专利名称：潜水泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种潜水泵，它用在例如多种污水处理系统的处理箱中。
日本实用新型专利申请公开No.5-14590公开了一种潜水泵，其中，装在不锈钢电动机架上的电动机与由合成树脂制成的泵壳连在一起。在这种潜水泵中，使用了一种所谓的敞开式的泵壳，为了制造和维修的方便，这种泵壳由多个组装在一起的壳件或者说小壳体构成。
上述潜水泵存在的问题在于如何防止来自外界的物体堵在流道中或被叶轮卡住。为了防止这一问题的发生，在潜水泵的流道中不能出现一个直径比入口部小的变窄流道段或者说一个瓶颈段。
传统地，泵壳由一个上泵壳和一个下泵壳组成，它们均由树脂模塑而成，而且它们的彼此面对的表面是平的并且是平行的。因此，由于在泵腔和排出部的交界部分之间的直径比入口部分的直径大，所以，因流体压力的变化而导致的流体内部能量损失不仅仅会降低泵汲效率，而且会降低在截流(shut offoperation flow rate)情况下的排出压力。
因此，本发明的目的在于提出一种潜水泵，其泵壳由重量轻、成本低的树脂构成，这种潜水泵能够保持很高的泵汲效率，并能防止在截流下的压头损失。
根据本发明的第一方面，提出一种潜水泵，包含一个泵壳，内有一个可旋转的轴，并且具有一个入口部、一个泵腔和一个排出部；一个叶轮，在所述泵腔中一体地固定安装在所述轴上；一个电动机，用于驱动所述叶轮在所述泵腔中转动，所述电动机一体地固定在所述泵壳上；其中，所述泵壳至少包括二个组装在一起的壳件，至少其中一个壳件上具有一个突起，用于在所述泵腔和所述排出部之间限定出一个变窄的流道部。
根据本发明的第一方面，即使泵壳是由树脂构成的，泵汲效率也能得以保证，并且在截流下的压头损失得以避免。
在所述的发明中，所述变窄流道部的最小尺寸可以等于或略大于所述潜水泵的所述入口部的最小直径。根据本发明这一特点，来自入口部的外界物体不会被夹持住在变窄流道部。
在所述的发明中，一个尺寸等于或略大于所述入口部的最小直径的间隙可以形成在所述叶轮和所述泵壳之间。根据本发明的这一特点，外界物体不会被夹持住在叶轮和泵壳之间。
在所述的发明中，所述变窄流道部的横截面积可以几乎等于所述入口部的面积。根据本发明的这一特点，流道的横截面积实质上并没有产生变化，压力损失也得以避免。
在所述的发明中，一气孔可以穿过所述泵腔的外侧壁形成，所述气孔的延伸方向与泵内部靠外侧的流体流动方向成钝角。根据本发明的这一特点，流体的泄漏和气孔边缘的磨损减小了，保证了气孔的通气性能。
在所述的发明中，所述壳件之间的最高接触面的高度可以与所述叶轮的主覆环的位置几乎相平或高于该环。
根据本发明的另一方面，提出一种潜水泵，包含一个泵壳，内有一个可旋转的轴，并且具有一个入口部、一个泵腔和一个排出部；一个叶轮，在所述泵腔中一体地固定安装在所述轴上；一个电动机，用于驱动所述叶轮在所述泵腔中转动，所述电动机一体地固定在所述泵壳上；其中，一气孔穿过所述泵腔的外侧壁形成，所述气孔的延伸方向与泵内部靠外侧的流体流动方向成钝角。
根据本发明的这一特点，流体的泄漏和气孔边缘的磨损减小了，保证了气孔的通气性能。
在本发明中，所述气孔和所述流体的流动方向所成的角度范围可以在105度到165度之间。当该角度小于105度时，流体的泄漏减少和气孔边缘的磨损减小的效果变得不明显。另一方面，当该角度大于165度时，气孔周围的壁比较薄，从而降低了孔壁的机械性能。
根据本发明的再一方面，提出一种涡轮式潜水泵，包含一个泵壳，内有一个可旋转的轴，并且具有一个入口部、一个泵腔和一个排出部；一个叶轮，在所述泵腔中一体地固定安装在所述轴上；一个电动机，用于驱动所述叶轮在所述泵腔中转动，所述电动机一体地固定在所述泵壳上；其中，所述泵壳至少包括二个组装在一起的壳件，二壳件的最上接触面的高度设置成与所述叶轮的主覆环的位置几乎相平或高于该位置。
