技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及的是離心式拋丸機(jī)，更為具體的，涉及的是用于離心式拋丸機(jī)的葉片和離心式拋丸機(jī)的維護(hù)方法。

背景技術(shù)：

離心式拋丸機(jī)一般包括旋轉(zhuǎn)式輪轂，其被安裝到一個圓盤或一對分隔開的圓盤上，所述的圓盤上帶有徑向延伸的葉片。顆粒物質(zhì)從所述輪盤的中心拋出到所述葉片的旋轉(zhuǎn)表面，其將所述的顆粒物質(zhì)拋出到待清洗或待處理的工件上。具體而言，拋丸介質(zhì)從進(jìn)料口進(jìn)給到位于所述拋丸機(jī)的中心的控制籠內(nèi)的旋轉(zhuǎn)葉輪推動器。所述的介質(zhì)從所述的葉輪推進(jìn)器通過在控制籠上并處于所述旋轉(zhuǎn)葉片的邊緣的開口進(jìn)給。所述的介質(zhì)沿著所述葉片的頂部表面行進(jìn)并從在所述待處理工件的所述葉片的后部邊緣拋出。

對拋丸機(jī)的操作和適當(dāng)?shù)木S護(hù)可能產(chǎn)生多項持續(xù)的費用。例如，與供給拋丸介質(zhì)相關(guān)的費用就是這樣的一項費用。另外一個例子是通過替換已磨損的葉片來維護(hù)所述拋丸機(jī)相關(guān)的費用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個實施方案涉及的是一種離心式拋丸機(jī)，所述的離心式拋丸機(jī)包括殼體和耦合到所述殼體的輪式組件。所述的輪式組件具有多個葉片，其被配置為將引入到所述輪式組件的拋丸介質(zhì)拋擊到工件上。所述多個葉片的每個葉片包括位于所述輪式組件的中心輪轂附近的彎曲部分，以及與所述彎曲部分整體形成的沿著所述輪式組件徑向向外延伸的直線部分。

根據(jù)所述離心式拋丸機(jī)的某些實施方案，所述多個葉片的每個葉片可以具有接近所述彎曲部分的第一邊緣和接近所述直線部分的第二邊緣。根據(jù)所述離心式拋丸機(jī)的某些實施方案，所述的第一邊緣和第二邊緣可以形成在105°和145°之間的角度。根據(jù)所述離心式拋丸機(jī)的某些實施方案，所述第一邊緣和第二邊緣可以形成在120°和130°之間的角度。根據(jù)所述離心式拋丸機(jī)的某些實施方案，所述的彎曲部分可以延伸約每個葉片的一半長度。

本發(fā)明的另外一個方面涉及的是離心式拋丸機(jī)，所述的離心式拋丸機(jī)包括殼體以及耦合到所述殼體的輪式組件。所述的輪式組件包括具有第一側(cè)和在所述第一側(cè)內(nèi)的多個第一凹槽(groove)的第一輪盤和配置用于將引入到所述輪式組件的拋丸介質(zhì)拋擊到工件上的多個葉片。每個葉片包括沿著所述葉片延伸的第一側(cè)軌，所述的第一側(cè)軌具有第一壁凹(recess)，和位于所述第一壁凹中的第一襯環(huán)。每個凹槽被配置為接收所述多個葉片的對應(yīng)葉片。所述對應(yīng)葉片通過在所述第一輪盤的第一側(cè)和所述對應(yīng)葉片的第一襯環(huán)之間的壓縮配合(compression fit)固定到位。

根據(jù)所述離心式拋丸機(jī)的某些實施方案，所述的第一側(cè)軌可以是錐形的，從而輔助產(chǎn)生所述的壓縮配合。根據(jù)所述離心式拋丸機(jī)的某些實施方案，每個葉片進(jìn)一步可以包括沿著所述葉片延伸的第二側(cè)軌，所述的第二側(cè)軌與所述第一側(cè)軌相對。根據(jù)所述離心式拋丸機(jī)的某些實施方案，所述的第二側(cè)軌可以包括第二壁凹和位于所述第二壁凹中的第二襯環(huán)。根據(jù)所述離心式拋丸機(jī)的某些實施方案，所述的輪式組件進(jìn)一步包括第二輪盤，其具有第二側(cè)和在所述第二側(cè)內(nèi)多個第二凹槽，所述的第二輪盤的第二側(cè)與所述第一輪盤的第一側(cè)間隔開。

根據(jù)所述離心式拋丸機(jī)的某些實施方案，所述多個第一凹槽的每個凹槽和所述多個第二凹槽的每個凹槽可配置用于接收來自所述多個葉片的對應(yīng)葉片，所述對應(yīng)葉片通過在所述第一輪盤的第一側(cè)和所述對應(yīng)葉片的第一襯環(huán)之間以及在所述第二輪盤的第二側(cè)和所述對應(yīng)葉片的第二襯環(huán)之間的壓縮配合固定到位。根據(jù)所述離心式拋丸機(jī)的某些實施方案，所述第一側(cè)軌和第二側(cè)軌的每個側(cè)軌可以是錐形的從而輔助形成所述的壓縮配合。根據(jù)所述離心式拋丸機(jī)的某些實施方案，所述第一襯環(huán)和第一壁凹可配置為允許所述的第一襯環(huán)在所述葉片的使用壽命終止時從所述的第一壁凹中移除。根據(jù)所述離心式拋丸機(jī)的某些實施方案，所述第一襯環(huán)和第一壁凹的每個可以是圓的。

根據(jù)所述離心式拋丸機(jī)的某些實施方案，每個葉片進(jìn)一步可包括位于所述輪式組件中心輪轂附近的彎曲部分和與所述彎曲部分整體形成的沿所述輪式組件徑向向外延伸的直線部分。根據(jù)所述離心式拋丸機(jī)的某些實施方案，所述多個葉片的每個葉片可以具有接近所述彎曲部分的第一邊緣和接近所述直線部分的第二邊緣。根據(jù)所述離心式拋丸機(jī)的某些實施方案，所述彎曲部分可以延伸約每個葉片的一半長度。

本發(fā)明的另一方面涉及的是離心式拋丸機(jī)的維護(hù)方法。在一個實施方案中，所述的方法包括：提供具有輪式組件離心式拋丸機(jī)，所述的輪式組件包括具有凹槽的輪盤和第一葉片，所述第一葉片具有沿所述第一葉片延伸的第一側(cè)軌，所述第一側(cè)軌具有第一壁凹和位于所述第一壁凹中的第一襯環(huán)，所述的第一葉片通過所述第一襯環(huán)和所述輪盤之間的壓縮配合固定在所述的壁凹中；將所述第二葉片插入所述輪盤的凹槽內(nèi)，所述的第二葉片具有沿著所述第二葉片延伸的第二側(cè)軌，所述第二側(cè)軌具有第二壁凹和位于所述第二壁凹中的第二襯環(huán)；以及通過在所述第二襯環(huán)和所述輪盤之間的壓縮配合將所述第二葉片固定在所述凹槽中。

根據(jù)所述方法的某些實施方案，將所述葉片從所述輪盤中移除可以包括向所述第一葉片施加一個足以克服在所述第一襯環(huán)和所述輪盤之間的壓縮配合的力。根據(jù)所述方法的某些實施方案，所述的方法進(jìn)一步可包括在從所述輪盤上移除所述第一葉片之后移除所述的第一襯環(huán)。

附圖說明

所附的附圖并非按照比例繪制。在所述附圖中，在不同附圖中示出的每個相同或近乎相同的組件用同樣的數(shù)字表示。為了清晰的目的，在每幅附圖中，并非每個組件都有所標(biāo)記。在所述附圖中：

