CN103321950B - 一种泵用自适应性调节口环装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种泵用自适应性调节口环装置，属于机械技术领域。它解决了现有的泵用自适应性密封装置压力损失大、安装对尺寸的要求高、生产效率和产品质量低的问题。泵包括转轴、以及套设在转轴上的叶轮和导叶，导叶插设在所述的叶轮的口环上；本泵用自适应性调节口环装置包括依次套设在叶轮口环上的顶件和调节圈；顶件与叶轮口环以及导叶之间形成一密闭腔室；调节圈设置在腔室内且与叶轮口环之间为紧配合；顶件与叶轮口环之间具有能使叶轮口环处产生的回流液进入腔室内的开口一。本泵用自适应性调节口环装置有效的降低了压力的损耗，提高了泵的效率，对安装尺寸的精确度要求低，方便了制作和安装。

Description

一种泵用自适应性调节口环装置

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种泵用自适应性调节口环装置。

背景技术

泵是指受原动机控制，驱使介质运动，将原动机输出的能量转换为介质压力能的能量转换装置，它主要用来运输液体，包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等；也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。按工作原理来分类，泵壳分为容积式泵、叶轮式泵和喷射式泵。叶轮式泵是靠叶轮带动液体高速回转而把机械能传递给所输送的液体。叶轮式泵的叶轮安装在泵壳内，并紧固在泵轴上，泵轴由电机直接带动。

泵用自适应性密封装置是叶轮式多级泵最为核心的装置，目前市场上传统的水泵口环密封主要的方式有以下两种：

一是高精度小间隙的口环结构，主要适用于短轴低负载的水泵。如中国专利申请（申请号：200620106723.0）公开了一种离心泵叶轮口环密封结构，叶轮和泵体的进水口配合处设有由泵体和导叶构成的一个腔体，在该腔体里设有第一O型密封圈，由于压力差的原因，第一O型密封圈是靠在泵体和叶轮口环上的，并呈滑动配合，从而大大减少了隔断高、低压区的转动部件叶轮与固定部件泵体间的间隙，提高了离心泵的整体工作效率。

二是采用骨架油封作为唇口，适用于大流量的大功率泵。如中国专利申请（申请号：201220301948.7）公开了一种空间导叶体式双级液下泵的组合密封结构，具有泵轴，沿泵轴从上到下一次设有连接管组件、空间导叶体、次级叶轮、中段及首级叶轮；连接管组件与泵轴连接在一起，空间导叶体与连接管组件固定，中段与空间导叶体连接，叶轮固定在泵轴上，且次级叶轮与空间导叶体或中段之间通过密封环进行密封，在次级叶轮上于根部附近沿泵轴的轴向方向开设有通孔形式的叶轮回流平衡孔，该通孔与空间导叶体的空腔相连通；在空间导叶体和泵轴之间设有内流式单端面字平衡机械密封、多重骨架式油封、轴承座与空间导叶体之间设有O形密封圈。

上述的这些结构虽然在一定程度上能起到密封的作用，但其在运行时，叶轮吸收下级导叶提供的水流过程中，水流会通过叶轮和导叶连接处的间隙做回流运动，造成压力的损失较大，泵的生产效率和产品质量都较低，而且安装上对尺寸的要求也较高。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种泵用自适应性调节口环装置，其所要解决的技术问题是：现有的泵用自适应性密封装置压力损失大、安装对尺寸的要求高、生产效率和产品质量低。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种泵用自适应性调节口环装置，泵包括转轴、以及套设在转轴上的叶轮和导叶，其特征在于，所述的导叶插设在所述的叶轮的口环上；本自适应性调节口环装置包括依次套设在叶轮口环上的顶件和调节圈；所述的顶件与叶轮口环以及导叶之间形成一密闭腔室；所述的调节圈设置在所述的腔室内且与所述的叶轮口环之间为紧配合；所述的顶件与叶轮口环之间具有能使叶轮口环处产生的回流液进入腔室内的开口一。