本发明的以上和其它目的、特征和优点将在以下结合附图对较佳实施例的描述过程中而变得更加清楚。
图1是剖视图，示出本发明一个实施例中的潜水泵。
图2A是沿图1中a线的剖视图。
图2B是沿图1中b线的剖视图。
图3A为下泵壳的平面图。
图3B是下泵壳的侧视图。
以下将对本发明的实施例进行详细描述。
图1示出了本发明一个实施例中的潜水泵，如该图所示，本发明的潜水泵包括一个泵体1和一个一体地设置在泵体1上的电动机2。
泵体1，如图2A所示，包括一个由树脂成型的泵壳3，在该泵壳中形成有泵腔4和排出部5。电动机2的主轴S插入泵腔4中并在其上装有一个叶轮6。多个叶片8形成在叶轮6的主覆环7的一侧上，以构成所谓的涡轮泵。在泵壳3的底面上，设有入口部9。
泵壳3包括两个壳件或者说两个小壳体，即上泵壳3a和下泵壳3b，它们由螺栓10紧固在一起。这些小壳体3a和3b均由合成树脂模塑而成并且构成所谓的敞开式泵壳。
上泵壳3a，如图2B所示，具有一个突起11，该突起11向下伸到泵腔4和排出部5的交界部之下。突起11的下端具有环形隆起带，从而限定出一个具有环形横截面的变窄流道部。该突起在内部具有空腔11a，用于减少构成它所用的树脂材料的量以及减轻它的重量。突起11在朝向泵腔4的一侧上还设有一个斜部11b，用于防止在该变窄流道部12处形成湍流。变窄流道部12的直径D与入口部9的直径相等，同时也等于叶轮6的叶片8的下边缘与泵壳3的底面之间的距离，叶轮6的叶片8的下边缘与泵壳3的底面之间的距离构成了本发明潜水泵的流道的最小直径。
在本发明潜水泵的叶轮6中，一些叶片(在本实施例中为二个)在朝向泵壳底面方向上的宽度较其它叶片大，以提高泵汲性能。尽管一个较宽叶片的下边缘与泵壳的底面之间的距离与距离D相比较小，但是叶片之间存在的间隙能保证一个直径为D的球能够从这些叶片下面通过，从而保证来自入口部的外界物体不会被卡持住。
一个由树脂制成的支持架13由一个螺栓14固定在上泵壳3a的上部上并且朝向泵腔4。在上泵壳3a和支持架13之间，一个机械密封件15环绕在主轴S上。在上泵壳3a的上表面上和支持架13的下表面上，均设有径向伸展的径向肋16、17，以加固这二个部件并且用于防止润滑剂撒落在内部空间中。在支持架13的筒形部的上端，沿周向形成有槽18，由耐腐蚀金属材料制成的电动机架的一个边缘与填充材料20一起插在该槽18中。
一个由树脂制成的上支持架21的下表面上有一个槽，电动机架19的上端插在其中。上支持架21和下支持架13由长螺栓22固定在一起。在上、下支持架13、21的中部具有相互面对的凹腔23、24，其中每一个凹腔中均具有一个用于固定轴承25、26的金属环。由树脂制成的盖子28连接在上支持架21上，在该盖子内部设有用于控制电动机的电控制器29。
设计成上下两部分的泵壳3的上下泵壳的对合位置，在模塑条件许可的前提下，尽可能的高。在本实施例中，上泵壳3a的下边缘的高度与主覆环7的下表面的位置相平。这样设计的原因在于，构成上泵壳3a的树脂材料与构成下泵壳3b的树脂材料相比，应具有更好的性能，因此成本也会更高。所以上泵壳3a的尺寸应尽可能的小，以降低制造成本。
在下泵壳3b的上端，泵的侧壁上形成有一个与流体流动方向成钝角的贯穿该侧壁的气孔30，如图3A和3B所示。它用于排出被泵抽入的空气，以防止形成气锁。这样设置的气孔30使通过增加角部31的质量而阻止其扩大成为可能(由于液体的摩擦，该角部极易磨损)，从而使泵的寿命延长，并能减少由气孔30排出的流体的量，从而保证泵汲效率。在下泵壳3b的下表面上，还一体模塑有三个腿部32。
