CN101307766A - 耐空转塑料磁力泵 - Google Patents
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Abstract
一种耐空转塑料磁力泵，包括分成前泵壳(1)和后泵壳(2)的塑料泵壳(3)，其内部形成叶轮室(9)和与其相邻的从动磁体套室(10)，并具有供目标液体输送的入口(11)和出口(12)。盘形叶轮从动磁体套组(7)由前端的盘形叶轮(4)和后端的磁体套(6)组成，磁体套(6)的内部安装有从动磁体(5)。所述盘形叶轮从动磁体套组(7)安装在泵壳(3)内部形成的叶轮室(9)和与其相邻的从动磁体套室(10)的内部。所述盘形叶轮从动磁体套组(7)由与前泵壳(1)和后泵壳(2)相配合的全密封式陶瓷滚动轴承(8)旋转支撑。通过后泵壳(2)使主旋转磁体(15)通过磁场作用而与从动磁体(5)结合，以便通过从动磁体(5)向盘形叶轮(4)施加驱动力。所述的盘形叶轮(4)内部形成流道以便从入口(11)输入所述目标液体，使所述目标液体沿径向向外输送并将目标液体从出口(12)排出。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁力泵，它包括由泵壳(3)和安装在其内部的由全密封式陶瓷滚动轴承所旋转支撑的盘形叶轮从动磁体套组(7)。本发明特别涉及这样一种耐空转塑料磁力泵，尤其适用于输送腐蚀性液体介质。
背景技术
现有输送腐蚀性介质的磁力泵，采用滑动轴承组来承载叶轮进行旋转，以输送液体介质为润滑剂、冷却液，泵壳和叶轮一般采用耐腐蚀性的塑料材料制成，滑动轴承组一般采用陶瓷轴和石墨轴套。当磁力泵空转时，由于无输送液体介质，所以不能进行润滑和冷却，泵内滑动轴承组中的陶瓷轴及石墨轴套由于滑动摩擦系数过高而形成温升，泵腔内空间狭小，所产生的热量难于散出，温度随时间累积不断上升直至泵壳变形或熔化的损坏。
另外，当输送液中含有颗粒物时，颗粒物可随液体进入石墨轴套的冷却润滑螺旋沟槽，进入沟槽后，容易将柔软的石墨轴套拉伤，损坏滑动轴承，缩短泵的使用寿命，甚至使泵不能正常工作。
目前，主要有两种方案来解决磁力泵空转时的发热问题：一是现有的磁力泵利用其壳内残留输送液，采用强制循环回路冷却滑动轴承，大幅度提高轴承的散热能力，以降低热平衡温度。如公开号为US 20040131485 A1，公开日期为2004年7月8日的美国专利申请文件所披露的磁力泵，就是采用这种方案来解决磁力泵空转时的发热问题的，该磁力泵的叶轮通过滑动轴承安装在叶轮室内，为了解决空转时的发热问题，它在滑动轴承套内壁和外壁设置循环冷却回路，利用泵内残留输送液冷却滑动轴承，以降低空转时泵内产生的高温。二是在滑动轴承位置处加散热、隔热材料以抑制温升，防止泵壳和叶轮变形。，上述两种方法都只能在短时间内阻止温升，不能从根本上解决问题。这些方案只是降温或隔热，没能够设法大幅度减少轴承因滑动摩擦所产生的热量，磁力泵中残留液一旦被蒸发尽后温升仍然会继续上升，磁力泵壳依然会发生变形或溶化。而导致磁力泵空转温升过高的根本原因是滑动轴承的摩擦系数过高。
综上所述，现有磁力泵有两大致命缺陷：一是不耐空转，二是不允许输送液体中含有颗粒物。
发明内容
为了解决上述问题而提出本发明，因此本发明的目的在于提供一种耐空转塑料磁力泵。它避免了由于磁力泵空转引起的泵壳发热变形或熔化，以及输送液中含颗粒物损伤滑动轴承的问题。提高磁力泵的可靠性及使用寿命。