泵运行时，电机带动转轴转动，从而带动套设在转轴上的叶轮高速旋转，叶轮能够吸收导叶提供的水流，在该过程中，导叶中会产生高压，在高压的作用下，吸收的水流会在叶轮口环处产生回流液。本泵用自适应性调节口环装置的导叶插设在叶轮的口环上，顶件与叶轮口环以及导叶之间形成一密闭腔室，产生的回流液从开口一进入腔室内后，由于调节圈能够随着叶轮一同高速旋转形成甩液结构，大量的回流液被甩出，不会直接由叶轮与导叶连接处的间隙进入导叶的内腔中，从而最大程度的将上级蜗壳空间产生的压力抑制在由顶件与叶轮口环以及导叶形成的腔室内，有效的降低了压力的损耗，提高了泵的效率。同时，通过本泵用自适应性调节口环装置的作用，很大程度上降低了泵对安装尺寸的要求，方便了生产制作和安装。

在上述的泵用自适应性调节口环装置中，所述的自适应性调节口环装置还包括套设在叶轮口环上的底件；所述的底件设置在腔室中且将所述的腔室分隔为腔室一和腔室二；所述的开口一与所述的腔室一相连通；所述的调节圈设置在腔室一内；所述的底件与叶轮口环之间具有能使所述的腔室一和腔室二相连通的开口二。泵运行过程中，叶轮口环处产生的回流液由开口一处进入腔室一后，大部分随着调节圈被甩出，很小的一部分由开口二处进入腔室二中，由叶轮与导叶之间的间隙进入导叶的内腔中实现回流。通过底件的作用将腔室分隔为腔室一和腔室二，既实现了最大可能的将上级蜗壳空间产生的压力抑制在腔室一内，降低了压力的损失。同时腔室一和腔室二的相互连通又保证了叶轮在转动过程中不会出现卡死现象，提高了泵整体的机械效率。

在上述的泵用自适应性调节口环装置中，所述的开口一和开口二的间距大小相同且均为0.5～1mm。开口一和开口二的间距大小在0.5～1mm的范围内，能够最大程度的将上级蜗壳空间产生的压力抑制在腔室一内，降低压力的损耗，提高泵的效率。

在上述的泵用自适应性调节口环装置中，所述的调节圈的上下端面与所述的腔室一的上下内壁之间的间距为0.4～0.8mm。调节圈的上下端面与腔室一的上下内壁的间距在0.4～0.8mm的范围内，能够最大程度地保证进入腔室一中的回流液随着高速旋转的调节圈被甩出，将上级蜗壳空间产生的压力抑制在腔室一内，降低压力的损耗，提高泵的效率。调节圈的上下端面与腔室一的上下内壁的间距在本申请的范围内，安装也较为方便。作为优选，调节圈的上下端面与腔室一的上下内壁的间距为0.5mm。此外，在泵运行过程中，当腔室一内的水压过高时，调节圈在压力的作用下能够往腔室一的下内壁方向运动，调节其下端面与腔室一下内壁之间的间距大小，保证进入腔室一中的回流液不会由于水压过大而直接进入腔室二中，能够更好地保证进入腔室一中的回流液随着高速旋转的调节圈被甩出，从而将上级蜗壳空间产生的压力抑制在腔室一内，降低压力的损耗，提高泵的效率。

在上述的泵用自适应性调节口环装置中，所述的调节圈的外端与所述的腔室一的侧壁之间的间距为1～2mm。调节圈的外端与腔室一侧壁的间距太小，在高速旋转过程中容易出现卡涩，影响调节圈的转动，不能较大程度的保证进入腔室一中的回流液随着调节圈的高速旋转被甩出，降低压力的损耗效果减弱，泵的效率较低。调节圈的外端与腔室一侧壁的间距太大，不能很好地将上级蜗壳空间产生的压力抑制在腔室一内，压力的损耗还是较大，泵的效率较低。调节圈的外端与腔室一侧壁的间距在本申请的范围内，既保证了调节圈能够正常的随叶轮一同高速旋转，又能很好地将上级蜗壳空间产生的压力抑制在腔室一内，降低压力的损耗，提高泵的效率。

