專利名稱：泵的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種泵，特別是一種離心泵。
背景技術：
除了其它因素外，泵的使用壽命還取決于待輸送的液體性質。例如，液體中類似砂狀顆粒的雜質會導致泵的部件的磨損。
發明內容
因此，本發明的目的在于提供一種在待輸送的液體中含有雜質的情況下仍能夠可靠運行并且長久耐用的泵。具有權利要求1所述特征的泵能夠實現該發明目的。通過從屬權利要求、以下的說明及附圖對有利的設計進行描述。
在本發明的泵中優選涉及一種離心泵。該離心泵具有至少一個至少局部覆設有由彈性材料制成的表面層的導流部件。設有該表面層的導流部件為多
組件-注射成型件(Mehrkomponenten-Spritzgussteil)。該多組件-注射成型件具有由構成第一組件的合成材料(Kimststoff，例如塑料等)所制成的基本結構。表面層的彈性材料構成第二組件，所述第二組件噴射在該基本結構上或至少局部壓力注塑包封(umspritzen)所述基本結構。該基本結構使得導流部件具有基礎外形和機械強度。由彈性材料制成的表面層在顆粒的沖流下表現出良好的耐磨性，由此提高所述至少一個導流部件的耐用性。通過將具有表面層的導流部件制成為多組件-注射成型件，使導流部件的制造簡單且成本低廉，因為可以省略用彈性材料涂覆導流部件的獨立的加工步驟。另外，表面層能夠由此長久、牢固地與基本結構結合。另一個優點是，通過多組件-注射成型，能夠十分簡單地將表面層限制在第二組件表面的部分區域或區段上。多組件-注射成型件優選為兩組件-注射成型件，也就是說將兩個合成材料組件彼此注射成型在一起，即合成材料用于基本結構，彈性材料用作為表面層。另一優選的方案是彈性材料為合成橡膠，特別是硅橡膠。此外，由硅橡膠制成的表面層被證明特別有利于抵抗含沙液體的沖流。
另外的優選方案是導流部件的基本結構作為第一組件由合成復合材料
(Kunststoff-Komposit-Material，例如塑料復合材料等)制成，特別是由纖維增強合成材料制成。這種材料在降低結構重量的同時能夠實現良好的剛性和牢固性。在彈性的第二組件提供良好的第二組件表面保護的同時，第一組件可以以此方式確保導流部件具有特別好的穩定性。
泵的至少一個導流部件優選為葉輪。特別在泵運行期間，葉輪表面承受由輸送液體的沖流產生的很大的應力。這是因為液體在葉輪中轉向，液體中所含的顆粒會對導流表面產生很大的負荷。因此，優選地，葉輪的葉片特別地覆設有由彈性材料制成的表面層。其通常可承受顆粒產生的特別強的沖流。由彈性材料制成的該表面層在此明顯提高了導流部件的耐用性。
另外，導流部件優選為導向器。與葉輪的表面相似，導向器的表面同樣也承受由沖流產生的很大的應力，因為輸送液體的流向在導向器的通路中被改變。尤其是顆粒的沖流使導向器的葉片或通路的內表面產生應力。因此優選的是，其至少設有由彈性材料制成的表面層。
另一個優選方案是導流部件為密封件。該密封件優選用于在導向器和葉輪之間實現導流。同樣，該密封件通常在其用于導流的表面上承受由顆粒的沖流所產生的很大的負荷。同樣優選地，在該表面覆設彈性材料。另外，該密封環優選為開口環(Spaltring)或引導環。
按照另一優選的實施方式，導流部件是導向器，該導向器具有至少一個沿徑向向外突出的凸起或環，該凸起或環至少部分地由金屬制成。這種凸起或環用于在兩個管狀殼體部分之間夾持導向器。由此導向器可以沿泵的軸向固定在殼體部分之間。以此方式可以簡單地將導向器設置在泵中。這樣就無需額外的安裝部分或者固定裝置來固定導向器。至少部分地由金屬制成的凸起或環的結構使凸起或環具有較高的強度和相對于殼體部分作用在環或凸起上的壓力的抵抗性。這可以省略為了分散作用在導向器上的夾持力而在殼體部分的軸端處設計的特殊的接觸面。通過待夾持的凸起或環至少部分地具有金屬結構，可以由所述凸起或環承受如在很小的接觸面上產生的很高的壓力載荷。優選使用不銹鋼來作為用于凸起和環的金屬。由此，特別地對于供水泵而言，可以提高導向器的耐用性并進而延長泵的使用壽命。
