CN103557177A - 一种低比速离心泵 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种低比速离心泵，包括壳体、泵轴、轴套、填料腔和叶轮，叶轮转动设置在泵轴上，泵轴固定在壳体内，所述填料腔的端部与轴套外壁连接，泵轴贯穿轴套与填料腔，所述叶轮与泵轴过盈配合，所述轴套为锥形轴套，轴套壁的厚度为4~9㎜，轴套的锥度为0.7~1.2；锥形轴套比传统的圆形轴套壁要薄，使得使用过程中轴套的磨损降低，并且可针对已磨损过的圆形轴套进行再加工后继续使用，降低泵体零配件的费用；同时锥形轴套与填料腔的配合使用，可有效降低填料密封的功率消耗，利于提高离心泵的使用效率。

Description

一种低比速离心泵

技术领域

本发明涉及一种离心泵，具体是指一种低比速离心泵。

背景技术

离心泵一般由电动机带动，在启动泵前，泵体及吸入管路内充满液体。当叶轮高速旋转时，叶轮带动叶片间的液体一道旋转，由于离心力的作用，液体从叶轮中心被甩向叶轮外缘（流速可增大至15～25m/s），动能也随之增加。当液体进入泵壳后，由于蜗壳形泵壳中的流道逐渐扩大，液体流速逐渐降低，一部分动能转变为静压能，于是液体以较高的压强沿排出口流出；与此同时，叶轮中心处由于液体被甩出而形成一定的真空，而液面处的压强Pa比叶轮中心处要高，因此，吸入管路的液体在压差作用下进入泵内。叶轮不停旋转，液体也连续不断的被吸入和压出，由于离心泵之所以能够输送液体，主要靠离心力的作用，故称为离心泵。

离心泵中泵轴通常使用调料密封，因其结构简单，拆卸维修方便，并且成本低廉。但是传统的离心泵填料密封腔通常是圆柱形腔，在实际使用中存在着较大的缺陷，对于填料腔里边的填料而言，受到的压力较小时，外界的气体会进入到腔体内部，从而影响到离心泵的启动，当离心泵工作时，压水室进入的高压水大部分从填料腔最里边受压力较小的填料空隙中进入泵体的吸入室，而外边的填料处则无水泄漏到外面，导致填料密封失效，降低了离心泵的效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低比速离心泵，降低填料函的密封功耗，延长泵填料密封的使用寿命，进而提高离心泵的效率。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种低比速离心泵，包括壳体、泵轴、轴套、填料腔和叶轮，叶轮转动设置在泵轴上，泵轴固定在壳体内，所述填料腔的端部与轴套外壁连接，泵轴贯穿轴套与填料腔，所述叶轮与泵轴过盈配合，所述轴套为锥形轴套，轴套壁的厚度为4~9㎜，轴套的锥度为0.7~1.2。本发明将传统的圆柱形轴套改进为带有锥度的轴套，并且轴套的锥度保持在0.7~1.2范围内，可使得填料腔与轴套之间的接触应力均匀分布，避免造成填料腔的局部应力集中而导致填料腔密封失效，延长填料腔的使用寿命，并且锥形轴套的轴套壁的厚度为4~9㎜，比传统的圆形轴套壁要薄，使得使用过程中轴套的磨损降低，并且可针对已磨损过的圆形轴套进行再加工后继续使用，降低泵体零配件的费用；同时锥形轴套与填料腔的配合使用，可有效降低填料密封的功率消耗，利于提高离心泵的使用效率。

所述叶轮包括轮盘，所述轮盘转动设置在泵轴上，所述轮盘设置有旋转对称的3个长叶片，在相邻的两个长叶片之间的叶槽中设置有短叶片，所述长叶片与短叶片沿轮盘径向辐射，所述短叶片出口安放角为40°~44°，短叶片的进口直径与轮盘外径之比为0.4~0.6。本发明不仅考虑减少叶片的排挤和叶片表面的摩擦，还要考虑轮盘上叶片的流道有足够的长度，以保证液体流动的稳定性以及叶片对流体的充分作用，因此采用3个长叶片，在相邻的长叶片之间的叶槽内设置短叶片，可冲刷尾流，更加有效地防止尾流的产生和发展，提高了叶片的修正系数，进而增加离心泵的扬程，改善了流速分布，提高了离心泵的性能，其中短叶片出口安放角在40°~44°范围内，短叶片的进口直径与轮盘外径之比为0.4~0.6，能够使得离心泵的扬程与效率达到最佳的水平，达到了提高离心泵效率的目的。 

