专利名称：叶轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于离心泵的叶轮以及一种具有这样的叶轮的离心泵。
背景技术：
叶轮被用于多种类型的离心泵中。叶轮往往具有非常复杂的几何形状，这使得叶轮难以通过注射成型制造。出于这个原因，在许多情况下，有必要制造两个单独的部件，然后再将它们接合在一起。对于由合成材料、例如由纤维增强的合成材料(比如聚合物复合材料或塑料复合材料)制成的叶轮，叶轮的部件例如通过超声波焊接的方式连接。但是，超声波焊接往往会导致叶轮中的不对称。使用超声波焊接的主要缺点之一是:在超声波焊接叶轮时可能会发生与叶轮偏心有关的问题。众所周知，超声波焊接在现有技术中用于连接复杂的合成材料部件。这些部件通常是以夹层状的方式插入到一个固定部件和另一个与换能器连接的部件之间，以便耦合声学振动。当部件之间的接触点开始熔融时，超声波创建连接。由于吸收振动能量，超声波焊接引起合成材料的局部熔融，从而在有些地方可以发生变形，这会导致所提及的叶轮的不对称。为此，在制造现有技术的叶轮时，通过使用机械的连接方法和激光焊接来连接部件，以使叶轮不会成为非对称的。机械的连接通过使叶轮部件其中之一具有槽状结构来实现。然而这种叶轮同样可能因为槽状结构不精确而呈现不对称。由此，在叶轮的吸入侧与泵壳体之间可能会出现增多的泄漏流体，这将导致其中插入有叶轮的泵的效率降低。
发明内容
出于以上原因，本发明的目的是提供一种叶轮或一种离心泵，以至少部分地避免了这些缺点。本发明的另一目的是提供一种叶轮，该叶轮被设计成，当在泵中插入该叶轮时能提闻栗的效率。这些目的通过根据独立权利要求的叶轮和离心泵实现。本发明的有益的进一步扩展方案在从属权利要求、随后的说明书和附图中描述。为此，提供一种用于离心泵的叶轮，该叶轮包括具有多个叶片的第一盖板(盖盘)和通过焊接附接到所述第一盖板上的第二盖板，其中，每个叶片具有顶部区域，叶片在该顶部区域接触第二盖板。由此，根据本发明，多个叶片中的至少一个叶片在顶部区域的第一部分中通过焊接连接与第二盖板连接，并且在顶部区域的至少一个第二部分中无焊接连接。在本发明的一个优选实施方式中，所述顶部区域包括无焊接连接的第三部分。所述顶部区域的第一部分可以有利地在比所述顶部区域的第二部分和第三部分的总长度大的长度上延伸。
有利地，分别相对于所述至少一个叶片的叶轮直径，所述第一部分位于所述顶部区域的中央，所述第二部分被设置在所述顶部区域的外侧边缘区域，以及所述第三部分被设置在所述顶部区域的内侧边缘区域。所述第二部分可在所述顶部区域的占所述顶部区域总长度的1%至20%、尤其是5%至10%的长度上延伸。所述第三部分可在所述顶部区域的占所述顶部区域总长度的1%至40%、尤其是10%至20%的长度上延伸。所述第一盖板和第二盖板其中之一可由透光材料制成，所述第一盖板和第二盖板其中之另一至少部分地由光吸收材料制成。视情况，可以使得仅所述顶部区域的第一部分由光吸收材料制成。光吸收材料可以是带颜料的合成材料，而透光材料可以是相同的合成材料但不带颜料。第一盖板可以有利地被设计成没有槽。特别有利的是，通过激光焊接来建立焊接连接。本发明还包括具有一个或多个前述叶轮的离心泵。通过本发明，可特别有利地实现盖板的其上被焊接的部位在焊接过程中不会变形。此外，可以避免两个盖板偏心，因为不存在现有技术中所需要的槽，在焊接之前盖板可彼此径向移动，以使它们能够被很好地彼此调整。这有助于泵的吸入侧在操作中相对于泵壳体特别好地实现密封，其提高了根据本发明制成的泵的效率。
下面依照附图中所示的实施例解释本发明。其中:图1示出了根据本发明的第一实施例的分解示意图；图2示出了根据本发明的另一实施例的分解示意图；图3示出了设有叶片的后盖板的视图；以及图4示出了根据本发明的叶轮的横截面形式的分解示意图。其中，附图标记说明如下:2 叶轮4 第一前盖板6 第二后盖板8 叶片10 激光12 顶部区域14 第二外侧部分16 第三内侧部分18 周边20 第一部分
具体实施方式
