CN1015126B - 一种垂直式自动充液起动式离心泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种安装于防护板下的垂直式自动充液起动离心泵。该泵包括焊接在进、出管道上的固定的碗状泵体和可以从顶部抽出的运动部件。其中的流体运动机构包括：一个由驱动马达带动的具有径向叶片的叶轮，上述的叶轮在两块隔板之间旋转，一块是具有吸入孔的下隔板，一块是在与叶轮相对的一面开有椭圆形凹槽、槽的终端开有一个排出液体小孔的上隔板。

Description

本发明涉及一种用于输送危险性液体，特别是具有放射性的流体的自动充液起动的离心泵。

在两个容器之间（贮液器、装备等等），从低位容器向高位容器泵送危险性液体，特别是放射性液体时，必须采取特别的防护措施。

其措施如下：

a）泵必须安装在低位容器之上。这样泵的任何损坏所引起的泄漏不会导致容器中所有液体的溢出。

b）输送管口不能浸在高位容器的液体中，这样泵的阻塞或泄漏不会在高位容器中产生虹吸作用。

c）不用断开连接两个容器之间的管道，泵就能够拆卸下来。

d）当使用该泵时，特别是用于放射性液体时，它可被放在两个容器之间，泵和管道处于屏蔽室里。

最好将泵安装在屏蔽室的顶隔板上，垂直驱动轴通过隔板与屏蔽室外的电动机相连，这样更容易维护。

象这样输送液体的泵及其具有的其它一些优点在法国专利№.7624748中已有描述。

在这个专利中所描述的泵包括有：焊接在泵外部的碗状物泵体，碗状物泵体内设有进出管路及泵内流体机构（包括密封），碗状物泵体可垂直拆装，以便起保护作用。

本发明的目的是提供一种类似现有技术的离心泵，但内部流体机构的不同点使该泵更适用于传输低流速流体。（比如：2米³/每小时的级别）。

本发明是安置在水泥板下的一种垂直式自动充液起动的离心泵。该泵包括一个与进出口管路焊在一起的固定碗状泵体和一个紧密地安放于泵体内并易于从顶部抽出的流体运动机构。其特征是流体部件包括：一个由水泥板的另一侧驱动马达驱动具有径向叶片的叶轮，上述的叶轮在具有吸入孔的下隔板和另一块在与叶轮相对侧开有椭园形凹槽、槽的终端开有一个排出液体小孔的上隔板之间旋转。

下面参考图的描述会使我们更容易地理解本发明。

图1为泵和电动机在水泥板上位置的垂直剖面示意图。

图2是该泵的垂直剖面图。

图3为流体运动机构的透视分解图。

图4为流体机构中闭合沟槽的透视图。

图5为可拆部件的垂直剖视图。

图6是流体运动机构的垂直剖面的放大图。

图7为密封结构图。

参见这些图。图1给出了通常的布置，屏蔽室的上部1和下部2被水泥板3分开。屏蔽室2包含人身体所不能接近的危险性物质。上屏蔽室1可以清扫和维护。

泵4安装在水泥板下屏蔽室2，而马达7安装在上屏蔽室1。

马达的安装包括一个牢房式的构件8，传动轴6和球形轴承箱5，一联轴器安装在马达和轴之间。

和普通的泵一样，该泵也是由连接导管的碗状外泵壳，可拆卸的 部分，旋转的流体运动机构，球形轴承、固定密封和旋转密封组成。

泵包括泵壳，其形状如圆柱体，泵体上端开口部分通过凸缘固定在水泥板3上，下端是封闭的。

泵体上包括三个焊接的导管口（焊在管路上）一个是吸入导管18，一个是输出导管24和一个排气导管（图未示）。

吸入导管与所需要被泵送液体连接的管子焊在一起。

输出导管被焊接在输出流体的管路上。

排气导管连接在排气系统上。

泵体必须与整个管路一起固定。

泵的流体机构全部设置在泵体中，可以被抽出的部分包括旋转机构和移动机构（上述的移动机构可以借助一个辅助的移动件的撤回而被抽出，但在泵的工作过程中，上述的移动机构当然是固定的）。

图2表示了旋转运动机构，图3表示叶轮的分解剖视图。

图2及3表明了旋转机构的组成，

-一个驱动轴6通过球形轴承25固定在泵的上端。

-密封件9（或叫旋转密封件）。

-轴的下端为叶轮13，它上面径向放置的叶片呈矩形规则地排列。两个相邻叶片间圆弧角度在10°-30°的范围，一般取15°。很明显，叶轮包含圆形实体34（图6），（不包含叶片）。

图2、3、4、5和6都表示运动构件，详细点说，它是一围绕垂直驱动轴6的一旋转体的一部分。

运动机构的上部包括一个平台部分，它紧靠在与之相对应的碗状泵体的平面部分上，通过两个密封件30和32来保证之间的紧密性（图5）。

运动机构的下端为圆柱状壳体，其侧面由侧壁11来限定。下面可移动的基盘14（靠螺丝33固定，图6）上开一个带有喷流口16的流孔。上板10开有孔29，移动机构的中心部分围绕着驱动轴6形成一放置填充密封的空间。在圆柱形壳体内有一水平隔板20，它将壳体内部分成两个部分，下端放置叶轮13，上端12形成传输容腔。

