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使用增材制造以改进具有修整的叶轮的泵的性能的技术的制作方法

时间:2020-02-28 10:02:56

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使用增材制造以改进具有修整的叶轮的泵的性能的技术的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于4月28日提交的临时专利申请号62/491,325的权益,其全部内容通过引用合并于此。

本发明涉及一种泵;以及更特别地涉及具有修整的叶轮的泵。

背景技术:

为了使泵公司承载的叶轮和蜗壳的存量和排列量最小化,当那些需求小于泵在其全设计直径下能够利用叶轮泵送的需求时,泵公司将减小叶轮的直径以满足客户性能需求。这被称为“叶轮修整”并且在泵送工业中非常普通。然而,泵壳体保持恒定,并且仅叶轮被修改。

已知设备的一些缺点包括以下:

叶轮修整的问题在于蜗壳、扩压器叶片或任何其它环形几何结构被设计成匹配全尺寸叶轮,即,其被设计以这种方式:当全尺寸叶轮被安装并以给定旋转速度旋转时具有最大效率。当叶轮被修整并且环形几何结构不变时,泵的效率几乎总是降低。

鉴于此,在泵工业中这需要一种更好的方式来制造具有使用标准全尺寸壳体的修整的叶轮的泵,例如更有效的泵。

技术实现要素:

总之,本发明提供了一种新的和独特的技术来填充使用普通壳体和修整的叶轮的泵的蜗壳或其它环形几何结构,使得环形几何结构匹配修整的叶轮的流体动力学特性,为了改进需要修整的叶轮而不是全直径叶轮的泵的效率。

特定实施例

根据一些实施例,本发明可以采取泵的形式,其特征在于修整的叶轮和修改的标准全尺寸壳体。

修整的叶轮可包括修整的叶轮直径,该修整的叶轮直径小于用于标准全尺寸壳体的标准全尺寸叶轮的标准全尺寸直径,并具有周向外边缘。

修改的标准全尺寸壳体可包括对应于标准全尺寸壳体的尺寸,并且被配置为容纳用于泵送流体的修整的叶轮,该修改的标准全尺寸壳体包括外周壁,并且包括内环形蜗壳部分,内环形蜗壳部分在修整的叶轮的周向外边缘和外周壁之间,该内环形蜗壳部分被配置有使用增材制造过程沉积的材料的体积,以便填充原本由修整的叶轮直径小于标准全尺寸叶轮直径引起的空的空间。

泵还可以包括以下特征中的一个或多个:

通过示例的方式,增材制造过程可包括定向能量沉积或采取定向能量沉积的形式。

蜗壳可包括叶轮切口(impellercut-away),该叶轮切口具有延伸的叶轮切口部分,该延伸的叶轮切口部分以使用增材制造过程沉积的材料的另一对应的体积形成。

方法

根据一些实施例,本发明可以采取使用标准全尺寸壳体制造具有修整的叶轮的泵的方法的形式,例如,具有步骤:

配置修整的叶轮,该修整的叶轮具有小于用于标准全尺寸壳体的标准全尺寸叶轮的标准全尺寸直径的修整的叶轮直径,并具有周向外边缘;以及

配置修改的标准全尺寸壳体,其具有对应于标准全尺寸壳体的尺寸并且被配置为容纳用于泵送流体的修整的叶轮,该修改的标准全尺寸壳体具有外周壁,并且具有内环形蜗壳部分,内环形蜗壳部分在修整的叶轮的周向外边缘与外周壁之间,该内环形蜗壳部分被配置有使用增材制造过程沉积的材料的体积,以便填充原本由修整的叶轮直径小于标准全尺寸叶轮直径引起的空的空间

该方法还可以包括以下中的一个或多个:

使用定向能量沉积作为增材制造过程;

形成叶轮切口,该叶轮切口具有延伸的叶轮切口部分,该延伸的叶轮切口部分具有使用增材制造过程沉积的材料的对应的体积。

附图说明

附图,其不一定按比例绘制,包括以下附图:

