專利名稱：泵插入件和組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于泵的插入件，特別地，但是不排它地，涉及限定離心泵的蝸殼(volute)的一部分的插入件。本發(fā)明也涉及用于將插入件固定在泵內(nèi)的方法。
背景技術(shù)：
泵被用于多種應(yīng)用中，用于將流體從一個(gè)位置傳送到另外一個(gè)位置。可獲得不同類型的泵，例如離心式、葉片泵(rotodynamic)和容積式(positive displacement)，用于特定應(yīng)用的泵類型的選擇依賴于多種因素，例如負(fù)載流量和壓力要求。但是，更多的考慮額外地給與了泵與將被泵取的流體的機(jī)械和化學(xué)性能的適合性和兼容性。例如，流體可能是非可溶微粒材料的磨料懸浮液，通常稱為泥漿(slurry)。稱為泥漿泵(slurrypump)的特定的泵可獲得用于這樣的泥漿材料。
泥漿泵的一個(gè)特定的形式是離心泥漿泵，其包括具有抽吸支路(suction branch)和傳輸支路(delivery branch)的殼體和延伸到殼體中并在一端連接到葉輪的軸，其中葉輪被安置在泵蝸殼和/或者泵殼體之內(nèi)。在使用中，泥漿通過(guò)抽吸支路和通過(guò)旋轉(zhuǎn)葉輪的孔(eye)被吸入泵殼體。當(dāng)泥漿沿著徑向方向通過(guò)葉輪被驅(qū)動(dòng)時(shí)，能量被傳遞到泥漿，泥漿從泵殼體通過(guò)傳輸支路排放。
在一些離心式泥漿泵中，例如在一些帶襯套泵(lined pump)中，狹口襯圈(throatbush)可以被設(shè)置在抽吸支路和泵葉輪之間以提供用于泵流體的流動(dòng)路徑，并限定一部分泵蝸殼。這樣的狹口襯圈傳統(tǒng)上在組裝期間被夾緊在位，這需要使用額外的夾緊插入件等。
軸通過(guò)泵殼體閉合組件延伸到殼體中，所述泵殼體閉合組件通常包括周向圍繞所述軸安裝的環(huán)形板插入件，其中環(huán)形板插入件限定一部分泵蝸殼，剩余部分的蝸殼通過(guò)殼體或者殼體襯套等限定。傳統(tǒng)上，環(huán)形板插入件直接地和機(jī)械地通過(guò)多個(gè)柱頭螺栓(stud)固定到泵殼體，柱頭螺栓的一端被固定到環(huán)形板，另外一端延伸通過(guò)殼體中的孔以通過(guò)其螺栓連接。這些柱頭螺栓的存在增加了需要組裝和卸裝泵的難度和時(shí)間，這是因?yàn)樾枰獙⒅^螺栓與殼體中的孔正確對(duì)齊，并需要工具來(lái)將柱頭螺栓螺栓連接到殼體。此外，柱頭螺栓需要鉆環(huán)形板插入件和攻絲(tapped)來(lái)容納柱頭螺栓的端部，相似地可能需要柱頭螺栓與環(huán)形插入板的連接的特定點(diǎn)是允許車加工的軟插入件材料。插入件材料傳統(tǒng)上被鑄造或者被模制為可以為金屬或者橡膠的耐磨材料。此外，柱頭螺栓可能被暴露給泵流體或者周圍的環(huán)境，導(dǎo)致可能影響柱頭螺栓的完整性的腐蝕，且可能導(dǎo)致柱頭螺栓與泵殼體綁定在一起，讓卸裝困難和耗時(shí)。
在傳統(tǒng)的泵中，密封布置與閉合組件組合設(shè)置以防止或者至少最小化軸和傳統(tǒng)上稱為軸密封的殼體閉合組件之間的流體泄漏。不同類型的密封布置對(duì)與離心泥漿泵一起使用是可以獲得的，例如離心密封、軸封(glandseal)或者機(jī)械密封，這在下面簡(jiǎn)單討論。
傳統(tǒng)的離心密封并入了通過(guò)環(huán)形板插入件與從蝸殼分開(kāi)的室中的葉輪一致地旋轉(zhuǎn)的副葉輪(expeller)。所述室通過(guò)環(huán)形板插入件和固定或者夾緊在殼體和環(huán)形板插入件之間的副葉輪板之間限定。在使用中，副葉輪用作渦輪以減小葉輪的后部周圍試圖逃逸的泥漿的壓力。
軸封包括圍繞軸安置并固定或者夾緊在環(huán)形板插入件和殼體之間的填料盒(stuffing box)。多個(gè)軟密封環(huán)安置在軸和填料盒之間以抑制其間的流體傳輸。
機(jī)械密封包括在機(jī)械和液壓下擠壓在一起的固定和旋轉(zhuǎn)面以防止泄漏。機(jī)械密封圍繞軸的周圍通過(guò)本身固定或者夾緊在環(huán)形板插入件和殼體之間的密封件保持器保持在位。所述形式的進(jìn)一步的描述和不同密封布置的操作將在此后給出。
如上將簡(jiǎn)短討論的每種類型的密封中，對(duì)由于用于將環(huán)形板插入件固定到殼體的柱頭螺栓的存在可以被利用的密封布置的尺寸施加限制，這樣在板插入件和殼體之間夾緊或者固定各密封件。對(duì)于離心式密封特別如此，其中柱頭螺栓的存在讓其相對(duì)于葉輪直徑難于保持有效的副葉輪直徑從而來(lái)提供充分的密封性能。
本發(fā)明的目的中避免或者至少減輕前述和其他現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種泵插入件，具有在使用時(shí)限定一部分泵的蝸殼的內(nèi)表面，其中所述泵插入件適于通過(guò)互接合型面配合連接布置與泵殼體連接。
優(yōu)選地，一部分泵插入件適于相對(duì)一部分泵殼體閉合元件固定。
在一個(gè)實(shí)施例中，在泵的組裝期間，泵插入件可以適于在泵殼體和泵殼體閉合元件之間夾緊?？蛇x地，泵插入件可以適于在泵襯套和泵殼體閉合板之間夾緊。
有利地，在使用中，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的泵插入件可以適于接合泵殼體閉合元件或者板，所述泵殼體閉合元件或者板圍繞泵軸以及在泵插入件和泵殼體之間可安置。有利地，閉合元件可以直接安置在泵插入件和泵殼體之間?？蛇x地，閉合元件可以安置在泵插入件和泵殼體適配器板之間，其中泵殼體適配器板被固定到泵殼體。這樣，閉合元件可以間接地安置在泵插入件和泵殼體之間。
