專利名稱：液體環(huán)式氣泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1前序部分所述的那種液體環(huán)式氣泵。
這種氣泵(?？啤す袢鸱蛩够铐摗癈HR系列液體環(huán)式泵”)具有一借助凸緣連接于驅(qū)動電機(jī)且構(gòu)成抽吸和輸送連接的連接殼體，一個(gè)罐形工作腔殼體，(具有一凸緣用來連接于上述連接殼體的凸緣，以及設(shè)置在上述兩殼體之間一板形凸輪。所有殼體零件都是牢固的鑄件，這是液體環(huán)式氣泵的通常結(jié)構(gòu)，因?yàn)槠湫蚀篌w取決于葉片和工作腔殼體之間微小的間隙的保持，而且該間隙不得因殼體變形而受到影響。這也是其它類型的泵長期采用的價(jià)格較低的金屬板結(jié)構(gòu)未見之于液體環(huán)式氣泵的原因。
本發(fā)明的目的在于提供一種造價(jià)低廉而又無損于質(zhì)量的液體環(huán)式氣泵。按照本發(fā)明，上述目的是通過權(quán)利要求1的特征，最好再加上從屬權(quán)利要求的特征而實(shí)現(xiàn)的。上述目的主要是通過將工作腔殼體制成無連接的罐形深拉金屬板零件而實(shí)現(xiàn)的。
從本發(fā)明的起因來說，必須克服的偏見是壁較薄的金屬板零件不能保證與葉輪間隙相關(guān)的嚴(yán)格公差。在葉輪的端面和以其配合的殼體零件之間，即在板形凸輪和工作腔殼體之間必須要求嚴(yán)格的公差，以保證從高壓下的葉片小室向低壓下的葉片小室的溢流不會導(dǎo)致過大的效率損失。
當(dāng)使用金屬板時(shí)，由于工作腔底部較薄的壁結(jié)構(gòu)，必須要預(yù)見到比相應(yīng)的鑄件會有較大的變形。但是，在本發(fā)明中上述現(xiàn)象已可不必顧及，其原因有二。首先，在葉片間構(gòu)成通向板形凸輪的小室的葉輪在遠(yuǎn)離板形凸輪的一側(cè)大致由一端盤或徑向加寬的輪廓所封閉;因而在該側(cè)的溢流通路比起與板形凸輪相配合的那側(cè)要大，從而可以容許較大的間隙。第二，軸向推力以板形凸輪的方向作用在葉輪上，因此，增大的軸承間隙不會增加葉輪和板形凸輪間的臨界間隙寬度，而最多增加葉輪的遠(yuǎn)離板形凸輪的那一端面和工作腔殼體底面之間的較小的臨界間隙。中間連接設(shè)置在連接殼體內(nèi)以保證工作腔殼體不會因制造過程中或使用中力的作用產(chǎn)生的變形而變形。這也適用于泄空開敞和工作液的輸入。
確定已經(jīng)公知在側(cè)面通道風(fēng)扇中，封閉葉輪的殼體部分地制成深拉金屬板零件的形式(DE-B2331614);然而，本發(fā)明并不可能由上述方案得出，因?yàn)樵谏鲜鲆阎谋弥校瑲んw并不是與葉輪相配合而形成一工作腔，因而并沒有與其形成嚴(yán)密的間隙。在現(xiàn)有技術(shù)的方案中的金屬板結(jié)構(gòu)只能減少殼體的成本，而并不能克服當(dāng)將金屬板結(jié)構(gòu)運(yùn)用于液體環(huán)式氣泵時(shí)遇到的特殊困難。
工作腔殼體最好具有一個(gè)基本徑向的凸緣，用于連接至連接殼體，所述凸緣與工作腔的其余部分是整體的。這會引起下述問題。在從殼體的圓筒形部分向凸緣過渡處，在制造過程中產(chǎn)生一個(gè)圓角，該圓角會形成鄰接于板形凸輪的圓周間隙。然而，盡力要使在殼體的所謂頂點(diǎn)處(葉輪的外緣最接近于殼體的周邊處)有盡可能短的距離，以便于將從一個(gè)小室向最近的小室的在低壓下的溢流保持在一個(gè)低水平上。在金屬板殼體的圓角處形成的間隙構(gòu)成一個(gè)附加溢流橫截面。對此可作的一個(gè)補(bǔ)救是，在該部位的葉輪外緣設(shè)置透入間隙的凸起。但是在本發(fā)明中可以不必這樣做，只要間隙的尺寸不超過一定的橫截面積即可。更精確地說，離葉輪較近的，而且比間隙更靠近外側(cè)的部分具有更寬的間隙的那些間隙區(qū)域是主要的問題所在。因此，如權(quán)利要求3和4所述，與可內(nèi)接在間隙的橫截面區(qū)域中的內(nèi)圈尺寸相比較，上述的間隙橫截面就是次要的了。上述內(nèi)圈直徑不應(yīng)超過工作腔殼體壁厚的1.5倍，最好不超過其0.85倍，更具體地說，在具有普通葉輪直徑的泵的情況中(例如，直徑為125至210mm，轉(zhuǎn)速為每分鐘3000轉(zhuǎn))，不應(yīng)大于葉輪直徑的3.5%，最好不應(yīng)大于葉輪直徑的2.5%。
