CN103277319A

CN103277319A - 船用切线泵

Info

Publication number: CN103277319A
Application number: CN2013102271094A
Authority: CN
Inventors: 姜庆华
Original assignee: JIANGSU DEHUA PUMP MANUFACTURE Co Ltd
Current assignee: JIANGSU DEHUA PUMP MANUFACTURE Co Ltd
Priority date: 2013-06-08
Filing date: 2013-06-08
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2033-06-08
Also published as: CN103277319B

Abstract

本发明涉及一种船用切线泵，其包括一组合泵体、一动力输出单元与一安装本体；所述组合泵体包括一泵体、一密封盖与一泵盖，所述泵体与所述泵盖相连接，围成一内部腔体，所述组合泵体固定安装在所述安装本体上；所述动力输出单元包括一电机、一输出轴、一叶轮、一紧固螺母与一橡胶软垫，所述电机固定安装在所述安装本体上；所述输出轴受所述电机驱动，所述输出轴伸入所述内部腔体中；所述叶轮置于所述内部腔体中，其通过所述紧固螺母固定在所述输出轴上；所述叶轮的复数个叶片均匀布置在一叶轮主体上，所述叶片为螺旋状，沿轴向看，所述叶片朝同一方向弯曲；所述橡胶软垫套装在所述输出轴上，能有效缓冲水压、提高使用寿命。

Description

船用切线泵

技术领域

本发明涉及一种切线泵，特别涉及一种具有开式结构叶轮的切线泵，该切线泵特别适用于船舶使用的压力水柜。

背景技术

现有技术中船用的泵有轴流泵、混流泵、离心泵，切线泵是一种小流量、高扬程、低比转速离心泵。

如中国专利CN201110188769.7公开的一种船用推进装置，其中一种方案的叶轮采用开式直叶叶轮，直叶叶轮的轮廓缺少过渡，面对水流的冲击时，承受压力较大，容易使叶轮的叶片损坏，损坏的位置影响使用性能，而且容易在水中腐蚀，使用寿命较短。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种船用切线泵，其包括一组合泵体、一动力输出单元与一安装本体；

所述组合泵体包括一泵体、一密封盖与一泵盖，所述泵体与所述泵盖相连接，两者围成一内部腔体，所述组合泵体固定安装在所述安装本体上，所述密封盖置于所述内部腔体内；

所述动力输出单元包括一电机、一输出轴、一叶轮、一紧固螺母与一橡胶软垫，所述电机固定安装在所述安装本体上；所述输出轴与所述电机相连接，所述输出轴受所述电机驱动，围绕其中心轴线旋转，所述输出轴通过所述泵体上端面的一通孔伸入所述内部腔体中；

所述叶轮置于所述内部腔体中，所述叶轮通过所述紧固螺母固定在所述输出轴上；所述叶轮包括一叶轮主体与复数个叶片，所述叶轮主体为一圆柱形，所述叶片均匀布置在所述叶轮主体上，所述叶片为螺旋状，其扭转角度小于九十度，沿轴向看，所有所述叶片朝同一方向弯曲；

所述橡胶软垫置于所述泵体外部，其套装在所述输出轴上；

所述输出轴上顺序套装所述橡胶软垫-所述泵体-所述密封盖-所述叶轮-所述紧固螺母。

较佳的，所述橡胶软垫的通孔内壁上有密布的橡胶毛刺。

较佳的，所述橡胶毛刺的直径为1-3mm，其长度为2-3mm。

较佳的，所述叶片从上端面至另一端面的轨迹方程为：

当0＜θ_r＜2π/N时，

X_i＝r×cos(N×θ_i)，Y_i＝r×sin(N×θ_i)，Z_i＝L×|sin(N×θ_i)|；

当2π/N＜θ_r＜2π时，

X_i＝r×cos[N×(θ_i+a)]，Y_i＝r×sin[N×(θ_i+a)]，Z_i＝L×|sin[N×(θ_i+a)]|；

其中，原点为所述叶轮主体在上端面的中心点，Z轴为所述叶轮的中心轴，指定所述叶轮主体的上端面上所述叶片的一点与原点的连线为X轴，r为所述叶片上任一点的半径，θ_r为任一点与X轴的夹角，X_i、Y_i、Z_i为所述叶片任一点的坐标；θ_i为任一点的所述叶片扭转角度；N为所述叶片的数量，N为大于1的整数；a为任意实数，-π/2＜a＜π/2；L为所述叶轮的Z轴投影长。

较佳的，所述密封盖与所述泵体之间形成一密封腔体，在所述密封腔体内设置密封单元。

较佳的，所述紧固螺母上有一径向通孔，所述输出轴上安装所述紧固螺母的对应位置，设置一径向通孔，一锁止销穿过所述紧固螺母与所述输出轴上的所述径向通孔，用于轴向固定所述紧固螺母。

