CN100419275C - 具有密封装置冲洗功能的泵 - Google Patents
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Abstract
一种离心泵具有泵壳和被置于所述泵壳内的可旋转的涡轮。在所述泵壳的后壁内限定有中心孔以便于连接涡轮驱动轴到所述涡轮。驱动轴密封装置被置于所述中心孔内以将所述涡轮驱动轴密封到所述泵壳。至少一个或多个槽被限定在所述泵壳的后壁内以承载去向和来自所述驱动轴密封装置的液体。一个或多个径向脊被置于所述涡轮的后侧以驱使液体在所述槽内流到所述驱动轴密封装置和从所述密封驱动轴密封装置流出，从而持续地冲洗所述密封装置周围的沉淀物并冷却所述密封装置。
Description
技术领域
本发明一般涉及离心泵，特别涉及一种用于水休养(water recreational)装置的离心泵。
背景技术
用于在诸如矿泉疗养装置(spa)、热浴盆(hot tubs)、游泳池和再循环浴缸的水休养装置中对水进行再循环的离心泵易于在其泵壳内结垢和堆积化学物质。主要的问题区域出现在用于将涡轮驱动轴密封到泵壳的密封装置周围。这种结垢现象是因溶解在水中的盐和其它化学物质的沉淀而引起的。
而且，用于将涡轮驱动轴密封到泵壳的密封装置易于出现因密封装置上积累的热量而导致的故障。
因此，需要一种能够避免现有技术中存在的缺陷的离心泵。
发明内容
本发明满足了上述要求。本发明的离心泵包括：(a)泵壳，其具有前壁和后壁，所述后壁限定出用于驱动轴的中心开口；(b)设置于所述泵壳内的可旋转涡轮(impeller)，所述涡轮具有中心、支撑壁和涡轮片，所述支撑壁具有前侧和后侧；(c)驱动轴，其被设置成贯穿所述泵壳的后壁的中心开口，并被连接到所述涡轮支撑壁的后侧以用于旋转所述涡轮；(d)驱动轴主密封装置，其被设置于所述泵壳的后壁的中心开口周围以将所述驱动轴密封到所述泵壳；(e)在所述泵壳的后壁中限定出的至少一个槽，所述至少一个槽从所述驱动轴主密封装置向外辐射，以承载去向和来自所述驱动轴主密封装置的液体；以及(f)设置于所述涡轮的支撑壁的后侧上的至少一个径向脊(radial ridge)。
本发明提供的离心泵能够成功地消除在其它离心泵中存在的在驱动轴密封装置周围沉淀的化学物质结垢的问题以及驱动轴密封装置的与热有关的故障的问题。通过本发明的设计，泵壳内的液体不断地被径向脊所驱使以经过槽向着和远离主密封装置流动。这样的流动持续地以液体冲洗主密封装置，从而可将热的积累和在主密封装置周围沉淀的化学物质的堆积降到最低。本发明提供的解决方案在制造成本和维护成本方面都是廉价的。
附图说明
本发明的这些和其它特征、方面和有益效果将通过参照下面的描述、所附的权利要求以及附图而变得更加易于理解，在附图中：
图1是具有本发明的特征的离心泵的立体图；
图2是如图1所示的离心泵的分解图；
图3是可在如图1所示的离心泵中使用的涡轮的立体图；
图4是如图1所示的离心泵的剖视图。
具体实施方式
下面的讨论详细描述了本发明的一个实施方案和该实施方案的几个变体。但是这种讨论不应被理解为是使本发明局限于这些具体的实施方案。本领域技术人员同样可以认识到大量其它的实施方案。
本发明的离心泵10包括泵壳12和设置在泵壳12中的可旋转涡轮(impeller)14。在泵壳12的一个壁中限定出至少一个槽16，至少一个径向脊(ridge)18被设置于涡轮14朝向至少一个槽16的一侧。
如图所示，泵壳12通常包括两部分：前部20和后部22。前部20具有前壁24，后部22具有后壁26。泵壳12还包括通常为环形的侧壁28。后壁26定出了中央开口30，其允许驱动轴32进入泵壳12的内部以使得涡轮14旋转。泵壳12通常由金属或塑料材料制成，这取决于泵10被设计用于的服务。
泵壳12的前壁24定出了用于使流体流入泵壳12内部的吸入口34。泵壳12的侧壁28定出了用于使流体流出泵壳12的排出口36。
涡轮14被设置于泵壳12之内，其与涡轮片38配合以接纳经过吸入口34流入泵壳12的流体并利用离心力通过排出口36排出该流体。涡轮14可以绕穿过泵壳12的后壁26中的中央开口30设置的驱动轴32的轴线旋转。驱动轴32典型地由电机(未示出)驱动。
驱动轴32利用设置在泵壳12的后壁26的中央开口30周围的驱动轴主密封装置被密封到泵壳12。驱动轴主密封装置包括压靠陶瓷盘72的密封圈70。密封圈70被弹簧74推动以形成与陶瓷盘72的密封接触。
优选地，泵壳12进一步包括设置于驱动轴主密封装置末端的驱动轴副密封装置76。驱动轴副密封装置76可以是设置在驱动轴32周围且被卡环78保持在适当位置的弹性环。驱动轴副密封装置76可由任何可密封的弹性材料(例如天然橡胶、合成橡胶和软塑料)制成。副密封装置76具有比驱动轴32的外径稍小的开口，以便副密封装置76能够紧贴驱动轴32并作为阿非尔安全密封装置(Afail safe@seal)从而防止任何能够以某种方式经过驱动轴主密封装置渗出的水的泄漏。
涡轮14具有中心42、支撑壁44和多个涡轮片38。支撑壁44具有前侧46和后侧48。
在泵壳12的后壁26中定出有至少一个槽16。至少一个槽16从驱动轴主密封装置向外辐射延伸并且适合于承载去向和来自密封装置的流体。典型地，至少一个槽16具有约0.15厘米到约0.63厘米之间的深度中的至少一个。最典型地，该槽的深度是基本一致的并且在0.15厘米到约0.5厘米之间。而且，至少一个槽16具有约0.3厘米到约0.5厘米之间的宽度中的至少一个。最典型地，至少一个槽16在其深度方向上的宽度是基本一致的，并且在0.3厘米宽到约1.0厘米宽之间。
典型地，至少一个槽16为多个槽16。在如图所示的实施方案中，至少一个槽16包括四个槽16。
至少一个径向脊18被设置在涡轮14的支撑壁44的后侧48上。至少一个径向脊18的目的是促使流体在至少一个槽16内朝向和远离驱动轴主密封装置流动，从而不断地冲洗在驱动轴密封装置周围沉淀的任何化学物质并且冷却驱动轴密封装置。
典型地，至少一个径向脊18具有至少一个在约0.2厘米到约0.5厘米之间的高度。在典型的实施方案中，至少一个径向脊18的高度是基本一致的并且在约0.2厘米到约0.5厘米之间。而且，至少一个径向脊18具有至少一个在约0.33厘米到0.5厘米之间的宽度。
典型地，至少一个径向脊18包括多个径向脊18。在如图所示的实施方案中，至少一个径向脊18由三个辐射状的脊18组成。
典型地，至少一个径向脊18是弧形的，并且具有设置成接近涡轮14的中心42的引导部分50以及设置成远离涡轮44的中心42的尾部。这样的设计可在如图所示的实施方案中发现。这种设计被发现能够在至少一个槽16内提供充分的流体流动，同时可以使涡轮14与泵壳12的后壁26之间的不需要的湍流达到最小。
优选地，离心泵10进一步包括设置在泵壳12之内的导流装置(flowguide)。导流装置可具有自由边56。导流装置包括第一挡板表面57和相连的第二挡板表面58。第一挡板表面57为弧形且比第二挡板表面58要长得多。第一挡板表面57和第二挡板表面58的接合处定出了大于90°的角度α。第一挡板表面57与涡轮14之间的距离比泵壳12的侧壁28与涡轮14之间的距离要小。通过这样的设计，在涡轮14和导流装置之间的流体的流动受到一些抑制。这样导致从泵壳12中的排出口36的流动增加。
在这些具有导流装置的实施方案中，优选地泵壳12的后壁26还定出了导流槽(flow guide groove)60，其大小和维度被做成能够贴切地接纳导流装置的自由边56。这样的导流槽60确保泵壳12的前部20总是能与泵壳12的后部22正确对齐。
虽然以上对本发明作了说明，但是应该理解，许多结构性变化和修改可在不脱离上文陈述和所附权利要求描述的本发明的范围和合理的理解的基础上进行。
Claims (17)
1. 一种离心泵，包括：
(a)泵壳，其具有前壁和后壁，所述后壁限定出用于驱动轴的中心开口；
(b)设置于所述泵壳内的可旋转涡轮，所述涡轮具有中心、支撑壁和涡轮片，所述支撑壁具有前侧和后侧；
