本发明专利技术公开了由非常硬的材料制造叶轮铸件的方法，其中，选择性构造的芯核的结构可以制造一种叶轮铸件，该叶轮铸件不需要机加工就可以接收驱动轴，并且消除了现有技术中已知的使用铅基轴承或软插件来接收驱动轴的需要，由此制造出一种制造成本明显降低而且可以保护环境的由非常硬的材料制成的离心泵叶轮。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及工业应用中的离心泵的叶轮。更特别的是，本专利技术涉及由非常硬的材料制成的叶轮，该叶轮在传统上是构造有一个铅基轴承(lead babbitt)来接收驱动轴。本专利技术提供适用于消除轴承的结构和方法，从而提供一种制造时保护环境而且成本更低的叶轮。
技术介绍
一些工业过程涉及极其有研磨作用的材料的泵吸。这种工业过程包括，例如原污水处理和采矿和挖泥，其中，被泵吸的泥浆含有高研磨作用的固体。如果处理泥浆的所有泵最终都受到磨损和磨蚀，那么那些用来处理高研磨作用泥浆的泵易于受到更快而且更大的磨蚀。响应于通过处理这些高研磨作用的泥浆引起的磨损，泵叶轮已经由更加耐磨的材料来制成，以承受磨损。例如许多这种叶轮，由非常硬的材料来制成，这些材料被选择成比绝大多数的一般的研磨作用砂粒即硅砂还要硬。因此，这些材料通常被选择成具有大于在布氏硬度等级上的570Bhn的硬度，或者等于它。具有大于570Bhn的硬度的材料包括镍铬冷硬铸铁和高铬合金。在泵叶轮成形中使用硬材料明显提高了叶轮的寿命，但是也在制造叶轮过程中产生了困难。通常，泵叶轮通过连接到马达的驱动轴在泵壳中旋转。叶轮一般形成有一个中心空腔或开口，驱动轴终端延伸到其中或穿过其延伸。叶轮与驱动轴的连接部分的精确设计和构造在叶轮类型和式样之间大大地改变。由软金属材料制成的叶轮通常被机加工，以形成中心空腔，该空腔可以容纳驱动轴端部。但是，由非常硬的材料(即，大于570Bhn)制成的叶轮很难于机加工，因此存在将驱动轴固定到叶轮的问题。对于非常硬的材料制成的叶轮，传统的做法是，在叶轮中心空腔中形成轴承，以接收驱动轴终端。轴承通常是铅，铅基轴承的软度允许其顺应驱动轴，以提供轴承与驱动轴之间的全面接触。轴承可以形成一个给定的轮廓，以容纳驱动轴。在已知的铸造技术中，叶轮在一个模子中制成，该模子的形状适合于在叶轮中产生一个中心空腔。铸件的中心空腔具有不精确的大小和光洁度，因为形成在中心空腔中的轴承对任何大小或光洁度上的不精确度进行补偿，所以这种不精确的大小和光洁度也是可以容许的。一旦叶轮熔料硬化，而且铸件从模子移开，中心空腔就适合于形成轴承。确定空腔中心，并且将一个柱状器具或心轴放在空腔中心。然后将熔化的铅绕着心轴灌入空腔中。当铅硬化时，心轴被移开。轴承可以形成一个特定的形状，该形状至少部分地通过对驱动轴端部机加工而获得。由叶轮材料的极大硬度迫使的使用铅基轴承的需要，导致明显的附加劳动，这增加了制造硬材料叶轮的时间和成本。而更加重要的事实在于，铅基轴承不能用在许多应用中，因为铅会渗入正处理的水中并且污染这些水。此外，铅基轴承的成形过程就是一种非常有毒的非常危险的过程，所以牺牲很大。安装非常硬的材料的叶轮到驱动轴的另一种方法是在灌入熔料以形成叶轮之前就提供软金属插件到叶轮模子的中心。这种软金属插件可以构造成能提供与叶轮的接触，并且适合于容纳驱动轴，但是也需要机加工，以接收驱动轴。当被泵吸的流体类型不相容于轴承铅时，使用软插件。但是，使用软插件也会增加制造叶轮的成本和劳动，因为制造插件需要机加工，而且将插件形成到驱动轴也需要附加的机加工。这样，在该
中，有利的是，提供适用于由硬材料制造叶轮的装置，这种装置能消除对铅基轴承或容纳驱动轴的任何其它类型插件的需要，并且消除对叶轮或驱动轴机加工的需要，明显降低制造成本，简化制造过程，并且提供由非常硬的材料制成的更加保护环境的叶轮。
技术实现思路