在上述的泵用自适应性调节口环装置中，所述的顶件具有呈圆环状的基部一、呈筒状的连接部一和呈圆环状的延伸部一；所述的基部一的内端套设在叶轮的口环上，外端与连接部一的一端部相固连；所述的延伸部一的内端与连接部一的另一端部相固连；所述的底件具有呈圆环状的基部二、呈筒状的连接部二和呈圆环状的延伸部二；所述的基部二的内端套设在叶轮的口环上，外端与连接部二的一端部相固连；所述的延伸部二的内端与连接部二的另一端部相固连；所述的延伸部二与导叶相固连且形成密封；所述的延伸部一与延伸部二相叠合形成密封。

在上述的泵用自适应性调节口环装置中，所述的顶件和底件均为一体式结构。

在上述的泵用自适应性调节口环装置中，所述的顶件、底件、叶轮和导叶均采用不锈钢材料制成。不锈钢一种耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢，顶件、底件、叶轮和导叶采用不锈钢材料制成，具有较好的耐腐蚀性，不会生锈，具有较长的使用寿命。同时采用不锈钢材料生产制作时较易成型，成本也较低。

在上述的泵用自适应性调节口环装置中，所述的调节圈采用聚四氟乙烯材料制成。聚四氟乙烯是一种使用氟取代聚乙烯中所有氢原子的人工合成高分子材料，具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂。同时，聚四氟乙烯还具有耐高温的特点，它的摩擦系数也极低。调节圈采用聚四氟乙烯材料制成，具有耐磨、耐高温、耐腐蚀、韧性好等优点，不易损坏，使用寿命长，同时又不会溶于液体介质中，不会对液体介质造成污染。同时聚四氟乙烯成本低廉，制作调节圈时较易成型。

在上述的泵用自适应性调节口环装置中，所述的转轴上还设有轴套；所述的叶轮固定套设在轴套上；所述的导叶与轴套之间还设有滑动轴承；所述的导叶通过滑动轴承与轴套相固连。通过滑动轴承和轴套的共同作用形成了制稳结构，降低了悬臂的长度，有效的降低了转轴对叶轮和导叶的影响，降低了泵运行过程中叶轮的跳动幅度，增加泵整体的稳定性和使用寿命。

与现有技术相比，本泵用自适应性调节口环装置具有以下优点：

1、泵运行时，调节圈能够随叶轮一同高速旋转形成甩液结构将进入腔室一中的回流液甩出，从而最大程度的将上级蜗壳空间产生的压力抑制在腔室一内，有效的降低了压力的损耗，提高了泵的效率。

2、导叶插设在叶轮的口环上，对安装尺寸的精确度要求较低，方便了生产制作和安装。

3、滑动轴承和轴套的共同作用形成了制稳结构，降低了悬臂的长度，有效的降低了转轴对叶轮和导叶的影响，降低了泵运行过程中叶轮的跳动幅度，增加泵整体的稳定性和使用寿命。

