专利名称:低流量泵壳体的制作方法
本发明涉及的是一个经过改进的离心泵的壳体结构，特别是关于处理悬浮研磨粒子(即泥浆)的泵，在那里流动速度大大小于那种泵的最高效率点流速。
离心泵的壳体起收集器的作用，其内包含来自叶轮的液体，同时以高速度扩散和引导液体到外面或排出支路。
用于处理非研磨粒子或清洁的液体的泵，当给出最有效的结构时，在分水角处的叶轮和壳体之间通常有一个小的间隙(大约为叶轮直径的2-5%)。
相反，已经设计的处理纤维状的或悬浮的细研磨粒子离心泵(泥浆泵)在叶轮和壳体之间有一个较大的间隙，以防止堵塞和高的局部磨损，这种局部磨损将产生在小间隙的情况下。此外，普通的泥浆泵壳体，通常有一个不变面积排出颈部，在分水角处的横截面仅仅小于在排出法兰处面积的10-20%。大的分水角间隙和不变面积的排出颈部的结合的结构，以泵的“最高效率点”流速(BEP)给出足够的总性能。
但是，以小于最高效率点的流速(BEP)阻止分水角后面的局部的磨粒磨损是有问题的。因为这个磨损是当流体不能流出排出支路以不适当的角度重新返回涡壳，在分水角周围流动时由于再循环和涡流产生的。由于堆积流速的变化或泵和工作需要失配，泥浆泵经常不得不以非设计条件工作(即流速与最高效率点不一致)。
本发明力图改善泥浆泵壳体，解决以上的问题，该泥浆泵的壳体在分水角区和排出支路区有一个经改进的壳体形状，通过改变通常的流线谱以适合于减小的泵流速，以便使局部磨损减至最小程度。
在一种主要的形式中，本发明包括一个有排出喉部的离心泥浆泵壳体，该排出喉部的面积与以最高效率点工作的泵的排出喉部的面积相比被减少了。
在另一种形式中，本发明包括一个适合以最高效率点流速的30-70%范围的流速工作的离心泥浆泵壳体，该泵壳体形状有一个延伸的分水角，该分水角使壳体的喉部面积减小到排出法兰处的排出颈面积的30-70%。
本发明的最佳实施例包括一个离心泥浆泵壳体，其分水角横向凸起局部地堵塞排出颈，因而减少了排放面积。分水角后(即排出颈更向上)和在分水角的对边是一个加厚部分或凸起，它进一步起导流的作用，减小了排出面积。面积减小主要是在垂直于叶轮传动轴线的平面内，因而，从分水角到排出法兰的排出颈(喉部面积)的有效面积的减小量大约是排出法兰处的排出颈面积的30-70%。
本发明并不大影响泵的液压性能，虽然最高效率点流速稍微减少一些，但泵的压头流量特性仍保持基本不变。这样大大增加了本发明的用途。
当泵送研磨介质时，与离心泵一样，壳体可以用硬金属制成，也可由弹性材料制成，为了便于装配，壳体可以分成2或3块，甚至可以仅仅是具有外盖板的泵壳体，本发明主要涉及的是壳体的液压内形而不是其外形、材料或支承方法。
本发明将通过实施例并参照附图来说明。
图1是普通离心水泵的叶轮和壳体的剖面图，该剖面图是在叶轮转动轴线正平面内。
图2是普通离心泥浆泵的叶轮和壳体的剖面图，该剖面图是在叶轮转动轴线的正平面内。
图3是本发明实施例的离心泥浆泵叶轮和壳体的剖面图，该剖面图是在叶轮转动轴线的正平面内。
图4a表示通过图3的壳体a处的截面;
图4b表示通过图3壳体b处的截面;
图5是本发明壳体的局部剖面图，该剖面图是在通过叶轮转动轴线的平面内。
参照图1，普通的离心泵壳体(1)从分水角(2)起始直到与排出颈(3)相切的点逐步增大曲率半径。叶轮(4)在壳体内转动，壳体内分水角处有一最小的圆周间隙(5)。通常排出颈的面积由靠近分水角的喉部(6)到排出法兰(7)逐渐增大。
以上描述的水泵壳体(1)与图2中的普通泥浆泵壳体(8)比较，很明显主要是加大了分水角间隙(9)，在喉部(10)和排出法兰(11)之间有十分均匀的排出颈面积。能够看清的是这种结构容易允许流体以减小的流速(相对于最高效率点流速)围绕着分水角再循环，这是由于开阔的喉部面积和分水角的形状所造成的。
图3表示本发明的泥浆泵壳体的最佳实施例，该实施例包括一个普通的泥浆泵壳体(12)，在分水角处具有非普通的形状。为了减小喉部面积(13)和阻止再循环，分水角(14)延伸过喉部，没有明显地改变分水角间隙(15)，而大体上的凸出形状(16)被加到排出颈的对面的壁上。这样形成的几何形状导致喉颈面积的减小，这样喉颈面积(13)与排出面积(17)的比率是在0.3到0.7的范围内，根据个别结构的需要，分水角间隙(15)在叶轮直径的5%和40%之间的范围内。
图4表示的两个截面(a)和(b)是图3所示的排出颈中心线正平面的剖面图，可以看到排出法兰(18)的宽度(23)近似地与喉颈(19)处的宽度相同。但喉颈的宽度可以在排出法兰的50%和100%之间。
图5表示的是通过图3所表示的叶轮中心线的一半截面图(C)。这个图表示出叶轮(20)和泵壳体(21)之间的关系。经过改进的分水角处形状(22)在分水角顶点和壳体侧壁用连续的圆角半径表示。
由于已经结合最佳实施例对本发明作了描述，很清楚的是不脱离本发明的精神可以作出各种修改形式。
权利要求
1.一个离心泥浆泵壳体，其特征是包括一个排出喉部，该喉部的面积与该泵以最高效率点流速运转的排出喉部的面积比较被减小了。
2.一个适合以最高效率点流速的30-70%运转的离心泥浆泵壳体，其特征是该泵壳体的形状有一个延伸的分水角，在分水角处使壳体的喉部面积减小到排出法兰处排出颈面积的30-70%。
3.根据权利要求
1或2的泵壳体，其特征是在排出颈内分水角对面稍后一点处有一个制成突出形状的凸起，该凸起有助于减小喉部的面积。
4.根据权利要求
1、2或3的泵壳体，其特征是叶轮装在壳体内，与分水角的间隙在叶轮直径的5%到40%之间。
5.根据前述权利要求
的任意一项中的泵壳体，其特征是排出颈的宽度(在排管轴平面内并且与叶轮转动轴线平行)为排出法兰内径的50%到100%。
6.根据前述的权利要求
的任意一项中的泵壳体，其特征是泵壳体或是由硬金属、陶瓷或弹性材料，或是由任何前述材料的组合制成的，该壳体由一块或多块构成，带有或不带盖板支承。
7.一个泵壳体，如前面参照附图3到6所描述的一样。
专利摘要
一离心泥浆泵壳体，包括一排出喉部，该喉部的面积与该泵以最高效率点流速运转的排出喉部的面积相比被减小了。该泵壳体适用于在以最高效率点流速的百分之30-70范围内运转。该泵壳体的形状有一个延伸的分水角，该分水角使壳体的喉部面积减小到排出法兰处排出颈面积的百分之30-70。
文档编号F04D29/42GK85105293SQ85105293
公开日1987年1月7日 申请日期1985年7月10日
发明者安东尼·格茨纳 申请人:沃曼国际有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan