CN101021214A - 自冷却内置式轴流泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自冷却内置式轴流泵，其由内部设有腔室的泵体、置于腔室中的叶轮和电机体组成，电机体的转轴伸入泵体中与叶轮相连，泵体由导流罩和导流座组成，腔室通过导流罩与导流座对接后形成，导流罩上设有流体进口，导流座上设有若干个导流孔，流体进口和导流孔分别与腔室相通；及电机体，其包含其上设有若干个透气孔的电机外壳。该泵可以在一个由高压容器和管道构成的循环系统中进行高温高压流体的输送，在泵的入口和出口产生压力差，同时利用输送的介质冷却自身的电机。

Description

自冷却内置式轴流泵

技术领域

本发明涉及一种工业用的轴流泵，特别涉及一种用来输送高压高温流体的自冷却内置式轴流泵。

背景技术

目前国内在高压高温流体输送的工业化轴流泵始终是一个没有解决的问题，困难在于高压高温的苛刻条件，造成了诸如密封冷却和压差小等问题。现代技术中有一种磁力传动泵在低压低温场合有了很好的应用，磁力泵是应用现代磁力学原理，利用永磁体的磁力传动实现扭矩的无接触传递的一种新型泵，也就是电机带动外转子(即外磁钢)总成旋转时，通过磁场的作用磁力线穿过隔离套带动内转子(即内磁钢)总成和叶轮同步旋转，由于介质封闭在静止的隔离套内，从而达到无泄漏抽送介质的目的。这种泵可以解决电机冷却的问题。

然而，当磁力泵应用在高压高温的场合时，出于承压问题的考虑而要加厚磁力泵的隔离套，隔离套越厚，磁场衰减越大，这样就造成了有效功率的大量损失，使得在这种高压高温场合下磁力泵显得效率低下。因此期待一种能在一个内循环系统中高速大流量的输送高压高温流体的轴流泵，而这种泵必须能在高速旋转的情况下又能自冷却，但至今为止未见有这种泵的成功报道。

为此需要提供一种自冷却内置式轴流泵以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的就是提供一种自冷却内置式轴流泵，它可以在一个由高压容器和管道构成的循环系统中进行高温高压流体的输送，在泵的入口和出口产生压力差，同时利用输送的介质冷却自身的电机。

为实现上述目的，本发明提供一种自冷却内置式轴流泵，该系统由以下技术方案构成：该自冷却内置式轴流泵由内部设有腔室的泵体、置于腔室中的叶轮和电机组成，电机的转轴伸入泵体中与叶轮相连，泵体由导流罩和导流座组成，腔室通过导流罩与导流座对接后形成，导流罩上设有流体进口，导流座的边缘上设有若干个导流孔，流体进口和导流孔分别与腔室相通；及电机，其包含其上设有若干个透气孔的电机外壳。

通过利用所泵送的流体冷却电机，从而解决了泵在高温高压的情况下输送流体所产生的冷却问题。

进一步地，本发明还可包括以下技术特征：

电机体还包括支撑转轴的轴承，轴承为无油润滑轴承。这样，就不需要为轴承提供额外的润滑。

导流孔的中心线与所述转轴的轴线形成大于零度小于90度的夹角，导流孔的倾斜方向与叶轮的旋转方向相同。这样流体可保持旋转状态，以便更好的冷却电机。

导流孔的中心线与转轴的轴线之间的夹角为45度。在这种条件下，流体对电机的冷却效果可达到最佳状态。

透气孔上设有过滤网。其一，可防止流体中的杂质进入电机的内部，其二，可防止升压和降压过快而生产压差压扁电机。

导流罩与导流座之间的连接为法兰连接。这样有助于泵体的密封。

导流罩包括依次相接的第一导流罩法兰盘、导流罩支承圈和第二导流罩法兰盘，流体进口开在第一导流罩法兰盘上；导流座包括依次相接的第一导流座法兰盘、导流座支撑圈和第二导流座法兰盘，导流孔位于第一导流座法兰盘的边缘上；第二导流罩法兰盘与第一导流座法兰盘相接触。这样可提为叶轮提供足够大的腔室。

电机还包括定子和套在转轴上的转子，其为二极、三相电机。这样可泵有比较高的转速和比较大的扬程。

电机外壳呈圆筒状，其包括依次相连的上端盖、筒身和下端盖，定子固定在筒身上，上端盖与导流座相连。这种电机外壳有利于电机的冷却。

筒身由不锈钢材料制成。不锈钢材料易导热，这样也有利于电机的冷却。

下面结合附图详细说明本发明，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本发明的原理，本方明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。