本发明所述的耐空转塑料磁力泵，包括分成前泵壳(1)和后泵壳(2)的塑料泵壳(3)，其内部形成叶轮室(9)和与其相邻的从动磁体套室(10)，并具有供目标液体输送的入口(11)和出口(12)。盘形叶轮从动磁体套组(7)由前端的盘形叶轮(4)和后端的磁体套(6)组成，磁体套(6)的内部安装有从动磁体(5)。所述盘形叶轮从动磁体套组(7)安装在泵壳(3)内部形成的叶轮室(9)和与其相邻的从动磁体套室(10)的内部。所述盘形叶轮从动磁体套组(7)由全密封式陶瓷滚动轴承旋转支撑并安装于泵壳(3)内。主传动磁体(15)与叶轮室(9)和从动磁体套室(10)隔离开，并将其装入后泵壳(2)和旋转传动体(13)壳之间的空腔内，并与旋转传动体(13)固定在一起整体转动。由电机(16)的传动轴带动旋转传动体(13)旋转，通过后泵壳(2)使主旋转磁体(15)通过磁场作用而与从动磁体(5)结合，以便使从动磁体(5)向盘形叶轮(4)施加驱动力。所述的盘形叶轮(4)内部形成流道以便从入口(11)输入所述目标液体，使所述目标液体沿径向向外输送并将目标液体从出口(12)排出。
本发明解决关键技术问题的技术方案是：设法大幅度减少轴承摩擦所产生的热量，泵空转所引发的温升是由于滑动轴承摩擦系数大(中干摩擦时可达到0.1～0.5)而导致的。本发明是把现有的滑动轴承改为滚动轴承。滚动摩擦系数(深沟球轴承约为0.001～0.0015)远远小于滑动摩擦系数，因此滚动轴承所产生的热量远远小于滑动轴承。而本发明耐空转塑料磁力泵的盘形叶轮从动磁体套组(7)由全密封式陶瓷滚动轴承旋转支撑并安装于泵壳(3)内，因此全密封式陶瓷滚动轴承所产生的热量远远小于已有的滑动轴承。本发明中所采用的全密封式陶瓷滚动轴承为全密封式单列陶瓷滚动轴承(8)以及全密封式双列陶瓷滚动轴承(17)。它由外圈(20)、内圈(21)、保持架(22)、滚动体(23)、密封盖(24)构成。所述全密封式陶瓷滚动轴承的外圈(20)、内圈(21)、滚动体(23)均采用氮化硅、碳化硅、氧化锆、混合式等陶瓷材料制成，保持架(22)采用聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚醚酮(PEEK)、尼龙、聚醚酰亚氨、氧化锆、氮化硅等材料制造，密封盖(24)采用橡胶类材料制造。本发明中所采用的其中一种氮化硅陶瓷滚动轴承具有1、转速高(12000转/分~75000转/分)；2、耐高温(使用温度在100~800度)；3、耐腐蚀(强酸、强碱、无机、有机盐、海水等)；4、低发热；5、低热膨胀；6、高刚性；7、无油自润滑等优点。经对样机测试表明，装有氮化硅陶瓷滚动轴承的磁力泵空转24小时后，所述氮化硅陶瓷滚动轴承及所述耐空转塑料磁力泵完好如初，亦可正常运转，实测在额定转速下氮化硅陶瓷滚动轴承的温升曲线见图6，从图中可以看出氮化硅陶瓷滚动轴承的温升的最大值为62℃，最小值为41.3℃。氮化硅陶瓷滚动轴承的最高温升远低于塑料泵壳及叶轮的变形温度。彻底解决了磁力泵不耐空转这一致命缺陷。由于本发明采用全密封式陶瓷滚动轴承，同时也彻底解决了因输送液中含有颗粒物而损伤磁力泵的滑动轴承的另一致命缺陷。因此大大提高了磁力泵的可靠性及使用寿命。
附图说明
图1是本发明第一种实施例耐空转塑料磁力泵主要组成部分的横截面图；
图2是本发明第二种实施例耐空转塑料磁力泵主要组成部分的横截面图；
图3是本发明第三种实施例耐空转塑料磁力泵主要组成部分的横截面图；
图4是单列全密封式陶瓷滚动轴承的横截面图；
图5是双列全密封式陶瓷滚动轴承的横截面图；
图6是实测在额定转速下氮化硅陶瓷滚动轴承的温升曲线图
具体实施方式
下面参照附图说明本发明优选三种实施例。
