专利名称：用于轴向调整切碎机泵间隙的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及离心泵，已知的类型如切碎机泵，特别涉及一种改进的装置，可轴向地调整由于元件磨损而造成的泵元件之间的间隙。
背景技术：
已知类型的离心泵，如切碎机泵，通常用于处理包含固体废料的流体，例如包含金属、塑料、城市废物、动物副产品等。切碎机泵的构造具有切割元件，用于将流体中夹带的固体切碎或切割为可以根据需要进一步布置或处理的大小。
切割机泵通常特征在于包括有叶轮，其结构具有带切割刃的叶片。叶片的切割刃接触位于叶轮叶片附近的切割元件，从而在固体材料进入泵的时候在其上施加切割或切碎动作。在叶轮叶片和切割元件之间保持有非常靠近的切割间隙，从而确保在固体上的正确的切割动作。然而，随着泵的不断使用，固体开始磨损切割元件和/或叶轮叶片，从而在切割元件和叶轮叶片之间形成间隔。对于保证泵的有效性，很重要的是确保结构之间的间隙保持在适合的距离或公差，从而使得固体上的切割动作最佳。
有些切碎机泵的结构还具有位于叶轮后侧或驱动侧的驱出器或者泵出叶片，以确保固体或纤维材料不会卡在叶轮后侧和泵的壳体，或者位于泵壳体和叶轮之间的后板之间。在叶轮后侧还可提供附加的切割元件，以助于将固体切割为较小的尺寸，从而可以从叶轮后面驱出并且不会干扰驱动轴的旋转。同样，随着泵的不断使用，渗到叶轮后面的固体最终磨损切割元件和/或驱出器叶片，而切割元件之间的间隙随着磨损而增大。随后必须调整间隙闭合间隔，从而保持叶轮后面最佳的切割效率。
通常已知的切碎机提供了各种不同的装置用于调整泵元件，以获得更近的切割间隙。例如，有些切碎机泵是通过在泵部件之间插入选定大小的垫片进行调整，从而移动一个元件更靠近其它元件。在其他已知的泵中，采用了调整螺钉。然而，常规切碎机泵中采用的已知的调整装置，需要相对于驱动壳或轴承架移动泵的蜗壳，或者相对于吸入壳移动蜗壳，或者相对于吸入壳以及驱动壳移动。
通常已知的调整装置会造成泵脚安装尺寸发生需要的变化，或者泵的管道安装尺寸发生改变，或者两者都造成。结果，在驱动器中或者管道连接中，必须从其基底松开泵并重新进行对准。在进行这种重新对准的场所，连接必须吸收间隙水平内的最终移动。最重要的，这种调整要求关掉泵，从而有效实现要求的改变，这样会造成操作成本的增加。
除了上述的常规调整装置或设备所固有的那些难点，由于驱动轴的密封机构，常规泵中的叶轮和驱动轴的移动最终也受到限制。就是说，已知的泵设计具有围绕着驱动轴的，或者以某些方式与驱动轴关联的，固定的密封装置。因此，通过已知方法轴向调整驱动轴的时候，密封装置的工作高度也被调整至最终损坏到密封装置，并且密封机构的使用寿命也受损。
因此，在本领域有益地是提供一种具有调整装置的离心切碎机泵，用于改变泵元件之间的切割间隙，从而在没必要改变泵的连接或尺寸的情况下，并且在没必要损坏密封装置以及关掉泵的情况下，就可以有效地实现调整。
发明内容
根据本发明，提供了用于调整离心泵，特别是切碎机类型的离心泵，的切割元件之间的切割间隙的调整装置，其调整方式为可以不必改变泵的连接或大小，就能够调整间隙，它可保留驱动机构的机械密封，并可以在泵工作的时候进行调整。
本发明的调整装置通常提供了第一调整构件，用于相对位于泵吸入端的切碎元件轴向调整叶轮，以及第二调整构件，用于轴向调整位于泵驱动侧的切割元件，从而使切割元件与叶轮的驱动侧的间隙更近。
第一调整构件的构造和位置可以实现驱动轴的轴向移动，从而实现叶轮的轴向移动。第一调整构件的结构方式使得驱动轴可以相对于驱动轴通过其延伸的驱动壳或轴承架进行轴向调整，而不必卸开泵或者重新调整与驱动轴相关的轴承或密封。在本文叙述的一个示例性实施例中，通过提供紧固在驱动轴上的并且可以相对于轴承架轴向调整的轴承盖，驱动轴可以相对于其通过延伸的轴承架进行轴向调整。