图1是示出总扬程(totalhead)对容量的曲线图,并且提供当泵使用普通环形几何结构和叶轮(该叶轮的直径已经被减小以减小其输出功率)时,泵的性能曲线的示例。

图2包括图2a到图2f,其中图2b、图2d和图2f是图2a、图2c和图2e的横截面图;其中图2a和图2b示出了使用全直径叶轮的第一泵,这是本领域已知的;其中图2b和图2d示出了第二泵,该第二泵使用修整的叶轮、不修改围绕修整的叶轮的区域,这是本领域已知的;以及其中图2e和图2f示出了第三泵,其中,根据本发明的一些实施例,用材料(例如使用增材制造过程的)填充围绕修整的叶轮的区域。

图3包括图3a到图3d,其中图3a示出了本领域已知的泵的横截面;其中图3b示出了根据本发明的一些实施例的具有修改的标准全尺寸壳体的图3a中的泵;其中图3c示出了本领域已知的图3a中泵的不同横截面;其中图3d示出了根据本发明的一些实施例的、沿着不同横截平面的具有修改的标准全尺寸壳体的图3b中的泵。

图4示出了用于使用本领域已知的定向能量沉积实现增材制造的装置的示例。

为了一致性,图中相似的部分或部件用相似的附图标记和标签标记。为了减少整个附图中的混乱,附图中的用于每个元件的每个指引线和相关的参考标签不包括在每个图中。

具体实施方式

与上面所述一致,在泵工业中的一般实践是使用相同的泵壳体并改变或“修整”为该泵壳体设计的叶轮,以便覆盖大范围的泵送性能的要求。这允许用于减少公司必须承载的相当大量库存。例如,泵其性能曲线被在图1中示出,该泵使用一个泵壳体并且允许用户从几个不同的叶轮直径中选择,以满足用于他们需要的泵的应用需求。

尽管从库存的观点来看非常有效,缺点是叶轮的进一步修整的离心泵的效率降低。这是由于蜗壳的几何结构或其它环形几何结构被设计成匹配全尺寸叶轮以获得最大效率的事实。当叶轮被修整时,泵的性能特性被改变,并且通常泵的效率被降低,因为围绕修整的叶轮的环形区域的几何结构与修整的叶轮几何结构不匹配。

图1示出了从使用具有全尺寸7”直径叶轮(曲线1a)到5”修整的叶轮(曲线1b)的相同壳体和环形几何结构的泵性能曲线;对于叶轮直径的每次减小,这也存在效率的相关减小,其主要由泵送的流体在叶轮的整个环面中的再循环引起。例如在图1中,在最佳效率点,全直径叶轮泵具有85%的最佳效率点(点1a’),但是全修整的形式具有仅67%的最大效率(点1b’)。

增材制造

现在存在允许材料沉积到蜗壳或任何其它环形几何结构的表面上的增材制造技术。一种这样的技术是定向能量沉积(ded)。该技术结合了多轴计算机控制臂、将根据来自计算机的指令吹送金属粉末的喷嘴、以及对中到喷嘴的激光器,该激光器根据计算机的指令进行发射,以将吹送的金属粉末熔化到期望位置。

像ded这样的技术允许公司继续受益于来自对于每个泵尺寸仅具有一个壳体的库存的减少,但是通过在叶轮被修整时,在适当的区域将材料添加到壳体上的叶轮的环形区域,它们可以显著地改进修整的叶轮泵的效率。注意到图1中的示例,并且在最佳效率点有总效率18%的降低,效率的降低可以是显著的。填充这些区域并将蜗壳与修整的叶轮匹配将减少效率损失,并且可以潜在地防止或改进效率损失。确切的数量将取决于许多因素。参见下面对am的进一步讨论以及图4中所示出的。

用于匹配叶轮的环形几何结构以使泵的性能最大化的原理在分析上、实验上和数值上得到很好的确立。填充环(annuli)的设计可以经由经典方法来被确定和优化,并且当需要修整的叶轮时,然后使用(诸如上述ded)将材料添加到的现有结构中的方法,其效率可以由在必要的空间中添加材料来被提高,为了将普通铸造泵壳体(针对全尺寸叶轮而优化的)转换为修改的泵壳体,该修改的泵壳体被优化以匹配修整的叶轮的流体动力学。