较佳的，沿所述叶轮主体的外圆周设置至少一轴向通孔，用于平衡所述叶轮两侧的液体压力。

较佳的，在所述泵体的上端面安装一加注油杯，通过加注油杯向所述内部腔体内加注润滑油。

较佳的，所述a值与所述L值的关系满足以下公式：a＝arctg(L)。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：叶轮上所受应力分布均匀，不存在应力集中点，提高了叶轮的使用寿命，避免所述船用切线泵受到过大的轴向冲击力；叶片的同向弯曲，顺应水流的流向，受水流冲击叶片即可转动，避免叶片破损；多层密封的设计，能有效阻挡灰尘砂石等异物，提高了内部清洁度；定位缓冲垫的设计，在电机驱动过程中产生抖动，刚性接触使输出轴和叶轮等易损件产生过大冲击，提高了使用寿命，还起到减少噪音、径向定位的作用。

附图说明

图1为本发明船用切线泵的主视示意图；

图2为本发明船用切线泵的叶轮主视示意图；

图3为本发明船用切线泵的叶轮剖视示意图；

图4为本发明船用切线泵的橡胶软垫剖视示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

请参阅图1所示，其为本发明船用切线泵的主视示意图，所述船用切线泵包括一电机1、一泵体支架2、一泵体3、一输出轴4、一密封扩张件5、一轴密封件6、一密封盖7、一叶轮8、一泵盖9、一紧固螺母10、一锁止销11与一橡胶软垫12。

所述电机1作为所述船用切线泵的动力装置，为所述船用切线泵提供动力，所述电机1的功率决定了所述输出轴4的旋转速度。所述泵体支架2作为所述船用切线泵的安装载体，所述泵体支架2应该结构坚实，所述电机1启动时所述船用切线泵放置稳定，不会发生晃动。

本实施例中，所述电机1置于所述泵体支架2的上平面上，所述输出轴4与所述电机1相连接，所述输出轴4垂直向下连接到所述泵体3，所述泵体3的上端面上具有一通孔，用于通过所述输出轴4，所述泵体3与所述泵盖9相连接，所述泵盖9将所述叶轮8密封起来。

所述密封盖7与所述泵体3相连接，将所述密封扩张件5与所述轴密封件6密封起来，所述密封扩张件5与所述轴密封件6套装在所述输出轴4上，所述密封盖7的上端面上具有一通孔，用于通过所述输出轴4，所述输出轴4套装在所述密封盖7上，所述输出轴4伸出所述密封盖7，所述叶轮8置于所述密封盖7外，所述叶轮8套装在所述输出轴4上，所述紧固螺母10将所述叶轮8轴向固定。

所述锁止销11用于将所述紧固螺母1锁紧，在所述输出轴4上安装所述紧固螺母10的位置，所述输出轴4上具有一径向通孔，所述紧固螺母10上也具有相应的一径向通孔，所述锁止销11穿过两个所述径向通孔将所述紧固螺母10固定在所述输出轴4上，避免在水流冲击下所述紧固螺母10脱落。本实施例中所述紧固螺母10使用盖形螺母，其圆滑的外形可以缓解水流的冲击力。

这种层层套装多处封闭的设计，可以避免外界液体向上通过所述输出轴4渗透到所述电机1，保证用电安全。

所述泵体3与所述密封盖7之间形成的密封空间，通过一加注油杯31向密封空间中储蓄润滑油，所述加注油杯31置于所述泵体3的上端面靠近所述输出轴4的位置，在所述泵体3上可以设置一润滑油量观察装置，从所述润滑油量观察装置中可以观测到润滑油量，润滑油量不足时，及时通过所述加注油杯31加注，保证润滑油量足够。

所述加注油杯31采用标准件，加注润滑油能降低所述船用切线泵的运转温度，而且避免经常拆卸所述泵体3，方便所述船用切线泵的维修保养，提高了所述船用切线泵的使用寿命。

请参阅图2所示，其为本发明船用切线泵的叶轮主视示意图，所述叶轮8具有一个叶轮主体80、多个叶片81与多个通孔82。

所述叶轮8为开式结构，结构简单，容易制造和维修。所述叶轮主体80为一圆柱形，其中间具有一通孔，所述通孔用于通过所述输出轴4。本实施例中，所述叶轮8具有十个所述叶片81。

所述叶片81为螺旋的立体弧面，所述叶片81从所述叶轮主体80的外圆周向外延伸，所述叶片81的弧面逐渐扭转，所述叶片81的扭转角度不大于九十度，沿轴向看所有所述叶片81均同朝一个方向弯曲。所述叶片81的螺旋弧面可以缓冲液体压力，所述叶片81的螺旋状可以化解液体各方向的压力，避免所述叶片81受损，所述叶片81的螺旋弧面为一体成形结构，可靠性很高，不存在应力过于集中的点或线，从而提高所述叶轮8的使用寿命。

所述叶片81从上端面至另一端面的轨迹方程为：

当0＜θ_r＜2π/N时，

X_i＝r×cos(N×θ_i)，Y_i＝r×sin(N×θ_i)，Z_i＝L×|sin(N×θ_i)|； (1)

当2π/N＜θ_r＜2π时，

X_i＝r×cos[N×(θ_i+a)]，Y_i＝r×sin[N×(θ_i+a)]，Z_i＝L×|sin[N×(θ_i+a)]|； (2)