所述填料腔包括腔体、填料环和压盖，腔体与压盖、泵轴以及轴套外壁构成一个密闭空间，压盖固定设置在壳体内，腔体的一端与压盖连接，腔体的另一端与轴套外壁连接，填料环置于密闭空间内，所述填料环内设置有石墨填料。离心泵工作时，填料受到压盖的轴向压紧力从而产生的摩擦力致使压紧力沿轴向逐渐减少，同时所产生的径向压紧力使石墨填料紧贴于轴表面，阻止介质向外泄露，径向压紧力的分布是由压盖向轴套的外壁先是急剧递减后趋于平缓，而介质的压力分布是由轴套外壁向压盖递减，当压盖处的介质压力为零时，介质无泄漏，保证了填料腔的良好密封性能。

所述轮盘上还开有平衡孔。轮盘上开有的平衡孔可使得轮盘前后的压力平衡，保持转动稳定，减小振动，保证离心泵的工作效率。

所述长叶片的出口安放角为35°~40°。一般的叶片的出口安放角的角度多是低于90°，在低速比离心泵中，为减小泵的磨损，往往选用较大的出口安放角，但是出口安放角越大，叶片间的流道越弯曲，流道会变短，造成相邻叶片间的扩散角变大，致使水力损失增加；长叶片的出口安放角设置为35°~40°，可保证较大宽度的流道，减少水力的损失。

所述填料环为CPVC鲍尔环。CPVC鲍尔环全称为氯化聚氯乙烯塑料鲍尔环，具有空间隙率大，传质单元高度低，传质效率高的特点，在未增加填料表面积的条件下，大大改善了填料层内气液两相的流动情况，提高了填料的流体力学和传质性能，提高了填料腔在对泵体内密封的效率，降低了填料腔的磨损。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明一种低比速离心泵，包括壳体、泵轴、轴套、填料腔和叶轮，叶轮转动设置在泵轴上，泵轴固定在壳体内，所述填料腔的端部与轴套外壁连接，泵轴贯穿轴套与填料腔，所述叶轮与泵轴过盈配合，所述轴套为锥形轴套，轴套壁的厚度为4~9㎜，轴套的锥度为0.7~1.2；锥形轴套比传统的圆形轴套壁要薄，使得使用过程中轴套的磨损降低，并且可针对已磨损过的圆形轴套进行再加工后继续使用，降低泵体零配件的费用；同时锥形轴套与填料腔的配合使用，可有效降低填料密封的功率消耗，利于提高离心泵的使用效率；

2、本发明一种低比速离心泵，叶轮包括轮盘，所述轮盘转动设置在泵轴上，所述轮盘设置有旋转对称的3个长叶片，在相邻的两个长叶片之间的叶槽中设置有短叶片，所述长叶片与短叶片沿轮盘径向辐射，所述短叶片出口安放角为40°~44°，短叶片的进口直径与轮盘外径之比为0.4~0.6；其中短叶片出口安放角在40°~44°范围内，短叶片的进口直径与轮盘外径之比为0.4~0.6，能够使得离心泵的扬程与效率达到最佳的水平，达到了提高离心泵效率的目的；

3、本发明一种低比速离心泵，长叶片的出口安放角为35°~40°，一般的叶片的出口安放角的角度多是低于90°，在低速比离心泵中，长叶片的出口安放角设置为35°~40°，可保证较大宽度的流道，减少水力的损失。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图；

