潛水泵用泵葉片以及具有該泵葉片的潛水泵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及潛水泵用泵葉片，特別是涉及在污水污物中使用的潛水泵用泵葉片以及具有該泵葉片的潛水泵。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，作為污水污物用潛水泵，存在圖10所示的結(jié)構(gòu)。在該潛水泵中，在內(nèi)部使用圖9所示的泵葉片111 (參照專利文獻(xiàn)I)。該泵葉片111為大致圓筒形狀的泵葉片111，在一端形成吸入口 129并且在另一端側(cè)的側(cè)方形成噴出口 134，在內(nèi)部劃分形成有連接上述吸入口 129與上述噴出口 134的螺旋狀流路135。此外，具有相比泵葉片111的外周面的上述噴出口 134從上述吸入口側(cè)部分沿上述外周面向外側(cè)突出并且分隔上述吸入口側(cè)與上述噴出口側(cè)的凸緣部140。
[0003]該泵葉片111收納于泵殼112內(nèi)，并與用于驅(qū)動(dòng)泵葉片111旋轉(zhuǎn)的密閉型的水下馬達(dá)113連結(jié)。水下馬達(dá)113具有由定子114以及轉(zhuǎn)子115構(gòu)成的馬達(dá)116、覆蓋馬達(dá)116的馬達(dá)外殼117。在轉(zhuǎn)子115的中心部設(shè)置沿上下方向延伸的驅(qū)動(dòng)軸118。驅(qū)動(dòng)軸118的上端部與略靠下側(cè)的中途部通過(guò)軸承119、120被分別支承為能夠旋轉(zhuǎn)。此外，在驅(qū)動(dòng)軸118的下端部連結(jié)泵葉片111。
[0004]在泵殼112的內(nèi)部形成由截面呈半圓狀凹陷的內(nèi)壁125劃分而成的泵室126。泵葉片111的噴出部138收納于該泵室126。在泵殼112的下部形成有朝下方突出的吸入部121。在吸入部121形成有朝下方開(kāi)口的吸入口 122。在泵殼112的側(cè)部形成有朝側(cè)方突出的噴出部123。在噴出部123形成有朝側(cè)方開(kāi)口的噴出口 124。
[0005]在泵葉片111，從軸方向的下側(cè)向上側(cè)依次設(shè)置有吸入部127與噴出部128。吸入部127以及噴出部128均形成為大致圓筒形狀，噴出部128相比吸入部127形成為更大的直徑。噴出部128與吸入部127由從泵葉片11的外周面向外側(cè)突出的凸緣部140分隔開(kāi)。在泵葉片111的吸入部127的下端設(shè)置朝下方開(kāi)口的吸入口 129。噴出部128的上側(cè)由上端壁覆蓋。換句話說(shuō)，泵葉片111的上側(cè)由上端壁密閉。在上端壁的中心部形成有供驅(qū)動(dòng)軸118的前端插入的孔，該孔的周圍部分構(gòu)成用于安裝驅(qū)動(dòng)軸118的安裝部131。此外，符號(hào)137為二次流路，符號(hào)138為二次葉片。
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本專利第4713066號(hào)說(shuō)明書(shū)
[0007]然而，在上述現(xiàn)有技術(shù)中存在難以規(guī)避的問(wèn)題。即，在以往的泵葉片中，在旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生大的徑向負(fù)載。對(duì)此將在后文中詳細(xì)敘述。
[0008]在專利文獻(xiàn)I所公開(kāi)的發(fā)明的泵葉片111中，從吸入口 129到噴出口 134的流路為一條。即，從與驅(qū)動(dòng)軸118同軸且向下方開(kāi)口的吸入口 129吸入污水污物，該污水污物經(jīng)由一條螺旋狀流路從噴出口 134排出。在此，由于形成螺旋狀流路的部分為空間，因此無(wú)重量。另一方面，泵葉片111的形成壁的部分具有重量。因此，關(guān)于驅(qū)動(dòng)軸118的軸線(旋轉(zhuǎn)中心)，泵葉片111的重量會(huì)沿圓周方向大幅偏置分布。如果該泵葉片111旋轉(zhuǎn)，則關(guān)于旋轉(zhuǎn)中心，流體的重量的偏置將變大，容易產(chǎn)生徑向負(fù)載。
