CN104389796A - 一种两级叶轮内置式潜水轴流泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种两级叶轮内置式潜水轴流泵。泵的壳体内设有依次同轴贯通连接的吸水室、叶轮机构和出水室，叶轮机构固定在转轴上；电机的定子设于壳体内壁上，转子固定设于叶轮外壳的外圆周上；叶轮机构为二级叶轮；与吸水室对应的转轴上固定设有首级叶轮；首级叶轮、转子、二级叶轮形成一个整体的转动体，大大缩短了潜水轴流泵轴向长度，结构紧凑；另一方面转轴两支撑点间距离短，降低了对转轴的强度及刚度要求；在首级叶轮和二级叶轮的共同作用下，潜水轴流泵的扬程可达到20米以上，大大拓宽了潜水轴流泵的运用范围；本发明中的电机置于流道的外部，不影响潜水电泵的泵送水流，提高了潜水电泵的效率。

Description

一种两级叶轮内置式潜水轴流泵
技术领域
本发明属于潜水电泵技术领域，具体涉及叶轮内置式潜水轴流泵。
背景技术
通常，叶轮内置式潜水轴流泵的结构为包括同轴贯通连接的吸水室、一个叶轮轮毂和出水室，三者的轴向中部设有转轴。叶轮轮毂径向外圆安装有3-5片叶片，组成一级叶轮，电机转子固定设置于圆环状的叶轮外壳的外圆周上，与叶轮外壳形成一个整体，叶轮位于电机转子的中部。电机转子位于电机定子内，电机转子为内径与叶轮外径相同的圆环。电机定子固定设置于定子外壳61内，定子外壳61的轴向两端分别对应连接着吸水室的外圆周部和出水室的外圆周部。这种结构型式的潜水轴流泵存在的不足之处：首先，定转子外径加大后，按电机原理：                                                             
其中： ----电机常数
       ----定子冲片外径
      ----铁心有效长度
       ----电机转速
      ----电机电磁功率
对于一定功率和转速范围的电机，为一个常量。叶轮内置式潜水轴流泵因其电机转子内部要设置一叶轮，故定子冲片的内径增加较大，相应地电机铁心有效长度会大大减小，一般均小于叶轮的轴向长度，但在设计中为保证叶轮的性能，会加长铁心轴向长度，即加大整机的轴向长度，这样会使电机的功率密度减小，性能上不能做到最优电磁设计，同时因此造成不必要的原材料浪费，大大增加了电机的水摩擦损耗，直接影响叶轮内置式潜水轴流泵的效率。另外，轴流泵的水力特性为流量大、扬程低，单级叶轮的扬程≤10米，故其适用的场合有很大的局限性。因此原叶轮内置式潜水轴（混）流泵效率较低，轴向长度较长，金属原材料消耗大，且运用场合窄，有一定的局限性。
发明内容
为了解决潜水轴流泵效率低，轴向长度不能充分利用，且运用局限性问题，本发明通过结构改进，提供一种扬程达到20米以上、使用范围广、利用率高的两级叶轮内置式潜水轴流泵。
一种两级叶轮内置式潜水轴流泵包括壳体，壳体内设有依次同轴贯通连接的吸水室10、叶轮机构和出水室1，与叶轮机构对应的壳体内设有电机，所述叶轮机构固定在转轴3上；所述电机的定子固定设于壳体内壁上，转子固定设于圆环状的叶轮外壳的外圆周上；
所述叶轮机构由二级轮毂41和三片以上的二级叶片42组成的二级叶轮；
与吸水室10对应的转轴3上固定设有首级叶轮9，所述首级叶轮9由首级轮毂91和三片以上的首级叶片92组成；首级叶轮9、转子、二级叶轮形成一个整体的转动体；
所述首级叶轮9和二级叶轮之间的空腔为首级导流腔8；
首级导流腔8内的转轴3上设有推力轴承7，出水室1一侧的转轴3的端部设有径向轴承2；径向轴承2处的转轴3端部和推力轴承7处的转轴3上分别设有机构密封机构；
在首级叶轮9和二级叶轮的共同作用下，所述潜水轴流泵的扬程可达到20米以上。
本发明的有益技术效果体现在以下方面：
1.本发明将首级叶轮、电机的转子、二级叶轮形成一个整体的转动体。大大缩短了潜水轴流泵轴向长度，结构紧凑；另一方面转轴两支撑点间距离短，降低了对转轴的强度及刚度要求。潜水电机置于流道的外部，不影响潜水电泵的泵送水流，提高了潜水电泵的效率；
2. 本发明设计二级叶轮，使潜水电泵的扬程可在原有基础上提高近一倍，达到20米以上，大大拓宽了潜水轴流泵的运用范围；
3. 叶轮的转轴两端分别设置径向轴承和推力轴承，形成稳定的两点支撑结构，保证叶轮工作稳定安全；
4. 本发明电机设计更为合理，单位材料的电机功率密度提高，节约金属消耗量；
5. 定子绕组线采用高强度辐照交联聚乙烯耐水绕组线，适于长期浸没在水中，提高电机的安全可靠性。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为图1的A-A剖视图。
图3为图1的B-B剖视图。
上图中序号：出水室1、径向轴承2、转轴3、二级叶轮4、二级轮毂41、二级叶片42、转子5、定子6、推力轴承7、首级导流腔8、首级叶轮9、首级轮毂91、首级叶片92、吸水室10、集装式机械密封11。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地说明。
参见图1，一种两级叶轮内置式潜水轴流泵包括壳体，壳体内设有依次同轴贯通连接的吸水室10、二级叶轮4、首级叶轮9和出水室1，与二级叶轮4对应的壳体内设有电机，二级叶轮4和首级叶轮9均固定在转轴3上。电机的定子6固定安装在壳体内壁上，定子6的绕组线圈为耐水绕组线圈，耐水绕组线圈的材料为高强度辐照交联聚乙烯，转子5固定安装于圆环状的二级叶轮4外壳的外圆周上。
参见图2，二级叶轮4由二级轮毂41和三片二级叶片42组成；参见图3，首级叶轮9由首级轮毂91和三片首级叶片92组成，首级叶片92的外圆周与吸水室10的内壁之间的间隙为1～1.5mm。首级叶轮9、转子5、二级叶轮4形成一个整体的转动体。
首级叶轮9和二级叶轮4之间的空腔为首级导流腔8；首级导流腔8与转轴3之间设置了迷宫状过滤机构，防止水中杂质进入定子6的绕组线圈，破坏电机的电气绝缘性能，也起到防止泵送水流对定子6绕组线圈的冲击。首级导流腔8内的转轴3通过推力轴承7安装于壳体上，出水室1一侧的转轴3的端部通过径向轴承2安装于壳体上；径向轴承2处的转轴3端部和推力轴承7处的转轴3上分别安装有机构密封机构；该两处的机械密封机构均为集装式机械密封，降低了转轴3的安装精度要求，且浮动性好。吸水室10的入水口安装有的过滤机构，对进水中的杂质进行过滤处理。防止水中杂质进入机械密封机构破坏密封性能。
工作时，电机内部充满水，通过电磁感应驱动转子5转动，首级叶轮9、转子5、二级叶轮4形成一个整体的转动体。工作水流先进入吸水室10，通过首级叶轮9增加压能，再经过首级导流腔8的整流后，进入二级叶轮4加压，使输送液体的压能增加两倍，扬程可达到20米以上。电机内腔通过过滤结构与环境水相连通，适于长期浸没在水中。且有水做为冷却介质，电机散热条件好，电机运行安全可靠。