如图1所示，本发明耐空转塑料磁力泵第一种实施例，包括分成前泵壳(1)和后泵壳(2)的塑料泵壳(3)，其内部形成叶轮室(9)和与其相邻的从动磁体套室(10)，并具有供目标液体输送的入口(11)和出口(12)。盘形叶轮从动磁体套组(7)由前端的盘形叶轮(4)和后端的磁体套(6)组成，磁体套(6)的内部安装有从动磁体(5)。所述盘形叶轮从动磁体套组(7)安装在泵壳(3)内部形成的叶轮室(9)和与其相邻的从动磁体套室(10)的内部。所述盘形叶轮从动磁体套组(7)的前端突出部位的外壁和前泵壳(1)内部入口端的内壁分别与所述全密封式陶瓷滚动轴承(8)的内环和外环固定安装。所述盘形叶轮从动磁体套组(7)底部凹槽的内壁和后泵壳(2)的内底部凸起的圆柱形的外壁分别与所述全密封式陶瓷滚动轴承(8)的外环和内环固定安装。主传动磁体(15)与叶轮室(9)和从动磁体套室(10)隔离开，并将其装入后泵壳(2)和旋转传动体(13)壳之间的空腔内，并与旋转传动体(13)固定在一起整体转动。由电机(16)的传动轴带动旋转传动体(13)旋转，通过后泵壳(2)使主旋转磁体(15)通过磁场作用而与从动磁体(5)结合，以便使从动磁体(5)向盘形叶轮(4)施加驱动力。所述的盘形叶轮(4)内部形成流道以便从入口(11)输入所述目标液体，使所述目标液体沿径向向外输送并将目标液体从出口(12)排出。
如图4所示，所述全密封式陶瓷滚动轴承(8)为全密封式单列陶瓷滚动轴承。它由外圈(20)、内圈(21)、保持架(22)、滚动体(23)、密封盖(24)构成。
如图2所示，本发明耐空转塑料磁力泵第二种实施例，包括分成前泵壳(1)和后泵壳(2)的塑料泵壳(3)，其内部形成叶轮室(9)和与其相邻的从动磁体套室(10)，并具有供目标液体输送的入口(11)和出口(12)。盘形叶轮从动磁体套组(7)由前端的盘形叶轮(4)和后端的磁体套(6)组成，磁体套(6)的内部安装有从动磁体(5)。所述盘形叶轮从动磁体套组(7)安装在泵壳(3)内部形成的叶轮室(9)和与其相邻的从动磁体套室(10)的内部。所述盘形叶轮从动磁体套组(7)的内孔壁和前泵壳(1)入口处伸出的导柱(18)的外壁分别与所述全密封式陶瓷滚动轴承(17)的外环和内环固定安装。主传动磁体(15)与叶轮室(9)和从动磁体套室(10)隔离开，并将其装入后泵壳(2)和旋转传动体(13)壳之间的空腔内，并与旋转传动体(13)固定在一起整体转动。由电机(16)的传动轴带动旋转传动体(13)旋转，通过后泵壳(2)使主旋转磁体(15)通过磁场作用而与从动磁体(5)结合，以便使从动磁体(5)向盘形叶轮(4)施加驱动力。所述的盘形叶轮(4)内部形成流道以便从入口(11)输入所述目标液体，使所述目标液体沿径向向外输送并将目标液体从出口(12)排出。
如图5所示，所述全密封式陶瓷滚动轴承(17)为全密封式双列陶瓷滚动轴承。它由外圈(20)、内圈(21)、保持架(22)、滚动体(23)、密封盖(24)构成。
如图3所示，本发明耐空转塑料磁力泵第三种实施例，包括分成前泵壳(1)和后泵壳(2)的塑料泵壳(3)，其内部形成叶轮室(9)和与其相邻的从动磁体套室(10)，并具有供目标液体输送的入口(11)和出口(12)。盘形叶轮从动磁体套组(7)由前端的盘形叶轮(4)和后端的磁体套(6)组成，磁体套(6)的内部安装有从动磁体(5)。所述盘形叶轮从动磁体套组(7)安装在泵壳(3)内部形成的叶轮室(9)和与其相邻的从动磁体套室(10)的内部。所述盘形叶轮从动磁体套组(7)的内孔壁和前泵壳(1)入口处伸出的导柱(19)的外壁分别与全密封式陶瓷滚动轴承(8)的外环和内环固定安装。所述盘形叶轮从动磁体套组(7)底部凹槽的内壁和后泵壳(2)的内底部凸起的圆柱形的外壁分别与全密封式陶瓷滚动轴承(8)的外环和内环固定安装。主传动磁体(15)与叶轮室(9)和从动磁体套室(10)隔离开，并将其装入后泵壳(2)和旋转传动体(13)壳之间的空腔内，并与旋转传动体(13)固定在一起整体转动。由电机(16)的传动轴带动旋转传动体(13)旋转，通过后泵壳(2)使主旋转磁体(15)通过磁场作用而与从动磁体(5)结合，以便使从动磁体(5)向盘形叶轮(4)施加驱动力。所述的盘形叶轮(4)内部形成流道以便从入口(11)输入所述目标液体，使所述目标液体沿径向向外输送并将目标液体从出口(12)排出。
