离心泵.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103097738 A(43)申请公布日 2013.05.08CN103097738A*CN103097738A*(21)申请号 201180033737.8(22)申请日 2011.06.09102010026448.2 2010.07.08 DEF04D 29/02(2006.01)F04D 29/42(2006.01)(71)申请人 KSB 股份公司地址德国弗兰肯塔尔(72)发明人 A.贝姆 F.博斯巴赫 C.凯勒M.范格尔德恩 A.魏滕(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司 72001代理人陈浩然 杨国治(54) 发明名称离心泵(57) 摘要本发明涉

2、及一种离心泵，其包括转子以及包围它的相应带有压力侧和抽吸侧接口的壳体。根据本发明，包围转子的壳体构建为复合部件，其中，第一薄壁层(5)规定壳体的内部形状。至少一个第二层(11)建立壳体的稳定性。(30)优先权数据(85)PCT申请进入国家阶段日2013.01.07(86)PCT申请的申请数据PCT/EP2011/059587 2011.06.09(87)PCT申请的公布数据WO2012/004080 DE 2012.01.12(51)Int.Cl.权利要求书2页 说明书5页 附图4页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书5页 附图4页(10)申请公布号

3、CN 103097738 ACN 103097738 A1/2页21.一种离心泵，其包括转子以及包围所述转子的相应带有压力侧和抽吸侧接口的壳体，其特征在于，包围所述转子的所述壳体构建为复合部件，其中，第一层(5)规定所述壳体的内部形状，其中，至少一个第二层(11)建立所述壳体的稳定性。2.根据权利要求1所述的离心泵，其特征在于，所述第一层(5)由耐腐蚀的金属或者纤维强化的材料形成。3.根据权利要求1或2所述的离心泵，其特征在于，所述第一层(5)由各个示出壳体形状的部段组装而成。4.根据权利要求1至3中任一项所述的离心泵，其特征在于，所述第一层(5)由弹性体形成。5.根据权利要求1至4中任一项所

4、述的离心泵，其特征在于，在所述第一层(5)之内的空间通过以介质填充能够成形。6.根据前述权利要求中任一项所述的离心泵，其特征在于，保持和显示介质压力的阀被安装到所述第一层(5)中，其中，除了纯压力值之外指示器尤其还示出壳体构造或者以此所建立的运行点。7.根据前述权利要求中任一项所述的离心泵，其特征在于，设置有驱动组，其在相应的压力下提供对于填充所述第一层(5)所需的介质。8.根据前述权利要求中任一项所述的离心泵，其特征在于，所述第一层(5)压力密封地与布置在轴(1)上的构件以及与所述接口相连接。9.根据前述权利要求中任一项所述的离心泵，其特征在于，所述第二层(11)由塑性地成型到所述第一层(5

5、)上的材料构成。10.根据权利要求9所述的离心泵，其特征在于，能够塑性地成形的所述材料是塑料、金属、矿物材料或者混合材料。11.根据权利要求9或10所述的离心泵，其特征在于，能够塑性地成形的所述材料通过配筋来强化。12.根据前述权利要求中任一项所述的离心泵，其特征在于，为了改善所述第二层(11)到所述第一层(5)处的粘附，设置有表面活化部。13.根据前述权利要求中任一项所述的离心泵，其特征在于，所述第一层(5)的材料实施成双层。14.一种用于制造根据前述权利要求中任一项所述的离心泵的方法，其特征在于，在第一步骤中调整所有关于轴(1)的公差范围，在第二步骤中关于所述公差范围来压力密封地固定第一层

6、(5)，在第三步骤中从内部以介质来填充且以压力来加载所述第一层(5)而在第四步骤中施加第二层(11)。15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在所述第三步骤中通过以规定的压力加载对于所述第一层(5)建立液压上有利的形状。16.根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于，所述第二层(11)在施加之后还被加固，尤其通过硬化、煅烧或者烧结。17.一种用于根据权利要求14至16中任一项来制造的根据权利要求1至13中任一项所述的离心泵的构件组，其特征在于，所述构件组包含所述离心泵的转子和第一层(5)，其中，所述转子包括转轮(1)和密封部。权 利 要 求 书CN 103097738 A2/2页31

7、8.根据权利要求17所述的构件组，其特征在于，所述转子附加地包括轴(1)。19.根据权利要求17或18所述的构件组，其特征在于，所述转子附加地包括轴支承(4)。20.根据权利要求17、18或19所述的构件组，其特征在于，接口实施为凸缘(8, 9)。21.根据权利要求17至20中任一项所述的构件组，其特征在于，所述构件组的包装部用作用于所述第二层(11)的铸模。权 利 要 求 书CN 103097738 A1/5页4离心泵技术领域0001 本发明涉及一种离心泵(其包括转子(Laufzeug)以及包围该转子的相应带有压力侧和抽吸侧接口的壳体)、一种用于制造这样的离心泵的方法以及一种用于这样的离心泵