有利地，泵殼體閉合元件可以限定一部分泵密封布置。在一個(gè)實(shí)施例中，泵閉合元件可以限定一部分泵軸密封布置。例如，閉合板可以限定副葉輪板，填料盒或者可選地用于保持泵軸密封(例如機(jī)械密封)在位的板。在可選實(shí)施例中，泵閉合元件可以限定一部分泵抽吸支路密封布置。
泵插入件可以適于安置相鄰于泵殼體的抽吸支路。在這樣的實(shí)施例中，泵插入件優(yōu)選地在泵殼體的抽吸支路和泵葉輪之間提供流動(dòng)路徑。在該實(shí)施例中，泵插入件可以傳統(tǒng)地定義為狹口襯圈(throatbush)。
泵插入件可以適于直接與殼體通過(guò)互接合型面配合連接布置連接?？蛇x地，泵插入件可以適于與殼體適配器板通過(guò)互接合型面配合連接布置連接，殼體適配器板固定到所述殼體。這樣，泵插入件可以適于間接地與殼體通過(guò)互接合型面配合連接布置連接。殼體適配器板可以使用柱頭螺栓和螺栓布置、夾緊布置等固定到殼體。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，泵插入件可以牢固地通過(guò)互接合型面配合連接布置與泵殼體固定。優(yōu)選地，泵插入件可選地適于與泵殼體通過(guò)互接合型面配合連接布置松散地連接或者固定，泵插入件適于在泵被完全組裝時(shí)在泵殼體之內(nèi)牢固固定在位。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，互接合型面配合連接布置包括連接到泵插入件的至少一個(gè)連接元件和連接到泵殼體的至少一個(gè)連接元件，其中各連接元件是互補(bǔ)的并適于被接合以將泵插入件與泵殼體連接。
連接元件可以是互補(bǔ)的齒等部件，例如凸起、銷或者柱頭螺栓等，或者可選地一個(gè)連接元件可以是齒等相似部件，另外一個(gè)連接元件可以是互補(bǔ)的槽或者通道等，所述互補(bǔ)的槽或者通道等適于容納齒或者其他相似的部件。
優(yōu)選地，多個(gè)連接元件被提供并分別連接到泵插入件和泵殼體，其中泵插入件的連接元件可以周向地安置并分開(kāi)，泵殼體的連接元件可以周向地安置和分開(kāi)以對(duì)應(yīng)泵插入件的連接元件。
優(yōu)選地，泵插入件的連接元件被一體地與其形成。可選地，泵插入件的連接元件可以單獨(dú)形成并接著連接到或者固定到插入板。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，泵殼體的連接元件可以一體地與其形成。在可選的實(shí)施例中，泵殼體的連接元件可以單獨(dú)地形成并接著連接到或者固定到泵殼體。例如，泵殼體的連接元件可以一體地與泵殼體適配器板形成，適配器板固定到泵殼體。這樣，如上所述，泵插入件可以通過(guò)互接合型面配合連接布置間接地固定到泵殼體。這樣，必須理解泵殼體的連接元件可以直接或者間接地連接到泵殼體，并且進(jìn)一步地參照泵殼體的連接元件也應(yīng)該如此理解。
有利地，泵插入件和泵殼體的連接元件可以定位在泵殼體和泵插入件的各元件支撐表面上并從所述各元件支撐表面延伸。便利地，泵殼體的元件支撐表面可以與其一體地形成?？蛇x地，泵殼體的元件支撐表面可以單獨(dú)地由泵殼體形成，例如泵殼體的元件支撐表面可以形成在泵殼體適配器板上，所述適配器板可以固定到泵殼體。優(yōu)選地，泵插入件的元件支撐表面與其一體形成?？蛇x地，泵插入件的元件支撐表面可以單獨(dú)地形成并接著固定其上。
優(yōu)選地，泵殼體和泵插入件的連接元件沿著徑向方向從它們的各元件支撐表面延伸。即，泵殼體的連接元件可以相對(duì)泵殼體沿著徑向方向延伸，泵插入件的連接元件可以相對(duì)泵插入件沿著徑向方向延伸。優(yōu)選地，泵殼體和泵插入件的連接元件沿著相反的徑向方向從各元件支撐表面延伸。在一個(gè)實(shí)施例中，泵殼體的連接元件可以沿著徑向向內(nèi)的方向延伸，泵插入件的連接元件可以沿著徑向向外的方向延伸?？蛇x地，泵殼體的連接元件可以沿著徑向向外的方向延伸，泵插入件的連接元件可以沿著徑向向內(nèi)的方向延伸。
優(yōu)選地，泵插入件的各連接元件適于滑動(dòng)地接合泵殼體的各連接元件。優(yōu)選地，泵插入件的各連接元件也包括適于與泵殼體的各連接元件的對(duì)應(yīng)的接合表面接合的接合表面。有利地，泵殼體和泵插入件的各連接元件的各接合表面限定楔形或者螺旋形型面(helix profile)等，這樣當(dāng)泵插入件的各連接元件可滑動(dòng)地沿著第一方向與泵殼體的各連接元件接合時(shí)，泵插入件和泵殼體被拉在一起。此外，楔形或者螺旋形型面等可以協(xié)助防止連接元件在第一方向上通過(guò)太遠(yuǎn)地可滑動(dòng)接合各連接元件而無(wú)意地脫離接合。
優(yōu)選地，泵插入件與泵殼體通過(guò)可旋轉(zhuǎn)地與泵插入件和泵殼體的連接元件不重合而連接，讓泵插入件和泵殼體靠攏，并將泵插入件相對(duì)泵殼體旋轉(zhuǎn)以分別導(dǎo)致泵殼體和泵插入件的連接元件的滑動(dòng)接合。在可選的實(shí)施例中，泵插入件的連接元件可以與泵殼體適配器板的連接元件接合，適配器板接著固定到泵殼體。進(jìn)一步可選地，如所需那樣，泵殼體和泵插入件的連接元件可以可旋轉(zhuǎn)地以所需的方式與靠攏的泵殼體和泵插入件對(duì)齊，從而接合所述連接元件。
優(yōu)選地，泵插入件包括環(huán)形部分和圓柱形部分，其中圓柱形部分大體上從環(huán)形部分的外表面垂直地延伸。有利地，圓柱形部分限定泵插入件的連接元件支撐表面。
便利地，泵插入件可以適于用在帶襯套泵(lined pump)或者非襯套泵(unlined pump)上。帶襯套泵包括單獨(dú)的插入件或者，或者當(dāng)安置在位時(shí)與泵插入件組合的襯套限定了泵的蝸殼，一個(gè)或者多個(gè)泵葉輪被用于定位所述蝸殼內(nèi)。這樣，泵插入件可以定義為背襯(back liner)。帶襯套泵通常需要?dú)んw被分為兩個(gè)部分，所述部分被分開(kāi)以將襯套定位在殼體之內(nèi)，殼體的分開(kāi)的部分被螺紋連接或者固定在一起。非襯套泵(unlinedpump)不需要包括單獨(dú)的襯套，當(dāng)安置在位時(shí)，泵蝸殼主要地通過(guò)殼體的內(nèi)表面與例如本發(fā)明的泵插入件組合來(lái)限定。非襯套泵通常沒(méi)有分開(kāi)的殼體，并獲取到殼體的內(nèi)部以定位或者例如葉輪等的任何泵部件通過(guò)移除泵殼體閉合組件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
便利地，互接合型面配合連接布置可以被限定為卡口式配合(bayonettype fitting)。
優(yōu)選地，泵插入板適于與離心泵一起使用，例如離心泥漿泵。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種組裝一部分泵的方法，包括至少具有連接元件的泵插入件，泵插入件具有互補(bǔ)的連接元件，和泵軸，所述方法包括步驟將泵插入件的連接元件與泵殼體的連接元件對(duì)齊；和導(dǎo)致泵插入件和殼體的相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而導(dǎo)致互補(bǔ)的連接元件將泵插入件和殼體進(jìn)行接合和連接。
便利地，在使用中，泵插入件的內(nèi)表面適于限定一部分泵蝸殼。
優(yōu)選地，多個(gè)互補(bǔ)連接元件設(shè)置在殼體和泵插入件上。
連接元件可以是互補(bǔ)的齒或者其他類似元件，例如凸起、銷或者柱頭螺栓等或者可選地一個(gè)連接元件可以是齒或者其他類似部件，另外的連接元件可以是適于容納齒或者其他類似部件的互補(bǔ)的槽或者通道。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，泵插入件通過(guò)連接元件的接合松散地與泵殼體連接。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，殼體的連接元件與其一體地形成，這樣泵插入件可以直接地與殼體連接。可選地，殼體的連接元件可以單獨(dú)地形成并接著固定到其上，這樣泵插入件可以間接地連接到殼體。例如，連接元件可以被形成在泵殼體適配器板上，所述適配器板可以固定到所述殼體上。這樣，所述方法可以包括步驟將泵插入件的連接元件與泵殼體適配器板的連接元件對(duì)齊，并相對(duì)適配器板旋轉(zhuǎn)泵插入件從而導(dǎo)致連接元件接合，其中適配器板順序地固定到泵殼體。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括步驟在接合殼體和插入板的互補(bǔ)連接元件之前在泵殼體和泵插入件之間定位泵殼體閉合板。閉合板可以安置在泵殼體和泵插入件之間，或者在互補(bǔ)連接元件被接合之前可選地在泵殼體適配器板和泵插入件之間。有利地，泵殼體閉合板提供了對(duì)殼體的閉合并額外地可以限定一部分泵軸密封安置。
有利地，當(dāng)使用在具有分開(kāi)的殼體的帶襯套泵(lined pump)中時(shí)，閉合板可以安置在殼體和泵插入件之間。在該實(shí)施例中，所述方法可以涉及步驟圍繞軸定位第一部分泵殼體，圍繞所述軸定位閉合板和泵插入件，閉合板被定位在泵插入件和泵殼體之間，并接合互補(bǔ)連接元件以將泵插入件與殼體第一部分連接并將閉合板固定在泵插入件和殼體之間。優(yōu)選地，閉合板被松散地固定在泵插入件和殼體之間。有利地，所述方法還包括步驟將泵襯套在第一部分的殼體之內(nèi)并相對(duì)泵插入件定位，和將第二部分的殼體固定到第一部分，這樣襯套相對(duì)泵插入件施力，導(dǎo)致連接元件至少部分脫離配合或者分開(kāi)，泵插入件被夾持在襯套和閉合板之間，閉合板夾在泵插入件和泵殼體的第一部分之間。
便利地，當(dāng)使用在非襯套泵中時(shí)，閉合板可以定位在泵殼體適配器板和泵插入件之間。在該實(shí)施例中，所述方法優(yōu)選地涉及步驟將適配器板圍繞泵軸安置，將閉合板和泵插入件圍繞泵軸安置，閉合板被安置在適配器板和泵插入件之間，和接合互補(bǔ)連接元件以將泵插入件與適配器板連接并將閉合板固定在泵插入件和適配器之間。有利地，所述方法還包括步驟將泵殼體固定到適配器板，這樣閉合板相對(duì)殼體對(duì)泵插入件施力，導(dǎo)致連接元件脫離接合或者分開(kāi)，泵插入件在殼體和閉合板之間夾緊，閉合板被夾緊在泵插入件和泵殼體適配器板之間。
在可選的實(shí)施例中，在第二部分泵殼體被固定到第一殼體部分之前，泵插入件可以通過(guò)互補(bǔ)連接元件連接到第二部分的分開(kāi)泵殼體。在該實(shí)施例中，當(dāng)所述殼體的部分用固定在位的襯套固定在一起時(shí)，互補(bǔ)連接元件將通過(guò)夾緊在泵襯套和第二部分的殼體之間的泵插入件脫離接合或者分開(kāi)。
有利地，通過(guò)讓連接元件脫離接合或者分開(kāi)，通過(guò)將一部分分開(kāi)泵殼體固定在一起或者通過(guò)將適配器板固定到殼體，當(dāng)泵在使用中時(shí)連接元件變得卡住或者鎖定在一起的可能性最小化，允許連接元件在泵在卸裝期間更容易分開(kāi)。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種泵閉合組件，包括泵插入件，所述泵插入件圍繞泵軸安置并通過(guò)互接合型面配合連接布置與泵殼體連接，其中泵插入件的內(nèi)表面限定一部分泵蝸殼；和泵殼體閉合元件，所述泵殼體閉合元件圍繞泵軸定位，其中一部分泵殼體閉合元件相對(duì)泵插入件的外表面的一部分固定。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種泵，所述泵包括泵插入件，所述泵插入件具有內(nèi)表面，在使用中內(nèi)表面限定一部分泵蝸殼，其中所述泵插入件適于與泵殼體通過(guò)互接合型面配合連接布置連接。


本發(fā)明的這些和其他方面將通過(guò)示例參照附圖來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，其中圖1、2是已知的泵組件的橫截面視圖；圖3、4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的泵組件的橫截面視圖；圖5、6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖3、4的泵組件的部件的透視圖；圖7、8是根據(jù)本發(fā)明在組裝泵中各階段的表示；和圖9-12是根據(jù)本發(fā)明的可選實(shí)施例的泵組件的橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式
首先參照?qǐng)D1，其中顯示了已知的離心泥漿泵組件10的橫截面視圖。所述組件10包括可旋轉(zhuǎn)地安裝在固定到泵基部單元15的軸承殼體14的軸12，其中所述軸延伸到泵殼體16中，所述泵殼體16也固定到泵基部單元15。軸12的一端18適于被連接到例如電動(dòng)機(jī)(未示出)的驅(qū)動(dòng)裝置，軸12的相對(duì)端20適于連接到泵葉輪22。泵葉輪22被安置在泵蝸殼之內(nèi)，所述泵蝸殼在圖1的組件10中通過(guò)襯套插入件26、襯套插入板28和狹口襯圈25限定。在可選的布置中(未示出)，蝸殼可以通過(guò)殼體的內(nèi)表面和襯套插入板來(lái)限定。狹口襯圈25在殼體16之內(nèi)夾緊在位，并在泵殼體16的抽吸支路34和葉輪22的孔36之間提供流動(dòng)路徑。
在圖1的組件10中，殼體16分為被組裝并被螺栓連接在一起的兩個(gè)部分30、32。該分開(kāi)的殼體布置是典型的帶襯套泵。但是，在非襯套泵中，即，沒(méi)有單獨(dú)的襯套插入件的泵中，殼體典型地不是分開(kāi)的。
在使用中，泥漿被吸入抽吸支路34并進(jìn)入葉輪22的孔36。當(dāng)葉輪22被軸12旋轉(zhuǎn)時(shí)，泥漿沿著徑向方向通過(guò)葉輪22被驅(qū)動(dòng)，泥漿從泵殼體16通過(guò)傳輸支路38排放。
泵組件10包括對(duì)泵殼體16提供閉合和在殼體16以及軸12之間的流體密封的軸密封40。不同形式的密封件在本領(lǐng)域中是公知的，例如如圖1所示的離心密封、軸封或者機(jī)械密封等。
圖1的襯套插入板28的軸密封40的放大視圖被顯示在圖2中。襯套插入板28使用直接固定到插入板28并延伸通過(guò)殼體16中的孔44且使用螺母46被固定到其上的多個(gè)柱頭螺栓42(只顯示了一個(gè))而固定到殼體16。泵殼體閉合板48安置和定位在插入板28和殼體16之間，所述泵殼體閉合板48當(dāng)與離心密封一起使用時(shí)通常稱為副葉輪環(huán)(expeller ring)。離心密封包括在葉輪22的后部上的排出葉片50和在通過(guò)副葉輪環(huán)48和插入板28限定的單獨(dú)的室54中的葉輪22一致旋轉(zhuǎn)的副葉輪52。副葉輪52被安裝在軸套筒56和葉輪22之間的軸12上，所述葉輪22螺紋連接到軸12上。在使用中，副葉輪52用作渦輪以減小試圖圍繞葉輪22的后部逃逸的泥漿的壓力。離心密封是動(dòng)態(tài)、干密封，其只在泵旋轉(zhuǎn)時(shí)操作并在泵靜止時(shí)沒(méi)有密封效果。輔助密封58由此在減壓板(expeller plate)48和軸套筒56之間提供以當(dāng)靜止時(shí)將液體泥漿保持在泵之內(nèi)。輔助密封58可以包括密封材料(packingmaterial)60。
如圖2中明顯可見(jiàn)，柱頭螺栓42的存在限制了可能被使用的副葉輪52的直徑，這結(jié)果影響了離心密封的效率和性能。此外，柱頭螺栓42增加了需要組裝和卸裝泵的難度和時(shí)間，這是由于要求柱頭螺栓42與孔44正確對(duì)齊，以及需要工具來(lái)將柱頭螺栓42固定到殼體16。此外，柱頭螺栓需要插入板28被鉆和被攻絲以容納柱頭螺栓42的端部，同樣可能要求連接62的特定的點(diǎn)被鑄造在教軟的插入材料中，允許硬材料進(jìn)行車加工。在橡膠襯套中，金屬架被必須被攻絲以容納柱頭螺栓。此外，柱頭螺栓42可能被暴露給泵流體，導(dǎo)致可能影響柱頭螺栓42的完整性的腐蝕，且可能導(dǎo)致柱頭螺栓與泵殼體16卡在一起，讓卸裝困難和耗時(shí)。
現(xiàn)在參照?qǐng)D3，其中顯示了根據(jù)本發(fā)明的一方面的泵110的橫截面。泵110的正常組裝與圖1、2的泵10相似，這樣的相似的部件共享前續(xù)“1”的相同的參考符號(hào)。軸112被安裝在軸承殼體114之內(nèi)并通過(guò)軸密封140延伸到泵殼體116中，以接合泵葉輪122。在所示的實(shí)施例中，殼體116是完整的或者非分開(kāi)的，泵蝸殼124通過(guò)殼體116和泵插入板128限定。根據(jù)本發(fā)明，泵插入板與泵殼體116通過(guò)互配合齒布置166經(jīng)過(guò)泵殼體適配器板164而連接。