[0009]另外，考慮到上述問(wèn)題，想要在使泵葉片的重量平衡(動(dòng)態(tài)平衡)達(dá)到均衡后，附加抵消徑向負(fù)載的錘。即，為了消除泵葉片的沿圓周方向的重量的不平衡，在以減薄泵葉片的壁厚或相反增厚壁厚的方式進(jìn)行平衡修正后，在相反方向附加抵消徑向負(fù)載的錘。然而，即便如此設(shè)置，設(shè)置本身也存在極限。這是由于:在泵葉片的螺旋狀流路內(nèi)流過(guò)污水污物，而該污水污物本身的重量會(huì)加載于泵葉片，因此伴隨于旋轉(zhuǎn)的徑向負(fù)載發(fā)生變化，因此憑借以清水計(jì)算得出的質(zhì)量將無(wú)法抵消負(fù)載。進(jìn)而，即便預(yù)先考慮到污水污物本身的重量，實(shí)時(shí)流動(dòng)的污水污物的混入比率也不斷變化，因此僅依靠螺旋狀流路為一條的以往的泵葉片將無(wú)法消除或降低徑向負(fù)載。鑒于上述課題，優(yōu)選使流體平衡均衡。
[0010]在此，上述的動(dòng)態(tài)平衡被定義為當(dāng)使葉輪在空氣中旋轉(zhuǎn)時(shí)的、相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸的重心以及力矩中心的偏移。動(dòng)態(tài)平衡可以通過(guò)上述的壁厚減薄等的修正作業(yè)除去。另外，流體平衡是指在泵葉片旋轉(zhuǎn)的同時(shí)流體在流路內(nèi)流動(dòng)的情況下的平衡。即使上述的動(dòng)態(tài)平衡達(dá)到最佳(重量不平衡為O)，當(dāng)泵葉片在水下旋轉(zhuǎn)的情況下，泵葉片中的水(污水污物)區(qū)域也會(huì)關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸偏置。因此，產(chǎn)生流體不平衡，經(jīng)由壁面壓力對(duì)泵葉片作用力(稱之為徑向負(fù)載)。由于徑向負(fù)載變動(dòng)較大會(huì)成為振動(dòng)的原因，因此進(jìn)行增設(shè)抵消該徑向負(fù)載的錘的設(shè)計(jì)等。對(duì)此，在本申請(qǐng)發(fā)明的多通道中，與單通道相比，水區(qū)域的質(zhì)量分布不易成為非軸對(duì)稱，因此能夠大幅降低徑向負(fù)載。鑒于此，用于解決課題的具體的手段如下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明鑒于上述課題形成，在第I手段中，采用如下結(jié)構(gòu):一種泵葉片，該泵葉片是不堵塞型的潛水泵用泵葉片，該泵葉片具有:大致圓筒狀的主體部；設(shè)置于主體部的下端面的中央的吸入口 ；在主體部的側(cè)面開(kāi)口的噴出口 ；在主體部的內(nèi)部從吸入口連通至噴出口的流路，流路的數(shù)量為多條，這些流路以關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸線減少流體不平衡的方式設(shè)定流路的尺寸、形狀以及位置。
[0012]通過(guò)采用這樣的結(jié)構(gòu)，使得從吸入口吸入的污水污物分流向各流路。此時(shí)，由于流路以減少流體不平衡的方式被設(shè)定，因此關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸線不易產(chǎn)生流體不平衡，能夠大幅抑制伴隨于泵葉片的旋轉(zhuǎn)的徑向負(fù)載的發(fā)生。
[0013]另外，在第2手段中，采用如下結(jié)構(gòu):流路的數(shù)量為兩條以上。通過(guò)采用這樣的結(jié)構(gòu)，使得泵葉片旋轉(zhuǎn)一圈期間的污水污物的排出分配為多次，排出時(shí)的壓力變動(dòng)得到抑制。
[0014]另外，在第3手段中，采用如下結(jié)構(gòu):流路的截面積在吸入口與噴出口之間變化。在本發(fā)明的泵葉片中，如果在噴出口附近污水污物從流路的表面剝離，則無(wú)法從吸入口進(jìn)行污水污物的吸入。因此，使截面積因場(chǎng)所各異，以便維持規(guī)定以上的壓力。