8、的构件组(Bausatz)。背景技术0002 离心泵以众多的结构类型已知。壳体形状、转轮细节和密封部是在过去几十年中广泛研究和开发的内容。这导致持续的改进，使得非常良好地匹配的离心泵能够用于非常多的不同的应用。稳定的技术应用在设备和机械制造中、在供水和农业灌溉中。0003 在特别实施上述离心泵的不同的液压相关的细节用于相应的应用期间，基础部件、例如泵壳体经常类似地来实施。对于较大的水泵典型地使用由铸造的金属、大多灰口铸铁构成的壳体，其在制造和加工中是简单的、成本有利的且耐用的。同样地，所使用的轴典型地是钢轴，其经常根据通常常用的方法来制造。然而传统制造的泵的缺点是，制成的泵在运输至终端用户时相

9、对较重且占地方。发明内容0004 以下发明目的在于提供一种离心泵，其包括由转轮(Laufrad)、密封部和必要时轴构成的转子以及包围它的相应带有压力侧和抽吸侧接口的壳体，其中，上面所提及的缺点应被克服。此外应开发一种用于制造这样的离心泵的方法。0005 该目的的实现方案设置成，包围转子的壳体构建为复合部件(Verbundteil)，其中，第一薄壁层规定壳体的内部形状，其中，至少一个第二层建立壳体的稳定性。通过根据本发明的泵存在仅在工厂侧实施第一薄壁层(其规定壳体的内部形状和/或接触流体的结构)的可能性，而第二层在终端顾客处才被施加。如果用于构造第二层的材料在终端顾客处现场可使用，则不存在在远的

10、路段上运输其的必要性，由此能够以显著的程度节约运输费用。完全通过第一层来规定泵壳体的对于离心泵的应用必要的液压上优化的形状。设置第二层可现场实现。该第二层用于壳体的机械稳定化，因此其也能够由终端顾客来施加，只要达到所需的最小强度，这根据本发明通过足够大的安全因素来确保。0006 根据本发明的一设计方案，第一层由耐腐蚀的金属或者纤维强化的材料形成。第一层与所输送的流体直接接触。通过这样的设计来保护该层免受流体腐蚀。例如，在输送饮用水时通过防腐蚀来阻止水被污染。0007 一设计方案使在对于泵必要的零件的运输中进一步的节省成为可能，即据此第一层由各个示出壳体形状的部段组装而成。这附加地使与对离心泵所

11、提出的液压要求的精确匹配成为可能。通过不同的标准化的零件的组合因此能够简单地且成本有利地制造不同的壳体。0008 在另一实施形式中，第一层由弹性体形成。由此产生规定泵壳体的内部轮廓的第一层，其能够非常紧凑地包装。对于应用为根据本发明的壳体的第一层，第一层可填充以介说 明 书CN 103097738 A2/5页5质，由此它获得它的所设置的形状，其利用第二层来固定。0009 在弹性体的第一层的变体中，在第一层内设置有一空间，其通过以介质填充可成形。当介质的压力大于环境压力时，那么这是尤其适宜的。为此，弹性体的第一层在制造时实施有不同厚度的区域，由此可获得确定壳体的液压特性的变形。0010 在另一实

12、施形式中，阀(其保持且同时显示介质的压力)被安装到第一层中，除了纯压力值之外指示器(Anzeige)尤其还示出壳体构造或者以此所建立的运行点。由此能够在无另外的辅助器件的情况下直接显示所施加的压力。不同的泵构造可通过相应的内压力直接来建立，因为围绕转轮的泵腔尤其能够在其尺寸和形状上通过施加介质压力不同地调节。在泵制成之后指示器可用于在运行中泵的运行状态监控。0011 该设计的一特别简单的形式设置驱动组(Treibsatz)，其在相应的压力下被提供以所需的介质，使得现场不需要借助于外部的压缩机或者泵来构建内压力。0012 以特别有利的方式在第一层的外侧处安装有用于泵的运行监控的传感器，其在施加第

