的现行的最佳实施例，将通过阅读下面联系附图进行的描述获得更清楚地理解，在附图中

图1为一破开的罐，用来说明叶轮及其包括有本发明之安装设备在内的安装系统之透视图;
图2为图1所示叶轮系统的部件分解图;
图3至6为局部的立面图，用来说明本发明的锁定键与锁定销组件的安装;
图3A至图6A是沿图3至6中的3A-3A至6A-6A线截取的剖面图;
图7是前述图中所示明的卡圈或轮毂锁定环中之一的平面图;
图8是沿图7中8-8线截取的剖面图;
图9是图7与8中所示卡圈的底视图;
图10是图7与8中所示卡圈的立面图;
图11为锁定键的示意图，用来说明它的可展开颈部的偏转情况;
图12是锁定键的前视图;
图13是锁定键的平面图;
图14是锁定键的立面图;
图15是锁定销的顶视图;
图16是锁定销的前视图。
下面来更具体地参看附图中的图1，其中示明了安装在一传动轴12上的，具体说来安装在此轴之安装区14上的叶轮10。此传动轴经一齿轮箱连到一马达上。叶轮10示明于一罐16的传统环境中，罐中含有待混合或混匀的液体或液体悬浮物。叶轮10的设计形式取前述Salzmam与Mcdermott之专利中所示明的，它有三块叶片18、20与22，分别带有小型推进器24、26与28。这些叶片安装在一轮毂30上，此轮毂由插入到安装区键槽32内的键保持在安装区内。此种键槽32中之一沿传动轴的轴向伸延且示明于图1中。
轮毂由在其上、下端上的卡圈或轮毂锁定环34与36牢牢地装配到传动轴上。这些锁定环是拧入到轮毂端部上的，并且由图2或附图中之其它图清楚示明的键40与销42所构成的装置或锁定机构(组件)38固定。图1还示明了卡圈面上的一斜坡44，它与键40配合，用来防止锁定机构38就位时的轴向运动。当销42已然撤出而卡圈已转松要从轮毂上退下时，这种斜坡就能简化退键操作。这里有两个锁定机构，一个用来锁定上部卡圈34，另一个(图1中未示出)用来锁定下部卡圈36。
参看图2，其中示明了叶片18、20与22的以及轮毂的部件30A、30B与30C的结构，它们共同组成了所述叶轮系统。叶片的这种结构及其制造方式已详述于Salzman与Mcdermott的专利中。安装区14中，有三个沿圆周面分开的径向槽22，用来通过键45、46与48将转矩传给叶片;还有一个环绕安装区14的键槽50，用来输送叶轮上的推力。在各个轮毂部件30A至30C的一部分上，形成有一个与键槽50配合的环形键52。这些个键与键槽确定出一种交叉形的键与键槽装置。此种装置相对于叶轮来传输推力与扭力的工作情形，详述于Salzman与Mcdermott的专利中。
轮毂的两端有内螺纹(槽)，可在叶轮装配到安装区14时来接纳卡圈34与36内周边上的外螺纹。
斜坡中之一44认为，示明了卡圈44之中，另一个斜坡与斜坡44近似呈径向相对设置，即图7中清楚表明的斜坡58。至少采用了两个锁定机构组件38与38A，一个插在轴安装区与上部卡圈34的内周边之上间，另一个插在轴安装区与下部卡圈36之间，这两个锁定机构38与38A都位于斜坡44或58的区域中，每个卡圈只能用一个锁定机构。正是这一特点使得安装与组配更为安全可靠，这是由于操作人员习惯于安装上他们所拥有的全部备用的锁定机构(键与销)。
卡圈的结构更详细地示明于图7至10中。应该理解到，上部卡圈34与下部卡圈36是一致的，故只需描述卡圈34。卡圈的两端面60由斜坡对44与58组成。卡圈的内周面有用来形成内螺纹的肋条，此内周面离轴朝外渐缩，如图中64处所示，界定出一个在此内周边的柱面66下方的锥面，此锥面区当键处于锁定位置时，置纳下一部分键，后面将对此较详细地描述。
卡圈的斜坡上设有作为基准线的标志68，它们当卡圈紧固到足以牢靠地保持于轮毂30端部上时，与轴向键槽22准直，这些标志帮助操作人员组装叶轮系统，并指示出何时轮毂已经充分上紧，借此减少了轮毂受到过度扭转与应变过度的可能性。这样，标志68有助于安全可靠的组装作业。