上述的潜水泵的工作原理如下。当该潜水泵被放入水箱中而且电动机2被通电后，泵腔4中的流体在转动的叶轮带动下，向离心方向运动，通过变窄流道部12流入排出部5中。在流体从入口部9通过泵腔4进入排出部5的过程中，流道的横截面积变化不大，从而减少了能量损失，提高了泵汲效率。另一方面，由于流道的横截面在叶轮6的下游处减小，在截流情况下，即在小流速的范围内，泵压头可以得到增强。这一特征也保证了在大流速范围内避免过度输出。
根据本发明，通过设置一个突起，该突起在泵腔和排出部之间限定一个变窄的流道部，即使在泵壳是由树脂构成的情况下，泵汲效率也能得以保证，在截流下排出压力的损失得以避免。所以，本发明提出的由树脂材料成型的潜水泵的敞开式的泵壳，具有例如重量轻、成本低和维修方便以及高的泵汲性能的优点。
而且，通过使穿过泵腔的外侧壁的气孔的延伸方向与泵的外侧流体流动方向构成钝角，流体的泄漏和气孔边缘的磨损减小了，保证了气孔的通气性能。因此，本发明提出的泵具有高的泵汲效率和长的寿命。
尽管本发明已在上面得以详细描述，但是，在不脱离后附权利要求书的精神的范围内，还可以有多种变化和修饰。
权利要求
1.一种潜水泵，其特征在于，包含一个泵壳，内有一个可旋转的轴，并且具有一个入口部、一个泵腔和一个排出部；一个叶轮，在所述泵腔中一体地固定安装在所述轴上；一个电动机，用于驱动所述叶轮在所述泵腔中转动，所述电动机一体地固定在所述泵壳上；其中，所述泵壳至少包括二个组装在一起的壳件，至少其中一个壳件上具有一个突起，用于在所述泵腔和所述排出部之间限定出一个变窄的流道部。
2.如权利要求1所述的泵，其特征在于，所述变窄流道部的最小尺寸等于或略大于所述潜水泵的所述入口部的最小直径。
3.如权利要求1所述的泵，其特征在于，一个尺寸等于或略大于所述入口部的最小直径的间隙形成在所述叶轮和所述泵壳之间。
4.如权利要求1所述的泵，其特征在于，所述变窄流道部的横截面积几乎等于所述入口部的面积。
5.如权利要求1所述的泵，其特征在于，一气孔穿过所述泵腔的外侧壁形成，所述气孔的延伸方向与泵内部靠外侧的流体流动方向成钝角。
6.如权利要求1所述的泵，其特征在于，所述壳件之间的最高接触面的高度与所述叶轮的主覆环的位置几乎相平或高于该环。
7.一种潜水泵，其特征在于，包含一个泵壳，内有一个可旋转的轴，并且具有一个入口部、一个泵腔和一个排出部；一个叶轮，在所述泵腔中一体地固定安装在所述轴上；一个电动机，用于驱动所述叶轮在所述泵腔中转动，所述电动机一体地固定在所述泵壳上；其中，一气孔穿过所述泵腔的外侧壁形成，所述气孔的延伸方向与泵内部靠外侧的流体流动方向成钝角。
8.如权利要求7所述的泵，其特征在于，所述气孔和所述流体的流动方向所成的角度范围在105度到165度之间。
9.一种涡轮式潜水泵，其特征在于，包含一个泵壳，内有一个可旋转的轴，并且具有一个入口部、一个泵腔和一个排出部；一个叶轮，在所述泵腔中一体地固定安装在所述轴上；一个电动机，用于驱动所述叶轮在所述泵腔中转动，所述电动机一体地固定在所述泵壳上；其中，所述泵壳至少包括二个组装在一起的壳件，二壳件的最高上接触面的高度设置成与所述叶轮的主覆环的位置几乎相平或高于该位置。
全文摘要
一种潜水泵，用于例如污水处理系统的双重处理箱中，其包括一个泵壳，内有一个可旋转的轴，并且具有一个入口部、一个泵腔和一个排出部；一个电动机，用于驱动所述叶轮在所述泵腔中转动，所述电动机一体地固定在所述泵壳上；其中，所述泵壳至少包括二个组装在一起的壳体，至少其中一个壳体上具有一个突起，用于在所述泵腔和所述排出部之间限定一个变窄的流道部。
文档编号F04D7/04GK1147064SQ9610904
公开日1997年4月9日 申请日期1996年7月19日 优先权日1995年7月20日
发明者藤原彻太郎, 山田诚一郎, 渡久地政一 申请人:株式会社荏原制作所