專利名稱：用于離心泵的流量輸出噴嘴的制作方法
技術領域：
本發明涉及離心泵，更具體地，涉及在關死點提供穩定的壓頭-流量性能的輸出噴嘴。
背景技術：
大部分離心泵具有在低流量下趨于變平或下垂的壓頭-流量曲線。該效果在關死點或零流量下變得更顯著并導致不穩定的曲線。不穩定的(即下垂或平的)壓頭-流量性能可使工作復雜化，因為系統阻力的輕微改變可導致大的流量變化和/或造成泵設備在不可接受的流量點下工作。
發明內容
根據本公開的示例性方面的泵的流出口包括限定袋段直徑的袋段。袋段下游的喉部段，喉部段限定小于袋段直徑的喉部段直徑。根據本公開的示例性方面的離心泵包括限定收集器的殼體；在收集器內的葉輪，葉輪沿著旋轉軸線被限定。與收集器相鄰的袋段，袋段限定袋段直徑。袋段下游的喉部段，喉部段限定小于袋段直徑的喉部段直徑。
從所公開的非限制實施例的以下詳細描述中，各種特征對于本領域的技術人員將顯而易見。伴隨詳細描述的附圖可以簡要描述如下
圖1是用于與本公開一起使用的離心泵組件的總的縱截面視圖； 圖2是沿線2-2截取的圖1的離心泵組件的總的側向截面視圖，圖中示出了根據本公開的噴嘴；
圖3是離心泵組件的總的側向截面視圖，示出了根據本公開的現有技術的噴嘴； 圖4A是離心泵組件的局部側向截面視圖，示出了根據本公開的噴嘴的一個非限制實施例；
圖4B是圖4A中示出的噴嘴的放大的側向截面視圖5A是離心泵組件的局部側向截面視圖，示出了根據本公開的噴嘴的另一個非限制實施例；
圖5B是圖5A中示出的離心泵組件的放大的側向截面視圖6是與圖3的現有技術的噴嘴相比的圖4、圖5和圖8的噴嘴的總動壓頭(TDH)/流量曲線；
圖7A是離心泵組件的側向尺寸關系，示出了根據本公開的與噴嘴相鄰的袋段； 圖7B是離心泵組件的縱向尺寸關系，示出了相對于蝸殼的寬度的噴嘴的袋段；以及圖8是離心泵組件的局部側向截面視圖，示出了根據本公開的噴嘴的又一個非限制實施例。
具體實施例方式圖1示意性地示出離心泵組件10。雖然在本公開的非限制實施例中示出了磁驅動離心泵組件10，但應當理解各種泵將受益于本文的公開。泵組件10通常包括殼體12、葉輪14、內磁體組件16、軸18、軸支撐件20和22、以及密封外殼24。流入口沈限定軸線Y并由圍繞軸18的環面和葉輪14圍繞其旋轉的前軸支撐件20 (圖2)形成。流出口觀限定橫向于軸線Y的軸線X，并被成形為與在容納葉輪 14的殼體12內形成的收集器30的切向通道，使得流出口觀與葉輪14連通。在工作中，馬達32給外磁組件34供以動力，從而由于內磁體組件16的磁響應而引起殼體12內的葉輪14旋轉。磁驅動離心泵非常適合于泵送例如腐蝕性類型的流體，因為泵組件將密封需求最小化。參見圖2，流出口觀包括噴嘴40。雖然噴嘴40在本公開的非限制性實施例中被示意為單獨的部件，但應當理解，噴嘴40可替代地一體地機加工和/或形成在流出口觀中。 噴嘴40形成內部形狀，與現有技術的流出口 F相比(現有技術，圖3)，該形狀有利地提供了上升的壓頭-流量曲線至關死點。參見圖4A，在一個非限制性實施例中，噴嘴40可以是噴嘴40A，該噴嘴40A通常包括袋段42A、喉部段44A、過渡段46A和沿著軸線X的擴散器段48A。參見圖4B，袋段42A大致限定直徑Dp，喉部段44A大致限定直徑Dth，過渡段大致限定直徑Dt，并且擴散器段48A大致限定排放口直徑Dd。袋段42A可在喉部段44A上游的流出口觀內形成。在一個非限制性實施例中，袋段可以是接收單獨的噴嘴40A的殼體12的一部分。S卩，噴嘴40A與殼體12分開制造。噴嘴40A在噴嘴40的下游末端處限定排放口 50A。喉部段44A通常為圓柱形并具有小于袋段42A的直徑。喉部段44A與過渡段46A連通。過渡段46A可以是與擴散器段 48A連通的相對短的截頭圓錐形狀。擴散器段48A可以是相對長的截頭圓錐形狀。只要建立了流量，則噴嘴40的構造就允許在排放口 50A處的壓力恢復。但是在低流量或零流量時，有很少的(如果有的話)壓力恢復，這種壓力恢復可以其他方式導致如總動壓頭(TDH)/流量曲線表示的常規的現有技術設計(圖3)的下垂的壓頭-流量曲線的類型。通過將喉部段44A遠離葉輪14地向后移位進入與擴散器段48A接合的流出口觀的排放通道，便于形成有利的至關死點的上升曲線。參見圖5A，噴嘴40的另一個非限制性實施例可以是噴嘴40B，該噴嘴40B沿軸線X 大致限定袋段42B、喉部段44B、過渡段46B和擴散器段48B。過渡段46B通常從喉部段44B 的直徑Dth (圖5B)階躍至直徑Dt。參見圖6，噴嘴40A提供了總動壓頭(TDH)/流量曲線(A)，該曲線穩定并上升至關死點，但與噴嘴40B (曲線(B))相比趨于在較低的TDH值處稍微變平。喉部段44的直徑和長度改變(TDH)/流量曲線的形狀，但該曲線仍然穩定。袋段42限定袋段高度Lp，Lp由在泵的旋轉軸線Y和袋段42與喉部段44沿軸線 X的交叉部之間的角限定(圖7A)。通常，袋段42在關死點處穩定曲線形狀。在一個非限制性實施例中，袋段旦徑Up小于或等于蝸殼寬度Vw (圖7Β)。喉部段直徑Dth通常控制所需的工作曲線，使得喉部段44直徑的減少導致更陡峭