图12至14中示明了一种典型的键40，它呈L型，有一肩部70与一颈部72，颈部有一进入键槽22中的内侧部74以及与此内侧部相分开的外侧部76，但所分开的距离小于销42的宽度，后者近似地等于此销所插入之孔78的宽度。换言，上述外侧部内有一为上述销所接合的锥体80，后二者接合上时，便促使外侧部76偏转。此种键最好由具有充分弹性的塑料制成，得以使外侧部76能在上述销插入后偏转。
肩部70的下表面82贴靠在卡圈上，此下表面呈斜坡形，它所倾斜的角度同斜坡44与58的倾角互为余角。换句话说，肩部70之斜坡面82与垂直于传动轴12之一平面所成之角，同斜坡44与58相对于此平面所成之角近似相等。这两个斜坡当卡圈拧开时相互滑贴;螺纹62同斜坡44与58按相反(上、下)方向倾斜(参看图8)(同时，销42已撤出，以使外侧部76回转)。这样就提供了一种轴向力，可将键40从卡圈与轴的安装区之间，从它原处于的锁定位置中退出。在此锁定位置，上述轴向力会受到卡圈的内侧锥面的阻挡，因而能将此键锁定就位。
与上述键整体模制成型的是一上端带有掣子86的制动件84。此制动件当销42已配置在键40内的锁定位置时，用来卡住此销并制止此键脱出。制动件84的特点是，它薄到足以用适当工具使之断裂来让该销撤出。这就告诉了负责安装此种混合物叶轮的操作人员，当需要在轴的安装区14中重新装配或更换叶轮时，来利用一种新式的键。
适用于制造键40的材料是一种含氟聚合物，例如Pennwalt公司用商品名Kynar所出售的那种。
销42示明于图15与16中，它也可用塑料制成。业已证明，一种聚苯硫化物了聚合物可适用于此种目的，这样一种材料已由菲利浦斯石油公司商品名Ryton出售。此种销的一柱形部90和一帽形部92，帽形部的直径大于柱形部的直径，从此帽形部伸出一捕捉器94，后者之上有沟槽96，用来当销42处于锁定位置时去接纳制动件84的掣子86。
帽形部92上的捕捉器94可由一批肋条98组成，便于用工具夹取销42，例如用钳子将此销从孔40后撤，同时从键40的内、外侧部74与76之间撤出，而使之从键40上退下。
再来参看图11，从其中可以看到，销42插入到键40之颈部内，直至其帽形部92落定于肩部70的上表面。这时，制动件84即闩合到捕捉器94的沟槽96内，当此销42压入该键槽内时，此销42上的圆拱形顶点即与外侧部76的锥面88接合，使之朝外偏转或展开至图11中于76A处所示位置。然后此键即夹定在卡圈的上部表面60与此卡圈内周边的锥状式渐缩的表面64之间。由于此时的键是位于轴向键槽22内，这一卡圈就不能转动，而这个键也不能有轴向运动。在此键与卡圈以及键槽之间存在着摩擦力，有助于使键40保持就位。上述之销则是通过摩擦和制动件固定于应在的位置上。
图3-3A、4-4A、5-5A与6-6A表明将上述锁定机槽组装到卡圈34中的一系列步骤。这一系列步骤与将另一锁定机构安装到下部卡圈36上的相同。折卸时则取相反的步骤。首先将卡圈34向下拧合到轮毂上。卡圈上有凹口67与扳手配合来转动卡圈;将其拧入轮毂30内或自其上撤下。
先将键40置于键槽22中，下推之，使得其肩部上的下部斜坡面82抵贴住卡圈在斜坡区44或58中的上部表面60，斜坡区44用在图3至6中。
当上述键就位后，即将销42转换向键槽，并向下进入此键颈部区的孔78内。随着此销的向下运动，外侧部76即行偏转。当此销以其帽状部完全落定到肩部40的上表面时，键40的外侧部76即发生变形。这时的外侧部76便靠住卡圈34内周边上的渐缩锥面部。然后，锁定机构38即移置到锁定位置，而键40即被夹定到应在位置上，防止了卡圈40在混合叶轮于罐16(图1)中进行混合或混匀液体悬浮物的过程中发生松动。
根据以上所述可知，已然为混合叶轮的安装提出了一种改进的安装设备，它能可靠地装牢混合叶轮，并能制止此叶轮从驱动它的轴上松脱。对于熟悉本项工艺的人来说，无疑可在本发明的范围内提出此处所述设备的种种变更形式，因而上面所作的描述应视之为说明性的，而决非是在限制意义上的一种阐述。