進(jìn)入液環(huán)的密度大于液體的臟物顆粒留在液環(huán)中繞其外緣運(yùn)行。大家知道，在液環(huán)的外緣，要在板形凸緣上設(shè)置一個(gè)除去臟物的開口，通過該開口可放出一部分帶有上述顆粒的液體。臟物顆粒優(yōu)先地收集在工作腔殼體圓角和板形凸輪之間的間隙內(nèi)。因此，將除去臟物的開口設(shè)在上述間隙處是方便的，也就是說至少要毗鄰上述間隙，不過，該開口最好全部或部分地處在工作腔殼體的圓筒形部分的內(nèi)徑的徑向之外。
在本發(fā)明中提及工作腔殼體的深拉時(shí)，主要是指借助相互徑向移動的兩個(gè)剛性成形工具而產(chǎn)生的變形;不過，該術(shù)語也包括與成形技術(shù)有關(guān)的其它技術(shù)，如旋壓，拉伸成形和高速成形。
當(dāng)提及工作腔殼體的薄壁結(jié)構(gòu)時(shí)是指壁厚為3至8mm，最好為4至6mm，而葉輪直徑為125至210mm。對于較大的泵，所采用的壁厚相應(yīng)增加。
下面參照附圖對本發(fā)明的推薦實(shí)施例作更為詳細(xì)的說明。


圖1是泵的縱剖圖;
圖2是通過從工作腔殼體的圓筒形部分向其凸緣的過渡區(qū)域的放大縱剖圖。
連接殼體3借助凸緣2連接于電機(jī)1(或連接于軸承座，一密封傳動裝置或類似裝置)。連接殼體3內(nèi)有泵的抽吸和輸送腔，以及通向外側(cè)的抽吸和輸送連接件。接著是帶有抽吸和輸送孔(未畫)的板形凸輪4以及與其相鄰的工作腔殼體5，殼體5帶有連接凸緣6以及遠(yuǎn)離傳動裝置的殼壁7。借助螺釘17將連接凸緣6連接于連接殼體3，將板形凸輪4夾在其間。借助另外的螺釘8將板形凸輪4緊固于連接殼體3。凸緣6及板形凸輪4相對于連接殼體3的定心都由下述方式實(shí)現(xiàn)用于兩個(gè)螺釘17的，在凸緣6和板形凸輪4上的孔要求適當(dāng)嚴(yán)格的公差。
設(shè)有葉片4的葉輪13在工作腔殼體5中轉(zhuǎn)動，所述葉輪緊固在軸端15上，并且借助螺釘16可在縱向調(diào)節(jié)以便維持相關(guān)于板形凸輪4和遠(yuǎn)離電機(jī)的殼壁7的公差要求。軸縱向牢固地安裝在電機(jī)1的距泵較近的軸承18中。電機(jī)1的遠(yuǎn)離泵的軸承不宜采用固定軸承的形式，因?yàn)榉駝t的話電機(jī)軸的熱膨脹就會影響到葉輪的位置。
表面密封設(shè)置在連接殼體3內(nèi)，表面密封的彈簧支承在葉輪13上。
雖然葉輪輪轂的直徑在板形凸輪4的方向上減小，但是為了更容易地通過板形凸輪4上的控制孔注入和泄空葉片小室，輪轂直徑在遠(yuǎn)離傳動裝置的那一側(cè)的方向上增加，最后形成一端盤19，端盤19與平面的殼壁7配合工作，其間有微小的間隙。殼壁7以及凸緣6的連接表面可以(但不必)是繼表面加工的。但是應(yīng)想到的是，在工作腔中不同的壓力下，會產(chǎn)生稍許變形，因而在該部位的間隙會發(fā)生變化，可能增加。作用在葉輪上的軸向推力以相同的方向作用在由軸承18形成的間隙內(nèi)。盡管如此，與葉輪另一端面上的相應(yīng)損失相比較，無須顧及在葉輪和殼壁7之間會出現(xiàn)重大的溢流損失，這是由于溢流路徑因存在葉輪端盤19而較長的緣故。
生產(chǎn)工作腔殼體5的深拉工藝會使殼體邊緣出現(xiàn)圓角9和11。考慮到這一點(diǎn)，在葉片外角10要沒有相應(yīng)的圓角或斜邊。但是，在加工殼壁7的表面過程中，殼體圓角9最好按照葉輪直徑的需要盡量凹下。