根据图1的用于离心泵的叶轮2包括:第一后盖板6，其具有多个叶片8 ;以及第二前盖板4，其通过焊接接合到后盖板6或叶片8上。每个叶片8具有顶部区域12，所述叶片在该顶部区域接触前盖板4。至少一个叶片8 (不过在本实施例中是所有的叶片8)在顶部区域12的第一部分20中与前盖板4呈焊接连接，并且在顶部区域12的第二外侧部分(即，位于外侧的第二部分)14和第三内侧部分(B卩，位于内侧的第三部分)16中无焊接连接。前盖板4和后盖板6彼此通过叶片8隔开。前盖板4是由激光透射材料制成，从而激光10可以穿透前盖板4，如图1所示。后盖板6包括九个叶片8，其均呈弯曲状，并且从后盖板6中央处的中心凹部向叶轮2的边缘18延伸。后盖板6由一种材料制成，其被设计为通过激光焊接、亦即通过激光10被固定到前侧。对于前盖板4和后盖板6而言,原则上可以使用相同的原料。然而,为了让激光10能够穿过盖板其中之一，或者前盖板4或者后盖板6应该由透光材料制成，并且另一个由在激光10的作用下熔化的吸收激光的材料制成。在根据图1的实施例中，前盖板由透射激光的材料制成，并且后盖板由可以吸收激光的材料制成。如从图1可看出的，入射到前盖板4上的激光10穿过前盖板4并在盖板6的叶片8的顶部区域12中被吸收。第二后盖板6可以由配设有颜料的合成材料制成，以使其吸收激光。第一前盖板4可以由相同的合成材料制成，但没有配设颜料，所以其是透射激光的。在根据图2的实施例中，叶轮2包括由吸收激光的材料制成的前盖板4以及由透射激光的材料制成的后盖板6。后盖板6和前盖板4被设计为应用如参照图1所描述的相同方法进行接合。激光10穿过后盖板6通过叶片8并在前盖板4中被吸收。这里，第一前盖板4可以由配设有颜料的合成材料制成，所以其吸收激光，而第二后盖板6可以由相同的合成材料制成，但未配设颜料，所以其透射激光。优选地，可以将聚醚砜(PES)用作该材料。该合成材料可以用1%至40%、优选10%至30%的玻璃纤维来增强。下面将参照图3更详细地描述后盖板6 (与前盖板4接合在一起后)。后盖板6包括沿着后盖板6的周边18彼此等间隔设置的九个叶片8。激光10通过前盖板4射入，如同以上参照图1所描述的，并且在后盖板6的叶片8的顶点垂线(Scheitellinien)12上被吸收。在图3中，顶部区域12的与前盖板4焊接连接的第一部分20以较暗的方式绘出，因为其基于吸收的激光而被熔化，而顶部区域12的无焊接连接的第二外侧部分14或第三内侧部分16以较亮的方式绘出，因为其未熔化。因此，熔化的材料被绘制成比后盖板6的其它材料暗。激光10在后盖板6的叶片8的顶部区域12的内侧部分16或外侧部分14中未被吸收。前盖板4和后盖板6可以在使用任何合适的激光源的激光10的情况下接合在一起。然而，优选地应用扫描方法(Abtast-Verfahren ),其中激光作为时间的函数(依时间的变化而变化)在光吸收部件(例如盖板6)的不同的部位被吸收。以这种方式，可以防止由于过热引起的所述部位的结构上的变形。一般来说，能够使用这样的前盖板4和后盖板6，其除了被设计为当吸收激光10时熔融的那些区域之外，是由透光材料制成的。因而，盖板的被设计为当吸收激光10时熔融的那些区域应适合于吸收激光。图4的横截面视图示出了叶轮2的前盖板的一半和位于其下方的叶片8。仅盖板6的叶片8的顶部区域12的第一中间部分20通过焊接与盖板4连接。该被焊接的部分20由无焊接连接的第二外侧部分14和第三内侧部分16这两者包围。叶轮2的前盖板4通过叶片8与后盖板6隔开。前盖板4的径向轮廓对应于叶片8的轮廓。如进一步可被识别出的，经焊接的部分20的长度d2大于外侧部分14的长度dl和内侧部分16的长度d3。通过使得顶部区域12的外侧部分14和内侧部分16没有焊接连接，可避免叶片8或盖板4的变形，因为外侧部分14和内侧部分16压靠着前盖板4,并且以此保持在前盖板4与后盖板6之间的必要的距离。位于外侧的第二部分14可以在顶部区域12的占顶部区域12总长度的I %至20%、尤其是5%至10%的长度上延伸。位于内侧的第三部分16可以在顶部区域12的占顶部区域总长度的1%至40%、尤其是10%至20%的长度上延伸。该叶轮通常被应用于离心泵中。根据本发明的叶轮2的制造方法包括将第一盖板4接合到第二盖板6上的接合步骤，在该接合步骤中，多个叶片中的至少一个叶片8仅在顶部区域12的第一部分20中被焊接到第二盖板6上，并且其中顶部区域12的至少一个第二部分14不通过该接合步骤焊接到第二盖板6上，亦即保持无焊接连接。如果激光10已被吸收材料吸收，则前盖板4和后盖板6已准备好被接合在一起，具体来说，只需简单地使它们彼此接触。该步骤可通过特殊的工具予以实施。然而还能够特别地先使前盖板4和后盖板6彼此接触，然后才开始激光焊接。以这种方式可实现前盖板4与后盖板6的非常精确的接合，从而可将叶轮2的偏心和被焊接的部件的局部变形降至最小。第一盖板4没有槽，因而盖板4和6可以在进行激光焊接之前彼此在径向方向上移动。