权利要求
1.一种用来在一具有转动轴线的轴上安装设有轮毂之叶轮的设备，此轴有一个安装区，安装区上有一沿此轴作轴向延伸的键槽，轮毂上可接配上一围绕着此轴的卡圈，此设备的特征在于它所具有的前述卡圈之内周边呈离此轴朝外渐缩的锥面形；它有一个包括肩部和具内、外侧部之颈部的键，此外侧部可自内侧部朝外偏转，上述的键被配置在前面安装区与卡圈的内周边之间，以其肩部贴抵到卡圈之上而以其内侧部置于所说键槽之中，它还有一个销，此销有一界定自身宽度的表面，同时可进入处于前述内、外侧部间所说颈部中锁定位置的上述键内，所说的内侧部与外侧部各有一个部分而这两个部分相互面对，此两部分通常互隔一小于前述销的宽度的距离，前侧的外侧部为上述销的界定出宽度的那一表面接合，并当此销处于销定位置时相对前述之内周边偏转。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，前述卡圈有一为所说键之肩部贴靠的面，卡圈的这个面定出了沿着它顺圆周伸延的斜坡，前述键的肩部则有一个当键处于锁定位置便与上述斜坡贴靠上的面，此卡圈的斜坡与此肩部的前述面具有互余的倾角，它们当键处于销定位置时即形成匹配关系。
3.如权利要求2所述的设备，特征在于所述斜坡相对于一与前述之轴垂直的平面界定出一第一角度，而前述肩部之所说表面则相对于此平面界定出一第二角度，这两个角度近似相等。
4.如权利要求2所述的设备，特征在于所说的卡圈与轮毂具有把它们结合成装配关系的螺纹，这些螺纹的倾斜指向与前述卡圈之斜坡走向相反。
5.如权利要求1所述的设备，前述的键有一向下通入所说颈部的孔，述及的销即插入其中并向下运动，前述的外侧部分上有一与所说内侧部分相分开的锥形面，此锥形面于一横切孔的方向上延伸，当前述的销插入到此孔内并沿颈部向下运动，进入锁定位置使此颈部的外侧部分相对卡圈的锥形内周边偏转时，前述的锥形面即可与所说的销接合。
6.如权利要求1所述的设备，所说的销有一帽形部、从前述键之肩部伸出的制动件、以及一从该帽形部延伸出的捕捉器，后者当前述之销进入销定位置时能与此制动件卡合。
7.如权利要求1所述的设备，特征在于所说的销具有一个当此销被纳置于前述键内时即被配置到键槽内的帽形部。
8.如权利要求1所述的设备，其特征在于所说的轮毂具有两个沿前述轴在轴向上相分开的端部，前述之卡圈即设置在这两个端部中之一上，同时，此设备还包括有环绕此轴并可在此另一端装附到轮毂上的第二卡圈，此第二卡圈同样具有一离此轴渐缩的锥形内周面，在此第二卡圈与前述安装区之间配置有第二键，此第二键有一从该轴外伸出去且顶靠到第二卡圈之上的肩部还有一带内、外侧部的颈部，此设备还有第二销，后者有一界定自身宽度的面，并可沿着与前述第一销相反的方向进入此键的所述内、外侧部之间，此第二键的内、外侧部分开一小于此第二销之宽度的距离，第二键的这种外侧部，当此第二销处于锁定位置时，即为此第二销相对于第二卡圈之内周边偏转。
9.如权利要求1所述的设备，特征在于所说及的键是由具有充分弹性的塑料制成，得以允许前述颈部之外侧部能为所述的销相对于卡圈的内周边偏转。
全文摘要
将带轮毂之叶轮装到轴上的设备，轴之安装区中有轴上键槽，轮毂上有内周呈锥面的卡圈。利用有肩和带内、外侧之颈的键将卡圈锁定在轮毂与轴上。当锁处于键槽内时，键肩贴靠卡圈而键颈在槽内故能制止卡圈绕轴转动；颈上有让销子插入的孔，配合上此键为上述内侧锥面所限定，整个系统即被锁定就位。本设备以安全可靠的设计简化了装配工作，经装定就位的叶轮不会在混合作业中松脱。
文档编号B01F7/00GK1058354SQ9110515
公开日1992年2月5日 申请日期1991年7月26日 优先权日1990年7月27日
发明者多米尼克·保尔克亚, 杰弗瑞·S·吉伯雷尔, 沃尔特·C·威伯斯特, 乔那森·C·艾微尔得克 申请人:通用信号公司