13、二层之后直接隐藏在泵壳体中。由此可探测例如内壳的磨损和腐蚀。0013 此外存在将第一层压力密封地与转子的静止部件以及与接口相连接的可能性。这具有该优点，即泵的封接性已通过根据本发明所设置的第一层与泵构件的连接来建立。之后的密封在该实施形式中不再必要。0014 在另一实施形式中，第二层由塑性地成型到第一层上的材料构成。为了获得在第一与第二层之间尽可能好的复合，必要的是，第二层的材料与第一层的表面相匹配。为此提供一种材料，其在液态的状态中被浇注到第一层上且然后在那里固化。0015 塑料、金属、矿物材料或者混合材料适合作为能够塑性地成形的材料。如已示出的那样，有利的是选择能够被液态地浇注到第一层上的

14、材料用于第二层。例如带有不同填料的注塑树脂、液态金属(其中这里应注意第一层的耐热性)或者混凝土适用于此。这些材料可广泛使用，其中，根据对泵的相应的要求、如扬程和成本来选择。0016 有利地，能够塑性地成形的材料通过配筋(Armierung)来强化。这提高壳体的稳定性，其中，同时壳体的厚度可减小。0017 在另一实施形式中，为了改善第二层到第一层处的粘附，设置有通常的表面活化部(Oberflaechenaktivierung)，如使粗糙(Anrauhen)或者涂覆底漆(Primer)。由此改善材料的复合。0018 在另一实施形式中，第一层的材料实施成双层。然后在第一层的两个层之间提供第二层。以此

15、可更精确地规定泵的外部形状且第二层也朝向外面保护免于介质。0019 必要时从再生原料中所获得的成分适合作为用于制造第二层的材料。纤维、粘合剂或者填料可从不同的植物中获得。其能够容易地在许多地方使用，因此制造特别有利，因为不仅在种植时而且在收获材料时能够利用当地资源。0020 一种用于制造根据本发明的离心泵的方法设置成在第一步骤中调整所有关于于轴的公差范围。在第二步骤中关于公差范围来压力密封地固定第一层，在第三步骤中从内部以介质来填充且以压力来加载第一层而在第四步骤中施加第二层。这里相对于以前的制造方法有利的是过程(在其中所希望的液压结构通常被加工出到预设的承载结构中或者从其中被加工出)的反转(

16、Umkehrung)。已知的是衬里(Auskleidung)和覆层，而非带有联接的加强部的经常易损的液压结构的制造。说 明 书CN 103097738 A3/5页60021 在该方法的一设计方案中，在第三步骤中通过以规定的压力加载对于第一层建立液压上有利的形式。在此有利的是，借助于在第三步骤中被提供给介质的压力能够非常精确地规定壳体的内部几何结构，由此将流动控制最佳地匹配于离心泵特性。在第一层中的阀处直接读出压力。除了纯压力值之外在刻度处也可读出壳体构造或者以此所建立的运行点。附加地以第二层来覆盖第一薄壁层，由此实现壳体的必要的加固。在承载结构覆盖有第二层时，第一层作为遗失的壳板(Schalu

17、ng)形成复合材料的组分。对于使用根据本发明的离心泵，第二层提供保护免于粗糙的环境条件且吸收作用力。根据离心泵的结构类型，特别为了维护目的分成两部分地实施壳板是有利的，从而能够为了维护目的打开壳体。0022 在该方法的另一设计方案中，第二层在施加之后还被加固，尤其通过硬化、煅烧或者烧结。根据所使用的材料，壳体的进一步的加工还可为壳体带来附加的优点。通过该步骤可使第二层对于机械影响或者化学影响更稳定。此外，还可改善第一与第二层之间的连接。0023 关于前述的离心泵的结构，根据本发明设置有用于制造离心泵的构件组(Bausatz)，其包括不同的部件。0024 根据本发明的构件组包括转子和第一层，其中

18、，转子由转轮和密封部构成。在此有利的是，组装简单的且成本有利的基础包(Grundpaket)用于制造可运转的离心泵。在建造离心泵时从当地供应商来取得缺少的部件。因此可将用于运输构件组的成本保持得较小。能够在空间上接近终端用户利用当地资源。这在带有相对小的技术上的基础设施的国家中特别有利。0025 在另一实施形式中，转子附加地包含轴。因为轴的制造受制于要求高的尺寸公差，将其添加给构件组是有利的。此外，离心泵的其它部件已可预装配到轴上。0026 附加地存在给构件组添加轴支承的可能性。在此有利的是，轴稳定地支承。通过轴支承显著地提高泵的稳定性。如果轴支承已预装配在轴上，则这里不需要附加的装配和设置成

