CN105020166A - 一种近零内泄漏的氟塑料磁力泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种近零内泄的氟塑料磁力泵，泵轴、叶轮与内、外蜗体墙之间通过径向滚柱轴承、轴向球轴承和密封环配合安装，可减小叶轮动平衡不良造成的振动和噪声，可有效阻止泵轴及叶轮的轴向窜动.减小摩擦生成热量，可在一定时间内空运转，增强磁力泵抗干磨性能，泵腔内部件均选用耐腐蚀材料制成，提高磁力泵耐腐蚀性能，密封环摩擦副外圆周端面保持有间隙δ，无摩擦热量生成，密封环摩擦副内圆周端面，滑动摩擦变为滚动摩擦，减少摩擦生成热量，从叶轮出口回流的液体沿着斜沟槽被甩出，少数未被甩出的回流液体过密封环摩擦副内圆周端面，被滚珠再次甩出，增加密封效果，有效防止磁力泵内泄漏，提高磁力泵工作效率。

Description

一种近零内泄漏的氟塑料磁力泵

技术领域

本发明涉及一种磁力泵，特别是一种近零内泄漏的氟塑料磁力泵。

背景技术

磁力泵不同于传统的密封泵，电机机轴与泵轴并不直接相连，而是电机机轴驱动外磁转子旋转，外磁转子与内磁转子配合通过磁力带动内磁转子转动，由内磁转子带动泵轴旋转，使泵轴上的叶轮转子转动工作。磁力泵内磁转子与外磁转子之间设有隔离套形成的密封腔，将泵轴和内磁转子封闭在密封腔内，一可避免液体由泵轴端向外部渗漏，二可对泵轴和内磁转子进行冷却，因此无需对泵轴采取传统的动态密封就可以获得非常优异的无泄漏特性，因而被广泛用于输送各种剧毒、易燃、易爆等危险介质，在石油、化工、医药、核动力、国防等领域发挥了重要作用。由于磁力泵内支撑泵轴的滑动轴承是利用所输送过程流体进行润滑的，该过程流体往往润滑性较差；其次在生产环境中，经常会遇到泵内液体被抽空或液体减少等状况，会产生“空运转”，俗称“干磨”，而“干磨”会在短时间内使滑动轴承快速发热，且与泵轴间的磨损加速；此外，散布在流动液体中的固体会产生潜在的轴承或轴颈表面的研磨。这些时间的积累效应会导致轴承过早磨损，结果导致泵轴严重偏离旋转中心，内磁转子与隔离套发生摩擦，并迅速将隔离套磨穿并产生高热，造成介质泄漏，有毒易燃易爆等物质扩散，甚至引发重大灾难事故。

同时叶轮由于材质不均匀，毛胚缺陷、机加工误差、装配误差等的累积，以及设计时存在的非对称性几何形状等，使其质量分布不均匀，形成一定的偏心，当叶轮旋转时，产生不平衡的离心惯性力，从而使泵产生振动和噪音，动平衡不良会降低设备的预期使用寿命，特别表现在轴承的早期损坏，缩短设备的保养周期，增加设备的维护成本，影响产品质量，恶化工作环境等。

从叶轮流出的高压液体通过旋转的叶轮与固定的泵壳之间的间隙又回到叶轮的吸入口，称为内泄漏。为了减少内泄漏，保护泵壳，在与叶轮入口处相对应的壳体上装有可拆卸的密封环。密封环磨损后，使轴向间隙增大，泵的排液量减少，泵工作效率降低，当间隙超过一定值，磁力泵无工作效率。且传统的密封环摩擦副之间发生摩擦，生成热量，在输送易燃易爆等介质时，存在严重安全隐患。

