CN105987006A - 一种耐腐蚀抗干磨的磁力中开泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐腐蚀抗干磨的磁力中开泵，包括泵轴(5)，泵体(1)，泵盖(2)，轴承部件(3)，密封环(6)，叶轮(7)，内磁转子(32)，外磁转子(33)，隔离套(4)，防腐过滤部件(14)、(15)、(16)，叶轮(7)外侧与泵腔内壁之间设有保持间隙的密封环(6)，有效防止泵内泄漏，内磁转子(32)安装在泵轴(5)驱动端末端，外磁转子(33)安装在电机轴端，内磁转子(32)与外磁转子(33)之间设置隔离套(4)，动密封转为静密封，由防腐过滤部件(14)、(15)、(16)对杂质进行过滤，保证泵安全运行，以滚动轴承替代滑动轴承的上述结构和耐腐蚀材料制成的磁力中开泵，提高泵抗干磨和耐腐蚀性能。

Description

一种耐腐蚀抗干磨的磁力中开泵

技术领域

本发明涉及一种中开泵，特别是一种耐腐蚀抗干磨的磁力中开泵。

背景技术

中开泵作为离心泵的一种重要形式，因其具有扬程高，流量大等特点，主要在水等无腐蚀介质输送工程中得到广泛应用。中开泵是旋转式的流体机械，它是将原动机用联轴器连接叶轮轴，由原动机输入的能量通过旋转运动转轴经叶轮传递被输送的液体，因此，在旋转轴伸出泵体固定件的部位，需要设置密封部件或密封装置来对其密封，这样的密封形式属于动密封，动密封存在着“跑、冒、滴、漏”问题，因此中开泵目前还只停留在输送水等无毒无腐蚀性介质的领域中使用，还不能在输送易燃、易爆、易挥发、有毒、有腐蚀性以及贵重液体等领域中使用。

磁力泵能量的传递是利用磁力连轴器内外磁钢的推拉作用，即外磁转子通过隔离套与内磁转子相互排斥与吸引，带动泵轴与叶轮转动，磁力泵成功地解决了流体输送中的跑、冒、漏、滴问题，因此特别适用于输送易燃易爆、强腐蚀性、有毒有害和稀有贵重液体，被广泛应用于石化、制药、印染、食品、国防等领域。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。磁力泵由于其特殊的设计，使用永磁磁块动力源，所以要求泵送的介质不能含有铁磁性颗粒，即使是微小的颗粒也绝不允许，如果微小颗粒积聚在磁力耦合器的磁块周围，将堵塞内循环通道，致使轴向力和径向力破坏，也会导致磁涡流热量无法排散，甚至损毁磁块及隔离套。

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，离心泵无工作效率。且传统的密封环摩擦副之间发生摩擦，一旦发生断液易生成热量，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，本发明提供一种耐腐蚀抗干磨的磁力中开泵，包括泵轴5，泵体1，泵盖2，轴承部件3，密封环6，叶轮7，所述叶轮7与泵轴5通过键与键槽配合安装于泵腔内，置于泵轴5驱动端与非驱动端之间，叶轮7外侧与泵腔内壁之间设有密封环6，其特征在于：所述的磁力中开泵还包括内磁转子32，外磁转子33，隔离套4，防腐过滤部件14、15、16，内磁转子32安装在泵轴5驱动端末端，外磁转子33安装在电机轴端，内磁转子32与外磁转子33之间设置隔离套4，隔离套4与泵体1，泵盖2外壳密封固定连接，所述泵体1，泵盖2，隔离套4联接成整体，组成封闭的泵腔，泵轴5，叶轮7，密封环6，轴承部件3和内磁转子32都封闭在这个被泵送介质充满的泵腔内，所述泵体1和泵盖2选用的材料为不锈钢或铸铁铸钢内衬氟塑料，所述叶轮7选用的材料为不锈钢、铜或聚四氟乙烯复合材料中的一种，所述隔离套4选用的材料为氮化硅、碳化硅、氧化铝、氧化锆或聚四氟乙烯复合材料中的一种。

作为本发明的进一步改进，所述泵轴5一端为驱动端，驱动端末端装有内磁转子32，靠近驱动端末端配合安装轴承部件3，轴承部件3两侧分别放置了防腐过滤部件14、15，泵轴5另一端为非驱动端，非驱动端末端配合安装轴承部件3，轴承部件3靠近叶轮7侧放置了防腐过滤部件16，所述泵轴5选用的材料为不锈钢、合金钢、碳化硅、氮化硅、氧化铝和氧化锆中的一种。