附圖1A是離心式拋丸機(jī)的一部分的透視圖；

附圖1B是離心式拋丸機(jī)的一部分的另一透視圖；

附圖2是離心式拋丸機(jī)的分解透視圖；

附圖3是所述離心式拋丸機(jī)的輪式組件的透視圖，其中所述離心式拋丸機(jī)一側(cè)被移除從而展示所述輪式組件的內(nèi)部；

附圖4是具有露出的凹槽的單獨的輪式組件的透視橫截面圖；

附圖5是具有插入葉片的輪式組件的透視橫截面圖；

附圖6A是示出半彎曲的葉片的一個實施方案的橫截面圖；

附圖6B是示出半彎曲的葉片的一個實施方案的橫截面圖；

附圖7是葉片的一個實施方案的透視圖；以及

附圖8是葉片的一個實施方案的透視圖。

具體實施方式

僅為了說明的目的，且并非限制一般性，本發(fā)明現(xiàn)在將參考所附的附圖進(jìn)行具體描述。本發(fā)明在其應(yīng)用方面不局限于在下面描述中陳述的和在附圖中舉例說明的組件的詳細(xì)構(gòu)造和安排。本發(fā)明所使用的原理可有其他的實施方案而且可以以各種不同的方式實現(xiàn)或?qū)嵤Ｍ瑯?，在此使用的措辭和用語僅是為了描述，不應(yīng)視為限制。術(shù)語“包括(including)”、“包括(comprising)”、“具有(having)”、“含有(containing)”、“涉及(involving)”及上述術(shù)語的結(jié)合使用是指包括或包括其后所列出的項目和等同物以及額外的項目。

本發(fā)明涉及的是用于離心式拋丸機(jī)的葉片。具體而言，本發(fā)明涉及的是設(shè)計用于更安全且更容易替換在所述拋丸機(jī)內(nèi)的葉片和設(shè)計用于降低磨料損耗的葉片。本發(fā)明描述了在安裝期間通過插入來保持所述葉片和用于減少磨料損耗的半彎曲葉片。

參考附圖，離心式拋丸機(jī)的操作，一般以50表示，可以參考附圖1A、1B和2來理解。如圖所示，拋丸介質(zhì)從進(jìn)料口54被進(jìn)給進(jìn)入旋轉(zhuǎn)的葉輪推動器52，其由馬達(dá)56驅(qū)動。通過與所述的葉輪推動器葉片接觸(以及與已經(jīng)在所述葉輪推動器52內(nèi)的介質(zhì)的其他顆粒)，拋丸介質(zhì)顆粒被加速，產(chǎn)生在徑向移動所述的顆粒遠(yuǎn)離所述葉輪推進(jìn)器52的軸線的離心力?，F(xiàn)在，在一個大致為圓形方向并向外移動的所述顆粒，通過葉輪推進(jìn)器開口移動進(jìn)入在所述葉輪推進(jìn)器52和控制籠58之間的空間，也通過所述葉輪推動器葉片和其他顆粒的移動來實現(xiàn)。

當(dāng)所述的顆粒已經(jīng)通過所述的葉輪推進(jìn)器開口時，旋轉(zhuǎn)力和離心力將所述顆粒移動到所述葉片的邊緣。所述的控制籠58用于計量在所述葉片上的拋丸介質(zhì)的連續(xù)的和適當(dāng)?shù)臄?shù)量。隨著所述葉片旋轉(zhuǎn)，所述的顆粒沿著其長度移動并加速，直到它們到達(dá)所述葉片的邊緣并從所述葉片的邊緣拋出。

所述離心式拋丸機(jī)50可以提供蓋子60。如圖所示，殼體壁62、64被安裝到安裝法蘭66上，其中所述左殼體壁62與右殼體壁64分隔開。所述的蓋子60可以具有襯墊20。