发明内容

为了解决上述现有技术难以克服的问题，本发明提供了一种近零内泄漏的氟塑料磁力泵，包括泵轴7、叶轮2、内磁转子5、外磁转子6、、内蜗体墙3、外蜗体墙1、隔离套4、第一径向滚柱轴承9、第二径向滚柱轴承11、轴向球轴承10和密封环8，内磁转子5固定安装在泵轴7轴端，外磁转子6安装在电动机轴端，在内磁转子5和外磁转于6之间设置隔离套4，隔离套4与内蜗体墙3外壳密封固定连接，隔离套4选用的材料为氧化锆或聚四氟乙烯复合材料中的一种，叶轮2安装在泵轴7轴端，外蜗体墙1与叶轮2之间通过第一径向滚柱轴承9和密封环8配合安装，内蜗体墙3与泵轴7之间通过第二径向滚柱轴承11配合安装，叶轮2与第二径向滚柱轴承11之间配合轴向球轴承10安装，在泵轴7和内蜗体墙3分别开有导流槽，所述结构的磁力泵可以减小由于叶轮2动平衡不良造成的振动和噪声，并且可以有效阻止泵轴7和叶轮2的轴向窜动，提高磁力泵的运行安全。

作为本发明的进一步改进，所述泵轴7选用的材料为氮化硅、碳化硅和气压烧结氮化硅中的一种。

作为本发明的进一步改进，所述轴向球轴承10包括环形保持架21，滚珠20，止推垫圈22，止推垫圈23，环形保持架21沿圆周均匀开有多个圆孔，滚珠20嵌入圆孔中，止推垫圈22和止推垫圈23分别位于环形保持架21两侧，止推垫圈22和止推垫圈23沿圆周设有滚珠槽，滚珠20嵌入滚珠槽中。

作为本发明的进一步改进，所述止推垫圈22和止推垫圈23的滚珠槽槽深与环形保持架21宽度之和小于滚珠20的直径，环形保持架21选用材料为碳化硅、氮化硅、氧化锆和聚四氟乙烯复合材料中的一种，止推垫圈22和止推垫圈23选用材料为碳化硅、氮化硅和气压烧结氮化硅材料的一种，滚珠20选用材料为气压烧结氮化硅。

作为本发明的进一步改进，所述第二径向滚柱轴承11包括滚柱14，隔离体13，挡圈15，轴承外圈12，在轴承外圈12和泵轴7之间放置滚柱14，滚柱14之间通过隔离体13隔开，挡圈15和止推垫圈23位于滚柱14两侧，可以防止滚柱14和隔离体13在运转时的轴向窜动。

作为本发明的进一步改进，所述滚柱14、轴承外圈12选用的材料为气压烧结氮化硅，隔离体13选用材料为碳化硅、氮化硅、氧化锆和聚四氟乙烯复合材料中的一种，挡圈15选用的材料为氮化硅。

作为本发明的进一步改进，所述第一径向滚柱轴承9包括滚柱19、隔离体16，轴承内圈18和轴承外圈17，内挡圈24，外挡圈25，止推垫圈26，推力球27，在轴承内圈18和轴承外圈17之间放置滚柱19，滚柱19之间通过隔离体16隔开，内挡圈24和外挡圈25分别位于滚柱19两侧，轴承外圈17靠近叶轮2侧的环宽大于靠近外蜗体墙1侧的环宽，在叶轮2开口槽中放入止推垫圈26，止推垫圈26沿圆周均匀开有多个盲孔，盲孔中放入推力球27，推力球27直径大于盲孔深度。

作为本发明的进一步改进，所述滚柱19，推力球27，轴承内圈18和轴承外圈17选用的材料为气压烧结氮化硅，隔离体16，止推圈26选用的材料为碳化硅、氮化硅、氧化锆和聚四氟乙烯复合材料中的一种，内挡圈24和外挡圈25选用的材料为氮化硅。

作为本发明的进一步改进，所述密封环8包括动环30，静环29，斜沟槽31，滚珠32，环形保持架33，止推垫圈28，环形圈34，静环29与外蜗体墙1配合安装，动环30与叶轮2配合安装，动环30在摩擦副内圆周端面开有一条环形槽35，环形槽35中放入止推垫圈28，再放入环形保持架33，环形保持架33沿圆周均匀开有多个圆孔36，圆孔36中嵌入直径大于环形保持架33宽度的滚珠32，滚珠32直径与止推垫圈28宽度之和大于环形槽35的深度，保证动环30与静环29摩擦副外圆周端面之间始终保持一定的间隙δ，动环30在摩擦副外圆周端面均匀开有多个斜沟槽31，静环29、环形保持架33和止推垫圈28与外蜗体墙1之间放置环形圈34。