由金屬制成的環或凸起優選澆注成型(eingieBen)在由合成材料制成的第一和/或第二組件中。在此，特別優選將金屬件澆注成型在構成基本結構的第一組件中，因為這樣有利于將第一組件構造得較硬，進而能夠實現準確的金屬件定位和力傳遞。可以使整個凸起或整個徑向突出的環由金屬制成，其中凸起或環的徑向內端澆注成型在導向器的其余部件中或其基本結構中。此外還可以考慮將部分由合成材料制成的凸起或徑向突出的環與導向器其余的基本結構鑄造在一起，并且僅將單獨的多個金屬件澆注成型在凸起和環中，所述金屬件優選均勻分布在周邊。然后，鄰接的殼體部分之間的力傳遞通過澆注成型的金屬件實現，以便使凸起或環的其余的合成材料結構不承受壓力。不必在一個工序中將環或凸起與導向器的其余部分一起鑄造。更確切地說，這些部件也可以在其它步驟中進行澆鑄(angiessen)和噴射(anspritzen)。
但是仍然可以滿足目的的是，導流部件并非如上所述完全構成導向器或葉輪。在另一優選的實施方式中有益的是，至少一個導流部件可以是由至少兩個構件構成的葉輪或導向器中的至少一個構件。因此，在多構件構成的葉輪或導向器中可以以簡單的方式實現復雜的幾何結構。因此，由至少兩個構件構成的葉輪或由至少兩個構件構成的導向器可以具有一個或多個構件，待輸送液體的沖流對所述構件的表面不產生或僅產生較小的應力。在這種情況下，可以有針對性地僅對承受沖流的構件形成由彈性材料制成的表面層。其中所述構件優選為改變流向或流速的各構件，特別是導向器和葉輪的構造有通路的構件。
特別優選的是，至少一個導流部件具有導流葉片，所述葉片優選設置有由彈性材料制成的表面層。在導流部件的兩件式結構中，尤其可以使兩個構件中的僅一個構件以兩組件-注射成型的方式制成，并且在其上形成期望的由彈性材料制成的表面層。第二構件則可以制成為普通的合成材料注射成型件。然后，可以將兩個構件彼此焊接。這樣，例如可以通過兩組件-注射成型的方式一起構造導向器或葉輪中的第一蓋板和葉片，特別地在葉片的表面上形成由彈性材料制成的表面層。然后，第二蓋板可以制成為單組件-注射成型件，并通過例如超聲波焊接與第一構件結合。在優選的方案中，導流部件的第一組件具有至少一個凹槽或突出部，彈
性材料與該凹槽或突出部接合(Eingriff)。以這種方式，彈性材料與第二組
件的結合特別長久且牢固。 一方面，彈性材料與第二組件之間的接觸面通過
凹槽或突出部而增大，并且由此增強沿該接觸面的材料相關的
(stoffschliissige)結合。另一方面，彈性材料與第二組件通過相互接合
(Ineingriff-nahme)而結合，從而形狀相關地(formschliissig)互相支撐。
凹槽或突出部例如還可以構造為第一組件的輪廓面，彈性材料與該輪廓面接合。
導流部件的第一組件優選具有至少一個結合兩個表面的通路，彈性材料
穿過所述通路。如果將導流部件的兩個相互分離的表面覆設彈性材料，就可
以在注射成型時通過該通路使彈性材料由一個表面到達另一個表面。因此，
可以使第二組件的流路，即在模具中的彈性材料保持較短。另外，可以使彈性材料與第一組件這樣接合并實現兩個組件之間特別牢固的結合。
在另一優選的方案中，泵為多級泵。在多級泵中設有多個導流部件，例如導向器、密封件和葉輪，這些導流部件由于磨損而產生損耗。由此，泵的導流部件，特別是密封件、葉輪和導向器的上述結構可以實現多級構造的泵的可靠運行。
以下將結合附圖中示出的實施例對本發明進行詳細說明。其中圖1A為根據本發明的具有導流部件的泵的葉輪的立體分解圖；圖1B為圖1A的葉輪的導流部件的局部剖視圖；圖2A為沒有第二轉盤的泵的導流導向器的俯視圖；.圖2B為圖2A的導向器的局部剖視圖；圖2C為圖2A的導向器的剖視圖3A為圖2A的導向器的剖視圖，其中特別地示出了導向器的凸起；