第二调整构件的构造和位置可以实现位于泵驱动侧的切割元件的轴向调整，从而使切割元件与叶轮的驱动侧的间隙更近。在泵驱动侧的切割元件可以提供在与泵的泵外壳相关的可轴向移动的板元件上，并且其位置与叶轮的驱动侧相邻。
本发明特别适合的实施例包括位于轴承架和叶轮驱动侧之间的后板，并且具有与叶轮相互作用的切割元件，从而在叶轮的驱动侧切割固体。后板的较佳结构是，容纳可与驱动轴一起移动的密封机构，从而保持密封的高度。然而，用于容纳可移动密封机构的外壳，可以与后板本身分离开，但是根据本发明较佳的是可以与后板一起调整。
在本发明中特别适合的是，和驱动轴相关的轴承和密封，可以与驱动轴和后板的轴向移动同时进行移动，从而在泵的工作过程中可以调整驱动轴和切割元件。密封和轴承能够与驱动轴一起轴向移动，对于已知的切碎泵设计具有特别的优点，不再需要进一步调整轴承、密封或泵外壳的外壳段。
在附图中，示出了目前认为的进行本发明的最佳方式图1是采用本发明调整构件的切碎机类型的离心泵的纵向截面视图；图2是本发明第一调整装置的放大视图；图3是切碎机泵的部分剖面的正视图，示出了本发明调整装置的定位；图4是泵的泵外壳、驱动轴和叶轮的部分剖面的正视图，示出了第一调整装置的定位；图5是后板和泵外壳的部分剖面的正视图，示出了第二调整装置的定位；图6是本发明驱动轴密封装置的截面放大视图。
具体实施例方式
本发明的调整装置构造是，在叶轮的吸入侧以及驱动侧提供了轴向调整装置，且其结构和构造可以为多种不同的方式。图1-6仅仅表示离心泵布置的一个示例，以及在所示离心泵中提供调整装置的仅仅一个示例性的装置。
图1示出了采用本发明装置的离心切碎机泵10的纵向截面。离心切碎机泵10通常包括泵壳，这里所示还包括驱动壳或轴承架12、蜗壳14和吸入壳16。蜗壳14紧固在轴承架12上，而吸入壳16紧固在蜗壳14上。
驱动轴18延伸通过轴承架12，并且被第一轴承组件20和至少一个其它的驱动轴支撑器21所支撑，这里在图中示为示例的第二轴承组件22。第二轴承组件22可以容纳在轴承盖24中，如图所示，该轴承盖24可调地紧固在轴承架12的端面25上。或者，第二轴承组件22可位于轴承架12中。另外可选的，驱动轴支撑器21可以是与第二轴承组件分开的结构元件，并只作为驱动轴18轴向调整所依靠的支撑，如后面进一步所述。
驱动轴18还延伸通过蜗壳14从而与位于蜗壳14内部的叶轮26啮合。驱动轴18也可以延伸通过单独的可具有切割元件的板状元件27，如后面进一步叙述的。图1中所示的单独的板状元件27是接受在蜗壳14中的，并且位于叶轮26的驱动侧30和轴承架12之间的后板28。在这个特别实施例中，后板28由延伸进入轴承架12的环形护肩32形成并用来容纳密封机构34。环形填充盒36围绕着驱动轴18并抵靠着后板28的环形护肩32从而完成了密封组件。后板28可以是任何其它适合的设计、构造或布置。
切碎机泵10的构造还包括位于吸入壳16和蜗壳14之间的入口或切碎板40。切碎板40的构造包括有定向为叶轮26方向的切割元件42。叶轮26具有至少一个带有切割刃45的叶片44。通常，如图所示的提供了多个叶片44。叶轮26的位置与切碎板40之间具有很小的间隙，从而在很靠近切碎板40的切割元件42的附近旋转。当固体材料通过入口46进入泵10的时候，依靠切碎板40的切割元件42和叶片44的切割刃45之间的相互作用，切割通过切碎板40进入的材料。流体和切割的固体随后被叶轮26引导到泵10的蜗壳40中，并随后通过出口50排出泵。
泵10的构造还可以具有位于叶轮26的驱动侧30区域中的切割元件52，从而进一步处理渗入到叶轮26的后侧30和后板28之间的固体。切割元件可以位于叶轮26的驱动侧30上，在后板28上，或者在二者上都有。切割元件52的构造和定位在固体可以到达驱动轴18并打扰驱动轴18旋转或者打扰相关的密封机构34工作之前，就在固体上提供切割动作。
