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1、(10)申请公布号 CN 103174669 A (43)申请公布日 2013.06.26 CN 103174669 A *CN103174669A* (21)申请号 201210557154.1 (22)申请日 2012.12.20 11194884.0 2011.12.21 EP F04D 29/22(2006.01) F04D 29/02(2006.01) (71)申请人 格兰富控股联合股份公司 地址 丹麦比耶灵布罗市 (72)发明人 延斯韦斯特高博尔 (74)专利代理机构 隆天国际知识产权代理有限 公司 72003 代理人 黄艳 郑特强 (54) 发明名称 叶轮 (57) 摘要 本发明。
2、涉及一种用于离心泵的叶轮， 具有第 一盖板 （6） 和第二盖板， 所述第一盖板具有多个 叶片 （8） ， 所述第二盖板通过焊接被接合到所述 第一盖板 （6） 上， 其中每个叶片 （8） 都具有顶部区 域 （12） ， 所述叶片在该顶部区域接触所述第二盖 板， 其中所述多个叶片 （8） 中的至少一个叶片 （8） 在所述顶部区域 （12） 的第一部分 （20） 中与所述 第二盖板焊接连接， 而在所述顶部区域 （12） 的至 少一个第二部分 （14， 16） 中无焊接连接。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产。
3、权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103174669 A CN 103174669 A *CN103174669A* 1/1 页 2 1. 一种用于离心泵的叶轮 （2） ， 具有第一盖板 （4） 和第二盖板 （6） ， 所述第一盖板 （4） 具有多个叶片 （8） ， 所述第二盖板 （6） 通过焊接接合到所述第一盖板 （4） 上， 其中， 每个叶片 （8） 均具有顶部区域 （12） ， 所述叶片在所述顶部区域接触所述第二盖板 （6） ， 其特征在于， 所述多个叶片 （8） 中的至少一个叶片在所述顶部区域 （12） 的第一部分 （20） 中。
4、与所述第二 盖板 （6） 焊接连接， 并且在所述顶部区域 （12） 的至少一个第二部分 （14） 中无焊接连接。 2.根据权利要求1所述的叶轮 （2） ， 其特征在于， 所述顶部区域 （12） 包括无焊接连接的 第三部分 （16） 。 3. 根据权利要求 2 所述的叶轮 （2） ， 其特征在于， 所述顶部区域 （12） 的第一部分 （20） 在大于所述顶部区域 （12） 的第二部分 （14） 和第三部分 （16） 的总长度的长度 （d2） 上延伸。 4.根据权利要求2或3所述的叶轮 （2） ， 其特征在于， 所述第一部分 （20） 被设置在所述 至少一个叶片 （8） 的所述顶部区域 （12） 。
5、的中央， 所述第二部分 （14） 被设置在所述至少一个 叶片 （8） 的所述顶部区域 （12） 的外侧边缘区域， 以及所述第三部分 （16） 被设置在所述至少 一个叶片 （8） 的所述顶部区域 （12） 的内侧边缘区域。 5. 根据权利要求 1 至 4 中任一项所述的叶轮 （2） ， 其特征在于， 所述第二部分 （14） 在 所述顶部区域 （12） 的占所述顶部区域 （12） 总长度的 1至 20、 尤其是 5至 10的长度 （d1） 上延伸。 6.根据权利要求2至5中任一项所述的叶轮 （2） ， 其特征在于， 所述第三部分 （16） 在所 述顶部区域 （12） 的占所述顶部区域 （12） 总。
6、长度的 1至 40、 尤其是 10至 20的长度 （d3） 上延伸。 7. 根据权利要求 1 至 6 中任一项所述的叶轮 （2） ， 其特征在于， 所述第一盖板 （4） 和第 二盖板 （6） 其中之一由透光材料制成， 并且所述第一盖板 （4） 和第二盖板 （6） 其中之另一至 少部分地由光吸收材料制成。 8.根据权利要求1至7中任一项所述的叶轮 （2） ， 其特征在于， 仅所述顶部区域 （12） 的 第一部分 （20） 由光吸收材料制成。 9. 根据权利要求 8 所述的叶轮 （2） ， 其特征在于， 所述光吸收材料是带颜料的合成材 料， 并且所述透光材料是不带颜料的合成材料。 10.根据权利要。