4的曲線(C)。在一個實施例中，喉部段直徑Dth小于Dp。過渡段46的形狀也影響曲線形狀。例如，階梯狀的過渡段46 (圖5A)增加關死點壓頭并使曲線形狀變陡峭(參見曲線B)，而成角度的(漸進的)的過渡段46 (圖4)通常減小關死點壓頭，并使曲線變平但保持穩定。在一個實施例中，過渡段46的直徑Dt (1.6至 2. DDth0過渡段長度Lt ^ 0. 55Ld_Lth。其中
Ld為擴散器段長度。Lth為喉部段長度。葉輪直徑的減小(也稱為修整)使曲線形狀保持在較低的TDH值處(參見曲線C’和曲線B’)。從而可以為多種葉輪直徑保持性能特性。過渡段的取消(Lt=O ；圖8)導致具有遞送更多流量的相對較平的形狀的降低的關死點。減少發生在較高的流速處(見曲線D)。喉部段長度Lth受保持適當的擴散器段長度 Ld和大約5-7度的擴散器段角度θ d的要求的影響，以匹配排放口直徑Dd。擴散器段48通常將速度頭(velocity head)轉換成壓力。典型的擴散器段48限定2Θ(1的夾角。對于帶有過渡段46的噴嘴40 (圖4和圖5)，該夾角為大約10至11度。 對于不帶有過渡段46的噴嘴40C (圖8)，該夾角可為最多約14度。應當理解，在若干附圖中類似的附圖標記表示對應的或類似的元件。還應當理解， 雖然在圖示實施例中公開了特定的部件布置，但其它的布置將受益于本發明。雖然已經示出、描述了具體的步驟順序并要求對其進行權利保護，但應當理解，除非另外指明，這些步驟可以任意順序被執行、分離或組合并將仍然受益于本公開。上述描述是示例性的而不受其中的限制所限定。本文公開了各種非限制性實施例，然而，本領域的普通技術人員將會認識到，根據上述教導的各種修改和變型將落在所附權利要求書的范圍內。因此可以理解，在所附權利要求書的范圍內，本公開可以被實施為除了如具體描述之外的情形。為此，應該研究所附權利要求以確定真實范圍和內容。
權利要求
1.一種用于泵的流出口，包括 袋段，所述袋段限定袋段直徑；和喉部段，所述喉部段位于所述袋段的下游，所述喉部段限定小于所述袋段直徑的喉部段直徑。
2.根據權利要求1所述的流出口，其中所述流出口沿著橫向于葉輪的旋轉軸線的軸線被限定。
3.根據權利要求1所述的流出口，其中所述喉部段直徑小于或等于所述袋段直徑的大約0. 3倍。
4.根據權利要求1所述的流出口，還包括所述喉部段下游的過渡段，所述過渡段限定階梯狀的過渡段。
5.根據權利要求1所述的流出口，還包括所述喉部段下游的過渡段，所述過渡段限定成角度的過渡段。
6.根據權利要求1所述的流出口，還包括所述喉部段下游的過渡段，所述過渡段限定為所述喉部段直徑的大約1. 6至2. 1倍的過渡段直徑。
7.根據權利要求1所述的流出口，還包括所述喉部段下游的過渡段，其中所述過渡段長度(Lt)由Lt 0. 55Ld- Lth限定，其中Lth為喉部段長度，Ld為所述過渡段下游的擴散器段的擴散器段長度。
8.根據權利要求7所述的流出口，其中所述擴散器段的側面限定擴散器段角度。
9.一種離心泵，包括 殼體，所述殼體限定收集器；葉輪，所述葉輪在所述收集器內，所述葉輪具有旋轉軸線；袋段，所述袋段與所述收集器相鄰，所述袋段限定袋段直徑；和喉部段，所述喉部段位于所述袋段的下游，所述喉部段限定小于所述袋段直徑的喉部段直徑。
10.根據權利要求9所述的離心泵，其中所述袋段形成于所述泵的殼體內。
11.根據權利要求10所述的離心泵，其中所述喉部段成形于噴嘴內，所述噴嘴安裝在所述殼體內。
12.根據權利要求9所述的離心泵，其中所述喉部段直徑小于或等于所述袋段直徑的大約0. 3倍。
13.根據權利要求9所述的離心泵，還包括所述喉部段下游的過渡段。
14.根據權利要求13所述的離心泵，還包括所述過渡段下游的擴散器段。
全文摘要
一種用于泵的流出口包括限定袋段直徑的袋段。袋段下游的喉部段，喉部段限定小于袋段直徑的喉部段直徑。
文檔編號F04D29/42GK102459918SQ201080026962
公開日2012年5月16日 申請日期2010年5月6日 優先權日2009年6月17日
發明者S. 亨延 H., S. 伯頓 M. 申請人:勝達因公司