以这种方式，两个盖板4和6可以被精确地调整，从而能避免叶轮2的偏心。已证实特别有利的是，通过激光焊接实施该接合步骤，以及在焊接之前使第一盖板4和第二盖板6彼此接触。激光焊接可以有利地通过扫描方法予以实施，其中两个盖板4、6通过顺序-激光焊接方法(Sequenz-Laserschwe issverfahren )在使用一扫描路径的情况下被接合在一起，所发射的激光10沿着该路径指向不同的部位，并且激光10沿着相同的扫描路径反复行进。如上所述的叶轮由两个构件形成，亦即其上带有一体形成的叶片8的后盖板6和前盖板4。该两个构件被适当地制成为合成材料注射成型元件，但也可以以其它方式构造。
权利要求
1.一种用于离心泵的叶轮(2)，具有第一盖板(4)和第二盖板(6)，所述第一盖板(4)具有多个叶片(8)，所述第二盖板(6)通过焊接接合到所述第一盖板(4)上，其中，每个叶片(8)均具有顶部区域(12)，所述叶片在所述顶部区域接触所述第二盖板(6)，其特征在于，所述多个叶片(8)中的至少一个叶片在所述顶部区域(12)的第一部分(20)中与所述第二盖板(6)焊接连接，并且在所述顶部区域(12)的至少一个第二部分(14)中无焊接连接。
2.根据权利要求1所述的叶轮(2)，其特征在于，所述顶部区域(12)包括无焊接连接的第三部分(16)。
3.根据权利要求2所述的叶轮(2)，其特征在于，所述顶部区域(12)的第一部分(20)在大于所述顶部区域(12)的第二部分(14)和第三部分(16)的总长度的长度(d2)上延伸。
4.根据权利要求2或3所述的叶轮(2)，其特征在于，所述第一部分(20)被设置在所述至少一个叶片(8)的所述顶部区域(12)的中央，所述第二部分(14)被设置在所述至少一个叶片(8)的所述顶部区域(12)的外侧边缘区域，以及所述第三部分(16)被设置在所述至少一个叶片(8)的所述顶部区域(12)的内侧边缘区域。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的叶轮(2)，其特征在于，所述第二部分(14)在所述顶部区域(12)的占所述顶部区域(12)总长度的1%至20%、尤其是5%至10%的长度(dl)上延伸。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的叶轮(2)，其特征在于，所述第三部分(16)在所述顶部区域(12)的占所述顶部区域(12)总长度的1%至40%、尤其是10%至20%的长度(d3)上延伸。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的叶轮(2)，其特征在于，所述第一盖板(4)和第二盖板(6)其中之一由透光材料制成，并且所述第一盖板(4)和第二盖板(6)其中之另一至少部分地由光吸收材料制成。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的叶轮(2)，其特征在于，仅所述顶部区域(12)的第一部分(20)由光吸收材料制成。
9.根据权利要求8所述的叶轮(2)，其特征在于，所述光吸收材料是带颜料的合成材料，并且所述透光材料是不带颜料的合成材料。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的叶轮(2)，其特征在于，所述第一盖板(4)被设计成是没有槽的。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的叶轮(2)，其特征在于，所述焊接连接通过激光焊接来创建。
12.—种离心泵，具有根据前述权利要求中任一项所述的叶轮(2)。
全文摘要
本发明涉及一种用于离心泵的叶轮，具有第一盖板(6)和第二盖板，所述第一盖板具有多个叶片(8)，所述第二盖板通过焊接被接合到所述第一盖板(6)上，其中每个叶片(8)都具有顶部区域(12)，所述叶片在该顶部区域接触所述第二盖板，其中所述多个叶片(8)中的至少一个叶片(8)在所述顶部区域(12)的第一部分(20)中与所述第二盖板焊接连接，而在所述顶部区域(12)的至少一个第二部分(14，16)中无焊接连接。
文档编号F04D29/02GK103174669SQ20121055715
公开日2013年6月26日 申请日期2012年12月20日 优先权日2011年12月21日
发明者延斯·韦斯特高·博尔 申请人:格兰富控股联合股份公司