閉合和密封組件140和泵插入板128的放大視圖被顯示在圖4中。如上所述，插入板128與殼體116通過(guò)適配器板164通過(guò)互配合齒布置166連接。如圖所示，適配器板164使用柱頭螺栓168(只顯示了一個(gè))固定到殼體。具體而言，插入板128包括環(huán)形部分170和圓柱形部分172，所述圓柱形部分172垂直地從環(huán)形部分170延伸，其中圓柱形部分172支撐周向地圍繞圓柱形部分172的表面分布的多個(gè)齒174(只顯示了一個(gè))。適配器板164支撐相同數(shù)目的互補(bǔ)齒176，所述互補(bǔ)齒176可滑動(dòng)地與插入板128的齒174配合，以形成互配合齒布置166，這樣將插入板與適配器板164連接并最終與殼體116連接。
閉合板，或者在所示的實(shí)施例中，副葉輪環(huán)148被定位和固定在適配器板164和插入板128之間。與插入板128組合的副葉輪環(huán)148限定了副葉輪152被定位在其內(nèi)的室154。從圖4很明顯，通過(guò)使用互配合齒布置166而消除柱頭螺栓42(圖2)允許使用更大直徑的副葉輪152，結(jié)果提供了更好和更有效的流體密封。此外，互配合齒布置166提供了更緊湊的軸密封140。
現(xiàn)在參照?qǐng)D5、6，其中顯示了分別顯示了圖4的適配器板164和插入板128的透視圖。在所示的實(shí)施例中，插入和適配器板每個(gè)包括三個(gè)周向分布和分離的齒174、176。插入板128的齒174從各齒支撐表面178徑向向外延伸，適配器板164的齒176從各齒支撐表面180徑向向內(nèi)延伸。插入板和適配器板128、164的各齒174、176包括各楔形型面配合表面182、184。在使用中，通過(guò)讓可旋轉(zhuǎn)錯(cuò)開(kāi)的齒174、176和板靠攏，插入板128與適配器板164連接，然后相對(duì)另外一個(gè)旋轉(zhuǎn)一個(gè)板從而導(dǎo)致齒174、176的楔形型面182、184的滑動(dòng)配合。當(dāng)齒174、176被滑動(dòng)地配合時(shí)，楔形型面182、184導(dǎo)致板128、164被拉在一起并大體上防止了將脫離配合所述齒的板的過(guò)分相對(duì)旋轉(zhuǎn)。
與如圖3、4所示相似的泵的一部分的組裝的方法被顯示在圖7、8中，為了清楚的目的，相似的部件共享如圖3、4中所使用的相似的參考數(shù)字。必須注意，如圖7中所示的插入和適配器板128、164的齒174、176沿著與如圖3-6中所示的方向徑向相反的方向延伸，這只是表示了本發(fā)明的可選的實(shí)施例。開(kāi)始參照?qǐng)D7，軸套筒156被安置在軸112上，適配器板164和副葉輪環(huán)148定位在軸112和軸套筒156周圍，具有適當(dāng)密封材料160的輔助密封158被定位在副葉輪環(huán)148和軸套筒156之間。副葉輪152然后安裝在軸上，這樣副葉輪152的轂186的一側(cè)鄰接軸套筒的端部表面。插入板128然后與適配器板164連接，如參照?qǐng)D5、6所描述，這樣副葉輪環(huán)148被保持在適配器板164和插入板128之間。
以這樣的方式將插入板128連接到適配器板164有利之處在于消除了需要柱頭螺栓，這反過(guò)來(lái)消除了在組裝期間的困難和所需的時(shí)間。例如，齒174、176不需要準(zhǔn)確對(duì)齊，因?yàn)橹^螺栓具有適當(dāng)?shù)目?。此外，齒174、176允許插入板128、副葉輪環(huán)148和適配器板164在不使用任何工具的情況下連接或者固定在一起。
后續(xù)組裝步驟被顯示在圖8中，其中葉輪122被螺紋連接到軸112，并在葉輪122和軸套筒156之間夾緊副葉輪轂186。一旦葉輪122被固定，殼體116在葉輪122和插入板128之上滑動(dòng)，殼體然后通過(guò)螺栓布置(未示出)固定到適配器板164。由于殼體116變得固定到適配器板164，插入板128變得在殼體116和副葉輪環(huán)148之間牢固地夾緊，副葉輪環(huán)在插入板128和適配器板164之間牢固地夾緊。此外，當(dāng)殼體116和適配器板164被固定時(shí)，在殼體和適配器板之間的副葉輪環(huán)148和插入板128的所獲得的夾緊導(dǎo)致齒174、176變得脫離配合或者分開(kāi)。這是特別有利的，因?yàn)辇X配合表面182、186(圖5、6)變得腐蝕且卡在一起這樣讓卸裝困難的可能性大體上減小。
現(xiàn)在參照?qǐng)D9，其中顯示了根據(jù)本發(fā)明的可選實(shí)施例的泵210的一部分的橫截面視圖。泵210包括與圖3-8的泵110相似的特征，當(dāng)原先用“1”開(kāi)頭的相似部件的參考數(shù)字現(xiàn)在以“2”開(kāi)頭。軸212延伸到泵殼體216中并支撐葉輪222，其中葉輪222被定位在至少部分通過(guò)襯套插入件226和插入板228所限定的泵蝸殼之內(nèi)。如圖所示，殼體216被分為兩部分230、232。插入板228直接與殼體216通過(guò)互配合齒布置266連接，所述互配合齒布置266包括形式與圖4、5和6的齒174、176形式相似的互補(bǔ)齒274、276，這將不再進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