如图4所示，所述全密封式陶瓷滚动轴承(8)为全密封式单列陶瓷滚动轴承。它由外圈(20)、内圈(21)、保持架(22)、滚动体(23)、密封盖(24)构成。
在以上实施列中均采用全密封式陶瓷滚动轴承，彻底解决了磁力泵不耐空转这一致命缺陷，以及因输送液中含有颗粒物而损伤磁力泵的滑动轴承的另一致命缺陷。因此大大提高了磁力泵的可靠性及使用寿命。
Claims (8)
1、一种耐空转塑料磁力泵，包括分成前泵壳(1)和后泵壳(2)的塑料泵壳(3)，其内部形成叶轮室(9)和与其相邻的从动磁体套室(10)，并具有供目标液体输送的入口(11)和出口(12)。盘形叶轮从动磁体套组(7)由前端的盘形叶轮(4)和后端的磁体套(6)组成，磁体套(6)的内部安装有从动磁体(5)。所述盘形叶轮从动磁体套组(7)安装在泵壳(3)内部形成的叶轮室(9)和与其相邻的从动磁体套室(10)的内部。通过后泵壳(2)使主旋转磁体(15)通过磁场作用而与从动磁体(5)结合，以便通过从动磁体(5)向盘形叶轮(4)施加驱动力。所述的盘形叶轮(4)内部形成流道以便从入口(11)输入所述目标液体，使所述目标液体沿径向向外输送并将目标液体从出口(12)排出。其特征在于：所述盘形叶轮从动磁体套组(7)由全密封式陶瓷滚动轴承旋转支撑并安装于泵壳(3)内。
2、根据权利要求1所述的耐空转塑料磁力泵，其特征在于：所述盘形叶轮从动磁体套组(7)的前端出部位的外壁和前泵壳(1)内部入口端的内壁分别与所述全密封式陶瓷滚动轴承(8)的内环和外环固定安装。所述盘形叶轮从动磁体套组(7)底部凹槽的内壁和后泵壳(2)的内底部凸起的圆柱形的外壁分别与所述全密封式陶瓷滚动轴承(8)的外环和内环固定安装。
3、根据权利要求1所述的耐空转塑料磁力泵，其特征在于：所述盘形叶轮从动磁体套组(7)的内孔壁和前泵壳(1)入口处伸出的导柱(18)的外壁分别与所述全密封式陶瓷滚动轴承(17)的外环和内环固定安装。
4、根据权利要求1所述的耐空转塑料磁力泵，其特征在于：所述盘形叶轮从动磁体套组(7)的内孔壁和前泵壳(1)入口处伸出的导柱(19)的外壁分别与全密封式陶瓷滚动轴承(8)的外环和内环固定安装。所述盘形叶轮从动磁体套组(7)底部凹槽的内壁和后泵壳(2)的内底部凸起的圆柱形的外壁分别与全密封式陶瓷滚动轴承(8)的外环和内环固定安装。
5、根据权利要求1、2、4所述的耐空转塑料磁力泵，其特征在于：所述全密封式陶瓷滚动轴承(8)为全密封式单列陶瓷滚动轴承。它由外圈(20)、内圈(21)、保持架(22)、滚动体(23)、密封盖(24)构成。
6、根据权利要求5所述的耐空转转塑磁力泵，其特征在于：所述全密封式单列陶瓷滚动轴承(8)的外圈(20)、内圈(21)、滚动体(23)均采用氮化硅、碳化硅、氧化锆、混合式等陶瓷材料制成，保持架(22)采用聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚醚酮(PEEK)、尼龙，聚醚酰亚氨，氧化锆、氮化硅等材料制造，密封盖(24)采用橡胶类材料制造。
7、根据权利要求1和3所述的耐空转塑料磁力泵，其特征在于：所述全密封式陶瓷滚动轴承(17)为全密封式双列陶瓷滚动轴承。它由外圈(20)、内圈(21)、保持架(22)、滚动体(23)、密封盖(24)构成。
8、根据权利要求7所述的耐空转塑料磁力泵，其特征在于：所述全密封式双列陶瓷滚动轴承的外圈(20)、内圈(21)、滚动体(23)均采用氮化硅、碳化硅、氧化锆、混合式等陶瓷材料制造，保持架(22)采用聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚醚酮(PEEK)、尼龙，聚醚酰亚氨，氧化锆、氮化硅等材料制造，密封盖(24)采用橡胶类材料制造。
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