為了防止在板形凸輪側(cè)的殼體圓角11形成過大的溢流橫截面，葉輪的葉片在該部位可具有一徑向凸起12。然而，已發(fā)現(xiàn)，如果圓角11的半徑20足夠小，從而使得在圓角11，板形凸輪4和線22之間的，在殼體5的圓筒形部分延伸的，且平行于葉片14外緣的(即大致平行于軸線的)的間隙21的區(qū)域足夠小，那么，上述凸起12也可以不設(shè)，實(shí)際上也不會影響效率。由于在這一問題上，較靠近軸線的這個(gè)區(qū)域的零件是決定性的，因而內(nèi)接于這個(gè)區(qū)域的內(nèi)圈23的尺寸可以用作尺度，其直徑不得超過前面提到的數(shù)值。
葉輪直徑為125mm時(shí)，工作腔殼體5的金屬板厚度最好達(dá)大約4mm，葉輪直徑為210mm時(shí)，上述厚度最好達(dá)大約6mm。
靠近于間隙21，通入連接殼體的一個(gè)專門腔室25的一孔24設(shè)置在板形凸輪4上，其布置最好至少毗鄰線22，但最好如圖2所示，至少部分地位于線22的徑向之外。收集在間隙21中的臟物顆粒，連同一部分液體可以通過孔24從工作腔流出，進(jìn)入腔室25，在腔室25中沉淀或定時(shí)從腔室25清出。
權(quán)利要求
1.一種可借助凸緣連接于傳動裝置的單級液體環(huán)式氣泵，具有一構(gòu)成抽吸和輸送連接的連接殼體(3)，一毗鄰所述連接殼體(3)的板形凸輪(4)，一工作腔殼體(5)，以及懸臂式裝在工作腔殼體內(nèi)，且密封地在其敞開端面與所述板形凸輪(4)配合工作而在其基本封閉端面(19)與工作腔殼體(5)的端壁(7)配合工作的轉(zhuǎn)動葉輪(14)，所述工作腔殼體(5)設(shè)置得遠(yuǎn)離傳動裝置(1)，其中，所述工作腔殼體(5)是深拉金屬板零件形式，而且所有中間連接都設(shè)置在連接殼體(3)上。
2.如權(quán)利要求1所述的液體環(huán)式氣泵，其特征在于所述工作腔殼體(5)具有基本徑向的連接凸緣(6)。
3.如權(quán)利要求2所述的液體環(huán)式氣泵，其特征在于從工作腔殼體(5)的基本圓筒形部分至連接凸緣(6)的內(nèi)側(cè)過渡部位被倒成圓角(11)，內(nèi)接于圓角(11)，板形凸輪(4)和平行于葉輪邊緣且延伸工作腔邊界的線(22)之間的拱上縱截面區(qū)域(21)的內(nèi)圈(23)的直徑不大于工作腔殼體壁厚的1.5倍。
4.如權(quán)利要求3所述的液體環(huán)式氣泵，其特征在于所述內(nèi)圈(23)的直徑，作為一可選擇的方案，不大于葉輪直徑的3.5%。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的液體環(huán)式氣泵，其特征在于一除去臟物的開口(24)設(shè)置在所述板形凸輪(4)上，使其至少毗鄰板形凸輪(4)和從工作腔殼體(5)的圓筒形部分至凸緣(6)的過渡部位的圓角(11)之間的間隙(21)，最好完全或部分地位于所述工作腔殼體的圓筒形部分內(nèi)徑的徑向之外。
全文摘要
可借助凸緣連接于傳動裝置的單級液體環(huán)式氣泵中，抽吸和輸送連接設(shè)置在準(zhǔn)備連接于傳動裝置的連接殼體(3)上。殼體(3)遠(yuǎn)離傳動側(cè)設(shè)有板形凸輪(4)和內(nèi)有葉輪(14)的工作腔殼體(5)。葉輪在敞開端面密封地板形凸輪配合工作，而在基本封閉端面(19)與殼體(5)的端壁(7)配合工作。殼體(5)為深拉金屬板零件，無中間連接。為與連接殼體或板形凸輪連接，設(shè)有徑向凸緣(6)。殼體(5)圓筒形部分至凸緣(6)的內(nèi)側(cè)過渡倒成圓角，圓角和凸輪(4)間的內(nèi)接內(nèi)圈直徑不大于葉輪直徑的3.5％。
文檔編號F01C21/10GK1105425SQ9411533
公開日1995年7月19日 申請日期1994年9月15日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月16日
發(fā)明者克勞斯·道馬格拉, 尤杜·塞基布萊特 申請人:西西股份有限公司