CN102410227A - 一种磁力泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种磁力泵，其包括泵体、叶轮、叶轮轴、由轴瓦和轴承座构成的滑动轴承、由内磁联轴器和外磁联轴器构成的磁联轴器、隔离套以及传动轴，内磁联轴器、外磁联轴器分别固定在叶轮轴、传动轴的端部，所述传动轴上套设有轴承箱，传动轴贯通该轴承箱中部，并通过滚动轴承固定在该轴承箱两侧壁上；所述轴承箱为底部可盛放润滑液的封闭结构，其上设有托架、进油口。这种传动结构，轴承箱的箱体内可注入润滑液润滑滚动轴承并可获得散热效果，还使两侧的滚动轴承具有较大的轴向间距，定位精度更高，传动轴可大大减低运转不平衡带来的跳动，并且在高温工况时，即使高热传导至支承轴承，轴承也因油浴润滑方式得到良好的散热和润滑，从而提高磁力泵的使用寿命和耐高温能力。

Description

一种磁力泵

技术领域

本发明涉及一种磁力泵。

 

背景技术

目前，在化工、石油、印染、医药、食品、电镀等行业，磁力泵得到广泛的应用，用以输送石油和化学介质等液体，这些介质的各种特性，就要求磁力泵耐腐蚀、耐高温、耐高压、零泄漏；对于传统磁力泵的外磁联轴器，一般有两种固定方式，一种是直接安装于电机轴，通常叫直连式，另一种为悬架式，例如名为“多管式高温磁力泵” （专利号 ZL 200920035791．6）的中国专利，即是采用悬架连接方式；直连式因为存在散热的局限，一般仅用于小功率磁力泵结构，而大功率磁力泵通常采用悬架式；对于传统的悬架式磁力泵，其悬架结构大多采用前述专利所公开的结构，受该悬架结构的约束，其上两副滚动轴承之间的轴距一般都过小，并且轴承的润滑均采用油脂润滑；由于外磁联轴器悬置于传动轴的一端，这种悬置结构本身就会因为重力作用而发生偏转，在高温工况下，过小的轴承间距，更会加剧运转不平衡，另外，油脂润滑易让轴承长期处于高温工作状态而减少使用寿命，甚至使轴承定位实效；对于需要24小时连续使用工况来说，上述磁力泵的使用寿命平均为8个月，但化工行业一般的大修期安排每年一次，因此对上述两种结构而言均不够理想。

 

发明内容

本发明主要主要目的是提供一种磁力泵，其采用轴承箱的传动结构，使磁力泵在高温下的传动更平稳，并由此可对传动轴上的滚动轴承进行油浴润滑和良好的散热，使传动轴不易定位实效；这种结构，可显著提高磁力泵的最高工作温度和使用寿命。

本发明的另一个目的，是提高传动轴在高温工作下的定位精度，从而可以降低叶轮轴滑动轴承的定位精度要求，由此进一步提高磁力泵的使用寿命。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种磁力泵，包括泵体、叶轮、叶轮轴、由轴瓦和轴承座构成的滑动轴承、由内磁联轴器和外磁联轴器构成的磁联轴器、隔离套以及传动轴，内磁联轴器、外磁联轴器分别固定在叶轮轴、传动轴的端部，所述传动轴上套设有轴承箱，传动轴贯通该轴承箱中部，并通过滚动轴承固定在该轴承箱两侧壁上；所述轴承箱为底部可盛放润滑液的封闭结构，其上设有托架、进油口。轴承箱的这种传动结构，箱体内可注入润滑液润滑滚动轴承并可获得散热效果；这种传动结构还使两侧的滚动轴承具有较大的轴向间距，定位精度更高，传动轴可大大减低运转不平衡带来的跳动，并且在高温工况时，即使高热传导至支承轴承，轴承也因油浴润滑方式得到良好的散热和润滑，从而提高磁力泵的使用寿命和耐高温能力；由于传动轴定位精度高，其上的外磁联轴器也就获得更平稳的转动轨迹，径向跳动小，相应地，在磁力作用下，内磁联轴器的径向定位精度要求可降低，也就是说叶轮轴上的滑动轴承的精度要求可获得一定程度的降低；对泵轴上的滑动轴承精度要求的降低，显而易见地，可降低磁力泵的制造成本，更重要的是，滑动轴承精度要求的降低就意味着滑动轴承可允许更大的磨损量，亦即可使用更长的时间，由于滑动轴承是导致磁力泵故障的易损件，故此可大幅提高磁力泵的使用寿命。