7、求1至9中任一项所述的叶轮 （2） ， 其特征在于， 所述第一盖板 （4） 被设 计成是没有槽的。 11. 根据权利要求 1 至 10 中任一项所述的叶轮 （2） ， 其特征在于， 所述焊接连接通过激 光焊接来创建。 12. 一种离心泵， 具有根据前述权利要求中任一项所述的叶轮 （2） 。 权 利 要 求 书 CN 103174669 A 2 1/4 页 3 叶轮 技术领域 0001 本发明涉及一种用于离心泵的叶轮以及一种具有这样的叶轮的离心泵。 背景技术 0002 叶轮被用于多种类型的离心泵中。叶轮往往具有非常复杂的几何形状， 这使得叶 轮难以通过注射成型制造。出于这个原因， 在许多情况下，。
8、 有必要制造两个单独的部件， 然 后再将它们接合在一起。 0003 对于由合成材料、 例如由纤维增强的合成材料 （比如聚合物复合材料或塑料复合 材料） 制成的叶轮， 叶轮的部件例如通过超声波焊接的方式连接。但是， 超声波焊接往往会 导致叶轮中的不对称。使用超声波焊接的主要缺点之一是 ： 在超声波焊接叶轮时可能会发 生与叶轮偏心有关的问题。 0004 众所周知， 超声波焊接在现有技术中用于连接复杂的合成材料部件。这些部件通 常是以夹层状的方式插入到一个固定部件和另一个与换能器连接的部件之间， 以便耦合声 学振动。 0005 当部件之间的接触点开始熔融时， 超声波创建连接。 由于吸收振动能量， 超。
9、声波焊 接引起合成材料的局部熔融， 从而在有些地方可以发生变形， 这会导致所提及的叶轮的不 对称。 0006 为此， 在制造现有技术的叶轮时， 通过使用机械的连接方法和激光焊接来连接部 件， 以使叶轮不会成为非对称的。机械的连接通过使叶轮部件其中之一具有槽状结构来实 现。然而这种叶轮同样可能因为槽状结构不精确而呈现不对称。 0007 由此， 在叶轮的吸入侧与泵壳体之间可能会出现增多的泄漏流体， 这将导致其中 插入有叶轮的泵的效率降低。 发明内容 0008 出于以上原因， 本发明的目的是提供一种叶轮或一种离心泵， 以至少部分地避免 了这些缺点。 本发明的另一目的是提供一种叶轮， 该叶轮被设计成，。
10、 当在泵中插入该叶轮时 能提高泵的效率。 0009 这些目的通过根据独立权利要求的叶轮和离心泵实现。 本发明的有益的进一步扩 展方案在从属权利要求、 随后的说明书和附图中描述。 0010 为此， 提供一种用于离心泵的叶轮， 该叶轮包括具有多个叶片的第一盖板 （盖盘） 和通过焊接附接到所述第一盖板上的第二盖板， 其中， 每个叶片具有顶部区域， 叶片在该顶 部区域接触第二盖板。 由此， 根据本发明， 多个叶片中的至少一个叶片在顶部区域的第一部 分中通过焊接连接与第二盖板连接， 并且在顶部区域的至少一个第二部分中无焊接连接。 0011 在本发明的一个优选实施方式中， 所述顶部区域包括无焊接连接的第三。
11、部分。 0012 所述顶部区域的第一部分可以有利地在比所述顶部区域的第二部分和第三部分 的总长度大的长度上延伸。 说 明 书 CN 103174669 A 3 2/4 页 4 0013 有利地， 分别相对于所述至少一个叶片的叶轮直径， 所述第一部分位于所述顶部 区域的中央， 所述第二部分被设置在所述顶部区域的外侧边缘区域， 以及所述第三部分被 设置在所述顶部区域的内侧边缘区域。 0014 所述第二部分可在所述顶部区域的占所述顶部区域总长度的 1至 20、 尤其是 5至 10的长度上延伸。 0015 所述第三部分可在所述顶部区域的占所述顶部区域总长度的 1至 40、 尤其是 10至 20的长度上。
12、延伸。 0016 所述第一盖板和第二盖板其中之一可由透光材料制成， 所述第一盖板和第二盖板 其中之另一至少部分地由光吸收材料制成。 0017 视情况， 可以使得仅所述顶部区域的第一部分由光吸收材料制成。 0018 光吸收材料可以是带颜料的合成材料， 而透光材料可以是相同的合成材料但不带 颜料。 0019 第一盖板可以有利地被设计成没有槽。 0020 特别有利的是， 通过激光焊接来建立焊接连接。 0021 本发明还包括具有一个或多个前述叶轮的离心泵。 0022 通过本发明， 可特别有利地实现盖板的其上被焊接的部位在焊接过程中不会变 形。此外， 可以避免两个盖板偏心， 因为不存在现有技术中所需要的。