图2

图2示出了本发明的示例性实施例,图2具有三个泵2(图2a、图2b);2’(图2c、图2d);以及2”(图2e、图2f)。

在图2a、图2b中,泵2由标准壳体2a构成,该标准壳体2a的内表面被设计成与全尺寸叶轮2b匹配,该全尺寸叶轮2b也是全尺寸泵2的一部分。在图2a、图2b中,泵2具有蜗壳v,该蜗壳具有蜗壳部分vp,该蜗壳部分vp在例如全尺寸叶轮2b的外周边缘或轮缘r与形成蜗壳部分vp的外周壁之间留有周向空间s。比较以下在图2f、图3b和图3d中所示。在操作中,全直径泵2以高效率和高功率运行。

在图2c和图2d中,第二泵2’具有标准壳体2a’,该标准壳体内表面被设计成与全尺寸叶轮匹配,但具有修整的叶轮2b”,该修整的叶轮直径小于全尺寸叶轮的直径(例如,如图2a中所示)。在图2c和2d中,泵2’具有蜗壳v’,该蜗壳具有蜗壳部分vp’,该蜗壳部分vp’具有从叶轮2b’的修整留下的空的空间2c’。由于这样,第二泵2’具有相对低的效率值,其主要由于有从叶轮2b’的修整的留下的空的空间2c’。如本领域技术人员应当领会的,空的空间2c’的尺寸将取决于全尺寸叶轮2b的直径与对应的修整的叶轮的直径2b’的差异,该修整的叶轮直径本身取决于对应泵的特定应用。与在图2a和图2b中示出的全直径泵2比较,修整的叶轮泵2’具有较小的功率和较低的效率。

通过示例的方式,图2e和图2f示出第三泵2”,第三泵2”具有修改的环形几何结构的修整的叶轮2b’(类似于在图2d中示出的);然而,例如根据本发明的一些实施例,壳体具有对应的修改。例如,尽管该泵2”具有修整的叶轮2b’,它使用修改的壳体2a”,其中在修改的壳体2a”中,泵2’(见图2c)中的空的空间2c’已经被填充有例如增材材料,使得新的内表面2c”由向标准壳体添加一定体积的材料而被创建,该材料被设计和添加以使安装有减小的直径的叶轮的泵2”的性能最大化。换句话说,在图2e和2f中,泵2”具有蜗壳v”,该蜗壳v”具有已被填充有增材材料的内部环形蜗壳部分vp”,从而新的内表面2c”被创建,以及在修整的叶轮2b’的外周边缘或边缘r”与新的内表面2c’的内部部分ip之间留有的小空间s”。在图2e和图2f中所示出的第三泵2”具有比图2c和图2d所示出的第二泵2’更高的泵送效率。实际上,在图2e和图2f中所示出的修整的叶轮泵2”具有较小的功率,但是其与在图2a和图2b中所示的全叶轮泵2效率相同。

图3

图3包括图3a、图3b、图3c和图3d,其中图3b和图3d示出了如何在实践中也可以实现本发明的备选的实施例。

例如,图3a示出了具有泵壳体3a的泵3,该泵壳体可用于优化全尺寸叶轮3b的性能、在图3中更详细地示出的内部横截面,这在本领域中是已知的。(注意,图3b和图3d示出了同一实施例的不同横截面视图。)泵3具有切水(cutwater)部分cp,如图3c中所示的。

与图3a中所示的不同,图3b示出了类似于图3a中所示的类似尺寸的泵壳体,该泵壳体已经依照本发明进行了修改,以在修整的后的叶轮(例如,类似叶轮2b’)被修整以用于降低其在泵送室pc中的流速和压力输出的目的之后,优化修整的后的叶轮的性能。在图3b中,由3c指示的修改,连同对蜗壳v3的其它蜗壳部分vp3的其它修改3d和3e,也在图3d中以对应的横截面视图示出。以示例的方式,图3b和图3d的该实施例表示本发明在特定泵上的实施,并且其精确几何结构可以取决于泵的特定情形或应用而变化。在该实施例中,与图3d中所示的一致,原始叶轮切水(例如,类似图3a中示出的)通过修改被延展,该修改由附图标记3c和3d所指示,并且泵的蜗壳v3的形状通过由附图标记3e所指示的修改而被改变和延伸。这些改变/修改表示增材材料,该增材材料被应用以在修整的叶轮被安装到泵中后,减少泵中的再循环,使得泵的效率被改进。