4、结构简单，制作方便，成本低廉，耐磨和耐腐蚀性好，不易损坏，使用寿命长。

附图说明

图1是具有本自适应性调节口环装置的泵的结构图。

图2本泵用自适应性调节口环装置的结构示意图。

图3是图2的局部放大图。

图中，1、转轴；2、叶轮；3、导叶；4、顶件；41、基部一；42、连接部一；43、延伸部一；5、调节圈；61、开口一；62、开口二；7、底件；71、基部二；72、连接部二；73、延伸部二；81、腔室一；82、腔室二；9、轴套；10、滑动轴承；11、泵体。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1-3所示，泵包括具有空腔的泵体11、设置在空腔内的转轴1、以及套设在转轴1上的叶轮2和导叶3，其导叶3插设在叶轮2的口环上。本自适应性调节口环装置包括依次套设在叶轮2口环上的顶件4、调节圈5和底件7。顶件4与叶轮2口环以及导叶3之间形成一密闭腔室，顶件4与叶轮2口环之间具有能使叶轮2口环处产生的回流液进入腔室内的开口一61。底件7设置在腔室中且将腔室分隔为腔室一81和腔室二82。开口一61与腔室一81相连通，调节圈5设置在腔室一81内且与叶轮2口环之间为紧配合。底件7与叶轮2口环之间具有能使腔室一81和腔室二82相连通的开口二62。腔室一81和腔室二82的相互连通保证了叶轮2在转动过程中不会出现卡死现象，提高了泵整体的机械效率。

更具体地说，开口一61和开口二62的间距大小相同且均为0.5～1mm。作为优先，本实施例的开口一61与开口二62的间距大小均为0.8mm。调节圈5的上下端面与腔室一81的上下内壁之间的间距为0.4～0.8mm。作为优选，本实施例的调节圈5的上下端面与腔室一81的上下内壁的间距为0.5mm。在泵运行过程中，当腔室一81内的水压过高时，调节圈5在压力的作用下还能够往腔室一81的下内壁方向运动，调节其下端面与腔室一81下内壁之间的间距大小，保证进入腔室一81中的回流液不会由于水压过大而直接进入腔室二82中，能够更好地保证进入腔室一81中的回流液随着高速旋转的调节圈5被甩出。调节圈5的外端与所述的腔室一81的侧壁之间的间距为1～2mm。

顶件4具有呈圆环状的基部一41、呈筒状的连接部一42和呈圆环状的延伸部一43。基部一41的内端套设在叶轮2的口环上，外端与连接部一42的一端部相固连，延伸部一43的内端与连接部一42的另一端部相固连。底件7具有呈圆环状的基部二71、呈筒状的连接部二72和呈圆环状的延伸部二73。基部二71的内端套设在叶轮2的口环上，外端与连接部二72的一端部相固连，延伸部二73的内端与连接部二72的另一端部相固连，延伸部二73与导叶3相固连且形成密封。延伸部一43与延伸部二73相叠合形成密封。顶件4和底件7均为一体式结构。顶件4、底件7、叶轮2和导叶3均采用不锈钢材料制成。调节圈5采用聚四氟乙烯材料制成。

此外，转轴1上还设有轴套9，叶轮2固定套设在轴套9上。导叶3与轴套9之间还设有滑动轴承10，导叶3通过滑动轴承10与轴套9相固连。滑动轴承10和轴套9的共同作用形成了制稳结构，降低了悬臂的长度，有效的降低了转轴1对叶轮2和导叶3的影响，减小了泵运行过程中叶轮2的跳动幅度，增加了泵整体的稳定性和使用寿命。

泵运行时，电机带动转轴1转动，从而带动套设在转轴1上的叶轮2高速旋转，叶轮2能够吸收导叶3提供的水流，在该过程中，导叶3中会产生高压，在高压的作用下，吸收的水流会在叶轮2口环处产生回流液。由于导叶3插设在叶轮2的口环上，顶件4和底件7与叶轮2口环以及导叶3之间能够形成腔室一81和腔室二82，设置在腔室一81中的调节圈5能够随着叶轮2一同高速旋转形成甩液结构，叶轮2口环处产生的回流液由开口一61处进入腔室一81后，大部分随着调节圈5被甩出，不会直接由叶轮2与导叶3连接处的间隙进入导叶3的内腔中，从而最大程度的将上级蜗壳空间产生的压力抑制在腔室一81内，有效的降低了压力的损耗，提高了泵的效率。