13、槽， 在焊接之前盖板可 彼此径向移动， 以使它们能够被很好地彼此调整。这有助于泵的吸入侧在操作中相对于泵 壳体特别好地实现密封， 其提高了根据本发明制成的泵的效率。 附图说明 0023 下面依照附图中所示的实施例解释本发明。其中 ： 0024 图 1 示出了根据本发明的第一实施例的分解示意图 ； 0025 图 2 示出了根据本发明的另一实施例的分解示意图 ； 0026 图 3 示出了设有叶片的后盖板的视图 ； 以及 0027 图 4 示出了根据本发明的叶轮的横截面形式的分解示意图。 0028 其中， 附图标记说明如下 ： 0029 2 叶轮 0030 4 第一前盖板 0031 6 第二后盖板 。
14、0032 8 叶片 0033 10 激光 0034 12 顶部区域 0035 14 第二外侧部分 0036 16 第三内侧部分 0037 18 周边 0038 20 第一部分 具体实施方式 说 明 书 CN 103174669 A 4 3/4 页 5 0039 根据图1的用于离心泵的叶轮2包括 ： 第一后盖板6， 其具有多个叶片8 ； 以及第二 前盖板 4， 其通过焊接接合到后盖板 6 或叶片 8 上。每个叶片 8 具有顶部区域 12， 所述叶片 在该顶部区域接触前盖板 4。至少一个叶片 8（不过在本实施例中是所有的叶片 8） 在顶部 区域 12 的第一部分 20 中与前盖板 4 呈焊接连接，。
15、 并且在顶部区域 12 的第二外侧部分 （即， 位于外侧的第二部分） 14 和第三内侧部分 （即， 位于内侧的第三部分） 16 中无焊接连接。 0040 前盖板 4 和后盖板 6 彼此通过叶片 8 隔开。前盖板 4 是由激光透射材料制成， 从 而激光 10 可以穿透前盖板 4， 如图 1 所示。后盖板 6 包括九个叶片 8， 其均呈弯曲状， 并且 从后盖板 6 中央处的中心凹部向叶轮 2 的边缘 18 延伸。后盖板 6 由一种材料制成， 其被设 计为通过激光焊接、 亦即通过激光 10 被固定到前侧。 0041 对于前盖板4和后盖板6而言， 原则上可以使用相同的原料。 然而， 为了让激光10 能。
16、够穿过盖板其中之一， 或者前盖板4或者后盖板6应该由透光材料制成， 并且另一个由在 激光 10 的作用下熔化的吸收激光的材料制成。在根据图 1 的实施例中， 前盖板由透射激光 的材料制成， 并且后盖板由可以吸收激光的材料制成。如从图 1 可看出的， 入射到前盖板 4 上的激光 10 穿过前盖板 4 并在盖板 6 的叶片 8 的顶部区域 12 中被吸收。 0042 第二后盖板 6 可以由配设有颜料的合成材料制成， 以使其吸收激光。第一前盖板 4 可以由相同的合成材料制成， 但没有配设颜料， 所以其是透射激光的。 0043 在根据图 2 的实施例中， 叶轮 2 包括由吸收激光的材料制成的前盖板 4。
17、 以及由透 射激光的材料制成的后盖板 6。后盖板 6 和前盖板 4 被设计为应用如参照图 1 所描述的相 同方法进行接合。激光 10 穿过后盖板 6 通过叶片 8 并在前盖板 4 中被吸收。 0044 这里， 第一前盖板 4 可以由配设有颜料的合成材料制成， 所以其吸收激光， 而第二 后盖板 6 可以由相同的合成材料制成， 但未配设颜料， 所以其透射激光。 0045 优选地， 可以将聚醚砜 （PES） 用作该材料。 0046 该合成材料可以用 1至 40、 优选 10至 30的玻璃纤维来增强。 0047 下面将参照图 3 更详细地描述后盖板 6 （与前盖板 4 接合在一起后） 。后盖板 6 包。
18、 括沿着后盖板 6 的周边 18 彼此等间隔设置的九个叶片 8。激光 10 通过前盖板 4 射入， 如同 以上参照图 1 所描述的， 并且在后盖板 6 的叶片 8 的顶点垂线 （Scheitellinien） 12 上被吸 收。在图 3 中， 顶部区域 12 的与前盖板 4 焊接连接的第一部分 20 以较暗的方式绘出， 因为 其基于吸收的激光而被熔化， 而顶部区域 12 的无焊接连接的第二外侧部分 14 或第三内侧 部分 16 以较亮的方式绘出， 因为其未熔化。 0048 因此， 熔化的材料被绘制成比后盖板 6 的其它材料暗。激光 10 在后盖板 6 的叶片 8 的顶部区域 12 的内侧部分 。