在流入液体中切碎或切割固体材料的切割元件42和叶轮26的叶片44之间的相互作用，最终使得这些元件磨损，从而开始在叶片44的切割刃45和切碎板的切割元件42之间形成加宽的间隔。当这些部件之间的间隙增加的时候，叶片44和切割元件42在切割固体时效率低或者无效。
同样，随着泵不断操作，在叶轮26的驱动侧30上或附近的切割元件52会磨损，在叶轮26的切割元件，和/或后板28之间开始形成加宽的间隔。同样，降低了切割效率并损害了泵的操作。随后必须减小切割部件之间的间隙，重新将它们靠近在一起以确保有效切割。
本发明提供了改进的装置调整泵的切割部件，从而减小由于磨损造成的加宽的间隙。提供了第一调整装置60相对于切碎板40调整叶轮26，从而调整叶轮26的叶片44的切割刃45和切碎板40的切割元件42之间的间隙。在图1和3所示的示例性实施例中，第一调整装置60可包括至少一个调整螺钉62，其延伸通过轴承盖24的凸缘63，并接触轴承架12的端面25。
如图2中放大比例所示，调整螺钉62拧过轴承盖24的凸缘63，并且调节螺母62的内端64接触轴承架12的端面25。调整螺钉62形成空心中部65以接受止动螺钉66从其中通过。止动螺钉66延伸通过调整螺钉62的中心65，并且靠螺纹紧固在轴承架12的端面25上。当轴承盖24在泵10的起始操作就紧固在轴承架12上时，轴承盖24相对于轴承架12定位，使得在轴承盖24和轴承架12之间存在间隔68。
当叶轮26的叶片44的切割刃45和切碎板40的切割元件42被磨损，并且这些切割元件之间的间隙加宽，叶轮26随后可以在箭头70的方向(图1)向着切碎板40轴向调整，以减小加宽的间隙。要实现这个功能，略微松动紧固螺钉66，如图2所示，随后调整螺钉62从而使轴承盖24更靠近轴承架12的附近，从而减小了其之间的间隔68的大小。随后旋转紧固螺钉66，将各紧固螺钉66的头部72抵靠各调整螺钉62的通过其延伸的头部74，从而将调整螺钉62紧固在适合位置，如图3和4所示。
参考图4最佳理解，轴承盖24依靠调整螺钉62的移动使得驱动轴18向着箭头70的方向移动。由于轴承盖24随着驱动轴18移动，驱动轴18相对于第二轴承组件22保持位置。再重新参考图1，第一轴承组件20的轴承73连接着驱动轴18，调整的时候可以随着驱动轴18移动。再轴承架12中提供了空间75，从而使得轴承可以在箭头70的方向轴向移动。环形密封76位于轴承架12中，从而保持第一轴承组件的全面密封，并且其类型为在保留密封的同时可以允许驱动轴18相对其移动。
应当注意，尽管本发明叙述中是采用轴承盖24作为驱动轴支撑器21，但是同样也可以使驱动轴支撑器21不仅是轴承组件的外壳，也仍然相对于轴承架12定位，从而使得位于驱动轴支撑器21和轴承架12之间的第一调整装置，通过驱动轴支撑器21以前面叙述的方式实现驱动轴18的运动。
驱动轴18在箭头70方向上的运动使得叶轮26移动更靠近切碎板40的附近。因此叶轮26相对于切碎板40的调整使得叶轮26向着箭头70的方向调整离开后板28。从而在叶轮26的切割元件52和/或后板28之间产生增大的间隔或间隙。因此，后板28和叶轮26之间的轴向调整必须在叶轮26和切碎板60之间轴向调整的同时实现，从而使后板28更邻近叶轮26，从而使得与其相关的切割元件52有效地切割固体材料。因此，本发明提供了用于轴向调整后板28的第二调整装置78，如图1、3和5所示。
第二调整装置78的构造也可以采用与前述第一调整装置60相同的方式。因此，至少一个调整螺钉80，较佳地是多个调整螺钉，靠螺纹接受通过轴承架12的前面82。各调整螺钉80具有内端84，抵靠着后板28的驱动侧86。调整螺钉80形成空心的中心轴，紧固螺钉88通过其滑动定位。紧固螺钉88靠螺纹紧固在后板28的驱动侧86中。