作为本发明的进一步改进，所述动环30，静环29，环形保持架33选用材料为碳化硅、氮化硅、氧化锆、气压烧结氮化硅和聚四氟乙烯复合材料中的一种，止推垫圈28选用材料为碳化硅、氮化硅和气压烧结氮化硅材料中的一种，环形圈34选用材料为氮化硅、碳化硅和氧化锆材料中的一种，滚珠32选用材料为气压烧结氮化硅，斜沟槽31槽型为三角形，斜沟槽31开槽角度范围0～90°，开槽方向与叶轮2叶片方向一致。

本发明的有益效果是：本结构磁力泵泵轴7、叶轮2与外蜗体墙1、内蜗体墙3之间通过第一径向滚柱轴承9、第二径向滚柱轴承11、密封环8、轴向球轴承10配合安装，可以减小叶轮2动平衡不良造成的振动和噪声，有效阻止泵轴7及叶轮2的轴向窜动，由上述结构和材料制成的第一径向滚柱轴承9、第二径向滚柱轴承11、密封环8和轴向球轴承10所支撑的磁力泵，大大减小了摩擦阻力，减少摩擦生成的热量，可以在一定时间内在泵送液体的缺失和断流的情况下空运转，提高了磁力泵的抗干磨性能，增加了磁力泵运行安全性，泵腔内泵轴7、叶轮2、第一径向滚柱轴承9、第二径向滚柱轴承11、密封环8和轴向球轴承10选用的都是耐腐蚀材料，提高了磁力泵的耐腐蚀性能，从叶轮2出口回流的液体沿着斜沟槽31被甩出，少数未被甩出的回流液体，在流过密封环摩擦副内圆周端面时，被滚珠32再次甩出，从而增加了密封环8的密封效果，有效的防止了磁力泵的内泄漏，提高了磁力泵的工作效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图

图2为轴向球轴承的结构示意图

图3为第一径向滚柱轴承的结构示意图

图4为第二径向滚柱轴承的结构示意图

图5为密封环的结构示意图

图6为动环的正视图

具体实施方式

实施例：一种近零内泄漏的氟塑料磁力泵，包括泵轴7、叶轮2、内磁转子5、外磁转子6、隔离套4、内蜗体墙3、外蜗体墙1、第一径向滚柱轴承9、第二径向滚柱轴承11、密封环8和轴向球轴承10，内磁转子5固定安装在泵轴7轴端，外磁转子6安装在电动机轴端，在内磁转子5和外磁转子6之间设置隔离套4，隔离套4选用的材料为氧化锆或聚四氟乙烯复合材料中的一种，隔离套4与内蜗体墙3外壳密封固定连接，外蜗体墙1和内蜗体墙3之间紧固连接，外蜗体墙1、内蜗体墙3和隔离套4封闭形成泵腔。磁力泵工作时，由外部驱动力带动外磁转子6转动，外磁转子6和内磁转子5配合通过磁力带动内磁转子5转动，内磁转子5带动泵轴7旋转，叶轮2安装在泵轴7轴端，叶轮2随着泵轴7一同旋转工作。

所述磁力泵外蜗体墙1与叶轮2之间通过第一径向滚柱轴承9和密封环8配合安装，内蜗体墙3与泵轴7之间通过第二径向滚柱轴承11配合安装，叶轮2与第二径向滚柱轴承11之间配合轴向球轴承10安装，该种配合安装，能够减少叶轮2动平衡不良产生的振动和噪音，可以有效阻止泵轴7及叶轮2的轴向窜动，提高磁力泵的运行安全。在泵轴7和内蜗体墙3分别开有导流槽，从叶轮2甩出的高压液体，经内蜗体墙3上的导流槽流入，对内外磁联轴器和泵轴7进行冷却，后经泵轴7上的导流槽流入叶轮2入口负压区。