作为本发明的进一步改进，叶轮7外侧与泵腔内壁之间设有密封环6，所述密封环6包括密封环本体，斜沟槽8，滚珠9，环形保持架10，止推垫圈11，所述密封环本体包括一对密封环12和密封环13，密封环12选用的材料为碳化硅、氮化硅、氧化锆、氧化铝和聚四氟乙烯复合材料中的一种，密封环13选用的材料为聚四氟乙烯复合材料，所述密封环12放置在泵腔槽19和泵腔槽20中，密封环13放置于叶轮槽21和叶轮槽22中，密封环13沿摩擦副内圆周端面开有一条槽17，在槽17中放入止推垫圈11，密封环12沿摩擦副内圆周端面开有一条槽18，当密封环12选用的材料为具有高耐磨性能的碳化硅、氮化硅、氧化锆、氧化铝中的一种时，在槽18中直接放入环形保持架10，当密封环12选用的材料为聚四氟乙烯复合材料时，在槽18中先放入止推垫圈11，将环形保持架10置于止推垫圈11上，所述形保持架10沿圆周均匀开有多个圆孔23，圆孔23个数大于3个，圆孔23中嵌入滚珠9，滚珠9的直径大于槽18槽深，滚珠9突出于密封环12内圆周端面，使得密封环12与密封环13摩擦副外圆周端面之间保持间隙δ，密封环13沿摩擦副外圆周端面均匀开有多个斜沟槽8，斜沟槽8的槽型为三角型，开槽角度0～90°，开槽方向与叶轮叶片方向一致，滚珠9选用材料为气压烧结氮化硅，止推垫圈11选用材料为碳化硅和氮化硅材料中的一种，环形保持架10选用材料为碳化硅、氮化硅、氧化锆，氧化铝和聚四氟乙烯复合材料中的一种。

作为本发明的进一步改进，所述轴承部件3由2个径向滚动轴承24配合安装而成，轴承部件3与泵轴5之间以及轴承部件3与泵腔内壁之间分别配合衬圈25进行安装，衬圈25选用的是聚四氟乙烯复合材料。

作为本发明的进一步改进，所述径向滚动轴承24包括滚动体26，隔离体27，轴承内圈28，轴承外圈29，内挡圈30和外挡圈31，轴承内圈28和轴承外圈29之间放置滚动体26，滚动体26之间通过隔离体27隔开，滚动体26可以是滚柱或滚珠，滚动体26，轴承内圈28，轴承外圈29选用的材料为气压烧结氮化硅，内挡圈30和外挡圈31选用材料为氮化硅、碳化硅、氧化铝和氧化锆中的一种，隔离体27选用的材料为石墨、碳化硅、氮化硅、氧化锆、氧化铝和聚四氟乙烯复合材料中的一种。

作为本发明的进一步改进，所述防腐过滤部件14、16由陶瓷圈34，陶瓷挡圈35和防腐滤网圈36组合而成，防腐滤网圈36与泵轴5之间通过陶瓷圈34配合安装，防腐滤网圈36靠近叶轮7侧放置陶瓷挡圈35，所述防腐过滤部件15由陶瓷挡圈35，防腐滤网圈36和永磁圈37组合而成，防腐滤网圈36与泵轴5配合安装，防腐滤网圈36与泵腔内壁之间放置永磁圈37，防腐滤网圈36靠近叶轮7侧放置陶瓷挡圈35，陶瓷圈34，陶瓷挡圈35选用的材料为碳化硅、氮化硅、氧化锆和氧化铝中的一种。

本发明的有益效果是：本发明结构合理，突破了现有中开泵的结构形式，电动机带动外磁转子33旋转时，磁场能穿透空气隙和非磁性物质，带动与叶轮7相连的内磁转子32做同步旋转，实现动力的无接触同步传递，将容易泄漏的动密封结构转化为零泄漏的静密封结构，泵轴5、内磁转子32、叶轮7被泵体1、泵盖2、隔离套4组成的泵腔完全封闭，从而彻底解决了“跑、冒、滴、漏”问题，同时由防腐过滤部件14、15、16对介质中的杂质进行过滤，其中防腐过滤部件15的永磁圈37，可以吸附流经介质中的铁磁性颗粒，保证磁力泵正常运转，以陶瓷滚动轴承替代滑动轴承的上述结构和相应耐腐蚀材料制成的磁力中开泵，大大减小了摩擦阻力，减小摩擦生成的热量，可以在一定时间内在泵送液体缺失和断流的情况下空运转，提高了磁力中开泵的抗干磨和耐腐蚀性能，增加了泵运行的安全性，从叶轮7出口回流的介质沿密封环6所开的斜沟槽8被甩出，少数未被甩出的回流介质，在经过密封环6摩擦副内圆周端面时被滚珠9再次甩出，增加了密封环6的密封效果，有效的防止了磁力中开泵的内泄漏，提高了磁力中开泵的工作效率，本发明一种耐腐蚀抗干磨的磁力中开泵拓展了中开泵使用工作范围及多行业的适用性，使其同时具有磁力泵输送易燃易爆、强腐蚀性、有毒有害以及稀有贵重等介质的特性，又解决了普通磁力泵不能空运转以及输送颗粒介质尤其是含有铁磁性颗粒介质的问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为径向滚动轴承的剖视图。

图3为径向滚动轴承的结构示意图。

图4为密封环12的结构示意图。

图5为密封环13的结构示意图

图6为密封环6无止推垫圈的剖视图。

图7为密封环6有止推垫圈的剖视图。

具体实施方式

实施例：一种耐腐蚀抗干磨的磁力中开泵，包括轴承5，泵体1，泵盖2，轴承部件3，密封环6，叶轮7，内磁转子32，外磁转子33，隔离套4，防腐过滤部件14、15、16，所述叶轮7与泵轴5通过键与键槽配合安装于泵腔内，置于泵轴5驱动端与非驱动端之间，叶轮7外侧与泵腔内壁之间设有密封环6，内磁转子32安装在泵轴5驱动端末端，外磁转子33安装在电机轴端，内磁转子32与外磁转子33之间设置隔离套4，隔离套4与泵体1、泵盖2外壳密封固定连接，所述泵体1，泵盖2，隔离套4联接成整体，组成封闭的泵腔，泵轴5，叶轮7，密封环6，轴承部件3和内磁转子32都封闭在这个被泵送介质充满的泵腔内，电动机机轴驱动外磁转子33旋转，外磁转子33与内磁转子32配合通过磁力带动内磁转子32转动，由内磁转子32带动泵轴5旋转，使泵轴上的叶轮7转动工作，避免了介质由泵轴端向外部渗漏，所述泵体1和泵盖2选用的材料为不锈钢或铸铁铸钢内衬氟塑料，所述叶轮7选用的材料为不锈钢、铜或聚四氟乙烯复合材料中的一种，所述隔离套4选用的材料为氮化硅、碳化硅、氧化铝、氧化锆或聚四氟乙烯复合材料中的一种。

所述的泵轴5一端为驱动端，驱动端末端装有内磁转子32，靠近驱动端末端配合安装轴承部件3，轴承部件3两侧分别安装防腐过滤部件14、15，泵轴5另一端为非驱动端，非驱动端末端配合安装轴承部件3，轴承部件3靠近叶轮7侧安装防腐过滤部件16，所述泵轴5选用的材料为不锈钢、合金钢、碳化硅、氮化硅、氧化铝、氧化锆中的一种。

叶轮7外侧与泵腔内壁之间设有密封环6，所述密封环6包括密封环本体，斜沟槽8，滚珠9，环形保持架10，止推垫圈11，所述密封环本体包括一对密封环12和密封环13，所述密封环12置于泵腔槽19和泵腔槽20中，密封环13放置于叶轮槽21和叶轮槽22中，密封环12选用的材料为碳化硅、氮化硅、氧化锆、氧化铝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，密封环13选用的材料为聚四氟乙烯复合材料，密封环13沿摩擦副内圆周端面开有槽17，在槽17中放入止推垫圈11，密封环12沿摩擦副内圆周端面开有槽18，当密封环12选用材料为具有高耐磨性能的碳化硅、氮化硅、氧化锆、氧化铝中的一种，槽18中直接放入环形保持架10，当密封环12选用材料为聚四氟乙烯复合材料，槽18中先放置止推垫圈11，环形保持架10置于止推垫圈11上，止推垫圈11选用材料为碳化硅和氮化硅材料的一种，选用的材料耐腐蚀、耐磨性能好，使用止推垫圈可以提高密封环的耐磨性。

所述环形保持架10沿圆周均匀开有多个圆孔23，圆孔23的个数至少为3个，圆孔23中嵌入滚珠9，滚珠9的直径大于槽18的深度，环形保持架10选用材料为碳化硅、氮化硅、氧化锆、氧化铝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，滚珠9为气压烧结氮化硅滚珠，该种材料支撑的滚珠9耐腐、耐磨性好，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9能够长期使用，滚珠9突出于密封环12摩擦副内圆周端面，密封环本体实际上是密封环13的摩擦副内圆周端面与滚珠9球面间的紧密接触，始终保持密封环12摩擦副外圆周端面与密封环13的摩擦副外圆周端面之间保持一个间隙δ，该间隙δ从根本上避免了密封环12、13摩擦副外圆周端面间的摩擦，不产生摩擦损耗，不产生摩擦热量，通过滚珠9实现密封环12、13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，大大减小了摩擦阻力，减少摩擦生成热量，极大的延长了密封环6的使用寿命。

所述密封环13摩擦副外圆周端面均匀开有多个斜沟槽8，斜沟槽8的槽型为三角型，该槽型工艺简单，容易实现，斜沟槽8开槽角度范围0～90°，开槽方向与叶轮7叶片方向一致，当叶轮7随泵轴旋转时，密封环13也随叶轮7一起旋转，从叶轮7出口回流的介质因高速旋转获得离心力，沿着斜沟槽8被甩出，少数未被甩出的回流介质，在经过密封环6摩擦副内圆周端面时，被高速旋转的滚珠9再次甩出增加了密封环6的密封效果，有效减少磁力中开泵的“内泄漏”。

所述轴承部件3由2个径向滚动轴承24配合安装而成，轴承部件3与泵轴5之间以及轴承部件3与泵腔内壁之间分别配合衬圈25进行安装，衬圈25选用的材料为聚四氟乙烯复合材料，所述径向滚动轴承24包括滚动体26，隔离体27，轴承内圈28，轴承外圈29，内挡圈30和外挡圈31，在轴承内圈28和轴承外圈29之间设置滚动体26，滚动体26之间通过隔离体27隔开，隔离体27避免了滚动体26之间的摩擦，大大减小了摩擦阻力，减少摩擦生成热量，延长径向滚动轴承24的使用寿命，滚动体26可以是滚柱或滚珠中的一种，滚动体26放置的密集程度可以根据负载大小通过隔离体27进行调节，较现有技术中采用的保持架结构更灵活，更实用，轴承内圈28和轴承外圈29两侧放置了防止滚动体26和隔离体27轴向窜动的内挡圈30和外挡圈31，所述内挡圈30和外挡圈31选用的材料为氮化硅、碳化硅、氧化铝和氧化锆中的一种，该种材料耐腐，耐磨性能好，隔离体27选用的材料为石墨、碳化硅、氮化硅、氧化锆、氧化铝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，滚动体26，轴承内圈28，轴承外圈29选用的材料为气压烧结氮化硅材料，该种材料支撑的轴承部件3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，确保整个轴承部件3能够长期使用，延长了轴承部件3的使用寿命。

所述的防腐过滤部件14、16由陶瓷圈34，陶瓷挡圈35，防腐滤网圈36组合而成，防腐滤网圈36与泵轴5之间通过陶瓷圈34配合安装，防腐过滤圈36靠近叶轮7侧放置陶瓷挡圈35，所述防腐过滤部件15由陶瓷挡圈35，防腐滤网圈36和永磁圈37组合而成，防腐滤网圈36与泵轴配合安装，防腐滤网圈36与泵腔内壁之间放置永磁圈37，防腐滤网圈36靠近叶轮7侧放置陶瓷挡圈35，防腐过滤部件14、15、16的陶瓷挡圈35首先对介质中的颗粒杂质进行过滤，介质在通过防腐滤网圈36时进行再次过滤，陶瓷圈34，陶瓷挡圈35选用的材料为碳化硅、氮化硅、氧化铝和氧化锆中的一种，选用的材料耐腐、耐磨、耐温，综合机械性能好，磁性防腐过滤部件15选用的永磁圈37可吸附介质中剩余的铁磁性颗粒，通过防腐过滤部件14、15、16对介质中的颗粒进行过滤，保障磁力中开泵稳定运行。

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 (6)

1.一种耐腐蚀抗干磨的磁力中开泵，包括泵轴5，泵体1，泵盖2，轴承部件3，密封环6，叶轮7，所述叶轮7与泵轴5通过键与键槽配合安装于泵腔内，置于泵轴5驱动端与非驱动端之间，叶轮7外侧与泵腔内壁之间设有密封环6，其特征在于：所述的磁力中开泵还包括内磁转子32，外磁转子33，隔离套4，过滤部件14、15、16，内磁转子32安装在泵轴5驱动端末端，外磁转子33安装在电机轴端，内磁转子32与外磁转子33之间设置隔离套4，隔离套4与泵体1、泵盖2外壳密封固定连接，所述泵体1，泵盖2，隔离套4联接成整体，组成封闭的泵腔，泵轴5，叶轮7，密封环6，轴承部件3和内磁转子32都封闭在这个被泵送介质充满的泵腔内，所述泵体1和泵盖2选用的材料为不锈钢或铸铁铸钢内衬氟塑料，所述叶轮7选用的材料为不锈钢、铜或聚四氟乙烯复合材料的一种，所述隔离套4选用的材料为氮化硅、碳化硅、氧化铝、氧化锆或聚四氟乙烯复合材料中的一种。

2.根据权利要求1所述的磁力中开泵，其特征在于：所述泵轴5一端为驱动端，驱动端末端装有内磁转子32，靠近驱动端末端配合安装轴承部件3，轴承部件3两侧分别放置了防腐过滤部件14、15，泵轴5另一端为非驱动端，非驱动端末端配合安装轴承部件3，轴承部件3靠近叶轮7侧放置防腐过滤部件16，所述泵轴5选用的材料为不锈钢、合金钢、碳化硅、氮化硅、氧化铝和氧化锆中的一种。

3.根据权利要求1所述的磁力中开泵，其特征在于：在叶轮7外侧与泵腔内壁之间设有密封环6，所述密封环6包括密封环本体，斜沟槽8，滚柱9，环形保持架10，止推垫圈11，所述密封环本体包括一对密封环12和密封环13，密封环12放置在泵腔槽19和泵腔槽20中，密封环13放置在叶轮槽21和叶轮槽22中，密封环12选用的材料为碳化硅、氮化硅、氧化锆、氧化铝和聚四氟乙烯复合材料中的一种，密封环13选用的材料为聚四氟乙烯复合材料，密封环13沿摩擦副内圆周端面开有一条槽17，在槽17中放入止推垫圈11，密封环12沿摩擦副内圆周端面开有一条槽18，当密封环12选用的材料为具有高耐磨性能的碳化硅、氮化硅、氧化锆和氧化铝中的一种时，在槽18中直接放入环形保持架10，当密封环12选用的材料为聚四氟乙烯复合材料时，在槽18中先放入止推垫圈11，将环形保持架10置于止推垫圈11上，环形保持架10沿圆周均匀开有多个圆孔23，圆孔23个数大于3个，圆孔23中嵌入滚珠9，滚珠9的直径大于槽18槽深，滚珠9突出于密封环13内圆周端面，使得密封环12与密封环13摩擦副外圆周端面之间保持间隙δ，密封环13沿摩擦副外圆周端面均匀开有多个斜沟槽8，斜沟槽8的槽型为三角型，开槽角度0～90°，开槽方向与叶轮7叶片方向一致，滚珠9为气压烧结氮化硅，止推垫圈11选用材料为碳化硅和氮化硅材料的一种，环形保持架10选用材料为碳化硅、氮化硅、氧化锆、氧化铝和聚四氟乙烯复合材料中的一种。

4.根据权利要求1所述的磁力中开泵，其特征在于：所述轴承部件3由2个径向滚动轴承24配合安装，轴承部件3与泵轴5之间以及轴承部件3与泵腔内壁之间分别配合衬圈25进行安装，衬圈25选用的材料为聚四氟乙烯复合材料。

5.根据权利要求1所述的磁力中开泵，其特征在于：所述径向滚动轴承24包括滚动体26，隔离体27，轴承内圈28，轴承外圈29，内挡圈30和外挡圈31，轴承内圈28和轴承外圈29之间放置滚动体26，滚动体26之间通过隔离体27隔开，滚动体26可以是滚柱或滚珠，滚动体26，轴承内圈28，轴承外圈29选用的材料为气压烧结氮化硅，内挡圈30和外挡圈31选用材料为氮化硅、碳化硅、氧化锆和氧化铝中的一种，隔离体27选用的材料为石墨、碳化硅、氮化硅、氧化锆、氧化铝和聚四氟乙烯复合材料中的一种。

6.根据权利要求1所述的磁力中开泵，其特征在于：所述防腐过滤部件14、16由陶瓷圈34，陶瓷挡圈35和防腐滤网圈36组合而成，防腐滤网圈36与泵轴5之间通过陶瓷圈34配合安装，防腐滤网圈36靠近叶轮7侧放置陶瓷挡圈35，所述防腐过滤部件15由陶瓷挡圈35，防腐滤网圈36和永磁圈37组合而成，防腐滤网圈36与泵轴5配合安装，防腐滤网圈36与泵腔内壁之间放置永磁圈37，陶瓷圈34，陶瓷挡圈35选用的材料为碳化硅、氮化硅、氧化锆和氧化铝中的一种。