[发明专利]冲压成型离心泵及其制造方法

说明书

本发明属于泵，特别涉及一种冲压成型的离心泵及其制造方法。

工业泵是一种量大面广的通用机械产品，广泛用于各个领域。泵的制造通常方法是铸造法，铸造法是一种耗电高，耗材多，劳动强度大，对环境有污染的工艺；对于小流量、高扬程泵的某些部件，如出口宽度窄、流量小的叶轮，则无法铸造，因此，开始研制利用钢板通过冲压成型和焊接连接的方法来制造叶轮，成为冲压离心泵。现有的冲压成型离心泵，只是其过流部件采用薄钢板冲压、凸焊成型，而泵壳仍然采用铸造成型，按清水单相流设计，其工艺困难，技术性能差，运行效率低，达不到设计性能。欧洲专利“EP0494675由金属板制成的泵壳体”提供一种冲压成型离心泵，“泵壳径向向外凸出以具有一螺旋部分的凸出部分，该凸出部分的横断面大体为半圆形”，“并且出口喷嘴也具有一圆形横断面”，目的在于使泵壳“具有足够的强度和刚度来承受管路作用力，还有足够的强度和刚度来承受内部压力”。但未能提出适应流体力学的要求。

本发明的目的是，采用刚性凹模和柔性凸模，一次冲压成型离心泵中复杂断面形状的泵壳、叶轮、后盖板部件，改进离心泵的结构构造为所有部件全部由冲压焊接成型，和全铝压铸电机组成整体，以制成叶轮出口宽度窄、小流量、高扬程的冲压离心泵，以适应清水和二相介质流动的需要。

本发明的冲压成型离心泵，由泵壳、叶轮、后盖板、泵轴、底座组成，其冲压成型的泵壳、叶轮、后盖板与吸入口迷宫环、出口弯颈、底座组焊成整个泵体，泵体中心设置与电机联结的泵轴；叶轮是由前叶轮板和后叶轮板之间夹持螺线型叶片，凸面接触焊接接成窄流道叶轮，叶轮和泵壳的动静件之间在吸入口设有迷宫密封；后盖板中心通过泵轴由轴承支承，设有组合机械密封和挡水圈，泵轴前端插入泵壳中心与叶轮固定连接；泵壳用螺栓固定在同轴电机的机壳端盖上；冲压成型的迷宫环、出口嘴、底座用凸面接触焊接连接在泵壳上，其特征是，泵壳与叶轮之间，由膨胀成型法冲压成一个沿液流方向断面逐渐增大的、在圆周上不对称、不均匀的蜗壳形蜗室，蜗壳形蜗室的宽度不变，高度沿液流方向均匀变化，断面形状为不规则的四边形，形成光滑流道，在最大断面出口部位，通过光滑的变直径椭圆形断面的出口弯颈与排出口连通，在水平面连接，断面为不规则的椭圆形，

本发明的冲压成型离心泵的制造方法是，采用耐磨金属材料制成可收拢的荷花式分瓣弹性组合凹模，采用可挤压流动的聚氨酯橡胶材料作内部凸模，将厚度0.5～5.0毫米的金属板，放置在模具之间，在常温下、吨位为200～500吨压力下，推移凹模底部导杆，顶板边沿的侧向力使凹模合拢，在顶板上施压，内部凸模弹性体在作用力和反作用力的合力作用下，挤压金属板向外膨胀，经多次冲压、拉伸、膨胀，直至充满凹模，形成平面形状全蜗旋线形的蜗壳形，泄压，顶板上移，弹性组合凹模分开，即成型不对称、不均匀的蜗壳形状的泵壳；同样，将膨胀成型法成型的叶轮板，后盖板，迷宫环，出口弯颈，底座，叶轮组焊成整体；穿入泵轴，设置机械密封件，固定叶轮及轴端；将泵壳与全铝压铸电机连接一体。

本发明的使用方法是，当泵操作中，流体由吸入口法兰吸入，经叶轮升压，经蜗壳体聚集，经弯颈导向排出口，达到均匀光滑流动，噪声低，效率高。驱动电机可以是直联式，或分体式，叶轮采用单向流，或适用高黏性、小流量、浆体运动的二向流方法设计，由前后盖及叶片焊接构成。

本发明的优点是，采用冲压焊接工艺，将0.5～5.0毫米的薄金属板材料制造成离心泵的全部部件，较之铸造泵，重量相当于同类铸造泵的1/4，效率比同类泵高5～7％，造价相当于同类泵的2/3，节能，节材，生产效率高，避免环境污染，减轻劳动强度；耐腐蚀，寿命长，可输送高黏性浆体，可在-40～180℃的酸、强碱及其它腐蚀介质中使用；叶轮的结构形式和制造工艺，解决了比转速Ns低于30，出口宽度1～2mm的离心泵采用铸造工艺无法解决的难题；冲压成型泵叶轮在泵壳中运动的空间远比铸造泵大，可以设计成宽出口的二向流叶轮，因此同一泵可以配置二套叶轮，清水时用三元流动叶轮，二向流时用蔡氏二向流理论设计叶轮，既保证泵的设计性能参数，又保证泵的效率和抗腐蚀性能；泵壳是个不均匀、不对称的蜗壳状的壳体，在多次冲压，拉伸，弯曲，胀型过程，为防止不锈钢脆裂，进行了固熔处理，保证了质量；叶轮入口、泵壳入口之间的动静密封采用迷宫密封，密封面间隙少于0.5mm，工艺精度高；出口弯颈为变直径椭圆形，采用专用夹具焊接在泵壳上，无疤痕。尤其突出的是，泵壳的蜗壳形和出口弯颈的变直径椭圆形，更加适应流体动力学的要求。广泛适用于需要小流量高扬程的液体加压输送场所，适应清水和二相介质流动的需要。

以下结合附图及实施例，对本发明作进一步的描述：