所述泵轴7选用的材料为氮化硅、碳化硅和气压烧结氮化硅中的一种，泵轴7应能承受扭矩、弯矩等负荷，所述材料制成的泵轴7耐磨、耐腐、耐温、综合机械性能好。

所述轴向球轴承10包括环形保持架21，滚珠20，止推垫圈22和止推垫圈23，环形保持架21沿圆周均匀开有多个圆孔，滚珠20嵌入圆孔中，止推垫圈22和止推垫圈23分别位于环形保持架21两侧，止推垫圈22和止推垫圈23沿圆周设有滚珠槽，滚珠20嵌入滚珠槽中，止推垫圈22和止推垫圈23与滚珠20之间为滚动摩擦，摩擦阻力小，摩擦生成的热量少。

所述止推垫圈22和止推垫圈23的滚珠槽槽深与环形保持架21宽度之和小于滚珠20的直径，环形保持架21选用材料为碳化硅、氮化硅、氧化锆、气压烧结氮化硅和聚四氟乙烯复合材料中的一种，止推垫圈22和止推垫圈23选用材料为碳化硅、氮化硅和气压烧结氮化硅材料的一种，滚珠20选用材料为气压烧结氮化硅，所述材料制成的轴向球轴承10耐腐、耐磨性能好，更重要的是其耐冷热冲击性、自润滑性及综合机械性能特别好，不易损坏，使用寿命长。

所述第二径向滚柱轴承11包括滚柱14，隔离体13，轴承外圈12，挡圈15，在轴承外圈12和泵轴7之间放置滚柱14，滚柱14之间通过隔离体13隔开。所述隔离体13避免了滚柱14之间的摩擦，大大减小了摩擦阻力，减少摩擦生成热量，可以在一定时间内在泵送液体的缺失和断流的情况下空运转，增强了磁力泵的抗干磨性能，滚柱14放置的密集程度可通过隔离体13根据负载大小进行调节，较现有技术中采用的保持架结构更灵活、实用，止推垫圈23和挡圈15分别位于滚柱14两侧，可以防止滚柱14和隔离体13在磁力泵运行期间的窜动，隔离体13选用材料为碳化硅、氮化硅、氧化锆和聚四氟乙烯复合材料中的一种，滚柱14、轴承外圈12均选用气压烧结氮化硅材料，所述材料制成的径向滚柱轴承，耐磨、耐腐性能好，更重要的是其耐冷热冲击性、自润滑性及综合机械性能特别好，不易损坏，使用寿命长，挡圈15选用的材料为氮化硅，选用的材料耐腐、耐磨性能好。

所述第一径向滚柱轴承9包括滚柱19、隔离体16，轴承内圈18和轴承外圈17，内挡圈24，外挡圈25，止推垫圈26，推力球27，在轴承内圈18和轴承外圈17之间放置滚柱19，滚柱19之间通过隔离体16隔开，所述隔离体16避免了滚柱19之间的摩擦，大大减小了摩擦阻力，减少摩擦生成热量，延长径向滚柱轴承的使用寿命，可以在一定时间内在泵送液体的缺失和断流的情况下空运转，滚柱19放置的密集程度可通过隔离体16根据负载大小进行调节，较现有技术中采用的保持架结构更灵活、实用，内挡圈24和外挡圈25分别位于滚柱19两侧，可以防止滚柱19和隔离体16在磁力泵运行期间的轴向窜动，轴承外圈17靠近叶轮2侧的环宽大于靠近外蜗体墙1侧的环宽，可以防止磁力泵运行时，轴承外圈17发生轴向窜动，与外蜗体墙1发生摩擦，在叶轮2开口槽中放入止推垫圈26，止推垫圈26沿圆周均匀开有多个盲孔，盲孔中放入推力球27，推力球27直径大于盲孔深度，以内挡圈24与推力球27之间的滚动摩擦来避免内挡圈24直接与叶轮2发生滑动摩擦，大大减少摩擦生成热量，所述隔离体16，止推垫圈26选用的材料为碳化硅、氮化硅、氧化锆和聚四氟乙烯复合材料中的一种，选用的材料耐磨、耐腐、耐温、综合机械性能好，内挡圈24和外挡圈25选用的材料为氮化硅，选用的材料耐腐、耐磨性能好，所述滚柱19，推力球27，轴承内圈18和轴承外圈17选用的材料为气压烧结氮化硅，该种材料支撑的径向滚柱轴承耐腐蚀、耐磨、耐温性能好，更重要的是其耐冷热冲击性、自润滑性及综合机械性能特别好，不易损坏，使用寿命长。