輪式組件一般以68表示，其具有多個葉片，進(jìn)一步用于將引入所述輪式組件的拋丸介質(zhì)拋擊出去從而處理工件。是這樣進(jìn)行安排的，所述的葉輪推進(jìn)器52被放置到所述輪式組件68的軸線周圍，所述的葉輪推動器52在適于接收拋丸介質(zhì)的一端具有介質(zhì)入口和構(gòu)造和排布用于允許拋丸介質(zhì)在所述葉輪推進(jìn)器旋轉(zhuǎn)時拋出的多個葉輪推進(jìn)器介質(zhì)出口。所述的控制籠58包圍所述的葉輪推進(jìn)器52并具有適于將拋丸介質(zhì)通過所述葉片的前部邊緣的籠介質(zhì)出口。如上所述，所述的馬達(dá)56被耦合到所述的葉輪推動器52上從而驅(qū)動所述葉輪推動器52和輪式組件68的旋轉(zhuǎn)。

附圖3是輪式組件68和葉輪推動器52的剖視圖。所述的輪式組件68包括輪盤40。雖然在附圖3中僅示出了一個輪盤40，但所述輪式組件68也可以包括一對輪盤，舉例來說，在附圖4和5中示出的輪盤。所述的第二輪盤可以被布置為與所述第一輪盤40相對，并可以通過多個葉片10來分隔開。附圖3中所述的輪式組件68進(jìn)一步包括間隔件30，其輔助隔離所述的輪盤40和所述機(jī)器50的其他組件。所述的輪式組件68包括多個葉片，每個以10表示。所述的葉片(blade)10也可簡稱為葉片(vane)，有助于拋擊拋丸介質(zhì)。

附圖3示出的葉片10具有半彎曲形狀，其會參考附圖6A在下文進(jìn)一步討論。每個葉片10具有位于與中心輪轂75或所述輪式組件68的中心軸臨近的前緣11，其中拋丸介質(zhì)被所述葉片10首先接收。在所述葉片10的相對端是后緣15，所述拋丸介質(zhì)從所述后緣15被拋到工件上。每個葉片10被可釋放地固定到所述的輪盤40。在一個實施方案中，所述的輪盤40包括在所述輪盤40的一側(cè)的凹槽或狹槽，其中所述葉片10的一部分在其中滑動(如圖所示，例如，參考附圖4)。以這種方式，每個葉片10被安裝到所述的輪盤40上。每個葉片10可以包括沿著所述葉片10的長度布置的一個或兩個側(cè)軌19。所述側(cè)軌19被配置為安裝在所述輪盤40的凹槽內(nèi)，并確保所述葉片10相對于所述輪盤40的位置。葉片寬度可以是不同的，一般從2英寸到5英寸(50mm到112mm)，但是在此范圍之外的其他寬度也落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。葉片長度也可以是不同的，一般從3英寸到7英寸(75mm到180mm)，但是在此范圍之外的其他寬度也落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。葉片長度也可以參照完整的輪直徑。輪直徑也可以是不同的，一般從10英寸到26英寸，但是在此范圍之外的其他寬度也落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。

附圖4示出了單獨的輪式組件，一般以67表示，其具有輪盤40、42，通過間隔件30分隔。如圖所示，所述的輪盤40、42分別具有凹槽44、46，其形成用于在其中接收所述葉片。所述單獨的輪式組件67包括第一輪盤40，其具有第一側(cè)41，在其中限定多個第一凹槽44。每個凹槽44的形狀用于接收葉片。所述單獨的輪式組件67包括所述第二輪盤42，其通過間隔件30與所述第一輪盤40間隔開，所述的間隔件30以適當(dāng)?shù)姆绞桨惭b到所述第一和第二輪盤。所述第二輪盤42具有第二側(cè)43，面向所述第一輪盤40的第一側(cè)41。所述多個第二凹槽46在所述第二輪盤42的第二側(cè)43內(nèi)被限定。第一組凹槽44面向所述第二組凹槽的對應(yīng)的凹槽46并與之對齊。根據(jù)此實施方案，當(dāng)葉片被插入到所述單獨的輪式組件67時，每個葉片由對應(yīng)的一對凹槽44、46接收。