根据本专利技术，由非常硬的材料形成的离心泵叶轮以这样一种方式被制成，即，这种方式消除了对铅基轴承或其它插件的需要，而且还消除对叶轮机加工以接收驱动轴的需要，由此降低制造成本，并且制造一种保护环境的叶轮。本专利技术这种叶轮特别地构造成可以接收驱动轴终端，以提供叶轮和驱动轴之间的全面接触，从而提高驱动轴和叶轮的工作寿命。虽然这种形成本专利技术硬材料叶轮的结构和方法适用于任何类型或式样的硬材料叶轮，但是本专利技术在这里是参考涡流型叶轮进行描述的，这种涡流型叶轮只是作为本专利技术一个示例性应用。根据本专利技术，由布氏硬度数量等于或大于570Bhn的非常硬的材料，或其等同物形成的叶轮通过以下方法制造，该方法提供具有中心空腔的叶轮，该中心空腔适合于接收马达驱动轴终端，而不需要机加工或形成轴承。由非常硬的材料制造叶轮的现有技术方法制造出一种具有不精确大小和光洁度的中心空腔的叶轮。这种不精确性在现有技术的铸造方法中不是很关键的，因为机加工和在中心空腔中形成轴承都可以补偿这种不精确性。在本专利技术中，可以通过在铸造过程中形成具有选定结构和光洁度的叶轮中心空腔来消除使用轴承，软插件和对叶轮铸件进行机加工，因此在铸造叶轮后，中心空腔就适合于接收驱动轴。在本专利技术方法中，使用的叶轮模子具有选定结构和光洁度的芯核，这使得叶轮铸件的中心开口适合于接收驱动轴的终端。对铸件进行机加工或者使用铅基轴承的需要被消除。用来形成叶轮铸件的本专利技术芯核包括一个大体上呈圆柱形的形式，该形式构造成适合于连接到其中可以形成叶轮模子以铸造叶轮的箱。芯核的结构被选择成可以确定铸造叶轮中的接收驱动轴的中心开口的最终结构。该芯核的结构是变化的，但是形成有一个在用于接触驱动轴的叶轮中心开口中提供至少一个接触表面的部分。该芯核也形成有一个以以下方式形成叶轮的部分，这种方式有利于在组装泵时，将驱动轴连接到叶轮。该芯核也可以选择性地由提供理想光洁度给叶轮中心开口内壁的材料形成。由上述方法形成的本专利技术叶轮可以以多种方法构造，以接收给定轮廓的驱动轴。多种轮廓可以被使用，与现有技术叶轮和驱动轴装置相比较，这可以提高叶轮和驱动轴的工作寿命。根据本专利技术，芯核的各种实施例和通过这些芯核制造的叶轮在这里进行描述。附图说明在下面的附图中，显示了当前被认为是实现本专利技术的最佳实施例的实施方式。附图1是现有技术的涡流叶轮泵的横截面图，该图显示了对铅基轴承的使用。附图2是附图1所示类型的涡流叶轮的吸入侧的正视图。附图3是根据本专利技术用来形成本专利技术叶轮的芯核(core)的透视图。附图4是本专利技术芯核的第一实施例的正视图。附图5是附图4所示的芯核的正视图，该芯核沿其轴线逆时针地转动了九十度。附图6是附图4所示芯核沿其线6-6获得的横截面图。附图7是本专利技术叶轮的径向横截面图，该叶轮的中心开口通过附图4-6中所示的芯核结构构成。附图8是附图7所示叶轮沿其线8-8获得的轴向横截面图。附图9是附图7所示叶轮沿其线9-9获得的轴向横截面图。附图10是本专利技术芯核的第二实施例的正视图。附图11是附图10所示芯核实施例沿其线11-11获得的轴向横截面图。附图12是叶轮的径向横截面图，其中心开口通过附图10和11所示的芯核实施例形成。附图13是附图12所示叶轮沿其线13-13获得的轴向横截面图。附图14是本专利技术芯核的第三实施例的正视图。附图15是附图14所示芯核沿其线15-15获得的轴向横截面图。附图16是叶轮的径向横截面图，其中心开口通过附图14和15所示的芯核实施例形成。附图17是附图16所示叶轮沿其线17-17获得的轴向横截面图。附图18是本专利技术芯核的第四实施例的正视图。附图19是附图18所示芯核沿其线19-19获得的轴向横截面图。附图20是叶轮的径向横截面图，其中心开口通过附图18和19所示的芯核形成。附图21是附图20所示叶轮沿本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于离心泵的叶轮，包括：一个由非常硬的材料形成的轮毂铸件，其具有在布氏硬度等级上等于至少５７０Ｂｈｎ的硬度，所述轮毂具有一个驱动侧和一个吸入侧以及一个在它们之间延伸的轴线；至少一个叶片，相对于所述轮毂进行定位，以接收用于 处理的液体；一个在所述轮毂的所述驱动侧铸造的中心开口，具有选定的轮廓和大小，用于接收马达驱动轴端部，而不需要机加工或轴承。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯肖，
申请(专利权)人：环境技术泵设备公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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