为了在轴向调整叶轮26后调整后板28，通过将其从后板28拧出而使紧固螺钉88松动。随后旋转调整螺钉80向着箭头79的方向朝着叶轮26移动后板28，从而减小后板28和叶轮26之间的间隙。当后板28轴向移动了要求的量从而在切割元件52之间提供靠近的间隙之后，随后紧固螺钉88抵靠着调整螺钉80紧固，从而将后板28紧固位置。
图6进一步示出了本发明示例性密封机构34的细节，其便于叶轮26的轴向调节。密封机构34可以包括容纳旋转密封元件92的旋转密封壳90。密封机构34号包括固定密封元件94和偏压在固定密封元件94上的弹簧元件96。当驱动轴18和叶轮向着箭头70的方向轴向调节的时候，旋转密封壳和旋转密封元件92随着驱动18而移动，弹簧元件96张开保持密封元件啮合在旋转密封元件92和固定密封元件94之间。
由于在驱动轴18调整之后，后板28向着箭头70的方向轴向移动，填充盒36随着其紧固于其上的后板移动。也使得固定密封元件94与环形填充盒36一起移动。弹簧元件96随着环形填充盒36的移动而再次压缩，从而将密封面保持在选装密封元件92盒固定密封元件94之间。因此，应当注意的是，密封机构34的示例性结构可以在叶轮26和切碎板40之间，以及在后板28和叶轮26之间获得适当量的轴向调整，同时保持密封机构34的密封高度。另外，示例性结构可以不必卸开泵或者重新调整或重新校准泵的连接，而实现叶轮26和后板28的轴向调整。
本发明可以精确地实现切割间隙的调整。例如，理想的是将如前所述的叶轮26的吸入侧以及驱动侧上的间隙都设定为0.010英寸。因此，调整螺钉62、80可以构造有可视的标记，表示轴向移动的规定度量，从而使得调节螺母62、80移动获得理想的轴向调节量。例如，所示的调节螺母62、80具有六角的头部，该螺钉六角头部制造为，使得头部的各平面表示的螺钉每转一圈就足够获得0.010英寸的调整。
因此，当要求轴向调整切割间隙的时候，分别松动紧固螺钉66和88。调整螺钉62以前面叙述的方式旋转直到叶轮26接触到切碎板40。调整螺钉62的六角头部进行了标记，随后靠头部的一面旋转返回，从而调整叶轮26离开切碎板40为0.010英寸。紧固螺钉66随后如前所述地紧固。同样，转动第二调整装置78的调整螺钉80，直到后板28接触到叶轮26。调整螺钉80的六角头部的位置被进行标记，随后靠头部的一面转动从而调整后板28离开叶轮26为0.010英寸。随后拧紧紧固螺钉88从而将后板28紧固位置。再次地，所述0.010英寸的调整量只是作为示例，在本发明中也可以采用其他的调整度量以及调整校准方式。
尽管较佳的是在泵不工作或不使用(即没有泵送流体)的时候以所述的方式实现叶轮和后板的调整，但是本发明也可以在泵工作的时候进行必须的调整。因此，相比已知的调整装置，本发明提供了一种调整泵切割部件的改进的装置。
在本文中相对于切碎机的离心泵叙述了本发明的调整装置，并且其特别适合于这类泵。但是，本发明的调整装置也可适用于其他类型或构造的离心泵，其中需要相对于泵外壳的吸入侧和驱动侧元件轴向调整叶轮。因此，本文中作为参考的本发明的泵和调整装置机构的特定细节，只是作为示例，而不是作为限定。
权利要求
1.一种离心泵，其构造为提供泵元件的轴向调整，包括泵外壳，通过其接受驱动轴的至少一部分；叶轮，附在所述驱动轴上；板状元件，位于所述泵外壳和所述叶轮之间；第一调整装置，位于所述泵外壳和所述驱动轴之间，以实现所述驱动轴和所述叶轮的轴向调整；以及第二调整装置，位于所述泵外壳和所述板状元件之间，以实现所述板状元件相对于所述叶轮的轴向调整。
2.如权利要求1所述的离心泵，其特征在于，所述泵外壳还包括具有端面和前面的轴承架以及驱动轴支撑器；所述驱动轴延伸通过所述驱动轴支撑器，并且所述第一调整装置位于所述驱动轴支撑器和所述端面之间。
3.如权利要求2所述的离心泵，其特征在于，所述驱动轴支撑器是构造为容纳轴承组件的轴承盖。
4.如权利要求2所述的离心泵，其特征在于，所述第二调整装置位于所述轴承架的所述前面和所述板状元件之间。