[0015]另外，在第4手段中，采用如下結(jié)構(gòu):流路的截面形狀在吸入口與噴出口之間變化。另外，在第5手段中，采用如下結(jié)構(gòu):流路的截面形狀從上述吸入口到噴出口，由圓形向大致矩形或者橢圓形變化。吸入口為圓形，另外，流路的上游部也為圓形，與此相對(duì)，泵葉片的外周面接近圓柱的外周面的形狀。因此，為了確保恒定的截面積，需要使噴出口附近的截面形狀變化。
[0016]另外，在第6手段中，采用如下結(jié)構(gòu):上述流路的內(nèi)壁面由連續(xù)曲面形成。通過(guò)采用這樣的結(jié)構(gòu)，使得污水污物中的異物在流路內(nèi)順利流動(dòng)，能夠防止由于異物產(chǎn)生堵塞等。
[0017]在第7手段中，采用如下結(jié)構(gòu):至少兩條流路的分支部的附近的內(nèi)壁具有互不相同的表面粗糙度。在這樣的結(jié)構(gòu)下，存在在吸入口附近的分支部，長(zhǎng)的纖維狀的異物分流向兩個(gè)流路的情況。
[0018]然而，如果表面粗糙度在流路彼此間不同，則具有平滑表面的流路側(cè)的摩擦阻力偏低，在該側(cè)有異物流過(guò)的可能性高。
[0019]在第8手段中，采用如下結(jié)構(gòu):上述流路具有全部相同的尺寸以及形狀，并且關(guān)于上述旋轉(zhuǎn)軸線以等角度間隔配置。通過(guò)采用以上的結(jié)構(gòu)，使得從吸入口吸入的污水污物分流向各流路。此時(shí)，各流路具有相同的尺寸以及形狀，關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸線配置在等角度間隔的位置，因此不會(huì)產(chǎn)生關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸線的重量不平衡，能夠最小限度地抑制伴隨于葉輪的旋轉(zhuǎn)的徑向負(fù)載的發(fā)生。
[0020]進(jìn)而，可以采用如下的結(jié)構(gòu):一種潛水泵，具有:手段I?8中任一項(xiàng)所記載的泵葉片；收納上述泵葉片的泵殼；以及驅(qū)動(dòng)上述泵葉片的馬達(dá)。通過(guò)采用以上的結(jié)構(gòu)，當(dāng)作為泵將該潛水泵組裝并使之運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，可實(shí)現(xiàn)流體平衡優(yōu)異的泵，不會(huì)產(chǎn)生噪聲、振動(dòng)等冋題。
[0021]根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)采用上述手段，作為一個(gè)例子可得到以下的效果。
[0022]1.由于能夠關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸線取得泵葉片的流體平衡，因此能夠減少運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的徑向負(fù)載的平均值。
[0023]2.伴隨于上述的徑向負(fù)載的減少，可減少運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪聲、振動(dòng)。另外，當(dāng)能夠?qū)⑤S承變更為小容量的軸承且將以往的軸承直接使用的情況下，也能夠使泵葉片的額定轉(zhuǎn)速增大。
[0024]3.另外，由于噴出口為多個(gè)且泵葉片旋轉(zhuǎn)一圈期間的污水污物的排出被分配為多次，因此可減少排出壓力的變動(dòng)。
[0025]4.吸入口附近的吸入流路為與旋轉(zhuǎn)軸線一致的直線流路，由此縮短了入口部分的流路長(zhǎng)度，流體順利流入，從而降低損失，可期待水力效率的提高。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1 (A)是表不一條流路的圖，且是表不流路的形狀的立體圖。
[0027]圖1(B)是表不一條流路的圖，且是俯視圖。
[0028]圖2(A)是表示在本發(fā)明的一實(shí)施方式的泵葉片中使用的、兩條流路的圖，且是表示流路的形狀的立體圖。
[0029]圖2(B)是表示在本發(fā)明的一實(shí)施方式的泵葉片中使用的、兩條流路的圖，且是俯