所述密封环8包括动环30，静环29，斜沟槽31，滚珠32，环形保持架33，止推垫圈28，环形圈34，静环29与外蜗体墙1配合安装，动环30与叶轮2配合安装，动环30在摩擦副内圆周端面开有一条环形槽35，环形槽35中放入止推垫圈28，再放入环形保持架33，环形保持架33沿圆周均匀开设的圆孔36，圆孔36中嵌入直径大于环形保持架33宽度的滚珠32，滚珠32直径与止推垫圈28宽度之和大于环形槽35的深度，保证密封环8是静环29的摩擦副内圆周端面与滚珠32球面间的紧密接触，动环30与静环29摩擦副外圆周端面之间始终保持一定的间隙δ，该间隙δ从根本上避免了动环30和静环29摩擦副外圆周端面间的摩擦，且通过滚珠32实现动环30和静环29摩擦副内圆周端面间的滚动摩擦，由原来的摩擦面接触改为点和线接触，密封环8大大减小了摩擦阻力，减少摩擦生成热量，延长使用寿命，动环30在摩擦副外圆周端面均匀开有多个斜沟槽31，斜沟槽31槽型为三角形，该槽型工艺简单，容易实现，斜沟槽31开槽角度范围0～90°，开槽方向与叶轮2叶片方向一致，当叶轮2随泵轴7旋转时，从叶轮2出口回流的液体因高速旋转获得离心力，并沿着斜沟槽31被甩出，有效的防止了磁力泵的内泄漏，少数未被甩出的回流液体，在经过密封环8摩擦副内圆周端面时，被随着叶轮2一起旋转的滚珠32再次甩出，从而增加了密封环8的密封效果，极大地减少了磁力泵的内泄漏，提高了磁力泵的工作效率，在静环29、环形保持架33和止推垫圈28与外蜗体墙1之间放置环形圈34，环形圈34可以避免环形保持架33和止推垫圈28在磁力泵运行期间与外蜗体墙1发生摩擦，产生热量。

所述动环30，静环29，环形保持架33选用的材料为碳化硅、氮化硅、氧化锆、气压烧结氮化硅和聚四氟乙烯复合材料中的一种，选用的材料耐磨、耐腐、耐温、综合机械性能好，所述止推垫圈28选用材料为碳化硅、氮化硅和气压烧结氮化硅材料中的一种，选用的材料耐腐、耐磨性能好，环形圈34选用的材料为氮化硅、氧化硅和氧化锆材料中的一种，选用的材料耐腐、耐磨性能好，滚珠32为气压烧结氮化硅滚珠，该种材料支撑的滚珠32耐腐、耐磨性能好，更重要的是其耐冷热冲击性、自润滑性及综合机械性能特别好，不易损坏，确保滚珠32能够长期使用。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种近零内泄漏的氟塑料磁力泵，包括泵轴7、叶轮2、内磁转子5、外磁转子6、、内蜗体墙3、外蜗体墙1、隔离套4、第一径向滚柱轴承9、第二径向滚柱轴承11、轴向球轴承10和密封环8，内磁转子5固定安装在泵轴7轴端，外磁转子6安装在电动机轴端，在内磁转子5和外磁转子6之间设置隔离套4，隔离套4与内蜗体墙3外壳密封固定连接，隔离套4选用的材料为氧化锆和聚四氟乙烯复合材料中的一种，叶轮2安装在泵轴7轴端，外蜗体墙1与叶轮2之间通过第一径向滚柱轴承9和密封环8配合安装，内蜗体墙3与泵轴7之间通过第二径向滚柱轴承11配合安装，叶轮2与第二径向滚柱轴承11之间配合轴向球轴承10安装，在泵轴7和内蜗体墙3分别开有导流槽。