5.如权利要求4所述的离心泵，其特征在于，所述板状元件为后板。
6.如权利要求5所述的离心泵，其特征在于，所述后板的构造具有与所述叶轮相互作用的切割元件，从而实现固体的切割。
7.如权利要求5所述的离心泵，其特征在于，所述叶轮还包括驱动侧，并且其构造具有在所述驱动侧上的切割元件，与所述后板上的所述切割元件共同作用。
8.如权利要求2所述的离心泵，其特征在于，所述第一调整装置还包括至少一个调整螺钉，位于所述驱动轴支撑器和所述轴承架之间，在所述驱动轴支撑器和所述轴承架之间提供选择性的轴向调整。
9.如权利要求8所述的离心泵，其特征在于，所述第二调整装置还包括至少一个调整螺钉，位于所述轴承架和所述板状元件之间，在所述轴承架和所述板状元件之间提供选择性的轴向调整。
10.如权利要求1所述的离心泵，其特征在于，还包括具有限定密封高度的密封机构，并且被构造为可以与所述驱动轴一起轴向移动，从而保持所述的密封高度。
11.一种切碎机类型的离心泵，其构造为提供泵元件的轴向调整，包括泵外壳，通过其接受驱动轴的至少一部分；叶轮，附在所述驱动轴上，所述叶轮具有至少一个具有切割刃的叶片；切碎板，具有切割元件，与所述叶轮的所述叶片的所述切割刃相互作用；以及第一调整装置，位于所述泵外壳和所述驱动轴之间，通过所述叶轮朝所述切碎板的轴向移动，以实现所述叶轮相对于所述切碎机的轴向调整。
12.如权利要求11所述的离心泵，其特征在于，还包括连接着所述驱动轴的驱动轴支撑器，且其中第一调整装置位于所述驱动轴支撑器和所述泵外壳之间，以实现所述驱动轴支撑器相对于所述泵外壳的轴向移动。
13.如权利要求12所述的离心泵，其特征在于，所述驱动轴支撑器还包括轴承盖，所述轴承盖构造为容纳用于所述驱动轴的轴承组件。
14.如权利要求12所述的离心泵，其特征在于，所述第一调整装置还包括至少一个调整螺钉，位于所述驱动轴支撑器和所述泵外壳之间，以实现其间的轴向调整。
15.如权利要求11所述的离心泵，其特征在于还包括板状元件，位于所述泵外壳和所述叶轮之间；切割元件，位于所述叶轮和所述板状元件之间；以及第二调整装置，其位置为相对于所述叶轮轴向调整所述板状元件。
16.如权利要求15所述的离心泵，其特征在于所述板状元件为相对于所述泵外壳可滑行移动的后板。
17.如权利要求16所述的离心泵，其特征在于，所述后板的构造还具有护肩，为密封组件提供了外壳。
18.如权利要求16所述的离心泵，其特征在于，所述第二调整装置还包括至少一个调整螺钉，位于所述泵外壳和所述后板之间，以实现所述后板相对于所述叶轮的轴向移动。
19.如权利要求11所述的离心泵，其特征在于，还包括位于侧驱动轴周围的密封机构，所述密封机构还包括具有限定密封高度的密封元件，并且其中所述密封机构被构造为可以与所述驱动轴一起轴向移动，从而保持所述密封元件的所述密封高度。
20.如权利要求15所述的离心泵，其特征在于，还包括位于侧驱动轴周围的密封机构，所述密封机构还包括具有限定密封高度的密封元件，并且其中所述密封机构被构造为可以与所述驱动轴一起轴向移动，从而保持所述密封元件的所述密封高度。
全文摘要
在离心泵中提供了轴向调整装置，以实现叶轮相对于相邻泵元件的调整。特别较佳的是切碎机泵中的调整装置，为叶轮提供相对于切碎板的调整，以便于靠泵连续有效地切割固体。调整装置也可以包括用于在叶轮和位于叶轮驱动侧附近的板状元件之间提供轴向调整的调整结构，以实现位于叶轮和板状元件之间的切割元件的切割间隙的调整。本发明还包括密封机构，其构造和位置使得在叶轮连续调整的过程中保持密封机构的密封高度。
文档编号F04D1/00GK1839265SQ200480020994
公开日2006年9月27日 申请日期2004年7月22日 优先权日2003年7月22日
发明者B·R·多林, J·C·哈蒙 申请人:环境技术泵设备公司