特别地,与图3b和图3d中所示的一致,蜗壳部分vp3可以被配置或形成有对应体积的添加材料或(例如使用增材制造过程)被沉积的修改3c、3d、3e,以便填充原本由修整的叶轮直径小于标准全尺寸叶轮直径引起的空的空间。

以示例的方式,尽管提到ded技术作为向全尺寸壳体添加材料的一种可能的方式,这不是能够构建本发明的唯一技术,并且仅作为示例提及并且不意味着是本发明的一部分,例如,与本文所描述的一致。

增材制造(am)

用于实施增材制造(am)的技术在本领域中是已知的,并且本发明的范围不旨在限于其现在已知或将来开发的任何特定类型或种类的增材制造。

以下是本领域已知的用于实现am的技术的简要描述。

以示例的方式,am被理解为能够创建更轻、更强的部件和系统的工业生产的变革方法。这是从模拟过程向数字过程转变的另一种技术进步。近几十年来,通信、成像、建筑和工程都经历了各自的数字革命。现在,am可以为制造操作带来数字灵活性和效率。

以示例的方式,am可以使用数据计算机辅助设计(cad)软件或3d对象扫描仪来实现,以定向硬件以精确的几何形状逐层沉积材料。顾名思义,am添加材料以创建对象。相反,当某人用传统手段创建对象时,其经常需要通过铣削、机加工、雕刻、成形或其它手段去除材料。

虽然术语“3d打印”和“快速原型制作”典型地可以被用于讨论am,通常每个过程实际上被理解为am的子集。am已经存在了几十年了。在特定的应用中,am提供改进的性能、复杂的几何结构和简化的制造的三重功能。因此,对于那些积极拥抱am的人有很多机会。术语“am”指的是一次一个超细层地生长三维对象的技术。每个连续的层结合到前一层的熔化或部分地熔化的材料。这可以使用用于层材料的不同的物质,包括金属粉末、热塑性塑料、陶瓷、复合材料、玻璃,甚至像巧克力这样的食用品。

以示例的方式,对象可以由计算机辅助设计(cad)软件数字地定义,该软件用于创建基本上将对象“切片”成超薄层的.stl文件。当喷嘴或打印头精确地将材料沉积在前一层上时,该信息引导喷嘴或打印头的路径。或者,激光或电子束将粉末材料床中的材料选择性地熔化或部分熔化。当材料冷却或被固化时,它们融合在一起形成三维对象。

从.stl文件到3d对象的旅程是制造业的一场革命。那些花费时间和金钱的中间步骤,比如模具或模型的创建,已经没有了。有多种不同的am过程,例如,包括以下过程:

材料挤压:材料挤压是最著名的am过程之一。缠绕的聚合物通过安装在可移动臂上的加热喷嘴被挤压或被拉制。喷嘴水平地移动,而床垂直地移动,允许熔化的材料一层一层地构建。通过精确的温度控制或化学粘合剂的使用,层之间发生适当的粘附。

定向能量沉积(ded):ded过程类似于材料挤压,尽管它可以被用于更广泛的材料种类,包括聚合物、陶瓷和金属。与图5中所示出的一致,安装在四轴或五轴的臂上的电子束枪或激光器熔化丝或细丝原料或粉末。根据一些实施例,ded过程可以被实施以对蜗壳部分添加材料/修改,例如,与本文公开的一致,并且根据本发明的一些实施例。