(c)驱动轴，其被设置成贯穿所述泵壳的后壁的中心开口，并被连接到所述涡轮支撑壁的后侧以用于旋转所述涡轮；
(d)驱动轴主密封装置，其被设置于所述泵壳的后壁的中心开口周围以将所述驱动轴密封到所述泵壳；
(e)在所述泵壳的后壁中限定出的至少一个槽，所述至少一个槽从所述驱动轴主密封装置向外辐射，以承载去向和来自所述驱动轴主密封装置的液体；以及
(f)设置在所述涡轮的支撑壁的后侧上的至少一个径向脊。
2. 如权利要求1所述的离心泵，其中，所述至少一个槽是限定在所述泵壳的后壁中的多个槽，各个所述槽从所述驱动轴主密封装置向外辐射，以承载去向和来自所述驱动轴主密封装置的液体。
3. 如权利要求1所述的离心泵，其中，所述至少一个径向脊包括被设置在所述涡轮的支撑壁的后侧上的多个径向脊。
4. 如权利要求1所述的离心泵，其中，所述至少一个径向脊包括设置在所述涡轮的支撑壁的后侧上的多个径向脊，各个所述径向脊为弧形，并且具有设置成接近所述涡轮的中心的引导部分以及设置成远离所述涡轮的中心的尾部。
5. 如权利要求1所述的离心泵，还包括驱动轴副密封装置，所述驱动轴副密封装置包括置在所述驱动轴周围的弹性环。
6. 如权利要求1所述的离心泵，其中，所述至少一个槽的深度是基本一致的，并且在0.15厘米到0.5厘米之间。
7. 如权利要求1所述的离心泵，其中，所述至少一个槽的宽度在0.3厘米到0.5厘米之间。
8. 如权利要求1所述的离心泵，其中，所述至少一个槽的宽度是基本一致的，并且在0.3厘米到1.0厘米之间。
9. 如权利要求1所述的离心泵，其中，所述至少一个径向脊的高度在0.2厘米到0.5厘米之间。
10. 如权利要求1所述的离心泵，其中，所述至少一个径向脊的高度是基本一致的，并且在0.2厘米到0.5厘米之间。
11. 如权利要求1所述的离心泵，其中，所述至少一个径向脊的宽度在0.33厘米到0.5厘米之间。
12. 如权利要求1所述的离心泵，还包括设置在所述泵壳内的导流装置，所述导流装置包括第一挡板表面和相连的第二挡板表面，所述第一挡板表面是弧形的并且长于所述第二挡板表面，所述第一挡板表面和所述第二挡板表面的接合处限定出大于90°的角度。
13. 如权利要求12所述的离心泵，其中，所述导流装置具有自由边，所述泵壳的后壁限定出导流槽，所述导流槽的大小和维度被做成能够贴切地接纳所述导流装置的所述自由边，并且所述导流装置的所述自由边被限定在所述导流槽内。
14. 一种离心泵，包括：
(a)泵壳，其具有前壁和后壁，所述后壁限定出用于驱动轴的中心开口；
(b)设置于所述泵壳内的可旋转涡轮，所述涡轮具有中心、支撑壁和涡轮片，所述支撑壁具有前侧和后侧；
(c)驱动轴，其被设置成贯穿所述泵壳的后壁的中心开口，并被连接到所述涡轮支撑壁的后侧以用于旋转所述涡轮；
(d)驱动轴主密封装置，其被设置于所述泵壳的后壁的中心开口周围以将所述驱动轴密封到所述泵壳；
(e)在所述泵壳的后壁中限定出的多个槽，所述多个槽从所述驱动轴主密封装置向外辐射，以承载去向和来自所述驱动轴主密封装置的液体；
(f)设置在所述涡轮的支撑壁的后侧上的多个径向脊；以及
(g)驱动轴副密封装置，其包括设置在所述驱动轴周围的弹性环。
15. 如权利要求14所述的离心泵，其中，所述多个径向脊中的每一个为弧形，并且具有设置成接近所述涡轮的中心的引导部分以及设置成远离所述涡轮的中心的尾部。
16. 如权利要求14所述的离心泵，还包括设置在所述泵壳内的导流装置，所述导流装置包括第一挡板表面和相连的第二挡板表面，所述第一挡板表面是弧形的并且长于所述第二挡板表面，所述第一挡板表面和所述第二挡板表面的接合处限定出大于90°的角度。
17. 如权利要求16所述的离心泵，其中，所述泵壳的后壁限定出导流槽，所述导流槽的大小和维度被做成能够贴切地接纳所述导流装置的自由边，并且所述导流装置的自由边被限定在所述导流槽内。
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