CN109083844B - 一种带对旋式诱导轮的离心泵 - Google Patents

一种带对旋式诱导轮的离心泵 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种带对旋式诱导轮的离心泵，包括喇叭管、诱导轮组件、泵体、叶轮、泵盖、泵轴以及电机等。当离心泵开启时，诱导轮会在齿轮组的带动下实现相反旋向的旋转，且其转速可以根据齿轮组的不同传动比来实现不同转速，使得诱导轮的设计可以得到进一步的优化，同时提高离心泵的空化性能。所述齿轮组采用了渐开线圆柱齿轮，可以实现高效传动，且不会产生过大的噪音。本带对旋式诱导轮的离心泵具有操作简单，安装方便，安全可靠等优点。

Description

一种带对旋式诱导轮的离心泵
技术领域
本发明涉及离心泵，特别涉及到一种带对旋式诱导轮的离心泵。
背景技术
诱导轮是一种轴流式叶轮，相比较于离心泵叶轮，它具有较强的抗空化性能，并可以在一定程度的空化状态工作时，而对性能不会有严重影响。当诱导轮与离心叶轮配合使用时，由诱导轮产生的扬程可以减小泵的空化余量，提高泵的抗空化性能。通常诱导轮在设计时，是按照轻负荷的轴流式叶轮设计的，会选择较大的叶栅稠密度(翼型弦长与节距的比值)、较小的进口冲角、较大的进口过流面积等。对于传统的诱导轮来说，其优化设计会受到已定的转速的限制。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种诱导轮，设计不再受转速的约束，同时，对旋式的诱导轮比传统的诱导轮具有更好的抗空化性能，拓宽了离心泵的运行范围，具有较高的研究价值和工程价值。
本发明涉及一种带对旋式诱导轮的离心泵，包括喇叭管、诱导轮组件、泵体、叶轮、泵盖、泵轴以及电机等。当离心泵开启时，诱导轮会在齿轮组的带动下实现相反旋向的旋转，且其转速可以根据齿轮组的不同传动比来实现不同转速，使得诱导轮的设计可以得到进一步的优化，同时提高离心泵的空化性能。
实现上述目的所采用的技术方案是：
一种带对旋式诱导轮的离心泵，包括由喇叭管、诱导轮组件、口环、泵体、叶轮、泵盖、泵轴、轴套、叶轮螺母、锁紧挡圈、机械密封和电机；
在喇叭管口径小的一端铸有与喇叭管一体的前置导叶和导水锥；
泵轴一端通过联轴器与电机连接，另一端安装有诱导轮组件，所述诱导轮组件包括诱导轮、齿轮A、齿轮B和齿轮C；
齿轮A安装于泵轴上，与泵轴上的螺纹配合安装；诱导轮靠近进口一侧的中心孔内侧加工有齿轮C；在齿轮A与齿轮C之间安装有齿轮B，且所述齿轮B安装在导水锥上，并沿周向均匀分布；
所述齿轮B是由两个齿轮串联而成的，其中，一个齿轮与齿轮C啮合，另一个齿轮与齿轮A啮合。
所述齿轮B是由两级不同直径的齿轮串联而成的，大直径的一级与齿轮C啮合，小直径的一级与齿轮A啮合；诱导轮的转速由齿轮A、齿轮B以及齿轮C间的传动比决定。
所述齿轮A与齿轮B均为外齿轮，所述齿轮C为内齿轮；齿轮A、齿轮B、齿轮C均采用渐开线圆柱齿轮。
所述齿轮B的数量为3～5个。
所述诱导轮为圆柱形诱导轮；所述诱导轮叶片与泵体之间的间隙为0.008～0.01倍的诱导轮进口直径。
所述诱导轮的旋向与叶轮(5)的旋向是相反的
所述诱导轮的中心孔是阶梯式的，中间位置细，两端粗。
所述诱导轮组件还包括轴承A、轴承B、轴端螺母和卡环；轴承A位于诱导轮的出口端，轴承B位于诱导轮的进口端，在轴承B靠近进口端的一侧安装有卡环，轴端螺母固定泵轴。
所述轴承A与轴承B采用的是止推轴承。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明优化了诱导轮的预旋作用，提高离心泵的空化性能。
(2)本发明在实现诱导轮对旋的同时，采用了渐开线圆柱齿轮，保证了离心泵的高效传动与低噪。
(3)本发明结构简单，安装方便，安装方便，安全可靠，生产短，产品成本低。
附图说明
图1是本发明一种带对旋式诱导轮的离心泵原理图。
图2是本发明一种带对旋式诱导轮的离心泵的诱导轮组件结构图。
图3是本发明一种带对旋式诱导轮的离心泵的诱导轮组件I局部放大图。
图中：1.喇叭管，2.诱导轮组件，3.口环，4.泵体，5.叶轮，6.泵盖，7.泵轴，8.轴套，9.叶轮螺母，10.锁紧挡圈，11.机械密封，12.电机，201.诱导轮，202.轴承A，203.轴承B，204.轴端螺母，205.齿轮A，206.齿轮B，207.卡环，1a.前置导叶，1b.导水锥，201a.齿轮C。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