附圖5示出了所述輪式組件67，具有插入到每對凹槽44、46內(nèi)的葉片10。在附圖5中，在所述第一輪盤40上的每個凹槽44接收葉片10，特別是接收所述葉片的側(cè)軌19。在所述第二輪盤42上的每個凹槽46接收葉片10，特別是接收所述葉片的側(cè)軌21。在一個實施方案中，所述的葉片10被放置使得所述的前緣11接近所述中心輪轂75，所述后緣15徑向向外延伸。

附圖6A示出了半彎曲的葉片10的側(cè)視圖。前緣11被附著到輪式組件68的輪盤40上。相對于所述前緣11的是后緣15，其中在操作期間，磨料退出所述的葉片10。葉片10具有頂部表面13，其面向所述葉片10的旋轉(zhuǎn)方向并接收所述的磨料。葉片10具有在相對所述頂部表面13的底部表面12。所述的葉片10包括彎曲部分16，其沿著所述的前緣11延伸。所述的彎曲部分16在直線部分17終止，所述的直線部分17沿所述后緣15延伸。當(dāng)被附著到輪式組件上時，所述的彎曲部分16被放置到臨近所述輪式組件的中心輪轂處，而所述直線部分17是與所述彎曲部分16整體形成的沿所述輪式組件68徑向向外延伸。

所述葉片10的曲率的一種測量是由角度θ20表示的。所述的角度θ20測量的是在所述后緣15和前緣11之間形成的角度。更為具體地說，如附圖6B所示，所述的角度θ20測量的是假定的線37和假定的線35之間的角度，其中所述假定的線37對應(yīng)于所述葉片在所述后緣15的方向，而所述假定的線35是所述葉片與所述前緣11的表面相切。對于所述的半彎曲葉片10，形成的角度可以在105°和145°之間?？商鎿Q的，所形成的角度可以在120°和130°之間。

所述的葉片包括兩個不同的幾何形狀，彎曲部分和直線部分，每個部分都提供一定的優(yōu)勢。在所述葉片內(nèi)的不同位置的不同幾何形狀關(guān)于熱點、速度和磨料損耗方面執(zhí)行特定的功能。所述葉片接近所述前緣11的幾何形狀控制所述的磨料損耗。所述葉片接近所述后緣15的幾何形狀控制所述磨料的速度。

具有接近所述前緣11的彎曲部分16和接近后緣15的直線部分的半彎曲刀片實現(xiàn)了減少磨料損耗的同時不降低葉片壽命，同時增加了磨料速度。這樣的幾何形狀有助于減少拋丸機(jī)的操作—磨料損耗中的顯著的成本。在某些實施方案中，所述的彎曲部分16可以延伸所述葉片長度的一半，而所述直線部分17延伸所述葉片的另一半。

相比于傳統(tǒng)設(shè)計的葉片，所公開的葉片設(shè)計可以減少磨料損耗而沒有增加的磨料加速度或降低葉片壽命的非期望效果。因此，這種葉片設(shè)計可因減少的磨料損耗而降低操作成本，沒有增加與更換已減少壽命的葉片相關(guān)的操作成本。

與傳統(tǒng)的直葉片相比，在沿所述前緣11延伸的彎曲部分16的初始彎曲形狀可以允許從所述控制籠58中退出并進(jìn)入所述葉片10的更為溫和的磨料過渡。傳統(tǒng)的直葉片就像“攻城槌(battering ram)”，其中所述的磨料以大力撞擊所述葉片，然后在正確滑過葉片表面之前撞擊表面幾次。

不同于傳統(tǒng)的全彎曲葉片，從彎曲形狀改變?yōu)橹本€形狀的所述半彎曲葉片10為了減少“加速度曲線”效果和減少所述磨料的過加速的可能性，因此，施加到所述磨料的力減小。通過減少施加到所述磨料上的力，所述磨料的損耗可以減少。此外，通過減少所施加的力，由于減少磨損，葉片壽命也可以被延長。