泵210包括離心式密封的軸封240，包括副葉輪環(huán)248和副葉輪252。在組裝期間，殼體部分230、副葉輪環(huán)248和副葉輪252以所示的順序安置在軸212周圍。插入板然后與殼體部分230通過(guò)互配合齒布置266連接，這樣副葉輪環(huán)248被定位在插入板和殼體之間。后續(xù)的步驟涉及將葉輪222固定到軸212，然后將襯套插入件226定位在葉輪22附近，接著將殼體216的兩個(gè)部分230、232固定在一起。由于殼體216的單獨(dú)部分230、232被固定在一起，襯套插入件226在通常通過(guò)參考數(shù)字229所指示的接觸表面上相對(duì)插入板228施力，這樣副葉輪環(huán)248被牢固地夾緊在插入板228和殼體216之間。此外，由于襯套插入件226相對(duì)插入板228施力，互配合齒布置266的齒274、276變得脫離配合。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的可選泵組件3 10的橫截面視圖被顯示在圖10中。泵組件310形式與圖3-6的泵組件110相似，因?yàn)檫@樣在圖3-6中以“1”開(kāi)頭的相似的部件的參考數(shù)字現(xiàn)在用“3”開(kāi)頭。泵組件310包括通過(guò)互配合齒布置366固定到適配器板364的插入板328。齒布置366與如圖3-6所示的相似，這樣就不對(duì)其給出詳細(xì)的說(shuō)明。泵組件310包括與圖3、4的布置140不同的軸封340，在于軸封替代離心密封而被使用。在圖10的實(shí)施例中，軸封340包括閉合板348，所述閉合板348在與軸封一起使用時(shí)可以定義為填料盒。軸封包括多個(gè)軟填料環(huán)349，所述填料環(huán)349在填料盒348和保護(hù)磨損軸套筒356之間壓縮。填料盒348以與如圖4所示的副葉輪環(huán)148相似的方式在插入板328和適配器板364之間定位和固定在位。
根據(jù)本發(fā)明的泵組件410的另外的可選實(shí)施例被顯示在圖11中的橫截面中。在該實(shí)施例中，組件410與圖3-6的相似，這樣以“1”開(kāi)頭的相似的部件的參考數(shù)字現(xiàn)在用“4”開(kāi)頭。泵組件410包括通過(guò)互配合齒布置466固定到適配器板464的插入板428。齒布置466與如圖3-6所示的相似，這樣就不對(duì)其給出詳細(xì)的說(shuō)明。泵組件410包括與圖3、4的布置140不同的軸密封440，在于機(jī)械密封替代離心密封而被使用。在圖11的實(shí)施例中，軸密封440包括將機(jī)械密封437保持在位的閉合板448。
根據(jù)本發(fā)明的泵組件510的另外的實(shí)施例被顯示在圖12中的橫截面中。在該實(shí)施例中，組件510與如圖1、2所示的相似，并且相似的部件共享相似的參考數(shù)字，以“5”開(kāi)頭。如圖所示，狹口襯圈525通過(guò)互配合齒布置570與泵殼體516的部分538連接?；ヅ浜淆X布置570通過(guò)安裝在泵殼體516的部分538上的多個(gè)齒572以及安置在狹口襯圈525上的相等數(shù)目的齒574限定。配合互配合齒布置570的形式和方法與圖3-8的布置166、圖9的266、圖10的366和圖11的466相似，這樣將不再給出詳細(xì)的說(shuō)明。
在使用中，泵510的抽吸支路534連接到流體供給管道或者配管(pipework)(未示出)。進(jìn)口接頭599被設(shè)置作為泵閉合元件，所述泵閉合元件相對(duì)狹口襯圈525的外表面的一部分固定。進(jìn)口接頭599協(xié)助提供對(duì)泵510提供閉合和提供流體密封。
必須理解，此處所描述的實(shí)施例只是本發(fā)明的示例，不同的修改可以在不背離本發(fā)明的范圍的情況下進(jìn)行。例如，在插入板或者狹口襯圈以及適配器板/殼體上可以使用任何數(shù)目的互接合齒。此外，如圖10、11所示的特定的實(shí)施例可以適于與具有插入襯套和分開(kāi)殼體的泵一起使用。此外，可選的實(shí)施例可以使用齒、槽等的組合以將插入板和殼體直接或者間接通過(guò)適配器板連接。此外，泵組件可以包括襯套插入板和通過(guò)互配合齒布置與泵殼體固定的狹口襯圈。
權(quán)利要求
1.一種泵插入件，具有在使用時(shí)限定一部分泵的蝸殼的內(nèi)表面，其中所述泵插入件適于通過(guò)互接合型面配合連接布置與泵殼體連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵插入件，其中，一部分泵插入件適于相對(duì)一部分泵殼體閉合元件固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的泵插入件，其中，在泵的組裝期間，泵插入件適于在泵殼體和泵殼體閉合元件之間夾緊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或者3所述的泵插入件，其中，泵插入件適于在泵襯套和泵殼體閉合板之間夾緊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或者4所述的泵插入件，其中，泵插入件適于接合泵殼體閉合元件，所述泵殼體閉合元件圍繞泵軸以及在插入板和泵殼體之間可安置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的泵插入件，其中，閉合元件直接安置在泵插入件和泵殼體之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的泵插入件，其中，閉合元件直接安置在泵插入件和泵殼體適配器板之間，其中泵殼體適配器板被固定到泵殼體。