为避免轴承箱箱体内的润滑液外漏，作为优选，所述滚动轴承外侧设有套设于传动轴上的端盖和防尘盖，该端盖上设有与传动轴圆周构成径向密封的密封圈。

出于提高安全的考虑，作为优选，所述外磁联轴器外套设有防护筒；该防护筒为非金属材质，其一端固定在轴承箱侧壁、另一端抵靠在轴承座侧壁上。这种非金属结构，起到较好的隔热作用，可减少泵体端的高温传递到滚动轴承上的热量。

由于外磁联轴器悬置于传动轴的一端，基于使用空间以及受力平衡的考虑，作为优选，固定在轴承箱两侧壁的滚动轴承，间距约为外磁联轴器轴向长度的0.5-1.5倍。这种结构，可使外磁联轴器获得较佳的定位精度，并在运行中获得较佳的平稳度，尤其是获得较小的径向偏转。

作为优选，所述轴瓦外圆周上设有1-6个用于防止其转动的限位台，该限位台为平台或凸台，均匀分布在轴瓦外圆周上；轴承座上的轴瓦安装孔内设有与限位台适配的平台或凹槽。通过轴瓦安装孔的配合，轴瓦由圆周上的圆弧面进行周向定位，限位台形成周向限位，由此可克服叶轮轴高速旋转带来的周向摩擦力矩，使轴瓦不会在轴承座内产生相对转动，避免了传统结构的轴瓦在过盈不足时跟转的现象，也就避免了跟转现象导致的轴承座磨坏失效的情况。

作为优选，所述轴瓦外圆周的直径小于轴承座上的轴瓦安装孔的直径；在轴瓦和轴承座间设有间隙补偿圈，该间隙补偿圈为可收缩变形的弹性体，其内外侧分别抵靠在轴瓦外周、轴瓦安装孔内壁。轴瓦外圆周直径小于轴承座上的轴瓦安装孔直径，使轴瓦与安装孔之间形成膨胀间隙，膨胀间隙为轴瓦与轴承座安装孔提供了受热膨胀的空间，避免热膨胀变形对轴瓦形成过大的压应力，从而克服了传统结构在温度上升时轴瓦很容易破碎失效的问题；另外，这种设有间隙的结构，使轴瓦的装配和更换操作更简单、容易，轴瓦不会在装配过程中挤压受损。可收缩变形的间隙补偿圈，填充在轴瓦与轴瓦安装孔之间，其弹力施加在轴瓦圆周上；无论工作温度升高还是降低，在间隙补偿圈的弹力作用下，轴瓦始终与轴瓦安装孔保持同轴；因此，设置间隙补偿圈的结构，只要控制好间隙补偿圈的弹力，就使轴瓦具有了自动对中的能力，亦即轴瓦中心始终保持在与轴瓦安装孔中心上的能力。另外，间隙补偿圈具有一定的弹性，在磁力泵运行中可起到良好的减震作用，提高了轴瓦的抗振动冲击的能力，对轴瓦起到保护作用，尤其是脆性材料制作的轴瓦，这种减震作用可显著提高整体结构的抗冲击能力。

当工作温度升高时，轴瓦和轴承座受热变形，轴瓦外径扩大，轴承座上的轴瓦安装孔收缩，两相叠加，轴瓦易与轴承座之间形成较大的过盈量，过大的过盈量易使轴瓦受损；为避免此种情况，作为优选，所述轴瓦外圆周与轴瓦安装孔内圆周的直径之差，相当于最大工作温度时轴瓦外圆周和轴瓦安装孔内圆周径向热变形量之和。这种结构，在高温下，轴瓦与轴承座之间不会形成过盈配合，或者形成过盈配合，但其过盈量也不会过大，从而进一步保护了轴瓦不受热变形损伤。

作为优选，所述隔离套包括由底部和筒部构成的本体，以及设于本体上的固定连接装置，所述底部密封固定在筒部的底端；所述本体为两层或两层以上的结构，其包括外层和由耐腐蚀材料制作的内层。筒部套设于内外磁性联轴器之间，再通过本体上的固定连接装置，与外部构成密封固定连接；采用耐高温的高强度非金属材料制作的外层，可为隔离套提供较好的耐压能力，与输送介质接触的、由耐高温的耐腐蚀材料制作的内层，可为隔离套提供较好的耐腐蚀能力，因此，这种内层耐腐、外层耐压的结构，使隔离套在具有较好的耐高温能力的同时，可将高强度与高耐腐蚀的能力结合到一起，从而克服了现有结构或者缺乏耐压能力或者缺乏耐腐蚀能力的不足；将隔离套各层采用非金属材料制作，可避免金属材料涡流损失带来整机效率降低的问题。