图1、图2分别为本发明涉及一种带对旋式诱导轮的离心泵及诱导轮组件的结构图，图3是诱导轮组件的局部放大图，包括喇叭管1，诱导轮组件2，口环3，泵体4，叶轮5，泵盖6，泵轴7，轴套8，叶轮螺母9，锁紧挡圈10，机械密封11，电机12，诱导轮201，轴承A 202，轴承B 203，轴端螺母204，.齿轮A 205，齿轮B 206，卡环207；
喇叭管1上设有前置导叶1a以及导水锥1b，
泵轴7一端通过联轴器与电机连接，另一端安装有诱导轮组件2，所述诱导轮组件2包括诱导轮201、齿轮A 205、齿轮B 206和齿轮C 201a；
齿轮A 205安装于泵轴7上，与泵轴7上的螺纹配合安装；诱导轮201靠近进口一侧的中心孔内侧加工有齿轮C 201a；在齿轮A 205与齿轮C 201a之间安装有齿轮B 206，且所述齿轮B 206安装在导水锥1b上，并沿周向均匀分布；
齿轮B 206是由两级不同直径的齿轮串联而成的，直径较大的一级与齿轮C 201a啮合，直径较小的一级与齿轮A 205啮合。
所述齿轮A205与齿轮B206均为外齿轮，所述齿轮C201a为内齿轮；齿轮A205、齿轮B206、齿轮C201a均采用渐开线圆柱齿轮。
所述诱导轮201为圆柱形诱导轮；诱导轮201叶片与泵体4之间的间隙为0.008～0.01倍的诱导轮201进口直径；
所述诱导轮201的中心孔是阶梯式的，中间位置细，两端粗。
所述诱导轮组件2还包括轴承A202、轴承B203、轴端螺母204和卡环207；轴承A202位于诱导轮201的出口端，轴承B203位于诱导轮201的进口端，在轴承B203靠近进口端的一侧安装有卡环207，轴端螺母204固定泵轴7。所述轴承A202与轴承B203采用的是止推轴承。
安装方式：
首先是转子部分的组装。如图1所示结构图，在组装转子时，先将泵轴7穿过叶轮5，叶轮5与泵轴7之间使用键来实现切向约束。之后，将叶轮螺母9拧紧，后依次套入轴套8，轴承B 203，诱导轮201以及轴承A 202，并用卡环207固定。此时，在叶轮螺母9与卡环207的约束作用下，轴套8，轴承B 203，诱导轮201以及轴承A 202的轴向位置是固定的；在轴承A 202与轴承B 203的共同作用之下，诱导轮201可以实现沿周向的自由旋转。最后，将齿轮A 205拧入，并使用轴端螺母204固定。为后续安装方便，此时先不安装锁紧挡圈10与机械密封11。
齿轮B 206沿周向均匀分布3个，安装在导水锥1b的平面上，且直径较大的一端靠近导水锥1b。将口环3安装入泵体4如图1所示的位置，并用紧定螺钉固定。将之前组装好的转子部分装入泵体4，叶轮5的进口位置插入口环中，并将泵轴7整体向入口方向推出。安装喇叭管1，将齿轮B 206与推出来的转子部分上的齿轮A 205以及诱导轮201上加工的齿轮C201a啮合，再将喇叭管1与泵体4使用螺栓将其固定。此时，泵轴7退回，叶轮螺母9与叶轮5接触。装入锁紧挡圈10，机械密封11以及装入泵盖6，使用螺栓将泵盖6与泵体4固定。
使用联轴器将泵轴7与电机12相连，并将泵盖6与电机12使用螺栓连接，完成本发明的安装。
工作原理为：
开机后，与常规离心泵一样，电机12通过联轴器带动泵轴7开始旋转，固定在泵轴7上的叶轮5在键的作用下随之旋转。
固定在泵轴7一端的齿轮A 205与齿轮B 206中直径较小的一端啮合，当泵轴7开始旋转时，齿轮B 206也会随之旋转。齿轮B 206中直径较大的一端与诱导轮201上加工的齿轮C201a啮合，当齿轮B 206旋转时，齿轮C201a会带动诱导轮201旋转，且诱导轮201的旋转方向与叶轮的旋转方向是相反的。
诱导轮201的转速与齿轮(205，206，201a)的传动比有关，如下式所示：
Figure GDA0002253679430000041
式中：nA——齿轮A 205的转速；
nC——齿轮C 201a的转速；
DA——齿轮A 205的直径；
DB1——齿轮B 206中直径较小一端的直径；
DB2——齿轮B 206中直径较大一端的直径；
DC——齿轮C 201a的直径；
本发明的保护范围不限于上述实施例，也包含本发明构思范围内的其它实施例和变形例。

