專利名稱:低流量泵殼體的制作方法
本發明涉及的是一個經過改進的離心泵的殼體結構，特別是關于處理懸浮研磨粒子(即泥漿)的泵，在那里流動速度大大小于那種泵的最高效率點流速。
離心泵的殼體起收集器的作用，其內包含來自葉輪的液體，同時以高速度擴散和引導液體到外面或排出支路。
用于處理非研磨粒子或清潔的液體的泵，當給出最有效的結構時，在分水角處的葉輪和殼體之間通常有一個小的間隙(大約為葉輪直徑的2-5%)。
相反，已經設計的處理纖維狀的或懸浮的細研磨粒子離心泵(泥漿泵)在葉輪和殼體之間有一個較大的間隙，以防止堵塞和高的局部磨損，這種局部磨損將產生在小間隙的情況下。此外，普通的泥漿泵殼體，通常有一個不變面積排出頸部，在分水角處的橫截面僅僅小于在排出法蘭處面積的10-20%。大的分水角間隙和不變面積的排出頸部的結合的結構，以泵的“最高效率點”流速(BEP)給出足夠的總性能。
但是，以小于最高效率點的流速(BEP)阻止分水角后面的局部的磨粒磨損是有問題的。因為這個磨損是當流體不能流出排出支路以不適當的角度重新返回渦殼，在分水角周圍流動時由于再循環和渦流產生的。由于堆積流速的變化或泵和工作需要失配，泥漿泵經常不得不以非設計條件工作(即流速與最高效率點不一致)。
本發明力圖改善泥漿泵殼體，解決以上的問題，該泥漿泵的殼體在分水角區和排出支路區有一個經改進的殼體形狀，通過改變通常的流線譜以適合于減小的泵流速，以便使局部磨損減至最小程度。
在一種主要的形式中，本發明包括一個有排出喉部的離心泥漿泵殼體，該排出喉部的面積與以最高效率點工作的泵的排出喉部的面積相比被減少了。
在另一種形式中，本發明包括一個適合以最高效率點流速的30-70%范圍的流速工作的離心泥漿泵殼體，該泵殼體形狀有一個延伸的分水角，該分水角使殼體的喉部面積減小到排出法蘭處的排出頸面積的30-70%。
本發明的最佳實施例包括一個離心泥漿泵殼體，其分水角橫向凸起局部地堵塞排出頸，因而減少了排放面積。分水角后(即排出頸更向上)和在分水角的對邊是一個加厚部分或凸起，它進一步起導流的作用，減小了排出面積。面積減小主要是在垂直于葉輪傳動軸線的平面內，因而，從分水角到排出法蘭的排出頸(喉部面積)的有效面積的減小量大約是排出法蘭處的排出頸面積的30-70%。
本發明并不大影響泵的液壓性能，雖然最高效率點流速稍微減少一些，但泵的壓頭流量特性仍保持基本不變。這樣大大增加了本發明的用途。
當泵送研磨介質時，與離心泵一樣，殼體可以用硬金屬制成，也可由彈性材料制成，為了便于裝配，殼體可以分成2或3塊，甚至可以僅僅是具有外蓋板的泵殼體，本發明主要涉及的是殼體的液壓內形而不是其外形、材料或支承方法。
本發明將通過實施例并參照附圖來說明。
圖1是普通離心水泵的葉輪和殼體的剖面圖，該剖面圖是在葉輪轉動軸線正平面內。
圖2是普通離心泥漿泵的葉輪和殼體的剖面圖，該剖面圖是在葉輪轉動軸線的正平面內。
圖3是本發明實施例的離心泥漿泵葉輪和殼體的剖面圖，該剖面圖是在葉輪轉動軸線的正平面內。
圖4a表示通過圖3的殼體a處的截面;
圖4b表示通過圖3殼體b處的截面;
圖5是本發明殼體的局部剖面圖，該剖面圖是在通過葉輪轉動軸線的平面內。