圖3B為導向器的凸起的三種實施方式的軸向俯視圖4為泵的導流密封件和圖2A的導向器的剖視圖5為圖4的密封件的剖視圖6為根據本發明的泵的立體總裝圖。其中，附圖標記說明如下
1、連接件2、泵頭
3、泵級4、緊固帶
5、葉輪10、轉軸或縱軸線
15、蓋板20、蓋板
25、內側30、葉片
35、吸入口40、表面
45、表面50、表面層
55、基本結構60、通路
65、輪轂70、容置孔
75、齒環80、多個齒
85、密封環95、內表面
100、導向器105、蓋板
110、內側115、葉片
120、邊緣125、支承面
130、外殼部分135、蓋板
140、入口145、出口
150、背面155、連接凸緣
160、基本結構165、表面層
170、通路175、內表面
195、凸起210、密封件
215、突出部220、密封唇緣
225、外周面230、密封唇緣
235、密封唇緣240、內周面
245、彈性材料層
具體實施例方式
本實施例所涉及的本發明的泵為離心泵。在此，該泵具有多個如下所述的導流部件。
圖6所示的是根據本發明的泵的總裝示意圖。此處涉及的是二級離心泵。該泵在軸端具有連接件1，在相對的另一端具有泵頭2。連接件1用于與沒有示出的馬達結合，泵頭2具有泵的排出口。在連接件l和排出口之間設有兩個泵級3。泵級3是借助緊固帶4緊固在連接件1和泵頭2之間。
泵的導流部件為多件式構成的葉輪5的構件。圖1A示出了該葉輪5的結構。其中葉輪5的獨立構件全部設置成與離心泵的轉軸10同軸。葉輪5具有作為基本構件的兩個圓形蓋板15， 20。其中基本呈平面狀的第一圓形蓋板15構成根據本發明的泵的導流部件。在該第一蓋板15的朝向另一蓋板的內側25上圍繞其中央設有成組的葉片30。與第一蓋板15的內側25相對的是同樣基本呈平面狀的第二蓋板20，該第二蓋板具有液體吸入口 35。待泵送的液體中流入的顆粒對第一蓋板15的朝向葉輪5內部的內側25并且尤其是其上所設的葉片30產生特別大的負荷。待輸送液體的流向在葉片30處由軸向轉向為徑向，以使葉片30承受由顆粒產生的強力沖流。為了避免因沖流的顆粒損壞葉片30，如圖1B所示，葉片30的表面40， 45設有由彈性材料制成的表面層50。在此，蓋板15和葉片30的基本結構55是由纖維增強合成材料制成。
通過采用纖維增強合成材料制成基本結構55使得葉片30與蓋板15牢固或穩定地構造。另外，由彈性材料制成的表面層50具有較高的彈性，并且在待輸送液體中的顆粒沖流時還具有較高的耐磨性。第一蓋板15通過兩組件-注射成型方式由纖維增強合成材料制成為第一組件，并且由彈性材料制成為第二組件。因此作為第一組件的基本結構55可以首先鑄造，然后圍繞基本結構55將彈性材料鑄造為第二組件。這些可以在同一注射成型機中，優選在同一模具中完成。
圖1B以放大的示意性剖視圖示出了第一蓋板15的葉片30的詳細結構。此處的葉片30是由纖維增強合成材料制成的基本結構55構成，所述基本結構具有至少一個通路60。該通路60將葉片30的兩個彼此背離的表面40，45相互結合。
在制造過程中，首先可以通過通路60使得彈性材料壓力注射包封葉片30的基本結構55更加簡單。由此用于彈性材料的流路保持較短，因為覆設兩表面40, 45的彈性材料不必環流到葉片30的外邊緣。替代地，彈性材料經過穿過葉片的通路60形式的最短的流路到達葉片的另一側面。另外，通過用于在注射成型模具中分配彈性材料的通道60形式的額外溝道，表面層50自身可以保持最薄。因此表面層50僅需要極少的材料消耗。另一方面，由于彈性材料制成的表面層很薄，即使在待輸送液體強烈沖流時葉片30也可以保持高度的形狀穩定性(Formstabilitaet)。在通道60中彈性材料與由纖維增強合成材料制成的基本結構55接合。因而表面層50與基本結構55的結合牢固且長久。
第二蓋板20同樣由纖維增強合成材料制成，并且通過超聲波焊接與第一蓋板15連接在一起。以此方式可以鑄造葉輪5的復雜幾何結構，其中該葉輪的葉片30之間具有內部溝道但不具有需使用型芯方能制成的側凹。