附图说明

图1为本发明自冷却内置式轴流泵的一个优选实施例的剖面示意图；

图2为图1所示实施例中导流罩的剖面示意图；

图3为图1所示实施例中导流座的剖面示意图；

图4为图3所示导流座的A向示意图；

图5显示了导流孔与转轴之间的夹角；

图6显示了流体在本发明自冷却内置式轴流泵中的流向。

具体实施方式

图1为本发明自冷却内置式轴流泵的一个优选实施例的剖面示意图。如图所示，本泵由泵体2和电机体3部分组成，泵体2内含有一个腔室12，在腔室12内装有一个叶轮41，电机体3的转轴31伸入泵体2中，叶轮41固定在转轴31的上；泵体2由导流罩21和导流座22组成，导流罩21上设有一个流体进口201，导流座22上设有导流孔204，导流罩21与导流座22对接后在其内部形成了腔室12，流体进口201和导流孔204分别与腔室12相通；电机体3包含电机外壳32和支撑转轴31的轴承311和313，电机外壳32上设有透气孔301，轴承311和313为无油润滑轴承。

如图1所示，电机外壳32包括依次相连的上端盖321、筒身322和下端盖323，透气孔301全部开在筒身322上，共有十六个。当然在其它实施例中透气孔301的数目可以比十六个多，也可以比十六个少。筒身322由不锈钢材料制成，这样有利于导热。电机外壳32的上端盖321通过六角螺丝501与整个导流座22固定在一起。电机定子34也通过螺栓(图中未示出)固定在筒身322上，电机转子33则套在转轴31上，转子33带动转轴31一起转动。转轴31的一端通过轴承311置于下端盖323上，其另一端也通过轴承313置于上端盖321上，并且穿过上端盖321伸入到泵体2中。位于上端盖321上的轴承313的一侧还设有轴承压盖312，轴承压盖312通过沉头螺丝505与上端盖321固定在一起，这样就把轴承311夹在中间以阻止轴承311沿转轴31移动。轴承311和313都为无油润滑轴承，这样本发明就不需要为轴承311和313提供额外的润滑，从而实现无润滑的目的。此外，电机体3的电源引线323穿过电机外壳32与外部的电源相连。

电机体3为二极、三相电机，使用电压为380V，5Hz。这样，本发明就能高速旋转，最高转速可达每分钟6000转，其扬程也大，可达70毫米汞柱。

如图1所示，叶轮41套在转轴31伸入腔室12中的那一端的端头上，并通过压叶轮螺丝411固定在此端头上。叶轮41与转轴31之间还设有定位键412，防止叶轮41与转轴31之间产生相对转动。

图2为上述实施例中导流罩21的剖面示意图。如图所示，导流罩21由依次相连的第一导流罩法兰盘211、导流罩支撑圈212和第二法兰盘213组成，并且三者通过焊接的方式固定在一起。第一导流罩法兰盘211的外表面上设有肋板2111，以增加该法兰盘的强度。流体进口201设在第一导流罩法兰盘211的中心上。第二导流罩法兰盘213的中部形成空腔，用来形成腔室12的一部分，此外，在该盘的外侧边缘上还设有四个螺栓孔202，并且四个孔均匀地分布在该盘的四周。导流罩支撑圈212被夹在第一导流罩法兰盘211和第二导流罩法兰盘213的中间。导流罩支撑圈212也是中空的，并且此中空部分与第二导流罩法兰盘213的空腔分相贯通，这样两部分合在一起就形成腔室12的第一部分空腔203，流体进口201与第一部分空腔203相通。设置导流罩支撑圈212的目的就是提供足够大的空间以供叶轮41。当然，在其它实施例中，可以不设支撑圈，而是直接在法兰盘上形成叶轮41活动的空腔。