内层与输送介质直接接触，为隔离套提供耐腐蚀能力；具有较好的耐腐蚀性能的材料种类较多，作为优选，所述内层的材质为PFA或PTFE或PVDF或FEP。采用这些氟塑料材料，内层在具有良好的耐腐蚀能力的同时，还易于制作成型，而且成本较低，适于批量制造；另外这些氟塑料材料制作的内层，还能够提供较好的密封性能，避免内部的输送介质外泄。主要为隔离套提供耐压能力的外层，虽不与输送介质直接接触，但同样需要具有一定的耐腐蚀能力；作为优选，所述外层的材质为环氧玻璃钢。环氧玻璃钢，具有较好的耐压能力，亦具有较好的耐高温性能，还具有一定的耐腐蚀性能；环氧玻璃钢外层易制作，成本低。为提高内层与相邻层的结合强度，作为优选，所述内层与相邻层的结合面采用活化表面处理。对于诸如氟塑料等非金属材料制作的内层，其采用活化表面处理，使得内层与相邻层之间有良好的结合，更能增强隔离套的抗高压和耐高温性能。

在高压作用下, 底部与筒部的连接部易因为应力集中而开裂，作为优选，所述底部与筒部的连接部设置为弧形。同理，作为优选，所述固定连接装置的根部与本体的连接部设置圆角。这种弧形过渡或圆角结构，有效地避免了应力集中现象，进一步提高了隔离套的抗高压和耐高温性能。传统磁力泵隔离套多采用平底结构，在高温环境下，受热变形、压力变形的影响，平底结构常常难以承受更高的工作压力；作为优选，所述本体的底部为弧形底或锥形底或蝶形底或复曲面底。弧形底或锥形底或蝶形底或复曲面底，具有一定的延展性，抗变形能力较强；另外，这些形状的底部，还可避免底部与隔离套筒体结合部应力集中而开裂，提高了结合部的抗变形能力。

因此，本发明具有如下有益效果：

1、轴承箱的传动结构，使磁力泵在高温下的传动更平稳，并由此可对传动轴上的滚动轴承进行油浴润滑和良好的散热，使传动轴不易定位实效，可显著提高磁力泵的最高工作温度和使用寿命；

2、通过提高传动轴在高温工作下的定位精度，可降低叶轮轴滑动轴承的定位精度要求，并由此进一步提高了磁力泵的使用寿命。

 

附图说明

附图1是本发明一种磁力泵的一种结构示意图；

附图2是附图1中的Ⅰ处放大示意图；

附图3是附图2中的Ⅱ处放大示意图；；

附图4是轴瓦的一种结构示意图；

附图5是轴瓦的另一种结构示意图；

附图6是隔离套的一种结构示意图。

 

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本发明一种磁力泵，如附图1所示，其包括泵体1、叶轮2、叶轮轴5、由轴瓦4和轴承座3构成的滑动轴承、由内磁联轴器6和外磁联轴器7构成的磁联轴器、隔离套8以及传动轴11，内磁联轴器6、外磁联轴器7分别固定在叶轮轴5、传动轴11的端部，传动轴11上套设有轴承箱12，传动轴11贯通该轴承箱12中部，并通过滚动轴承13固定在该轴承箱12两侧壁上；轴承箱12为底部可盛放润滑液的封闭结构，其上设有托架17、进油口，进油口上设有注油器10。固定在轴承箱12两侧壁的滚动轴承13，间距约为外磁联轴器7轴向长度的0.5-1.5倍。

滚动轴承13外侧设有套设于传动轴11上的端盖14和防尘盖15，该端盖14上设有与传动轴11圆周构成径向密封的密封圈。

外磁联轴器7外套设有防护筒9；该防护筒9为非金属材质，其一端固定在轴承箱12侧壁、另一端抵靠在轴承座3侧壁上。

如附图2、附图3、附图4、附图5所示，轴瓦4外圆周上设有1-6个用于防止其转动的限位台41，该限位台41为平台或凸台，均匀分布在轴瓦4外圆周上；轴承座3上的轴瓦安装孔内设有与限位台41适配的平台或凹槽。轴瓦4外圆周的直径小于轴承座3上的轴瓦安装孔的直径；在轴瓦4和轴承座3间设有间隙补偿圈7，该间隙补偿圈7为可收缩变形的弹性体，其内外侧分别抵靠在轴瓦4外周、轴瓦安装孔内壁。轴瓦4外圆周与轴瓦安装孔的直径之差，相当于最大工作温度时轴瓦4外圆周和轴瓦安装孔内圆周径向热变形量之和。