19、本。0027 离心泵的接口实施为凸缘使能够将标准化的管道连接到离心泵处。0028 在另一实施形式中，构件组的包装部(Umverpackung)用作用于第二层的铸模。在此有利的是，包装部可与对铸模的要求相匹配。由构件组的制造者可将不仅表面而且包装部的稳定性与铸造工艺的要求相匹配。例如可装设对一定计量(如轴或联接凸缘的位置或者对于第二层的材料的最大填充高度)的标记。0029 另外的实施形式从迄今所示出的组合中得出且因此这里不进一步地来实施。附图说明0030 在附图中示出且接下来详细地说明本发明的实施例。其中：图1显示预装配的泵构件组，图2显示在加工中的构件组，图3显示完成的泵的第一实施方案以及图4

20、显示完成的泵的第二实施方案。具体实施方式说 明 书CN 103097738 A4/5页70031 图1显示了根据本发明的离心泵的一设计方案。转轮2固定在轴1的左端处。密封部3直接联接到转轮2处来布置。在图1中示出波纹管式滑环密封部(Balggleitringdichtung)。密封部3的邻近于转轮2的部分与轴固定地连接且随其一起旋转。滑环密封部的与壳体相连接的静止部分完全布置在右边。与密封部2有一些间距地在轴1上布置有两个轴承4。对于用于离心泵的构件组，在该实施方案中配合精确地预装配所有对其提出对尺寸公差的特别要求的部件。第一层5包围部件且形成泵壳体的内壁。为了形成泵壳体的不同截段，第一层5直

21、接与一些泵部件相连接，其中，第一层5也可多件式地来实施，其中，各个部件相应压力密封地布置在转子的两个静止部件之间。在转轮2的区域中第一层5直接与密封部3的静止部件相连接。该简单的且非常有效的连接节省另外的密封件、例如O型环。同样预装配且与第一层5相连接地，在图1中示出两个开口环(Spaltring)6和7。它们通过简单可松开的连接同样与转轮2相连接。这些连接用于装配辅助。开口环固定在其地点处直至离心泵制造完成，从而保证必需的尺寸精确度。在第一次使用离心泵之前必须松开该连接，由此转轮可自由旋转。同样在转轮2的区域中，泵的接口设置在第一层5处。在所示出的示例中示出在至轴1的延长部中的抽吸接管(Sa

22、ugstutzen)8和压力接管9。两个接管固定地与第一层5相连接。通过第一层5与轴承4的连接还产生两个在密封部3与第一轴承4之间以及在两个轴承4之间的另外的空间。在右端处轴端10保留在第一层之外，泵驱动部被联接在其处。在图1中示出，第一层5由可变形的材料构成，其能够被紧密地贴靠到轴1处。半完成的离心泵由此可包装得非常小用于发送(Versand)。0032 图2显示根据用于制造根据本发明的离心泵的方法的第三步骤的半完成的离心泵。第一层从内部以介质来填充且以压力来加载。用于在各个区域之间压力平衡的连接以及压力接管和抽吸接管的塞子未在图2中示出。因此明确地来确定壳体的内部形状。根据第一层5的材料的

23、选择存在通过施加到介质处的压力来影响泵腔的液压特性的可能性。在围绕转轮的区域中，由此可制造壳体的不同的几何结构。0033 图3显示完成的泵的第一实施方案。在该情况中，在图2中所示出的半完成的构件完全在发送箱中(未示出)利用第二层11来围铸(umgiessen)。第二层11的该形状可最简单地来制造，因为除了取决于材料的最小壁厚之外不对泵的外观提出要求。可使用例如混凝土作为用于第二层的材料。材料如掺有纤维的粘土、人造树脂或者类似的可浇注的固化的材料适合于该强化的形式。在该附图中未示出在静止部件3、4、6、7、8、9处的附加的配筋元件。其固定地与静止部件相连接且突出到第二层11的区域中，由此改善静止

24、部件在完成的离心泵中的定位和保持。0034 图4显示完成的泵的第二实施方案。为了同样地规定泵壳体的外部形状，在该实施方案中设置有附加的罩层(Mantelschicht)12，其同样由柔性的材料构成，从而在运输中保留紧凑包装的优点。为了强化泵壳体，在该实施方案中在第一层5与罩层12之间引入第二层11。利用根据本发明的离心泵的该变体可实现考虑在使用地点处受限的位置情况且具有更高的资源效率的结构形式。0035 附图标记清单1. 轴2. 转轮3. 密封部说 明 书CN 103097738 A5/5页84. 轴承5. 第一层6. 开口环7. 开口环8. 抽吸接管9. 压力接管10. 轴端11. 第二层12. 罩层。说 明 书CN 103097738 A1/4页9图 1说 明 书 附 图CN 103097738 A2/4页10图 2说 明 书 附 图CN 103097738 A10