其中，原点为所述叶轮主体80在上端面的中心点，Z轴为所述叶轮8的中心轴，指定所述叶轮主体80上端面上所述叶片81的一点与原点的连线为X轴，r为所述叶片81上任一点的半径，θ_r为任一点与X轴的夹角，X_i、Y_i、Z_i为所述叶片81任一点的坐标；θ_i为任一点的所述叶片81扭转角度，0＜θ_i＜π/2；N为所述叶片81的数量，N为大于1的整数；a为任意实数，-π/2＜a＜π/2；L为所述叶轮8的Z轴投影长。

当0＜θ_r＜2π/N时，X轴上的所述叶片81为第一片，由公式(1)计算出第一片所述叶片81的叶片形状；

当2π/N＜θ_r＜2π时，按公式(2)确定逆时针方向布局的下一个所述叶片81，以2π/N为周期，重复第一片所述叶片81的叶片形状，a值使相邻所述叶片81之间有部分重叠，使所有所述叶片81之间排列紧密，能均匀作用于水流，使水流压力分散，避免对所述泵体3和所述输出轴4形成过大压力。

所述a值与所述L值的关系满足以下公式：a＝arctg(L)； (3)

根据公式(3)，当所述叶轮8的高度值较大时，a值也相应较大，相邻所述叶片81之间重叠的部分越就越多，这样能使所述叶片81更加密集，能充分作用于水流，这样可以使所述叶轮8的大小与所述船用切线泵的功率相匹配。

沿所述叶轮主体80的圆周均布所述通孔82，用于平衡所述叶轮主体80上下端面的压力，避免两边的液体压力差损坏所述叶轮8。

请参阅图3所示，其为本发明船用切线泵的叶轮剖视示意图，结合图1所示，所述叶片81与相邻安装的所述泵盖9的形状相适应，远离所述叶轮主体80的外圆周的所述叶片81的宽度较小，接近所述叶轮主体80的外圆周的所述叶片81的宽度较大，这种设计使所述叶片81承受液体压力较大的中心部位的受力面更大，不容易损坏，所述叶片81螺旋状的结构顺应水流压力，将高压下的水流导向到所述船用切线泵的出口位置。

请参阅图4所示，其为本发明船用切线泵的橡胶软垫剖视示意图，所述橡胶软垫12套装在所述输出轴4上并轴向固定，与所述泵体3的上端面相接触，其橡胶材质能缓冲所述输出轴4与所述泵体3刚性接触产生的冲击，还起到减少噪音、径向定位的作用。所述橡胶软垫12的中间通孔直径比安装位置处的所述输出轴4的直径大1mm，这样能方便所述橡胶软垫12的安装，避免制造过程中公差导致装配困难。

所述橡胶软垫12的通孔内壁上有密布的橡胶毛刺，所述橡胶毛刺的直径为1-3mm，其长度为2-3mm，由于所述橡胶毛刺的作用，使所述输出轴4径向完全稳固；在长期使用过程中，如果所述输出轴4与所述泵体3套装的位置产生过大间隙，产生密封不严，密布的所述橡胶毛刺能填补空隙，起到二次密封的作用；所述橡胶毛刺还能阻挡外部杂质，提高所述船用切线泵的内部清洁度，继而提高使用寿命。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims

1.一种船用切线泵，其特征在于，其包括一组合泵体、一动力输出单元与一安装本体；

所述橡胶软垫置于所述泵体外部，其套装在所述输出轴上；

2.根据权利要求1所述的船用切线泵，其特征在于，所述橡胶软垫的通孔内壁上有密布的橡胶毛刺。

3.根据权利要求2所述的船用切线泵，其特征在于，所述橡胶毛刺的直径为1-3mm，其长度为2-3mm。

4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的船用切线泵，其特征在于，所述叶片从上端面至另一端面的轨迹方程为：

当0＜θ_r＜2π/N时，

X_i＝r×cos(N×θ_i)，Y_i＝r×sin(N×θ_i)，Z_i＝L×|sin(N×θ_i)|；

当2π/N＜θ_r＜2π时，

5.根据权利要求1所述的船用切线泵，其特征在于，所述密封盖与所述泵体之间形成一密封腔体，在所述密封腔体内设置密封单元。

6.根据权利要求1所述的船用切线泵，其特征在于，所述紧固螺母上有一径向通孔，所述输出轴上安装所述紧固螺母的对应位置，设置一径向通孔，一锁止销穿过所述紧固螺母与所述输出轴上的所述径向通孔，用于轴向固定所述紧固螺母。

7.根据权利要求1所述的船用切线泵，其特征在于，沿所述叶轮主体的外圆周设置至少一轴向通孔，用于平衡所述叶轮两侧的液体压力。

8.根据权利要求1所述的船用切线泵，其特征在于，在所述泵体的上端面安装一加注油杯，通过加注油杯向所述内部腔体内加注润滑油。

9.根据权利要求4所述的船用切线泵，其特征在于，所述a值与所述L值的关系满足以下公式：a＝arctg(L)。