本泵用自适应性调节口环装置的导叶3插设在叶轮2的口环上，对安装尺寸的精确度要求较低，方便了生产制作和安装。结构也较为简单，制作方便，成本低廉，耐磨和耐腐蚀性好，不易损坏，使用寿命长。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了转轴1、叶轮2、导叶3、顶件4、基部一41、连接部一42、延伸部一43、调节圈5、开口一61、开口二62、底件7、基部二71、连接部二72、延伸部二73、腔室一81、腔室二82、轴套9、滑动轴承10、泵体11等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种泵用自适应性调节口环装置，泵包括转轴（1）、以及套设在转轴（1）上的叶轮（2）和导叶（3），其特征在于，所述的导叶（3）插设在所述的叶轮（2）的口环上；本自适应性调节口环装置包括依次套设在叶轮（2）口环上的顶件（4）和调节圈（5）；所述的顶件（4）与叶轮（2）口环以及导叶（3）之间形成一密闭腔室；所述的调节圈（5）设置在所述的腔室内且与所述的叶轮（2）口环之间为紧配合；所述的顶件（4）与叶轮（2）口环之间具有能使叶轮（2）口环处产生的回流液进入腔室内的开口一（61）。

2.根据权利要求1所述的泵用自适应性调节口环装置，其特征在于，所述的自适应性调节口环装置还包括套设在叶轮（2）口环上的底件（7）；所述的底件（7）设置在腔室中且将所述的腔室分隔为腔室一（81）和腔室二（82）；所述的开口一（61）与所述的腔室一（81）相连通；所述的调节圈（5）设置在腔室一（81）内；所述的底件（7）与叶轮（2）口环之间具有能使所述的腔室一（81）和腔室二（82）相连通的开口二（62）。

3.根据权利要求2所述的泵用自适应性调节口环装置，其特征在于，所述的开口一（61）和开口二（62）的间距大小相同且均为0.5～1mm。

4.根据权利要求2或3所述的泵用自适应性调节口环装置，其特征在于，所述的调节圈（5）的上下端面与所述的腔室一（81）的上下内壁之间的间距为0.4～0.8mm。

5.根据权利要求4所述的泵用自适应性调节口环装置，其特征在于，所述的调节圈（5）的外端与所述的腔室一（81）的侧壁之间的间距为1～2mm。

6.根据权利要求2或3所述的泵用自适应性调节口环装置，其特征在于，所述的顶件（4）具有呈圆环状的基部一（41）、呈筒状的连接部一（42）和呈圆环状的延伸部一（43）；所述的基部一（41）的内端套设在叶轮（2）的口环上，外端与连接部一（42）的一端部相固连；所述的延伸部一（43）的内端与连接部一（42）的另一端部相固连；所述的底件（7）具有呈圆环状的基部二（71）、呈筒状的连接部二（72）和呈圆环状的延伸部二（73）；所述的基部二（71）的内端套设在叶轮（2）的口环上，外端与连接部二（72）的一端部相固连；所述的延伸部二（73）的内端与连接部二（72）的另一端部相固连；所述的延伸部二（73）与导叶（3）相固连且形成密封；所述的延伸部一（43）与延伸部二（73）相叠合形成密封。

7.根据权利要求6所述的泵用自适应性调节口环装置，其特征在于，所述的顶件（4）和底件（7）均为一体式结构。

8.根据权利要求2或3所述的泵用自适应性调节口环装置，其特征在于，所述的顶件（4）、底件（7）、叶轮（2）和导叶（3）均采用不锈钢材料制成。

9.根据权利要求1或2或3所述的泵用自适应性调节口环装置，其特征在于，所述的调节圈（5）采用聚四氟乙烯材料制成。

10.根据权利要求1或2或3所述的泵用自适应性调节口环装置，其特征在于，所述的转轴（1）上还设有轴套（9）；所述的叶轮（2）固定套设在轴套（9）上；所述的导叶（3）与轴套（9）之间还设有滑动轴承（10）；所述的导叶（3）通过滑动轴承（10）与轴套（9）相固连。