Claims (6)

1.一种两级叶轮内置式潜水轴流泵，包括壳体，壳体内设有依次同轴贯通连接的吸水室（10）、叶轮机构和出水室（1），与叶轮机构对应的壳体内设有电机，所述叶轮机构固定在转轴（3）上；所述电机的定子固定设于壳体内壁上，转子固定设于圆环状的叶轮外壳的外圆周上，其特征在于：
所述叶轮机构由二级轮毂（41）和三片以上的二级叶片（42）组成的二级叶轮；
与吸水室（10）对应的转轴（3）上固定设有首级叶轮（9），所述首级叶轮（9）由首级轮毂（91）和三片以上的首级叶片（92）组成；首级叶轮（9）、转子、二级叶轮形成一个整体的转动体；
所述首级叶轮（9）和二级叶轮（4）之间的空腔为首级导流腔（8）；
首级导流腔（8）内的转轴（3）通过推力轴承（7）设于壳体上，出水室（1）一侧的转轴（3）的端部通过径向轴承（2）设于壳体上；径向轴承（2）处的转轴（3）端部和推力轴承（7）处的转轴（3）上分别设有机构密封机构；
在首级叶轮（9）和二级叶轮的共同作用下，所述潜水轴流泵的扬程达到20米以上。
2.根据权利要求1所述的一种两级叶轮内置式潜水轴流泵，其特征在于：所述首级叶轮（9）由首级轮毂（91）和三片首级叶片（92）组成；首级叶片（92）的外圆周与吸水室10的内壁之间的间隙为1～1.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种两级叶轮内置式潜水轴流泵，其特征在于：所述首级导流腔（8）与转轴（3）之间设置迷宫状过滤机构，防止水中杂质进入定子（6）的绕组线圈，破坏电机的电气绝缘性能，也起到防止泵送水流对定子（6）绕组线圈的冲击。
4.根据权利要求1所述的一种两级叶轮内置式潜水轴流泵，其特征在于：所述吸水室（10）的入水口设有的过滤机构，对进水中的杂质进行过滤处理；防止水中杂质进入集装式机械密封11，破坏密封性能。
5.根据权利要求1所述的一种两级叶轮内置式潜水轴流泵，其特征在于：定子（6）的绕组线圈为耐水绕组线圈，耐水绕组线圈的材料为高强度辐照交联聚乙烯。
6.根据权利要求1所述的一种两级叶轮内置式潜水轴流泵，其特征在于：所述机械密封机构均为集装式机械密封，降低了安装精度要求，且浮动性好。
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