图3为上述实施例中导流座22剖面示意图。如图所示，导流座22由依次相连的第一导流座法兰盘221、导流座支撑圈222和第二法兰盘223组成，并且三者之间也是通过焊接方式固定在一起。第一导流座法兰盘221的外侧边缘上也有四个螺栓孔205。当导流座22与导流罩21合在一起的时候，第一导流座法兰盘221的螺栓孔205与第二导流罩法兰盘213上的螺栓孔202可一一对应，并且相互贯通，这样导流罩21和导流座22就可用六角螺栓(图中未显出)固定在一起。此外，导流罩21和导流座22采用法兰连接的方式有助于增加泵体2的强度，并且有有助于密封。第一导流座法兰盘221的中部也设有空腔206，空腔206呈喇叭状，其最大横截面朝向导流罩21，而且空腔206与第一部分空腔203合在一起就组成腔室12，叶轮41可在腔室12内旋转。第一导流座法兰盘221的外侧边缘上还有导流孔204，导流孔204均匀地分布在法兰盘221的外侧边缘上，当导流座22与导流罩21合在一起的时候，导流孔204就与腔室12的第一部分空腔203相通。第二导流座法兰盘223的中心设有允许转轴41穿过的轴孔207，而在其外侧边缘上则设有四个螺丝孔208，这四个螺丝孔均匀分布在第二导流座法兰盘223的外侧边缘上。第二导流座法兰盘223通过螺丝与电机外壳32的上端盖321固定在一起，这样整个泵体2就可以与电机固定到一起。

如图4所示，导流孔204的中心线601与第一导流座法兰盘221的上下表面不垂直，而是与其中心线602形成45的夹角，即与转轴31的中心线成45度夹角，如图5所示。导流孔204倾斜的方向与叶轮旋转的方向相同，即图中所示B向。这样一是可减少流体在流动过程中的阻力损失，二是可加强流体在电机外壳32表面上的换热效果。当然，在其它实施例中，导流孔的中心线与转轴31之间的夹角可大于45度，也可小于45度。

图6为流体在本发明中的流向示意图。如图所示，流体在叶轮41旋转下从流体进口201被吸进腔室12中，并在腔室12中与叶轮41一起旋转，然后又被甩到叶轮41的外边缘处，最后从导流孔202中流出腔室12。流出泵体3的流体又从电机外壳的表面流过，并且流体还能从筒身322上的透气孔301进入电机。这样就可以用流体来冷却电机3，从而实现自冷却的目的。此外，由于流体从导流孔204出来后呈旋转状态，这样有助于提高流体与电机3之间的热交换系数，以便流体更好冷却电机3。

作为本发明的第二个实施例，筒身322上的透气孔301上还设有过滤网，这样一是可防止流体中的杂质进入电机体3的内部，二是可防止升压和降压过快而生产压差压扁电机。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种自冷却内置式轴流泵，其由内部设有腔室的泵体、置于所述腔室中的叶轮和电机体组成，所述电机体的转轴伸入所述泵体中与所述叶轮相连，其特征在于：

所述泵体由导流罩和导流座组成，所述导流罩上设有流体进口，所述导流座上设有若干个导流孔，所述导流罩与所述导流座对接后形成所述腔室，所述流体进口和所述导流孔分别与所述腔室相通；及

所述电机体包含其上设有若干个透气孔的电机外壳。

2.按照权利要求1所述的自冷却内置式轴流泵，其特征在于：所述电机体还包括支撑所述转轴的轴承，所述轴承为无油润滑轴承。

3.按照权利要求1或2所述的自冷却内置式轴流泵，其特征在于：所述导流孔的中心线与所述转轴的轴线形成大于零度小于90度的夹角，所述导流孔的倾斜方向与所述叶轮的旋转方向相同。

4.按照权利要求3所述的自冷却内置式轴流泵，其特征在于：所述导流孔的中心线与所述转轴的轴线之间的夹角为45度。

5.按照权利要求1所述的自冷却内置式轴流泵，其特征在于：所述透气孔上设有过滤网。

6.按照权利要求1所述的自冷却内置式轴流泵，其特征在于：所述导流罩与所述导流座之间的连接为法兰连接。

7.按照权利要求6所述的自冷却内置式轴流泵，其特征在于：所述导流罩包括依次相接的第一导流罩法兰盘、导流罩支承圈和第二导流罩法兰盘，所述流体进口开在所述的第一导流罩法兰盘上；所述导流座包括依次相接的第一导流座法兰盘、导流座支撑圈和第二导流座法兰盘，所述导流孔位于所述第一导流座法兰盘的边缘上；所述第二导流罩法兰盘与所述第一导流座法兰盘相接触。

8.按照权利要求1所述的自冷却内置式轴流泵，其特征在于：所述电机体还包括定子和套在所述转轴上的转子，其为二极、三相电机。

9.按照权利要求8所述的自冷却内置式轴流泵，其特征在于：所述电机外壳呈圆筒状，其包括依次相连的上端盖、筒身和下端盖，所述定子固定在所述筒身上，所述上端盖与所述导流座相连。

10.按照权利要求9所述的自冷却内置式轴流泵，其特征在于：所述筒身由不锈钢材料制成。

Images