CN102454627A

CN102454627A - 离心泵

Info

Publication number: CN102454627A
Application number: CN2011103191967A
Authority: CN
Inventors: 石塚忍
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2010-10-14
Filing date: 2011-10-14
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2031-10-14
Also published as: CN102454627B; JP2012082778A; JP5481346B2

Abstract

本发明提供一种离心泵，通过一个壳体和一个叶轮的组合，能够任意变更最高效率的水量、且能够任意选择优选的运转水量范围。离心泵具有：叶轮(12)，其与旋转轴(26)连结并旋转；壳体(10)，其具有排出口(10b)且在内部收容叶轮(12)；壳体罩(14)，其将壳体(10)的开口部密闭；引导板(34)，其具有将叶轮(12)侧和壳体(10)侧贯通的多条通路(40、42、44、46)，且以多条通路内的一条通路(40)与排出口(10b)连通的方式、在壳体(10)内与叶轮(12)同心圆状地配置；以及封闭部件(50)，其将引导板(34)的与排出口(10b)连通的一条通路(40)以外的通路(42、44、46)在叶轮(12)侧封闭。

Description

离心泵

技术领域

本发明涉及离心泵，特别涉及一种在小水量侧具有最高效率点的低比转速离心泵。

背景技术

通常，离心泵构成为，将固定在伴随马达的驱动而旋转的旋转轴上的叶轮以旋转自如的方式配置在壳体的内部，并使叶轮旋转，由此，使流入壳体内部的流体通过叶轮的旋转而升压从而使其流出至壳体的外部。在此，例如一种低比转速离心泵的构成为：在壳体的出口部设置节流部并通过该节流部对水量进行节流，或者在壳体出口设置对水量进行节流的节流孔(orifice)，由此，能够在低水量侧具有最高效率点。

图1中表示被设计成在水量a1处达到最高效率η1的低比转速离心泵(特定低比转速离心泵)的水量-扬程曲线X1及效率曲线Y1。在低比转速离心泵中，以极其接近泵的最高效率η1的水量进行运转，对于减少噪音和振动等从而使泵在机械方面稳定比较理想。因此，广泛实施的是，分别将最高效率点的水量a1的例如80％设定为最低水量a1′(＝a1×0.8)，将最高效率点的水量a1的例如110％设置为最高水量a1″(＝a1×1.1)，并将该水量范围(a1′～a1″)规定为泵的运转水量范围A1。

因此，若想要使用该特定低比转速离心泵来满足在特定低比转速离心泵的运转水量范围A1以外的、例如图1所示的水量a2处的运转的要求，则存在着该水量a2处的特定低比转速离心泵的效率η2大幅偏离最高效率点并从最高效率η1大幅降低、产生噪音和振动等的问题。因此，在这样的情况下，广泛实施的是，另外准备并使用与特定低比转速离心泵不同的低比转速离心泵，该低比转速离心泵具有如图2中虚线所示的水量-扬程曲线X2及效率曲线Y2，在水量a2处达到最高效率或其水量a2位于泵的运转水量范围A2内。

申请人提出了一种叶轮的方案，作为在小水量侧具有最高效率点的低比转速离心泵中所使用的叶轮，在相互邻接的一方的叶片(主翼)的背面与另一方的叶片(主翼)的表面之间，设有与叶轮的外径相比位于内侧且从一方的叶片的背面朝向另一方的叶片的表面延伸的分隔翼(参照专利文献1)。另外，还提出了一种叶轮的方案，其具有圆筒状的辅助环，该辅助环嵌合在具有第一通液路的叶轮主体的外周部上，在辅助环上设置有从该辅助环的内周部延伸至外周部的第二通液路(参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开2007-51592号公报

专利文献2：日本特开2005-23794号公报

但是，若为了应对顾客的各种各样的要求而每次设计制作满足不同性能的离心泵，则设计费用、制作成本及材料费等升高，会造成离心泵本身的成本增加。而且，若这样耗费材料，还会造成对有限的资源的浪费。即使是专利文献1、2中记载的叶轮，由于需要进行与泵性能相符合的叶轮本身的加工，也需要针对具有一种性能的离心泵准备一种叶轮。因此，无法以一个叶轮任意地选择多个性能。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种离心泵，该离心泵通过一个壳体和一个叶轮的组合，能够任意变更最高效率的水量，而且能够任意选择优选的运转水量范围。

技术方案1记载的发明是一种离心泵，其特征在于，具有：叶轮，其与旋转轴连结并旋转；壳体，其具有排出口且在内部***述叶轮；壳体罩，其将所述壳体的开口部密闭；引导板，其具有将叶轮侧和壳体侧贯通的多条通路，以所述多条通路内的一条通路与所述排出口连通的方式、在所述壳体内与所述叶轮同心圆状地配置；以及封闭部件，其将所述引导板的与所述排出口连通的一条通路以外的通路在叶轮侧封闭。

由此，例如在引导板上具有第一通路和第二通路这两条通路时，使引导板的第一通路与壳体的排出口相互连通构成第一离心泵，使引导板的第二通路与壳体的排出口相互连通而构成具有与上述第一离心泵不同的性能的第二离心泵。在第一离心泵中，通过封闭部件将第二通路的叶轮侧封闭；在第二离心泵中，通过封闭部件将第一通路的叶轮侧封闭，由此，能够防止水进入未使用的通路中，并能够防止在通路的入口附近流动紊乱效率降低。

技术方案2记载的发明是具有如下特征的技术方案1中记载的离心泵，其特征在于，所述引导板以能够在周向上旋转的方式配置在所述壳体内，并固定在该壳体或所述壳体罩上。

由此，以设置在引导板上的多条通路中的一条与壳体的排出口连通的方式配置引导板，并将该引导板固定在壳体或壳体罩上时，通过使引导板在周向上旋转，能够容易地调整引导板相对于壳体或壳体罩的配置。

技术方案3记载的发明是具有如下特征的技术方案1或2中记载的离心泵，其特征在于，所述引导板的多条通路具有互不相同的截面积。

引导板的各通路以如下方式设定：当使该通路与壳体的排出口连通而构成离心泵时，使该离心泵分别具有规定的泵性能。

技术方案4记载的发明是具有如下特征的技术方案1至3中任一项记载的离心泵，其特征在于，上述封闭部件由与上述引导板的叶轮侧内接的圆弧状的一张分隔板构成。

由此，在引导板上设置三条以上的通路的情况下，通过一张分隔板能够将两条以上的通路同时封闭。

技术方案5记载的发明是具有如下特征的技术方案4中记载的离心泵，其特征在于，所述分隔板以在其与所述叶轮的外周端面之间形成涡形的流道的方式形成为朝向该流道的出口方向厚度减少的形状。

由此，流体能够沿形成于叶轮的外周端面与分隔板之间的涡形的流道更顺畅地流动。

技术方案6记载的发明是具有如下特征的技术方案4或5中记载的离心泵，其特征在于，所述分隔板与所述壳体罩一体成形。

由此，使壳体罩与分隔板的安装变得容易。

根据本发明的离心泵，通过一个壳体和一个叶轮的组合，能够构成任意变更最高效率的水量、且任意选择优选的运转水量范围的离心泵。由此，不再需要针对每个顾客的使用水量而设计制作离心泵，能够消除材料等的浪费，能够谋求离心泵的成本降低，并且，能够消除对宝贵的地球资源的浪费，能够节省能源。

而且，采用一般的涡旋泵的构造的小水量、高扬程的离心泵，其出口通路的面积通常较小，若希望通过铸造而得到壳体，存在着无法在壳体内可靠地成型通路的情况，但本发明的离心泵所使用的、设置有决定泵性能的通路的引导板，由于通路开口，因此能够通过铸造比较容易地成型。

附图说明

图1是表示一个低比转速离心泵的水量-扬程曲线及效率曲线的图表。

图2是将其他的低比转速离心泵的水量-扬程曲线及效率曲线，与图1所示的水量-扬程曲线及效率曲线共同表示的图表。

图3是本发明实施方式的离心泵的纵剖主视图。

图4是图3的A-A线剖面图。

图5是表示图3所示的离心泵的局部的、沿与壳体的排出口连通的引导板的通路的剖视图。

图6是本发明其他实施方式的离心泵的与图3相当的图。

图7是本发明另一其他实施方式的离心泵的与图4相当的图。

图8是本发明另一其他实施方式的离心泵的与图4相当的图。

附图标记的说明

10 壳体

10a 吸入口

10b 排出口

12 叶轮

14 壳体罩

20 轴承躯体

26 旋转轴

30 主板

32 叶片

34 引导板

38 流道

40、42、44、46 通路

50、52 分隔板(封闭部件)

54a、54b、54c 栓部件(封闭部件)

具体实施方式

下面，参照图3至图8对本发明实施方式进行说明。此外，在以下各例中，对相同或者相当的部件标注相同标记并省略重复说明。

图3是本发明实施方式的离心泵的纵剖主视图，图4是图3的A-A线剖面图，图5是表示图3所示的离心泵的局部的、沿与壳体的排出口连通的引导板的通路的剖视图。

如图3至图5所示，离心泵具有：壳体10，其具有吸入口10a和排出口10b；叶轮12，其以旋转自如的方式收容在壳体10的内部；壳体罩14，其将在内部收容有叶轮12的壳体10的开口部密闭。壳体罩14经由螺栓16被固定在壳体10上。

叶轮12固定在旋转轴26的壳体10侧的端部上，该旋转轴26通过轴承22、24而以旋转自如的方式得到支承，该轴承22、24组装在与壳体罩14连结的轴承躯体20的内部。旋转轴26的另一端从轴承躯体20向外部延伸，并与未图示的马达连结。由此，叶轮12伴随马达的驱动而与旋转轴26一体地旋转。

本例中，在圆板状的主板(轮盘)30的表面上放射状地配置直线状延伸的多个叶片32而构成叶轮12，但叶轮的形状并不限于该结构，能够与用途相应地适用封闭型、开放型、半开放型等多种叶轮。在壳体10的叶轮12侧的内表面上，包围叶轮12的周围的引导板34与叶轮12同心圆状地且以能够在周向上旋转的方式配置，且该引导板34经由螺栓36而固定在壳体罩14上。由此，在叶轮12的外周端面与引导板34之间形成有圆周状地连续的流道38。

在引导板34上，具有沿流道38的切向方向延伸并贯通叶轮12侧和壳体10侧、且在本例中决定第一通路40、第二通路42、第三通路44及第四通路46的泵性能的四条通路。这些通路40、42、44、46向壳体罩14侧开口，并沿引导板34的圆周方向等间隔地配置。此外，设置在引导板上的通路的数量为2以上的复数即可，另外，通路的配置位置也可以沿引导板的圆周方向非等间隔。

这种形状的引导板34，虽然形成有决定泵性能的规定形状的四条通路40、42、44、46，但由于这些通路40、42、44、46向壳体罩14侧开口，因而能够通过铸造比较容易地成型。

各通路40、42、44、46的与壳体10的排出口10b相连接的出口端，以使在各通路40、42、44、46内流动的流体能够顺畅地流入壳体10的排出口10b内的方式，形成为与壳体10的排出口10b的入口端相同的形状。各通路40、42、44、46的除与壳体10的排出口10b相连接的出口端以外的通路部分，截面积互不相同，以各通路40、42、44、46的各个能够决定不同的泵性能的方式设定。

如图3至图5所示，第一通路40的通路部分以如下方式设定：在使第一通路40与壳体10的排出口10b连通而构成第一离心泵的情况下，该第一离心泵的水量-扬程曲线及效率曲线，例如与图1所示的水量-扬程曲线X1及效率曲线Y1一致、且在水量a1处为最大效率点。

第二通路42的通路部分以如下方式设定：在使图4所示的引导板24顺时针旋转90°、从而使第二通路42与壳体10的排出口10b连通而构成第二离心泵的情况下，该第二离心泵的水量-扬程曲线及效率曲线，例如与图2所示的水量-扬程曲线X2及效率曲线Y2一致、且在水量a2处为最大效率点。

第三通路44的通路部分以如下方式设定：在使图4所示的引导板24顺时针旋转180°、从而使第三通路44与壳体10的排出口10b连通而构成第三离心泵的情况下，该第三离心泵的水量-扬程曲线及效率曲线，具有例如图1及图2所示的水量-扬程曲线及效率曲线以外的水量-扬程曲线及效率曲线。

同样地，第四通路46的通路部分以如下方式设定：在使图3所示的引导板24顺时针旋转270°、从而使第四通路46与壳体10的排出口10b连通而构成第四离心泵的情况下，该第四离心泵的水量-扬程曲线及效率曲线，具有例如图1及图2所示的水量-扬程曲线及效率曲线、以及通过第三离心泵而得到的水量-扬程曲线及效率曲线以外的水量-扬程曲线及效率曲线。

因此，使设置在引导板34上的通路40、42、44、46中的任意一条与壳体10的排出口10a相互连通从而构成离心泵，由此，能够得到具有不同的水量-扬程曲线及性能曲线的四种离心泵。由此，无需重新设计离心泵和制作新的离心泵，使用一个壳体10和一个叶轮12，仅通过任意选择与壳体10的排出口10b连通的引导板34的通路40、42、44、46，便能够构成具有不同的水量-扬程曲线及性能曲线的离心泵。

本例中，在引导板34上设置了决定泵性能的四条通路40、42、44、46，因此，通过一个壳体10和一个叶轮12的组合，能够构成四个具有不同的水量-扬程曲线及性能曲线的离心泵。也就是说，能够构成与设置在引导板34上的决定泵性能的通路的数量相应的、具有不同的水量-扬程曲线及性能曲线的离心泵。

在此，如图3至图5所示，当使设置在引导板34上的第一通路40与壳体10的排出口10b连通时，设置在引导板34上的第一通路40以外的其他通路42、44、46不作为水的通路进行使用。另外，若在这种状态下使离心泵的叶轮12旋转开始扬水，则水会进入第一通路40以外的未使用的其他通路42、44、46中，因而在通路42、44、46的入口附近会发生流动紊乱，效率降低(流动紊乱造成损失)。为了防止这种情况，在对引导板34的第一通路以外的未使用的其他通路42、44、46在叶轮12侧进行封闭的位置上，设置有分隔板50，该分隔板50构成封闭这些其他通路42、44、46的封闭部件。

本例中，分隔板(封闭部件)50由与引导板34的内周面内接的圆弧状的一片板构成，一体地设置在壳体罩14上。由此，例如当使图3所示的引导板24顺时针旋转90°、使设置在引导板34上的第二通路42与壳体10的排出口10b连通时，第二通路42以外的其他通路40、44、46被分隔板40封闭。

进一步地，本例中，作为分隔板50，为了使形成在叶轮12的外周端面与分隔板50之间的流道38形成为在水的流动方向上正面宽度扩展的涡形，该分隔板50使用朝向流道38的出口方向厚度逐渐变薄的部件。即，分隔板50的引导板34的第一通路40侧端部的厚度t1比引导板34的第四通路46侧端部的厚度t2厚(t1＞t2)。

根据本例，使设置在引导板34上的通路40、42、44、46的任意一条与壳体10的排出口10b相互连通而构成离心泵，由此，能够构成具有各不相同的水量-扬程曲线及性能曲线的四种离心泵。

图6表示本发明的其他实施方式的离心泵。本例与图3至图5所示的例的不同点在于，图3至图5所示的例中，通过螺栓36将引导板34固定在壳体罩14上，与之相对地，本例中，通过螺栓36将引导板34固定在壳体10上。

也就是说，图3至图5所示的例，通过螺栓36将引导板34固定在壳体罩14上之后，通过螺栓16将壳体10固定在壳体罩14上。与之相对地，图6所示的例，将通过螺栓36预先固定引导板34的壳体10通过螺栓16固定在壳体罩14上。

图7表示本发明的另一其他实施方式的离心泵。本例与图3至图5所示的例的不同点在于，作为封闭部件，使用在整个面范围内厚度t一定的平板状的分隔板52而将例如第一通路40以外的未使用的其他通路42、44、46在叶轮12侧封闭。这样，通过将在整个面范围内厚度t一定的平板状的分隔板52作为封闭部件进行使用，能够谋求结构的简单化。

图8表示本发明的另一其他实施方式的离心泵。本例与图3至图5所示的例的不同点在于，取代作为封闭部件的由一张板构成的分隔板50，而通过栓部件54a、54b、54c将例如第一通路40以外的未使用的其他通路42、44、46在叶轮12侧分别封闭。也就是说，将栓部件(封闭部件)54a、54b、54c分别***通路42、44、46的入口侧端部，通过栓部件(封闭部件)54a、54b、54c将各通路42、44、46分别封闭。

至此，对本发明的一个实施方式进行了说明，但本发明并不限于上述实施方式，当然能够在本发明的技术思想的范围内以各种不同的方式进行实施。

Claims

1.一种离心泵，其特征在于，具有：

叶轮，其与旋转轴连结并旋转；

壳体，其具有排出口且在内部***述叶轮；

壳体罩，其将所述壳体的开口部密闭；

引导板，其具有将叶轮侧和壳体侧贯通的多条通路，所述引导板以所述多条通路内的一条通路与所述排出口连通的方式、在所述壳体内与所述叶轮同心圆状地配置；以及

封闭部件，其将所述引导板的与所述排出口连通的一条通路以外的通路在叶轮侧封闭。

2.根据权利要求1所述的离心泵，其特征在于，所述引导板以能够在周向上旋转的方式配置在所述壳体内，并固定在该壳体或所述壳体罩上。

3.根据权利要求1或2所述的离心泵，其特征在于，所述引导板的多条通路具有互不相同的截面积。

4.根据权利要求1所述的离心泵，其特征在于，所述封闭部件由与所述引导板的叶轮侧内接的圆弧状的一张分隔板构成。

5.根据权利要求4所述的离心泵，其特征在于，所述分隔板以在其与所述叶轮的外周端面之间形成涡形的流道的方式形成为朝向该流道的出口方向厚度减少的形状。

6.根据权利要求4所述的离心泵，其特征在于，所述分隔板与所述壳体罩一体成形。