上述隔板20限定了放置叶轮13的下腔，本发明中所提到隔板和它的作用将在下文中参照图4和图6描述。

这个隔板呈厚圆形板状，其下表面开有槽23（图4示出了翻转后的隔板，以便表示出沟槽）。

槽的末端有一个贯穿隔板20的洞21，第二个洞22位于第一个洞21的同样的辐射半径上，但更接近于中心，同样也穿过隔板20。

在上端（特别是如图2和3所示），一个小板17将孔21和22分隔开。

槽23环绕在平行面35上。

图6显示的槽23象半个椭圆形，如同一个“蓝子手柄”。

图6还显示出侧壁11的内部下端剖面呈凹状31，它使槽23的剖面轮廓延续。

槽23和叶轮13的相关尺寸（径向）很清楚地标注在图6 中，该叶片须处于槽宽的3/4到2/3之间。

R_a是叶轮的最大半径，Re为槽的外径、Ri是槽的内径，那么下式成立：

Re- 1/4 （Re-Ri）＞Ra＞Re- 1/3 （Re-Ri）

此外，叶轮13的轮毂34的半径R_m明显地比槽内径R_i小。

图6表示出叶轮13与隔板20、下隔板14之间有一定间隙。这个间隙必须允许叶轮能自由转动，同时又必须小到能形成表面张力以保证叶轮的两侧密闭。

一般取0.1mm为间隙值。

本发明的泵的正确运转包含可使专业人员满意的状况，即在吸入腔19（见图2和7）和输出腔12（见图7）之间呈各自独立，也就是说良好的隔离效果，吸入腔19位于碗状泵体和运动机构之间。

密封被安装在侧壁11和泵体的内凸台39之间，或将金属环38放在侧壁11的沟槽36、37中，金属环最好为二层。

很显然在沟槽底和金属环内径间留一间隙是必不可少的，这样有利于泵的装配。

金属环的密封有一点轻微的泄漏是允许的，由此产生的缺点就是泵的流量降低了但只是很轻微的。

根据本发明制造的泵的运行方式是一种自动充液起动式的离心 泵，下面将简要地描述一下。

包含足够浸没叶轮的液体的静止泵作为起始点，在泵体的上方和吸入管处存有空气。

随着转动，流体从环形槽23中通过孔21进入输出腔12。液体的容积被来自导管口16的同样容积的空气所代替。

叶轮的旋转把水和空气混合，不稳定的乳浊液从孔21通过。在输出腔12中分离成从孔29离去的空气和从孔22落向叶轮的水。

隔板17分开两个孔以防止在空气和水分离之前，混合的乳浊液进入孔22。

直到空气从吸入管道向输出方向排空后，同样的循环重新开始。液体被吸入并充满泵就象具有周边通孔的泵所具有的一般流体特性，吸入的液体经导管16进入泵的底部，再通过孔21进入腔12，然后经孔29进入输出腔12′，最后进入输出导管24。

运行中的泵被安装在装有液体的贮液器的上方，由于没有任何阀门，排除了泄漏造成的危害。

很显然，在拆卸该泵时，要先去掉马达，然后是联轴器和泵的全部内部机构：包括移动机构和旋转部件，它们可以从隔离厚板上的孔中拔出。由于泵安装在贮液器的上方，与管道焊在一起的泵壳仍留在原处，从而没有液体漏出。

当放射性液体仍留在抽出的泵内部分中时，就必须对人员采取保护性措施。

按本发明制造的泵的尺寸和特征如下：

-叶轮直径为90mm，厚为10mm，由24个叶片组成。

-驱动轴的旋转速度：

2900转/分钟;前述的泵在泵送冷却水时的水头要比这种泵低6.5米，扬程46米时，可保证流量为1500升/小时，若扬程为25米时，可保证流量为2000升/小时。

同样的叶轮，使用在普通的离心泵上，其产生流体压力升程要比该泵低4倍。

Claims (6)

1、一种垂直式的自动充液起动式离心泵，它安装于一水泥板(3)下，包括焊接在进口管路(18)和出口管路(24)上的固定壳体(15)和可从顶部拔出的流体运动机构，所述机构包括由驱动轴(6)带动的具有径向叶片的叶轮(13)，叶轮(13)密闭地设置在壳体(15)中从而形成相互隔开的一吸入腔(19)和一输出腔(12)，其特征在于：

所述叶轮(13)在一下隔板(14)和一上隔板(20)之间旋转，所述下隔板(14)上开有与吸入腔(19)连通的吸入孔，上隔板(20)在叶轮一侧开有截面呈椭圆形的槽(23)，该槽的末端有一小孔(21)可使液体排出所述输出腔(12)；上隔板上还有一与所述孔(21)在同一半径线上的第二孔(22)，孔(22)离轴线更近一些，且在与叶轮(13)相对的隔板的另一面上由一板(17)将孔(21)和(22)分开。

2、如权利要求1所述的泵，其特征在于所述的输出腔（12）由一带孔的板（10）分开成两部分。

3、如权利要求1的所述的泵，其特征是用密封件（9）围绕驱动轴（6）形成水密。

4、如权利要求1所述的泵，其特征是运动机构侧壁（11）的下端（31）的剖面使所述槽（23）的剖面延伸连续起来。

5、如权利要求1所述的泵，其特征是在运动机构侧壁（11）的槽（37）中安放一个金属环（38）以保证固定壳体（15）和运动构件之间的密闭。

6、如权利要求1所述的泵，其特征是叶轮的半径Ra，槽的半径Re，内径Ri由下面的不等式联系起来：

Re- 1/4 （Re-Ri）＞Ra＞Re- 1/3 （Re-Ri）

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