材料喷射:随着材料喷射,打印头来回移动(很像一个2d喷墨打印机上的头)。然而,它典型地在x、y和z轴上移动以创建3d对象。层在冷却或被紫外光固化时硬化。

粘合剂喷射:粘合剂喷射过程类似于材料喷射,除了打印头放置粉末材料和液体粘合剂的交替层。

片材层压:层压对象制造(lom)和超声波am(uam)是两种片材层压方法。lom使用交替的纸层和粘合剂层,而uam使用通过超声波焊接连接的薄金属片。lom擅长创建视觉或美学建模的理想对象。uam是与各种金属(包括钛、不锈钢和铝)一起使用的相对地低温、低能量的过程。

桶聚合(vatpolymerization):通过桶光聚合,在液体树脂光聚合物的桶中产生对象。称为光聚合的过程使用由反射镜精确引导的紫外(uv)光来固化每个微细树脂层。

粉末床熔融:粉末床熔融(pbf)技术被用于各种am过程,包括直接金属激光烧结(dmls)、选择性激光烧结(sls)、选择性热烧结(shs)、电子束熔化(ebm)和直接金属激光熔化(dmlm)。这些系统使用激光、电子束或热打印头来熔化或部分地熔化三维空间中的超细材料层。当该过程结束时,过量的粉末被从对象上吹走。

am技术

烧结是利用热量创建固体块而不使其液化的过程。烧结类似于传统的2d复印,其中选择性地熔化墨粉以在纸上形成图像。

在dmls中,激光烧结每一金属粉末层,使得金属颗粒彼此粘附。dmls机器产生具有所需表面特征和所需机械特性的高分辨率对象。使用sls,激光烧结热塑性粉末以使颗粒彼此粘附。

相反,材料在dmlm和ebm过程中完全熔化。利用dmlm,激光完全熔化每一金属粉末层,而ebm使用高功率电子束熔化金属粉末。这两种技术都是制造致密、无孔对象的理想技术。

立体平版打印(sla)使用光聚合来打印陶瓷对象。该过程使用uv激光,uv激光被选择性地发射到光聚合物树脂桶中。uv固化树脂产生的抗扭矩部件能够承受极端温度。

am材料

可以使用许多不同的材料来创建3d打印对象。am技术用先进的金属合金制造喷气发动机零件,还创建巧克力点心和其他食品。

以示例的方式,am材料包括以下材料:

热塑性塑料:到目前为止,热塑性塑料聚合物仍然是最受欢迎的am材料种类。丙烯腈丁二烯苯乙烯(abs)、聚乳酸(pla)和聚碳酸酯(pc)各自在不同应用中提供不同的优点。水溶性聚乙烯醇(pva)典型地被用于创建临时承载结构,其随后被溶解掉。

金属:许多不同的金属和金属合金被在am中使用,从贵金属如金和银,到战略金属如不锈钢和钛。用于实施本文公开的本发明的am过程可包括使用类似于或对应于全尺寸壳体的金属的金属。

陶瓷:各种陶瓷还在am中被使用,包括氧化锆、氧化铝和磷酸三钙。另外,将交替的粉末玻璃层和粘合剂层一起烘烤以创建全新玻璃产品的种类。

生物化学:生物化学保健应用包括硅、磷酸钙和锌的硬化材料的使用来支持新骨生长发生时的骨结构。研究人员还在探索使用由干细胞制成的生物墨水(bio-inks)来形成从血管到膀胱以及其他一切东西。

am优势

am允许创建更轻、更复杂的设计,这些设计太难或太昂贵而不能使用传统模具、模型、铣削和机械加工来构建。

am还提供快速原型制作。由于数字到数字过程消除了传统的中间步骤,其可以在运行中进行改变。当被与传统原型制作的相对单调相比,am提供了更动态的、设计驱动的过程。

无论am被用于原型制作制造还是生产,前置时间都经常被缩短。对于某些喷气发动机零件的前置时间减少了一年或一年以上。另外,曾经由多个组装件创建的部件现在被制造为单个无组装对象。