8.根據(jù)權(quán)利要求2-7任一所述的泵插入件，其中，泵閉合元件限定一部分泵密封布置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的泵插入件，其中，泵閉合元件限定一部分泵軸密封布置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的泵插入件，其中，泵閉合元件限定一部分泵抽吸支路密封布置。
11.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的泵插入件，其中，泵插入件適于安置相鄰于泵殼體的抽吸支路。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的泵插入件，其中，泵插入件在泵殼體的抽吸支路和泵葉輪之間提供流動(dòng)路徑。
13.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的泵插入件，其中，泵插入件適于直接與殼體通過(guò)互接合型面配合連接布置連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-12任一所述的泵插入件，其中，泵插入件適于與殼體適配器板通過(guò)互接合型面配合連接布置連接，殼體適配器板固定到所述殼體。
15.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的泵插入件，其中，泵插入件牢固地通過(guò)互接合型面配合連接布置與泵殼體固定。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-14任一所述的泵插入件，其中，泵插入件適于與泵殼體通過(guò)互接合型面配合連接布置松散地連接，在泵被完全組裝時(shí)泵插入件適于在泵殼體之內(nèi)牢固固定在位。
17.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的泵插入件，其中，互配合型面配合連接布置包括連接到泵插入件的至少一個(gè)連接元件和連接到泵殼體的至少一個(gè)連接元件，其中各連接元件是互補(bǔ)的并適于被接合以將泵插入件與泵殼體連接。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的泵插入件，其中，連接元件是互補(bǔ)的齒。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的泵插入件，其中，一個(gè)連接元件是齒，另外一個(gè)連接元件是適于容納所述齒的互補(bǔ)槽。
20.根據(jù)權(quán)利要求17、18或者19所述的泵插入件，其中，多個(gè)連接元件被提供。
21.根據(jù)權(quán)利要求17-20任一所述的泵插入件，其中，泵插入件的連接元件與其一體地形成。
22.根據(jù)權(quán)利要求17-20任一所述的泵插入件，其中，泵插入件的連接元件單獨(dú)地形成并接著連接到所述泵插入件。
23.根據(jù)權(quán)利要求17-22任一所述的泵插入件，其中，泵殼體的連接元件與其一體地形成。
24.根據(jù)權(quán)利要求17-22任一所述的泵插入件，其中，泵殼體的連接元件單獨(dú)地形成并接著連接到所述泵殼體。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的泵插入件，其中，泵殼體的連接元件一體地與泵殼體適配器板形成，適配器板固定到泵殼體。
26.根據(jù)權(quán)利要求17-25任一所述的泵插入件，其中，泵插入件和泵殼體的連接元件定位在泵殼體和泵插入件的各元件支撐表面上并從各元件支撐表面延伸。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的泵插入件，其中，泵殼體和泵插入件的連接元件沿著徑向方向從它們的各元件支撐表面延伸。
28.根據(jù)權(quán)利要求26或者27所述的泵插入件，其中，泵殼體和泵插入件的連接元件沿著相反的徑向方向從各元件支撐表面延伸。
29.根據(jù)權(quán)利要求17-28任一所述的泵插入件，其中，泵插入件的各連接元件適于滑動(dòng)地接合泵殼體的各連接元件。
30.根據(jù)權(quán)利要求17-29任一所述的泵插入件，其中，泵插入件的各連接元件包括適于接合泵殼體的各連接元件的對(duì)應(yīng)的接合表面。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的泵插入件，其中，泵殼體和泵插入件的各連接元件的各接合表面限定楔形型面。
32.根據(jù)權(quán)利要求17-31任一所述的泵插入件，其中，泵插入件與泵殼體通過(guò)可旋轉(zhuǎn)地不重合泵插入件和泵殼體，讓泵插入件和泵殼體靠攏，并將泵插入件相對(duì)泵殼體旋轉(zhuǎn)以分別導(dǎo)致泵殼體和泵插入件的連接元件的滑動(dòng)接合而與連接元件連接。
33.根據(jù)權(quán)利要求17-31任一所述的泵插入件，其中，泵插入件的連接元件與泵殼體適配器板的連接元件接合，適配器板接著固定到泵殼體。
34.根據(jù)權(quán)利要求17-31任一所述的泵插入件，其中，如所需那樣，泵殼體和泵插入件的連接元件可旋轉(zhuǎn)地與以所需的方式靠攏的泵殼體和泵插入件對(duì)齊。
35.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的泵插入件，其中，泵插入件包括環(huán)形部分和圓柱形部分，其中圓柱形部分大體上從環(huán)形部分的外表面垂直地延伸。
36.根據(jù)從屬于權(quán)利要求26的權(quán)利要求35所述的泵插入件，其中，圓柱形部分限定泵插入件的連接元件支撐表面。