2.根据权利要求1所述的磁力泵，其特征在于：所述泵轴7选用的材料为氮化硅、碳化硅和气压烧结氮化硅中的一种。

3.根据权利要求1所述的磁力泵，其特征在于：所述轴向球轴承10包括环形保持架21，滚珠20，止推垫圈22，止推垫圈23，环形保持架21沿圆周均匀开有多个圆孔，滚珠20嵌入圆孔中，止推垫圈22，止推垫圈23分别位于环形保持架21两侧，止推垫圈22，止推垫圈23沿圆周设有滚珠槽，滚珠20嵌入滚珠槽中。

4.根据权利要求3所述的轴向球轴承10，其特征在于：所述止推垫圈22和止推垫圈23的滚珠槽槽深与环形保持架21宽度之和小于滚珠20的直径，环形保持架21选用材料为碳化硅、氮化硅、氧化锆和聚四氟乙烯复合材料中的一种，止推垫圈22和止推垫圈23选用材料为碳化硅、氮化硅和气压烧结氮化硅材料的一种，滚珠20选用材料为气压烧结氮化硅。

5.根据权利要求1所述的磁力泵，其特征在于：所述第二径向滚柱轴承11包括滚柱14，隔离体13，挡圈15，轴承外圈12，在轴承外圈12和泵轴7之间放置滚柱14，滚柱14之间通过隔离体13隔开，挡圈15和止推垫圈23位于滚柱14两侧，可以防止滚柱14和隔离体13在运转时的轴向窜动。

6.根据权利要求5所述的第二径向滚柱轴承11，其特征在于：所述滚柱14、轴承外圈12选用的材料为气压烧结氮化硅，隔离体13选用材料为碳化硅、氮化硅、氧化锆和聚四氟乙烯复合材料中的一种，挡圈15选用的材料为氮化硅。

7.根据权利要求1所述的磁力泵，其特征在于：所述第一径向滚柱轴承9包括滚柱19、隔离体16，轴承内圈18和轴承外圈17，内挡圈24，外挡圈25，止推垫圈26，推力球27，在轴承内圈18和轴承外圈17之间放置滚柱19，滚柱19之间通过隔离体16隔开，内挡圈24和外挡圈25分别位于滚柱19两侧，轴承外圈17靠近叶轮2侧的环宽大于靠近外蜗体墙1侧的环宽，在叶轮2开口槽中放入止推垫圈26，止推垫圈26沿圆周均匀开有多个盲孔，盲孔中放入推力球27，推力球27直径大于盲孔深度。

8.根据权利要求7所述的第一径向滚柱轴承9，其特征在于：所述滚柱19，推力球27，轴承内圈18和轴承外圈17选用的材料为气压烧结氮化硅，隔离体16，止推圈26选用的材料为碳化硅、氮化硅、氧化锆和聚四氟乙烯复合材料中的一种，内挡圈24和外挡圈25选用的材料为氮化硅。

9.根据权利要求1所述的磁力泵，其特征在于：所述密封环8包括动环30，静环29，斜沟槽31，滚珠32，环形保持架33，止推垫圈28，环形圈34，静环29与外蜗体墙1配合安装，动环30与叶轮2配合安装，动环30在摩擦副内圆周端面开有一条环形槽35，环形槽35中放入止推垫圈28，再放入环形保持架33，环形保持架33沿圆周均匀开有多个圆孔36，圆孔36中嵌入直径大于环形保持架33宽度的滚珠32，滚珠32直径与止推垫圈28宽度之和大于环形槽35的深度，保证动环30与静环29摩擦副外圆周端面之间始终保持一定的间隙δ，动环30在摩擦副外圆周端面均匀开有多个斜沟槽31，在静环29、环形保持架33和止推垫圈28与外蜗体墙1之间放置环形圈34。

10.根据权利要求9所述的密封环8，其特征在于：所述动环30，静环29，环形保持架33选用材料为碳化硅、氮化硅、氧化锆、气压烧结氮化硅和聚四氟乙烯复合材料中的一种，止推垫圈28选用材料为碳化硅、氮化硅和气压烧结氮化硅材料的一种，环形圈34选用的材料为氮化硅、碳化硅和氧化锆材料中的一种，滚珠32选用材料为气压烧结氮化硅，斜沟槽31槽型为三角形，斜沟槽31开槽角度范围0～90°，开槽方向与叶轮2叶片方向一致。