在设计从桥梁到摩天大楼的所有东西时,工程师们一直在寻求最小化重量,同时最大化强度。通过am,设计师们实现了利用有机结构来大大减轻对象重量的梦想。

使用am过程来实施本文所公开的本发明的优点可包括,当将根据本发明的使用有添加材料的修整的叶轮的泵与相对于图2c和图2d中所公开的没有使用有添加材料的修整的叶轮的现有技术的泵相比时,显著改进了泵的效率。

复杂的几何结构

am技术使得工程师能够设计包含使用其他方法不可能实现的复杂的部件。错综复杂的特征,诸如保形的(conformal)冷却通道,可以直接被结合到设计中。以前需要多个零件的组装和焊接或铜焊的部件现在可以被生长为单个部件,这使得具有更大的强度和耐用性。设计者不再受制于传统机器的限制,并且可以创建具有更大设计自由度的部件。

泵壳典型地分为两半,并且am过程可根据本发明实施以将材料添加到每一半的蜗壳部分。

省时

am是用于快速制作原型的理想工具。部件直接由3dcad文件被制造,这消除了创建夹具或模具的成本和冗长过程。另外,可以在中途进行改变,而在过程中几乎没有中断。

省重量

通过将有机结构结合到设计中,设计者可以在保持部件的强度和完整性的同时消除显著的重量。

定向能量沉积(ded)

ded覆盖技术范围,例如包括:‘激光工程净成形、定向光制造、直接金属沉积、3d激光熔覆’。这是一种更复杂的打印过程,通常地用于修理现有部件或向现有部件添加附加材料(gibson等人,),例如像泵壳。

典型的ded机器包括安装在多轴臂上的喷嘴,该喷嘴将熔化的材料沉积到特定表面上,在该表面上熔化的材料固化。过程在原理上类似于材料挤压,但是喷嘴可以在多个方向上移动并且不固定到特定轴。由于4轴和5轴机器,可以从任何角度被沉积的材料在用激光或电子束沉积的情况下被熔化。过程可与聚合物、陶瓷一起使用,但典型地与粉末或丝形式的金属一起使用。

典型的应用包括修理和维护结构部件。

以示例的方式,图5示出了用于逐步实现直接能量沉积的装置,如下:

1.带有喷嘴的4轴或5轴的臂围绕固定对象移动。

2.材料被从喷嘴沉积到对象的现有的表面上。

3.材料以丝或粉末形式提供。

4.材料在沉积时使用激光、电子束或等离子弧熔化。

5.进一步的材料逐层添加并被固化,在现有对象上创建或修复新的材料特征。

ded过程使用丝或粉末形式的材料。由于预成型形状的性质,丝的精度较低,但是与粉末相比,因为仅使用所需要的材料,丝的材料效率更高(gibson等人,)。材料熔化的方法在激光、电子束或等离子弧之间变化,所有这些都在受控的室内,其中气氛具有降低的氧水平。与固定的垂直沉积相比,以4轴或5轴的机器,进给头的运动将不会改变材料的流量(gibson等人,)。

虽然在大多数情况下,其是臂移动并且对象保持在固定位置,这可以被反转并且平台可以被替代为移动并且臂保持在固定位置。选择将取决于确切的应用和被打印的对象。材料冷却时间非常快,典型地在1000摄氏度/秒—5000摄氏度/秒之间(gibson等人,)。冷却时间又将影响沉积材料的最终晶粒结构,尽管材料的重叠也必须被考虑,但随着重叠可以导致再熔化发生,晶粒结构被改变,导致均匀但交替的微观结构。典型的层厚度为0.25mm至0.5mm(gibson等人,)。

am专利文献:

以下是公开am技术的专利文献的列表,例如,包括美国专利申请和已发布的美国专利,这些专利文献全部通过引用以其整体被并入本文,并且包括以下文献:

美国专利号4,575,330;8,029,501;9,884,455;9,450,311和9,937,665。

美国专利公开号/0230117;/0084839;/0041428;/0174822;/0298213;/0021565;/0028631;/0182561;/0182595;/0184108;/0225403;/0261087;/0287685和/0312821。