如附图6所示，隔离套8包括由底部84和筒部85构成的本体，以及设于本体上的固定连接装置82，底部84密封固定在筒部85的底端；本体为两层或两层以上的结构，其包括外层81和由耐腐蚀材料制作的内层83。内层83的材质为PFA或PTFE或PVDF或FEP；所述外层81的材质为环氧玻璃钢；内层83与相邻层的结合面采用活化表面处理。底部84与筒部85的连接部设置为弧形；底部84为弧形底或锥形底或蝶形底或复曲面底。

叶轮轴5与轴瓦4可有不同的连接方式，例如叶轮轴5直接套设于轴瓦4中，或者在叶轮轴5圆周上设一轴套并将该轴套套设于轴瓦4中。

传统的悬架式磁力泵，如背景技术中所述的公开专利所公开的，最高工作温度一般在160°左右；本发明的磁力泵，耐温可高达350°。

安装使用时，轴承箱12、泵体1分别通过托架17固定安装在使用位置；传动轴11的自由端与外部驱动电机的电机轴构成传动连接；在外部驱动电机的驱动下，传动轴11在轴承箱12中转动，外磁联轴器7随之转动；在磁力作用下，外磁联轴器7带动内磁联轴器6回转，并带动叶轮轴5在滑动轴承中回转，使叶轮轴5上的叶轮2转动而形成磁力泵进入工作状态。

Claims (10)

1.一种磁力泵，包括泵体（1）、叶轮（2）、叶轮轴（5）、由轴瓦（4）和轴承座（3）构成的滑动轴承、由内磁联轴器（6）和外磁联轴器（7）构成的磁联轴器、隔离套（8）以及传动轴（11），内磁联轴器（6）、外磁联轴器（7）分别固定在叶轮轴（5）、传动轴（11）的端部，其特征在于：所述传动轴（11）上套设有轴承箱（12），传动轴（11）贯通该轴承箱（12）中部，并通过滚动轴承（13）固定在该轴承箱（12）两侧壁上；所述轴承箱（12）为底部可盛放润滑液的封闭结构，其上设有托架（17）、进油口。

2.根据权利要求1所述的一种磁力泵，其特征在于：所述滚动轴承（13）外侧设有套设于传动轴（11）上的端盖（14）和防尘盖（15），该端盖（14）上设有与传动轴（11）圆周构成径向密封的密封圈。

3.根据权利要求1所述的一种磁力泵，其特征在于：所述外磁联轴器（7）外套设有防护筒（9）；该防护筒（9）为非金属材质，其一端固定在轴承箱（12）侧壁、另一端抵靠在轴承座（3）侧壁上。

4.根据权利要求1所述的一种磁力泵，其特征在于：固定在轴承箱（12）两侧壁的滚动轴承（13），间距约为外磁联轴器（7）轴向长度的0.5-1.5倍。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种磁力泵，其特征在于：所述轴瓦（4）外圆周上设有1-6个用于防止其转动的限位台（41），该限位台（41）为平台或凸台，均匀分布在轴瓦（4）外圆周上；轴承座（3）上的轴瓦安装孔内设有与限位台（41）适配的平台或凹槽。

6.根据权利要求5所述的一种磁力泵，其特征在于：所述轴瓦（4）外圆周的直径小于轴承座（3）上的轴瓦安装孔的直径；在轴瓦（4）和轴承座（3）间设有间隙补偿圈（7），该间隙补偿圈（7）为可收缩变形的弹性体，其内外侧分别抵靠在轴瓦（4）外周、轴瓦安装孔内壁。

7.根据权利要求6所述的一种磁力泵滑动轴承，其特征在于：所述轴瓦（4）外圆周与轴瓦安装孔的直径之差，相当于最大工作温度时轴瓦（4）外圆周和轴瓦安装孔内圆周径向热变形量之和。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的一种磁力泵，其特征在于：所述隔离套（8）包括由底部（84）和筒部（85）构成的本体，以及设于本体上的固定连接装置（82），所述底部（84）密封固定在筒部（85）的底端；所述本体为两层或两层以上的结构，其包括外层（81）和由耐腐蚀材料制作的内层（83）。

9.根据权利要求8所述的一种磁力泵，其特征在于：所述内层（83）的材质为PFA或PTFE或PVDF或FEP；所述外层（81）的材质为环氧玻璃钢；所述内层（83）与相邻层的结合面采用活化表面处理。

10.根据权利要求8所述的一种磁力泵，其特征在于：所述底部（84）与筒部（85）的连接部设置为弧形；所述底部（84）为弧形底或锥形底或蝶形底或复曲面底。

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