19、16 或外侧部分 14 中未被吸收。 0049 前盖板 4 和后盖板 6 可以在使用任何合适的激光源的激光 10 的情况下接合在一 起。然而， 优选地应用扫描方法 （Abtast-Verfahren） ， 其中激光作为时间的函数 （依时间的 变化而变化） 在光吸收部件 （例如盖板 6） 的不同的部位被吸收。以这种方式， 可以防止由于 过热引起的所述部位的结构上的变形。 0050 一般来说， 能够使用这样的前盖板4和后盖板6， 其除了被设计为当吸收激光10时 熔融的那些区域之外， 是由透光材料制成的。因而， 盖板的被设计为当吸收激光 10 时熔融 的那些区域应适合于吸收激光。 0051 图 4 。
20、的横截面视图示出了叶轮 2 的前盖板的一半和位于其下方的叶片 8。仅盖板 说 明 书 CN 103174669 A 5 4/4 页 6 6 的叶片 8 的顶部区域 12 的第一中间部分 20 通过焊接与盖板 4 连接。该被焊接的部分 20 由无焊接连接的第二外侧部分 14 和第三内侧部分 16 这两者包围。叶轮 2 的前盖板 4 通过 叶片 8 与后盖板 6 隔开。前盖板 4 的径向轮廓对应于叶片 8 的轮廓。如进一步可被识别出 的， 经焊接的部分 20 的长度 d2 大于外侧部分 14 的长度 d1 和内侧部分 16 的长度 d3。通过 使得顶部区域 12 的外侧部分 14 和内侧部分 16。
21、 没有焊接连接， 可避免叶片 8 或盖板 4 的变 形， 因为外侧部分 14 和内侧部分 16 压靠着前盖板 4， 并且以此保持在前盖板 4 与后盖板 6 之间的必要的距离。 0052 位于外侧的第二部分 14 可以在顶部区域 12 的占顶部区域 12 总长度的 1至 20、 尤其是 5至 10的长度上延伸。 0053 位于内侧的第三部分 16 可以在顶部区域 12 的占顶部区域总长度的 1至 40、 尤其是 10至 20的长度上延伸。 0054 该叶轮通常被应用于离心泵中。 0055 根据本发明的叶轮 2 的制造方法包括将第一盖板 4 接合到第二盖板 6 上的接合步 骤， 在该接合步骤中， 。
22、多个叶片中的至少一个叶片 8 仅在顶部区域 12 的第一部分 20 中被焊 接到第二盖板 6 上， 并且其中顶部区域 12 的至少一个第二部分 14 不通过该接合步骤焊接 到第二盖板 6 上， 亦即保持无焊接连接。 0056 如果激光 10 已被吸收材料吸收， 则前盖板 4 和后盖板 6 已准备好被接合在一起， 具体来说， 只需简单地使它们彼此接触。该步骤可通过特殊的工具予以实施。 0057 然而还能够特别地先使前盖板 4 和后盖板 6 彼此接触， 然后才开始激光焊接。以 这种方式可实现前盖板 4 与后盖板 6 的非常精确的接合， 从而可将叶轮 2 的偏心和被焊接 的部件的局部变形降至最小。 。
23、0058 第一盖板 4 没有槽， 因而盖板 4 和 6 可以在进行激光焊接之前彼此在径向方向上 移动。以这种方式， 两个盖板 4 和 6 可以被精确地调整， 从而能避免叶轮 2 的偏心。 0059 已证实特别有利的是， 通过激光焊接实施该接合步骤， 以及在焊接之前使第一盖 板 4 和第二盖板 6 彼此接触。 0060 激光焊接可以有利地通过扫描方法予以实施， 其中两个盖板 4、 6 通过顺序 - 激光 焊接方法 （Sequenz-Laserschweissverfahren） 在使用一扫描路径的情况下被接合在一起， 所发射的激光10沿着该路径指向不同的部位， 并且激光10沿着相同的扫描路径反复行进。 0061 如上所述的叶轮由两个构件形成， 亦即其上带有一体形成的叶片 8 的后盖板 6 和 前盖板 4。该两个构件被适当地制成为合成材料注射成型元件， 但也可以以其它方式构造。 说 明 书 CN 103174669 A 6 1/4 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 103174669 A 7 2/4 页 8 图 2 说 明 书 附 图 CN 103174669 A 8 3/4 页 9 图 3 说 明 书 附 图 CN 103174669 A 9 4/4 页 10 图 4 说 明 书 附 图 CN 103174669 A 10 。