通过引用并入上述专利文献包括这些专利文献的通过引用或参考的所有美国专利申请和已发布的美国专利。

发明的范围

这里详细示出和描述的实施例仅以示例的方式提供;并且本发明的范围不旨在限于这里包括的这些部件或元素的特定配置、维度和/或设计细节。换句话说,本领域的技术人员将了解,可对这些实施例进行设计改变,且使得所得实施例将不同于本文中所公开的实施例,但将仍在本发明的总体精神内。

应当理解,除非本文另有说明,否则本文中关于特定实施例所描述的特征、特性、替代或修改中的任一者也可以被应用、使用或并入本文中所描述的任何其它实施例。

尽管已经关于本发明的示例性实施例描述和示出了本发明,但是在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以在其中和其上进行前述和各种其它的添加和省略。

技术特征:

1.一种泵,包括:

修整的叶轮,所述修整的叶轮具有修整的叶轮直径、并且具有周向外边缘,所述修整的叶轮直径小于用于标准全尺寸壳体的标准全尺寸叶轮的标准全尺寸直径;以及

修改的标准全尺寸壳体,所述修改的标准全尺寸壳体具有对应于所述标准全尺寸壳体的尺寸,并且被配置为容纳用于泵送流体的所述修整的叶轮,所述修改的标准全尺寸壳体具有外周壁,并且具有内环形蜗壳部分,所述内环形蜗壳部分在所述修整的叶轮的所述周向外边缘和所述外周壁之间,所述内环形蜗壳部分被配置有使用增材制造过程沉积的材料的体积,以便填充原本由所述修整的叶轮直径小于所述标准全尺寸叶轮直径引起的空的空间。

2.根据权利要求1所述的泵,其中所述增材制造过程是定向能量沉积。

3.根据权利要求1所述的泵,其中所述蜗壳包括叶轮切口,所述叶轮切口具有延伸的叶轮切口部分,所述延伸的叶轮切口部分由使用所述增材制造过程沉积的材料的对应的体积形成。

4.一种使用标准全尺寸壳体制造具有修整的叶轮的泵的方法,包括:

配置修整的叶轮,所述修整的叶轮具有修整的叶轮直径,并且具有周向外边缘,所述修整的叶轮直径小于用于标准全尺寸壳体的标准全尺寸叶轮的标准全尺寸直径;以及

配置修改的标准全尺寸壳体,所述修改的标准全尺寸壳体具有对应于所述标准全尺寸壳体的尺寸,并且被配置为容纳用于泵送流体的所述修整的叶轮,所述修改的标准全尺寸壳体具有外周壁,并且具有内环形蜗壳部分,所述内环形蜗壳部分在所述修整的叶轮的所述周向外边缘与所述外周壁之间,所述内环形蜗壳部分被配置有使用增材制造过程沉积的材料的体积,以便填充原本由所述修整的叶轮直径小于所述标准全尺寸叶轮直径引起的空的空间。

5.根据权利要求4所述的方法,其中所述方法包括使用定向能量沉积作为所述增材制造过程。

6.根据权利要求4所述的方法,其中所述方法包括形成所述蜗壳的叶轮切口,所述叶轮切口具有延伸的叶轮切口部分,所述延伸的叶轮切口部分具有使用增材制造过程沉积的材料的对应的体积。

技术总结

一种泵,其特征在于:修整的叶轮,该修整的叶轮具有修整的叶轮直径并具有周向外边缘,该修整的叶轮直径小于用于标准全尺寸壳体的标准全尺寸叶轮的标准全尺寸直径;以及修改的标准全尺寸壳体,具有对应于标准全尺寸壳体的尺寸,并且被配置成容纳用于泵送流体的修整的叶轮,该修改的标准全尺寸壳体包括外周壁,并且包括在修整的叶轮的周向外边缘和外周壁之间的内环形蜗壳部分,该内环形蜗壳部分被配置有使用增材制造过程沉积的材料的体积,以便填充原本由修整的叶轮直径小于标准全尺寸叶轮直径引起的空的空间。增材制造过程是定向能量沉积。

技术研发人员:J·D·洛佩斯

受保护的技术使用者:流体处理有限责任公司

技术研发日:.04.30

技术公布日:.02.14

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