CN107100836A - 一种一体式叶轮增压三螺杆泵 - Google Patents

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率志君
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王东华
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    • F04C15/06Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet
    • F04C15/062Arrangements for supercharging the working space

Abstract

本发明的目的在于提供一种一体式叶轮增压三螺杆泵,包括:泵体、螺杆衬套、主动螺杆、从动螺杆、叶轮、导叶、安全阀、平衡套、填料箱、轴承、吸入口。螺杆衬套、主动螺杆、从动螺杆组合使用进行增压;三螺杆下端设置有叶轮和导叶,在利用螺杆增压之前,先进行增压。本发明装置利用螺杆和叶轮双重增压提升了螺杆泵的增压效果,无需外部设备辅助即可在泵内利用螺杆驱动叶轮做功提高进入螺杆工作腔的流体压力,减少油中气体析出,从而减小气蚀,抑制振动噪声,延长螺杆泵使用寿命,泵体结构紧凑,吸入高度高,特别适用于油箱液位和泵组高度落差较大和流体介质循环倍率高的工况。

Description

一种一体式叶轮增压三螺杆泵
技术领域
本发明涉及船舶润滑油系统,尤其涉及一种一体式叶轮增压三螺杆泵。
背景技术
三螺杆泵作为一种转子容积泵,具有输送介质流量连续平稳,压力脉动小,排出压力高,振动噪声小等特点。在船舶行业作为燃油泵和滑油输送泵,在机械工业中用作液压,润滑和遥控马达泵。三螺杆泵以其突出的优点逐渐取代齿轮泵和柱塞泵,但在实际应用中由于现场使用条件的限制很多情况下螺杆泵工作在非额定工况。例如三螺杆泵在船舶上作为润滑油泵时,由于船舶机舱空间体积的限制,润滑油箱往往较小,润滑油在整个油路完成一次循环时间短,滑油循环倍率高,而且润滑油在经过各润滑部位后会混入气体,在油箱中气体未充分析出即进入螺杆泵进行下一次工作循环。在螺杆的运转过程中由于油液中气泡析出后在高压区溃灭造成泵的振动噪声增大,对螺杆和衬套表面造成气蚀,缩短了螺杆泵的使用寿命,减小了泵容积效率。同时由于船舶满足重心低的要求,油箱位置往往较螺杆泵低,因此螺杆泵在吸入口形成一定的真空度加剧了滑油中气体的析出。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单可靠,可增大螺杆工作腔入口压力,使用寿命延长,低振动噪声的一体式叶轮增压三螺杆泵。
本发明的上述目的通过以下技术方案来实现:一种一体式叶轮增压三螺杆泵,包括三螺杆泵,还包括:叶轮、导叶和吸入口,所述的吸入口位于三螺杆泵衬套的底部,三螺杆泵主动螺杆末端带有一段光轴段,叶轮安装在所述光轴段上,导叶的轮毂体内孔套于叶轮轴外,导叶外沿与吸入口固定。
本发明还可以包括:
1.在主动螺杆末端的光轴段的端部设置导流帽,所述导流帽与主动螺杆末端的光轴段通过旋向与主动螺杆的转动方向相反的螺纹拧紧固定。
2.所述的吸入口由直筒段与渐缩段组成。
3.导叶的轮毂体内孔涂有耐磨涂层。
4.吸入口的直筒段与渐缩段的交界处有一内凸段。
本发明的优点和有益效果在于:
1、本发明无需外部设备辅助即可在泵内利用螺杆驱动叶轮做功提高进入螺杆工作腔的流体压力,减少油中气体析出,从而减小气蚀,减小振动噪声,延长螺杆泵使用寿命。
2、本发明的一体式叶轮增压螺杆泵结构紧凑,吸入高度高,特别适用于油箱液位和泵组高度落差较大和流体介质循环倍率高的工况。
附图说明
图1为本发明的一体式叶轮增压螺杆泵主剖视图。
图2为本发明的一体式叶轮增压螺杆泵侧剖视图。
图3为本发明的螺杆叶轮示意图。
附图标记:1——主动螺杆,2——填料箱,3——轴承,4——上端盖,5——螺杆衬套,6——导叶,7——叶轮,8——导流帽,9——吸入口,10——压盖,11——安全阀,12——耐磨涂层,13——平衡套,14——从动螺杆。
具体实施方式
下面根据说明书附图对本发明的技术方案进一步详细描述:
本发明提供的一体式叶轮增压三螺杆泵,是在传统的三螺杆泵上加以改进而又有创新。为解决输送介质中含气量大三螺杆泵气泡破灭引起的气蚀和振动噪声大的问题,本发明在传统三螺杆泵的进口部位增加了由主杆驱动的叶轮及导叶,通过叶轮做功后的流体压力增加,流体通过导叶后将油液的旋转运动变为轴向运动,减少压头损失,把旋转的动能变为压力能,进一步提高螺杆入口的压力。
图1所示为本发明设计的一体式叶轮增压三螺杆泵主剖视图。图2为本发明设计的一体式叶轮增压螺杆泵剖视图。主动螺杆1的上端伸出上端盖4,通过轴承3约束,为保证油液密封,上端盖4上部有填料箱2通过螺钉与上端盖4固定,最后通过压盖10将填料箱2上部压紧密封。主从螺杆1和从动螺杆14相互配合装配于螺杆衬套5中。图3为本发明设计的螺杆叶轮示意图,主动螺杆1的末端比传统的螺杆多加工了一段光轴。所述的主动螺杆1末端光轴外套有叶轮7。所述的叶轮空心轴外为导叶6,导叶6外缘与叶轮的吸入口9内壁焊接固定。所述的叶轮吸入口9上沿与螺杆衬套5焊接固定。
图2所示为本发明设计的一体式叶轮增压螺杆泵侧剖视图。两根从动螺杆14的顶端插入平衡套13中,所述的平衡套13固定于上端盖4中平衡从动螺杆14轴向力。螺杆衬套5上部与上端盖4通过紧定螺钉连接,为保证紧急情况下螺杆泵的安全,在泵体3中部位置装有安全阀11,所述的安全阀11的两个通油孔分别与螺杆泵泵排出腔和吸入腔相连,当管路压力高于设定的安全压力时,排出腔高压介质顶开安全阀11内的单向阀回流到吸入腔。
参见图2,导叶6外沿与叶轮吸入口9焊接固定,叶轮套轴穿过导叶轮毂体的内孔。为减小摩擦,导叶6的轮毂体的内孔有耐磨涂层12。同时导叶6的轮毂体也作为叶轮套轴的轴承起到径向约束的作用。
参见图3,主动螺杆1的末端加工预留一定长度的光轴,叶轮7的空心轴套于主动螺杆1末端光轴段,导叶6的轮毂体内孔套于叶轮空心轴外。所述的叶轮套轴与主动螺杆1末端光轴通过键连接传递转矩。为了防止旋转过程中叶轮松脱,导流帽8与主动螺杆1末端光轴通过旋向与主动螺杆1转动方向相反的螺纹拧紧固定。为减小流体阻力和避免引起不必要的湍流,导流帽8的形状设计为流线形。
本发明一种一体式叶轮增压三螺杆泵,其基本原理是:主动螺杆的末端的叶轮由主杆驱动旋转,流体经过翼形叶片下表面的路程要比沿上表面的路程要长,因此流体沿叶片下表面的流速比上表面路程要长,相应地,叶片下表面的压力将小于上表面。流体给叶片向下的力,反过来叶片给流体向上的力作用在流体上,把叶轮的机械能转化为流体的能量。由于叶片上测的流体压力升高将流体推走,下测因压力下降而将流体吸入。通过叶轮做功后进入螺杆腔的流体压力升高,由叶轮源源不断从油箱吸油。主动螺杆分别与从动螺杆、螺杆衬套形成密封容积。装在衬套内的螺杆在原动机的驱动下旋转,入口处形成一定的真空度吸入流体介质,随着螺杆的旋转,主从螺杆和衬套逐渐沿轴向形成若干个密封腔将流体介质挤向排出口,在最后一个密封腔打开时将流体排出到排出腔。
最后需要说明的是,上面所述的实施例仅为展示本发明的技术方案而限制,本领域的普通技术人员应当理解,对于主动螺杆1末端增加叶轮增压或更改叶轮叶片数及导叶导流结构的修改并未脱离本方面方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明专利的权利要求范围之中。

Claims (8)

1.一种一体式叶轮增压三螺杆泵,包括三螺杆泵,其特征在于,还包括:叶轮、导叶和吸入口,所述吸入口位于三螺杆泵衬套的底部,三螺杆泵主动螺杆末端带有一段光轴段,叶轮安装在所述光轴段上,导叶的轮毂体内孔套于叶轮轴外,导叶外沿与吸入口固定。
2.如权利要求1所述的一种一体式叶轮增压三螺杆泵,其特征在于,在主动螺杆末端的光轴段的端部设置导流帽,所述导流帽与主动螺杆末端的光轴段通过旋向与主动螺杆的转动方向相反的螺纹拧紧固定。
3.如权利要求1或2所述的一种一体式叶轮增压三螺杆泵,其特征在于,所述的吸入口由直筒段与渐缩段组成。
4.如权利要求1或2所述的一种一体式叶轮增压三螺杆泵,其特征在于,导叶的轮毂体内孔涂有耐磨涂层。
5.如权利要求3所述的一种一体式叶轮增压三螺杆泵,其特征在于,导叶的轮毂体内孔涂有耐磨涂层。
6.如权利要求3所述的一种一体式叶轮增压三螺杆泵,其特征在于,吸入口的直筒段与渐缩段的交界处有一内凸段。
7.如权利要求4所述的一种一体式叶轮增压三螺杆泵,其特征在于,吸入口的直筒段与渐缩段的交界处有一内凸段。
8.如权利要求5所述的一种一体式叶轮增压三螺杆泵,其特征在于,吸入口的直筒段与渐缩段的交界处有一内凸段。
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