图2为叶轮的结构示意图；

附图中标记及相应的零部件名称：

1-轮盘、2-短叶片、3-长叶片、4-长叶片的出口安放角、5-短叶片出口安放角、6-泵轴、7-平衡孔、8-壳体、9-叶轮、10-轴套、11-腔体、12-压盖、13-填料环、14-石墨填料。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1和图2所示，本发明一种低比速离心泵，包括壳体8、泵轴6、轴套10、填料腔和叶轮9，叶轮9转动设置在泵轴6上，泵轴6固定在壳体1内，所述填料腔的端部与轴套10外壁连接，泵轴6贯穿轴套10与填料腔，所述叶轮9与泵轴6过盈配合，所述轴套10为锥形轴套，轴套壁的厚度为4~9㎜，轴套10的锥度为0.7~1.2；所述填料腔包括腔体11、填料环13和压盖12，腔体11与压盖12、泵轴6以及轴套10外壁构成一个密闭空间，压盖12固定设置在壳体1内，腔体11的一端与压盖12连接，腔体11的另一端与轴套10外壁连接，填料环13置于密闭空间内，所述填料环13内设置有石墨填料14。离心泵工作时，填料14受到压盖12的轴向压紧力从而产生的摩擦力致使压紧力沿轴向逐渐减少，同时所产生的径向压紧力使石墨填料紧贴于轴表面，阻止介质向外泄露，径向压紧力的分布是由压盖12向轴套10的外壁先是急剧递减后趋于平缓，而介质的压力分布是由轴套10外壁向压盖12递减，当压盖12处的介质压力为零时，介质无泄漏，保证了填料腔的良好密封性能。本发明将传统的圆柱形轴套改进为带有锥度的轴套10，并且轴套10的锥度保持在0.7~1.2范围内，可使得填料腔与轴套10之间的接触应力均匀分布，避免造成填料腔的局部应力集中而导致填料腔密封失效，延长填料腔的使用寿命，并且锥形轴套的轴套壁的厚度为4~9㎜，比传统的圆形轴套壁要薄，使得使用过程中轴套10的磨损降低，并且可针对已磨损过的圆形轴套进行再加工后继续使用，降低泵体零配件的费用；同时锥形轴套与填料腔的配合使用，可有效降低填料密封的功率消耗，利于提高离心泵的使用效率；

其中，所述叶轮包括轮盘1，所述轮盘1转动设置在泵轴2上，所述轮盘1设置有旋转对称的3个长叶片3，在相邻的两个长叶片3之间的叶槽中设置有短叶片2，所述长叶片3与短叶片2沿轮盘1径向辐射，所述短叶片出口安放角5为40°~44°，所述长叶片的出口安放角4为35°~40°。本发明不仅考虑减少叶片的排挤和叶片表面的摩擦，还要考虑轮盘1上叶片的流道有足够的长度，以保证液体流动的稳定性以及叶片对流体的充分作用，因此采用3个长叶片3，在相邻的长叶片3之间的叶槽内设置短叶片2，可冲刷尾流，更加有效地防止尾流的产生和发展，提高了叶片的修正系数，进而增加离心泵的扬程，改善了流速分布，提高了离心泵的性能，一般的叶片的出口安放角的角度多是低于90°，在低速比离心泵中，为减小泵的磨损，往往选用较大的出口安放角，但是出口安放角越大，叶片间的流道越弯曲，流道会变短，造成相邻叶片间的扩散角变大，致使水力损失增加；长叶片的出口安放角4设置为35°~40°，可保证较大宽度的流道，减少水力的损失；短叶片出口安放角5在40°~44°范围内，短叶片2的进口直径与轮盘1外径之比为0.4~0.6，能够使得离心泵的扬程与效率达到最佳的水平，达到了提高离心泵效率的目的。 

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种低比速离心泵，包括壳体（8）、泵轴（6）、轴套（10）、填料腔和叶轮（9），叶轮（9）转动设置在泵轴（6）上，泵轴（6）固定在壳体（8）内，其特征在于：所述填料腔的端部与轴套（10）外壁连接，泵轴（6）贯穿轴套（10）与填料腔，所述叶轮（9）与泵轴（6）过盈配合，所述轴套（10）为锥形轴套，轴套壁的厚度为4~9㎜，轴套（10）的锥度为0.7~1.2。

2.根据权利要求1所述的一种低比速离心泵，其特征在于：所述叶轮包括轮盘（1），所述轮盘（1）转动设置在泵轴（6）上，所述轮盘（1）设置有旋转对称的3个长叶片（3），在相邻的两个长叶片（3）之间的叶槽中设置有短叶片（2），所述长叶片（3）与短叶片（2）沿轮盘（1）径向辐射，所述短叶片出口安放角（4）为40°~44°，短叶片（2）的进口直径与轮盘（1）外径之比为0.4~0.6。

3.根据权利要求1所述的一种低比速离心泵，其特征在于：所述填料腔包括腔体（11）、填料环（13）和压盖（12），压盖（12）固定设置在壳体（8）内，腔体（11）与压盖（12）、泵轴（6）以及轴套（10）外壁构成一个密闭空间，腔体（11）的一端与压盖（12）连接，腔体（11）的另一端与轴套（10）外壁连接，填料环（13）置于密闭空间内，所述填料环（13）内设置有石墨填料（14）。

4.根据权利要求2所述的一种低比速离心泵，其特征在于：所述轮盘（1）上还开有平衡孔（7）。

5.根据权利要求2所述的一种低比速离心泵，其特征在于：所述长叶片（3）的出口安放角（5）为35°~40°。

6.根据权利要求3所述的一种低比速离心泵，其特征在于：所述填料环（13）为CPVC鲍尔环。

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