附圖7示出的葉片一般以110表示，其具有沿著側(cè)軌布置的襯環(huán)，用于與所述輪式組件的輪盤形成壓縮配合。所述的葉片110示出了用于接收拋丸介質(zhì)的頂部表面140。前緣120和后緣130被布置到所述葉片110的相對端。在所述葉片110的一側(cè)是側(cè)軌150。在所述葉片110的一側(cè)是側(cè)軌170。所述的側(cè)軌150包括壁凹，其中布置襯環(huán)160。所述襯環(huán)160設(shè)計用于輔助形成在所述葉片110和所述輪式組件的輪盤之間的壓縮配合。所述襯環(huán)160可由任何碎玉提供足夠摩擦的材料制成，從而產(chǎn)生壓縮配合。例如，所述的襯環(huán)160可以是橡膠墊圈160。所述側(cè)軌150的鑄造的壁凹可以是圓形的、無尖角且最小半徑為5°，從而防止應(yīng)力集中和裂紋。所述的襯環(huán)160被手動或自動工序插入到所述的壁凹。

當(dāng)附圖7中示出的葉片110是半彎曲葉片時，所述的側(cè)軌150具有可以用作任何所需葉片幾何形狀的襯環(huán)160。附圖7示出的替換的實施方案包括僅具有單一側(cè)軌150和襯環(huán)160的葉片，以及具有位于第二側(cè)軌170的襯環(huán)160的葉片110。

襯環(huán)的包括有助于將葉片安裝到輪式組件和從所述輪式組件移除。在此也公開了用于維護(hù)離心式拋丸機(jī)的方法。所述方法包括提供具有輪式組件的離心式拋丸機(jī)。所述輪式組件包括具有凹槽的輪盤和第一葉片。所述的第一葉片具有沿所述葉片的長度延伸的側(cè)軌。所述側(cè)軌具有放置襯環(huán)的壁凹。所述葉片被放置到所述輪盤的凹槽內(nèi)，通過在所述襯環(huán)和所述輪盤之間的壓縮配合來固定。為了安裝具有在所述側(cè)軌內(nèi)的襯環(huán)的葉片，所述的葉片被插入到所述輪式組件的輪盤的凹槽內(nèi)，其中所述襯環(huán)與所述輪盤接觸。從錐形的設(shè)計中，產(chǎn)生了一種在橡膠墊圈和所述輪式組件的輪盤之間的壓縮配合。以這種方式，多個葉片可被布置在所述的輪盤內(nèi)。

當(dāng)所述輪式組件需要維護(hù)時，例如，由于需要更換一個葉片或多個葉片，原有一個或多個葉片被移除。通過向所述葉片上施加足以克服所述壓縮配合的力，所述的葉片被移除。例如，在所述葉片上的一個簡單的塞子足以使所述葉片釋放。一旦所述的葉片被移除，所述的襯環(huán)也可以通過簡單的工具移除，例如鉗子或螺絲刀等。通過提供所述襯環(huán)的簡單移除，所述的襯環(huán)和鑄件可以分別回收，因此為所述裝置提供有利于環(huán)境保護(hù)的元件。

然后，一個不同的新的或翻新的葉片被插入所述凹槽內(nèi)。所述新的葉片可以包括所述第一葉片的所有特征，包括布置到所述側(cè)軌的壁凹內(nèi)的襯環(huán)。所述新的葉片通過在所述襯環(huán)和所述輪盤之間的壓縮配合固定到所述凹槽內(nèi)。以這種方式，當(dāng)需要進(jìn)行維護(hù)時，所述輪盤的所有葉片可以被簡單地更換。

附圖8示出了用于所述半彎曲葉片210的可替換的幾何形狀，其并入了接近所述后緣230的凸尖260。所述凸尖260的更為詳細(xì)的描述可參見美國專利申請?zhí)?,764,390，其全部內(nèi)容在此通過引證的目的并入本文。

因此，在此已經(jīng)描述了本發(fā)明的至少一個實施方案的幾個方面，值得欣賞的是，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，各種改變、改進(jìn)以及改善將很容易發(fā)生。這些改變、改進(jìn)和蓋申將視為本發(fā)明的一部分，其落入本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍內(nèi)。因此，上述描述和附圖僅是通過實施例來展示的。