參照圖1，普通的離心泵殼體(1)從分水角(2)起始直到與排出頸(3)相切的點逐步增大曲率半徑。葉輪(4)在殼體內轉動，殼體內分水角處有一最小的圓周間隙(5)。通常排出頸的面積由靠近分水角的喉部(6)到排出法蘭(7)逐漸增大。
以上描述的水泵殼體(1)與圖2中的普通泥漿泵殼體(8)比較，很明顯主要是加大了分水角間隙(9)，在喉部(10)和排出法蘭(11)之間有十分均勻的排出頸面積。能夠看清的是這種結構容易允許流體以減小的流速(相對于最高效率點流速)圍繞著分水角再循環，這是由于開闊的喉部面積和分水角的形狀所造成的。
圖3表示本發明的泥漿泵殼體的最佳實施例，該實施例包括一個普通的泥漿泵殼體(12)，在分水角處具有非普通的形狀。為了減小喉部面積(13)和阻止再循環，分水角(14)延伸過喉部，沒有明顯地改變分水角間隙(15)，而大體上的凸出形狀(16)被加到排出頸的對面的壁上。這樣形成的幾何形狀導致喉頸面積的減小，這樣喉頸面積(13)與排出面積(17)的比率是在0.3到0.7的范圍內，根據個別結構的需要，分水角間隙(15)在葉輪直徑的5%和40%之間的范圍內。
圖4表示的兩個截面(a)和(b)是圖3所示的排出頸中心線正平面的剖面圖，可以看到排出法蘭(18)的寬度(23)近似地與喉頸(19)處的寬度相同。但喉頸的寬度可以在排出法蘭的50%和100%之間。
圖5表示的是通過圖3所表示的葉輪中心線的一半截面圖(C)。這個圖表示出葉輪(20)和泵殼體(21)之間的關系。經過改進的分水角處形狀(22)在分水角頂點和殼體側壁用連續的圓角半徑表示。
由于已經結合最佳實施例對本發明作了描述，很清楚的是不脫離本發明的精神可以作出各種修改形式。
權利要求
1.一個離心泥漿泵殼體，其特征是包括一個排出喉部，該喉部的面積與該泵以最高效率點流速運轉的排出喉部的面積比較被減小了。
2.一個適合以最高效率點流速的30-70%運轉的離心泥漿泵殼體，其特征是該泵殼體的形狀有一個延伸的分水角，在分水角處使殼體的喉部面積減小到排出法蘭處排出頸面積的30-70%。
3.根據權利要求
1或2的泵殼體，其特征是在排出頸內分水角對面稍后一點處有一個制成突出形狀的凸起，該凸起有助于減小喉部的面積。
4.根據權利要求
1、2或3的泵殼體，其特征是葉輪裝在殼體內，與分水角的間隙在葉輪直徑的5%到40%之間。
5.根據前述權利要求
的任意一項中的泵殼體，其特征是排出頸的寬度(在排管軸平面內并且與葉輪轉動軸線平行)為排出法蘭內徑的50%到100%。
6.根據前述的權利要求
的任意一項中的泵殼體，其特征是泵殼體或是由硬金屬、陶瓷或彈性材料，或是由任何前述材料的組合制成的，該殼體由一塊或多塊構成，帶有或不帶蓋板支承。
7.一個泵殼體，如前面參照附圖3到6所描述的一樣。
專利摘要
一離心泥漿泵殼體，包括一排出喉部，該喉部的面積與該泵以最高效率點流速運轉的排出喉部的面積相比被減小了。該泵殼體適用于在以最高效率點流速的百分之30-70范圍內運轉。該泵殼體的形狀有一個延伸的分水角，該分水角使殼體的喉部面積減小到排出法蘭處排出頸面積的百分之30-70。
文檔編號F04D29/42GK85105293SQ85105293
公開日1987年1月7日 申請日期1985年7月10日
發明者安東尼·格茨納 申請人:沃曼國際有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan