CN105814318A - 由内壳、外壳和其间的填充材料构成的塑料泵壳体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及由塑料制成的泵壳体。所述壳体设有具有面朝泵送介质的第一侧的第一壳,以及具有面朝环境的第二侧的第二壳。泵壳体的特征在于,第一壳和第二壳两者在尺寸上稳定,且在第一壳与第二壳之间存在间隔。

Description

由内壳、外壳和其间的填充材料构成的塑料泵壳体
本发明涉及一种用于离心泵的壳体,并且涉及一种产生用于离心泵的壳体的方法。
在各种实施例中,用于离心泵的壳体是已知的。取决于其使用所处的条件,即,工作压力、泵送的介质、介质的温度等,壳体由特定材料制造。壳体的静止结构设计同样极大地取决于使用领域。
本发明涉及侵蚀性介质领域中的泵壳体,其预期用于不由使用的这些泵送介质侵蚀的材料。
腐蚀保护的简单形式由称为衬管泵的泵表示。利用这些,与介质接触的泵的内部区域利用塑料装衬。有利的是,在一些情形下,壳体仍在外部经历腐蚀。EP0206031A1公开了设有增强元件的泵壳体的此类装衬。外壳体在此情况下仍为常规设计。壳体内的压差意味着存在衬里变得脱落的风险。
完全由塑料制造的壳体同样阻止其发生,但在更复杂的壳体形式的情况下,在制造中需要相当大的努力。例如,EP1972788A1示出了塑料壳体,其由一定数目的部分构成,壳体分开而使得容易更换磨损的部分。
EP0797737B1示出了具有塑料内壳体的壳体,其外壳体可有利地拆卸,其同样预期使内壳体的更换可容易地实现。这里,内壳体和外壳体也利用形状配合彼此抵靠。如所有涂层的情况中那样,存在壳体与涂层之间发生腐蚀的风险,其结果在于涂层可变得脱落。如果涂层受破坏,则腐蚀可能出现在壳体上。
DE1096753描述了一种具有由橡胶制成的磨损***件的用于泵送粗材料的耐磨离心泵,其由一定数目的位于彼此旁边的锚固的轮廓条构成。
本发明的目的在于产生一种由塑料制成的泵壳体,壳体具有带有面朝泵送介质的第一侧的第一壳,壳体具有带有面朝环境的第二侧的第二壳。泵壳体预期为稳定的,且能够廉价地制造。
该目的在泵壳体的情况中由第一壳和第二壳实现,第一壳和第二壳分别设计成在大小上稳定,且第一壳与第二壳之间存在间隔。这提供的优点在于,两个壳可独立于彼此制造,特别是在塑料部分的制造中有可能在简单的层压过程中产生相应的外形,因为壳体的内部形式和壳体的外部形式彼此独立。第一壳与第二壳之间的间隔设有填充材料。该填充材料最初对两个壳在彼此上提供支撑。此外,填充材料可选择成使得两个壳之间的可能的振动通过填充材料中的缓冲而减少。另一个可能性在于,两个壳之间的热传输通过对应的隔热填充材料而减少。
在本发明的设计方案中,泵壳体的第一壳和/或第二壳由节段组成。这提供了独立部分可容易地制造的优点。独立节段可设计成使得其形式完全避免底切。
在本发明的另一设计方案中,填充材料为自膨胀泡沫,特别是在无任何压力累积下膨胀的泡沫。自膨胀泡沫的优点在于已经提到的无任何压力累积下的膨胀。结果,避免了对壳的破坏。另一个优点在于不需要泡沫芯的繁重加工(这在如果使用已经膨胀的泡沫的情况下是必需的)。此外,自膨胀的环氧树脂泡沫相比于常规泡沫(例如,诸如聚氨酯泡沫)具有良好的机械性质。而且,其不昂贵。
在另一设计方案中,独立的节段可通过连接凸缘连接,连接凸缘使得独立节段的准确配合的布置称为可能,这对于最佳液压作用而言是所需的。另外,连接凸缘可结合密封装置,密封装置总体上密封壳体。根据需要且在需要时,稳定元件可结合在连接凸缘中。
在另一设计方案中,使壳体总体上足够稳定的增强元件设在第一壳与第二壳之间的间隔中。具体而言,传递拉伸力和压缩力两者的连接元件可设在两个壳之间。
在另一设计方案中,第一壳和/或第二壳由纤维增强的复合材料制成,纤维由玻璃、碳、硼或芳纶构成。相关联的基质***由热塑性塑料构成,例如PP、PA、PE、PC、SAN、PBT、PPS等,或由热固性塑料构成,例如,诸如EP、UP、VE、PF、PU或一些类似的,其嵌入纤维。结果,可发现对于泵的相应应用理想地适应的解决方案来用于泵壳体的设计。根据泵的输送压头、作用于壳体上的振动以及泵送介质的影响,对于压缩负载作出宽容,出于此原因,可能需要特定的化学或热稳定性。
在特别有利的设计方案中,泵壳体可由一定数目的几何上等同的节段构造。这使得壳体的制造更容易。一定数目的等同的节段可并行地制备;为了多样化,允许特定泵的性质的特定节段可总体上并入壳体中。因此,可适于实际上任何期望的应用区域的很大数目的不同泵壳体可由通过加入特定部分而扩展的标准化节段的储备来制造。
由根据本发明的手段制造的泵壳体可构造为塑料部分和金属部分的组合。它们可设在其外侧和内侧两者上,内侧面朝泵送的介质,具有在原处的涂层,涂层对于相应的介质是不可透过的。例如,借助于凝胶涂层,表面变为不透流体的且特别光滑,且还防止独立的纤维暴露。类似地,可提供很稳定且不在机械上或化学上与泵送的介质反应的表面,例如,可提供适合用于饮用水的额外涂层;其它涂层可具有减少磨损的效果。
此外,本发明涉及一种用于制造上述泵壳体的方法,其中在第一步骤中,形成壳体的几何形式,其中确定基于结构设计的惯例的液压和机械优化的形式,随后在另一个步骤中,该几何形式以一种方式分成节段,使得在各个节段中不存在底切。这以一种方式简化了节段的制造,使得可避免具有型芯的铸造模具的复杂成形或构件的再加工。在下一个步骤中,独立节段由复合材料产生,其中形成了连接凸缘。在下一个步骤中,节段接合以形成壳体构件,其中在各个情况中,第一壳和第二壳形成,产生第一壳与第二壳之间的间隔,该间隔在另一个步骤中设有填充材料。
基于示例性实施例来更详细阐释本发明。附图示出了用于液体处理的根据本发明的装置。
图1示出了离心泵的根据本发明的壳体,且图2示出了从其截取的细节。
图1中呈现了离心泵的根据本发明的壳体。壳体由独立的壳1、2构造,壳1、2由纤维增强的塑料制造,例如,由具有环氧树脂或乙烯基酯树脂的玻璃纤维织物制造。涂层的独立部分在常规层合过程中利用特别适用于此的手铺层过程、传递模塑(RTM)、反应注射模塑或真空灌注过程制造。所有过程针对尽可能产生大约10mm厚的壳,其在没有包含物或气泡的模具中制造。面朝模具的表面的侧变得很光滑,出于此原因,其可在不再加工或仅较少再加工的情况下使用,作为用于泵室的表面和壳之间的接触表面。相应的壳的相对的表面趋于较粗糙,且不需要任何进一步加工。壳1、2连接成使得两个粗侧面对彼此。在此情况下,连接可为可释放或永久的形式。在外壳1与内壳2之间产生的腔填充有泡沫3。该泡沫优选与粗糙表面连结且膨胀,而没有任何进一步的压力形成。聚氨酯泡沫或环氧树脂泡沫将优选用于此。
壳体的上部为一件式设计,而壳体的下部由一定数目的节段6组成。节段6切成一定尺寸,以便形成期望的泵室4,其确保了独立节段的几何形状不需要任何底切,使得制造更容易。根据需要且在需要时,密封布置可布置在特别定形的密封凹槽中,可另外设在独立的节段6之间。节段的连接可通过螺钉可释放地发生,或非可释放地发生,例如,通过粘合剂连结。
根据本发明,壳体的下部的节段6可设计成使得可使用相同的部分。例如,存在适用于***的节段,以及提供独立泵级的泵室的节段。取决于泵级的数目,任何数目的较后节段可布置在之前节段之间。部分自身可在制造中相同地制造。壳体的上部然后将必须制造成适用于根据一定数目的级的各个泵。壳体的上部和下部有利地设有密封件,且可释放地连接到彼此。
各种镶嵌物8设在壳体的上部中,镶嵌物8用于壳体部分的机械加固。在本示例性实施例中,这些镶嵌物8设计为40mm厚的金属部分。该部分准确定位,相应的位置鉴于发生有利的力分布和振动减小来选择。在节段设有膨胀泡沫之前,定位的镶嵌物8在其位置层压到壳体部分中。以类似方式,用于连接到相邻构件的凸缘7合并到壳体中。例如,这些凸缘作为金属部分层压到壳1中,且随后设有可能需要的开孔。
以层压的形式制造独立的节段6提供了良好的配合准确性,这使得泵室4中的开口环5的配合更容易。在壳体的最终组装之前,开口环5可紧固在其相应的位置。这些环然后以准确配合和密封的方式固定在完成的壳体中。
紧固结构可设在图1中呈现出的壳体上,有可能的是,这些结构同样由层压的金属部分支撑。例如,下侧可设有站立脚,其由壳体的下部的节段6中的对应金属镶嵌物增强。
图2示出了壳体的上部,其由外壳1和内壳2构成。中间空间填充有泡沫3。例如,用于紧固到下部的各种开孔在该视图中详细呈现。
参考标号列表
1外壳
2内壳
3泡沫
4泵室
5开口环
6节段
7凸缘
8镶嵌物。

Claims (17)

1.一种由塑料制成的泵壳体,所述壳体具有带有面朝泵送介质的第一侧的第一壳(1),所述壳体具有带有面朝环境的第二侧的第二壳(2),
其特征在于,
所述第一壳(1)和所述第二壳(2)各自设计成在尺寸上稳定,且在所述第一壳与所述第二壳之间存在间隔,所述第一壳(1)与所述第二壳(2)之间的所述间隔设有填充材料(3)。
2.根据权利要求1所述的泵壳体,其特征在于,所述第一壳(1)和/或所述第二壳(2)由节段(6)组成。
3.根据前述权利要求中的一项所述的泵壳体,其特征在于,所述填充材料(3)为自膨胀泡沫,特别是在无任何压力累积下膨胀的泡沫。
4.根据前述权利要求中的一项所述的泵壳体,其特征在于,所述填充材料(3)为复合材料。
5.根据前述权利要求中的一项所述的泵壳体,其特征在于,所述独立节段(6)各自没有底切。
6.根据前述权利要求中的一项所述的泵壳体,其特征在于,所述独立节段(6)可通过连接凸缘(7)连接。
7.根据前述权利要求中的一项所述的泵壳体,其特征在于,密封装置结合在所述连接凸缘(7)中。
8.根据前述权利要求中的一项所述的泵壳体,其特征在于,增强元件设在所述第一壳(1)与所述第二壳(2)之间的所述间隔中。
9.根据前述权利要求中的一项所述的泵壳体,其特征在于,所述第一壳(1)和/或所述第二壳(2)由包括基质***和纤维的纤维增强的复合材料制成。
10.根据权利要求10所述的泵壳体,其特征在于,所述纤维由玻璃、碳、泵或芳纶构成。
11.根据前述权利要求中的一项所述的泵壳体,其特征在于,所述基质***由塑料构成,特别是由热塑性塑料或热固性塑料构成。
12.根据前述权利要求中的一项所述的泵壳体,其特征在于,泵壳体可由一定数目的几何上相同的节段(6)构成。
13.根据前述权利要求中的一项所述的泵壳体,其特征在于,稳定元件设在所述连接凸缘(7)中。
14.根据前述权利要求中的一项所述的泵壳体,其特征在于,所述泵壳体制造成塑料部分和金属构件的组合。
15.根据前述权利要求中的一项所述的泵壳体,其特征在于,提供了涂层,所述涂层为不透流体的,特别是基于环氧树脂的涂层。
16.一种用于制造根据前述权利要求中的一项所述的泵壳体的方法,其特征在于,在第一步骤中,形成所述壳体的几何形式,其中确定了基于结构设计的惯例的液压和机械上优化的形式,在另一个步骤中,该几何形式以一种方式分成多个节段(6),使得在各个节段中没有底切,在下一个步骤中,独立的节段(6)由复合材料产生,其中连接凸缘(7)形成,在下一个步骤中,所述节段接合以形成壳体构件,其中第一壳(1)和第二壳(2)形成,产生所述第一壳(1)与所述第二壳(2)之间的间隔,其在另一个步骤中设有填充材料(3)。
17.根据权利要求16所述的用于制造泵壳体的方法,其特征在于,所述表面通过提供涂层来加工,特别是通过提供在所述表面上产生小于10μm的粗糙度的涂层。
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