此外，葉輪5的另一個構件是輪轂65，用于與第一蓋板15的中央容置孔70中的傳動軸抗扭地結合。輪轂65與葉輪5的結合通過帶有徑向突出的齒80的齒環(Zahnkranz) 75實現，其中齒80與第一蓋板15的基本結構55接合，特別地可以被澆注。
為了使葉輪5與導向器密封接觸，葉輪5在第二蓋板上有向外指向的密封環85，該密封環經過吸入口35貼靠在第二蓋板20上。其中密封環85例如構造成與吸入口 35相匹配的金屬套管85，該金屬套管形成用于在導向器上形成密封的接觸面。
泵的另一個導流部件與多個其他構件形成導向器100。在圖2A到圖4中示出了該導向器100。導向器100同樣具有第一圓形蓋板105，該蓋板基本呈平面狀，并且在導向器100中構成根據本發明的泵的導流部件。在該第一蓋板105的內側110具有多個葉片115。在蓋板105的邊緣120上設有完全沿軸向突出的支承面125。該支承面125用于將導向器100貼靠在同軸定向的泵的外殼部分130上(圖4)。泵的外殼部分130形成泵級3的外殼。每一個泵級3中分別設有葉輪5和導向器100。對于第二泵級3，導向器100設置在泵級3和泵頭2之間。
基本呈平面狀的第二蓋板135與第一蓋板105的內側110相對設置。第二蓋板具有用于待輸送液體的、與中央間隔開的環形且周向(um傷nglich)包圍轉軸10的入口 140。通過導向器100的第二蓋板135的入口 140進入的液體在第一蓋板105處沿徑向轉向并且通過第一蓋板105背面150上的出口145從導向器100排出。該出口 145由軸向延伸的連接凸緣(Anschlusskragen)155環繞。
此外在所示出的導向器100中，第一蓋板105和葉片115由于沖流的顆粒承受特別強的負荷。由此為了針對沖流的顆粒進行保護，相似于葉輪5的葉片30，葉片U5也設有由彈性材料制成的表面層。為此帶有葉片的第一蓋板105同樣通過兩組件-注射成型方式制成。由此其具有作為第一組件的由纖維增強合成材料構成的基本結構160和作為第二組件的由彈性材料構成的覆蓋葉片115的表面層165。圖2B所示為葉片115的局部剖視圖。其中葉片115的基本結構160如葉輪5的每個葉片30 —樣設有供彈性材料穿過的通路170。此外，為了針對沖流的顆粒進行保護，蓋板135的基本呈平面狀的內表面175同樣構造有由彈性材料制成的表面層。
為了設置根據本發明的泵，導向器100具有從支承面125突出的金屬凸起195，該凸起沿徑向向外延伸(圖2A，圖3A，圖4)。
在該凸起195上，導向器100夾持在泵外殼的兩個軸向定向的管狀部分130之間(圖4)。在圖3A所示的實施例中，凸起195構造為金屬環，該環完全環繞導向器100并且澆注成型在第一蓋板105的基本結構160中。導向器100也可以以很大的表面壓力夾持在所述金屬凸起195上，而凸起195不會變形。在圖3B (1)中以軸向俯視圖示出了作為第一實施形式的所述環形凸起195的幾何形狀。其中因為凸起195可以非常牢固地嵌入到導向器100中，所以這個閉合的環形幾何結構特別穩定。此外，環形凸起195填入外殼部分130之間的空隙，由此形成泵的平滑外表面。
但是凸起195通常不需要構成閉合的環。可選地，凸起195還可以構造成環形區段(Ringsegment)。這作為第二實施例在圖3B (2)中示出。此處凸起195構造成環形區段或開口的環。代替單個的環形區段，也可以由纖維增強合成材料澆注成型而成環繞導向器100的周邊均勻分布的多個環形區段，從而形成突出部155。
在圖4和圖5中示出了根據本發明的泵的密封件210形式的導流部件210。該密封件210起著在導向器100和隨后的葉輪5之間導流的作用。密封件210基本上為環狀結構。此外，密封件210的外徑尺寸適合于能以內周邊密封的方式插入導向器100的連接突出部155中。密封件的內徑構造為與葉輪的密封環85的外徑相匹配。在密封件210的壓力端具有在周向沿徑向和軸向指向的突出部215，該突出部朝向外殼部分130延伸，該外殼部分夾持導向器100。其中該突出部215通過設置在外周的由彈性材料制成的密封唇緣220與外殼部分130貼靠。以此方式，導向器100的壓力側與環繞的外殼部分130相對。此外，密封件210的外周面225還設有由彈性材料制成的密封環230、235，所述密封環與導向器100的連接突出部155的內周面接觸。密封件210的內周面240被由彈性材料制成的表面層245完全覆蓋。以此方式， 一方面針對顆粒產生的沖流保護密封件210的內周面240，另一方面彈性材料層245還形成用于貼靠葉輪5的密封環85的密封接觸面。另外，通過兩組件-注射成型方式制造密封件。其中，彈性材料層245、密封環230和235以及密封唇緣220構成第二組件，其與作為第一組件的密封件210的其余部件一同進行注射成型。
權利要求
1.一種泵，特別是離心泵，其特征在于該泵具有至少一個至少局部設有由彈性材料制成的表面層(50；165；245)的導流部件(5；100；210)，其中設有表面層(50；165；245)的所述導流部件(5；100；210)構造為多組件-注射成型件，其中由合成材料制成的基本結構(55；160)構造第一組件，由所述彈性材料構造第二組件。
2. 根據權利要求l所述的泵，其特征在于所述彈性材料為合成橡膠，特別是硅橡膠。
3. 根據權利要求1或2所述的泵，其特征在于所述導流部件的基本結構(55; 160)由合成復合材料制成。
4. 根據權利要求1-3中任一項所述的泵，其特征在于所述導流部件為葉輪(5)。
5. 根據權利要求1-4中任一項所述的泵，其特征在于所述導流部件為導向器(100)。
6. 根據權利要求1-5中任一項所述的泵，其特征在于所述導流部件為密封件(210)。
7. 根據權利要求6所述的泵，其特征在于所述密封件(210)設置在用于導流的葉輪(5)與導向器(100)之間。
8. 根據權利要求1-7中任一項所述的泵，其特征在于所述導流部件為導向器(100)，該導向器具有至少一個向外突出的凸起(195)或環，所述凸起或環至少部分由金屬制成。
9. 根據權利要求8所述的泵，其特征在于由金屬制成的所述凸起(195)或環澆注成型在由合成材料制成的所述第一組件和/或第二組件中。
10. 根據權利要求1-9中任一項所述的泵，其特征在于至少一個所述導流部件構成為由至少兩個構件(15; 30; 20)制成的葉輪(5)中的至少一個構件(15; 30)。
11. 根據權利要求1-10中任一項所述的泵，其特征在于至少一個所述導流部件構成為由至少兩個構件(105; 115; 135)制成的導向器(100)中的至少一個構件(105; 115)。
12. 根據權利要求10或11所述的泵，其特征在于至少一個所述導流部件具有多個導流葉片(30; 115)，所述導流葉片優選設有由彈性材料制成的表面層(50; 165)。
13. 根據權利要求1-12中任一項所述的泵，其特征在于所述導流部件的第一組件具有至少一個用于與所述彈性材料接合的凹槽(60; 170)或突出部。
14. 根據權利要求1-13中任一項所述的泵，其特征在于所述第一組件具有至少一個結合兩個表面的供彈性材料穿過的通路(60; 170)。
全文摘要
本發明涉及一種泵，特別是一種離心泵，其中該泵具有至少一個至少局部設有由彈性材料制成的表面層(50)的導流部件，并且具有表面層(50)的所述導流部件為多組件-注射成型件，其中由合成材料制成的基本結構(55)構造第一組件，由彈性材料構造第二組件。
文檔編號F04D1/00GK101624989SQ20091014025
公開日2010年1月13日 申請日期2009年7月9日 優先權日2008年7月10日
發明者佩爾·弗雷斯特·韋德斯泰德, 奧盧夫·埃里克森 申請人:格倫德福斯管理聯合股份公司