Claims (9)

1.一种带对旋式诱导轮的离心泵，其特征在于，包括由喇叭管(1)、诱导轮组件(2)、口环(3)、泵体(4)、叶轮(5)、泵盖(6)、泵轴(7)、轴套(8)、叶轮螺母(9)、锁紧挡圈(10)、机械密封(11)和电机(12)；
在喇叭管(1)口径小的一端铸有与喇叭管(1)一体的前置导叶(1a)和导水锥(1b)；
泵轴(7)一端通过联轴器与电机连接，另一端安装有诱导轮组件(2)，所述诱导轮组件(2)包括诱导轮(201)、齿轮A(205)、齿轮B(206)和齿轮C(201a)；
齿轮A(205)安装于泵轴(7)上，与泵轴(7)上的螺纹配合安装；诱导轮(201)靠近进口一侧的中心孔内侧加工有齿轮C(201a)；在齿轮A(205)与齿轮C(201a)之间安装有齿轮B(206)，且所述齿轮B(206)安装在导水锥(1b)上，并沿周向均匀分布；
所述齿轮B(206)是由两个齿轮串联而成的，其中，一个齿轮与齿轮C(201a)啮合，另一个齿轮与齿轮A(205)啮合。
2.根据权利要求1所述的带对旋式诱导轮的离心泵，其特征在于，所述齿轮B(206)是由两级不同直径的齿轮串联而成的，大直径的一级与齿轮C(201a)啮合，小直径的一级与齿轮A(205)啮合；诱导轮(201)的转速由齿轮A(205)、齿轮B(206)以及齿轮C(201a)间的传动比决定。
3.根据权利要求1所述的带对旋式诱导轮的离心泵，其特征在于，所述齿轮A(205)与齿轮B(206)均为外齿轮，所述齿轮C(201a)为内齿轮；齿轮A(205)、齿轮B(206)、齿轮C(201a)均采用渐开线圆柱齿轮。
4.根据权利要求1所述的带对旋式诱导轮的离心泵，其特征在于，所述齿轮B(206)的数量为3～5个。
5.根据权利要求1所述的带对旋式诱导轮的离心泵，其特征在于，所述诱导轮(201)为圆柱形诱导轮；所述诱导轮(201)叶片与泵体(4)之间的间隙为0.008～0.01倍的诱导轮(201)进口直径。
6.根据权利要求1所述的带对旋式诱导轮的离心泵，其特征在于，所述诱导轮(201)的旋向与叶轮(5)的旋向是相反的。
7.根据权利要求1所述的带对旋式诱导轮的离心泵，其特征在于，所述诱导轮(201)的中心孔是阶梯式的，中间位置细，两端粗。
8.根据权利要求1所述的带对旋式诱导轮的离心泵，其特征在于，所述诱导轮组件(2)还包括轴承A(202)、轴承B(203)、轴端螺母(204)和卡环(207)；轴承A(202)位于诱导轮(201)的出口端，轴承B(203)位于诱导轮(201)的进口端，在轴承B(203)靠近进口端的一侧安装有卡环(207)，轴端螺母(204)固定泵轴(7)。
9.根据权利要求8所述的带对旋式诱导轮的离心泵，其特征在于，所述轴承A(202)与轴承B(203)采用的是止推轴承。
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