37.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的泵插入件，其中，泵插入件適于用在帶襯套和非襯套泵上。
38.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的泵插入件，其中，互接合型面配合連接布置是卡口式配合。
39.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的泵插入件，其中，泵插入板適于與離心泵一起使用。
40.一種組裝一部分泵的方法，包括至少具有連接元件的殼體，具有互補(bǔ)的連接元件的泵插入件，所述方法包括步驟將泵插入件的連接元件與泵殼體的連接元件對(duì)齊；和導(dǎo)致泵插入件和殼體的相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而導(dǎo)致互補(bǔ)的連接元件將泵插入件和殼體進(jìn)行接合和連接。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的組裝一部分泵的方法，其中，泵插入件通過(guò)連接元件的接合松散地與泵殼體連接。
42.根據(jù)權(quán)利要求40或者41所述的組裝一部分泵的方法，其中，所述方法包括步驟將泵插入件的連接元件與泵殼體適配器板的連接元件對(duì)齊，并相對(duì)適配器板旋轉(zhuǎn)泵插入件從而導(dǎo)致連接元件接合，其中適配器板接著固定到泵殼體。
43.根據(jù)權(quán)利要求40、41或者42所述的組裝一部分泵的方法，其中，所述方法還包括步驟在接合殼體和插入板的互補(bǔ)連接元件之前、在泵殼體和泵插入件之間定位泵殼體閉合板。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的組裝一部分泵的方法，其中，在互補(bǔ)連接元件被接合之前在泵殼體和泵插入件之間定位閉合板。
45.根據(jù)權(quán)利要求43或者44所述的組裝一部分泵的方法，其中，當(dāng)使用在具有分開(kāi)的殼體的帶襯套泵中時(shí)，閉合板安置在殼體和泵插入件之間，這樣所述方法涉及步驟圍繞軸定位第一部分泵殼體，圍繞所述軸定位閉合板和泵插入件，閉合板被定位在泵插入件和泵殼體之間，并接合互補(bǔ)連接元件以將泵插入件與殼體第一部分連接并將閉合板固定在泵插入件和殼體之間。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的組裝一部分泵的方法，其中，閉合板被松散地固定在泵插入件和殼體之間。
47.根據(jù)權(quán)利要求45或者46所述的組裝一部分泵的方法，其中，所述方法還包括步驟將泵襯套在第一部分的殼體之內(nèi)并相對(duì)泵插入件定位，和將第二部分的殼體固定到第一部分，這樣襯套相對(duì)泵插入件施力，導(dǎo)致連接元件至少部分分開(kāi)，泵插入件被夾緊在襯套和閉合板之間，閉合板夾在泵插入件和第一部分泵殼體之間。
48.根據(jù)權(quán)利要求43或者44所述的組裝一部分泵的方法，其中，當(dāng)使用在非襯套泵中時(shí)，閉合板定位在泵殼體適配器板和泵插入件之間，這樣所述方法涉及步驟將適配器板圍繞泵軸安置，將閉合板和泵插入件圍繞泵軸安置，閉合板被安置在適配器板和泵插入件之間，和接合互補(bǔ)連接元件以將泵插入件與適配器板連接并將閉合板固定在泵插入件和適配器之間。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的組裝一部分泵的方法，其中，所述方法還包括步驟將泵殼體固定到適配器板，這樣閉合板相對(duì)殼體對(duì)泵插入件施力，導(dǎo)致連接元件被分開(kāi)，泵插入件在殼體和閉合板之間夾緊，閉合板被夾緊在泵插入件和泵殼體適配器板之間。
50.根據(jù)權(quán)利要求40、41或者42所述的組裝一部分泵的方法，其中，在第二部分泵殼體被固定到第一殼體部分之前，泵插入件通過(guò)互補(bǔ)連接元件連接到第二部分的分開(kāi)泵殼體。
51.一種泵閉合組件，包括泵插入件，所述泵插入件圍繞泵軸安置并通過(guò)互接合型面配合連接布置與泵殼體連接，其中泵插入件的內(nèi)表面限定一部分泵蝸殼；和泵殼體閉合元件，所述泵殼體閉合元件圍繞泵軸定位，其中一部分泵殼體閉合元件相對(duì)泵插入件的外表面的一部分固定。
52.一種泵，所述泵包括泵插入件，所述泵插入件具有內(nèi)表面，在使用中內(nèi)表面限定一部分泵蝸殼，其中所述泵插入件適于與泵殼體通過(guò)互接合型面配合連接布置連接。
全文摘要
一種泵插入件(128)具有在使用時(shí)限定一部分泵(110)的蝸殼(124)的內(nèi)表面，其中所述泵插入件(128)適于通過(guò)互接合型面配合連接布置(166)與泵殼體(116)連接。在一個(gè)公開(kāi)的實(shí)施例中，泵插入件(128)適于與泵殼體閉合板(148)接合，所述泵殼體閉合板(148)可圍繞泵軸(112)并位于泵插入件(148)和泵殼體(110)之間安置。
文檔編號(hào)F04D29/62GK1906418SQ200480040457
公開(kāi)日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2004年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月14日
發(fā)明者尼格爾·保羅·克拉倫斯, 理查德·J·柯林斯, 伊恩·霍爾德·威爾斯 申請(qǐng)人:韋爾礦產(chǎn)歐洲有限公司