CN109578290A - 适用于输送含颗粒杂质介质的二次气源保护磁力泵装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于输送含颗粒杂质介质的二次气源保护磁力泵装置，包括水利过流单元、磁力驱动单元及位于二者之间的二次气源保护单元，水利过流单元包括泵体、叶轮、泵盖和泵轴，泵体与泵盖之间形成泵腔，叶轮位于在泵腔中并连接在泵轴上，泵轴穿过泵盖和二次气源保护单元，与磁力驱动单元连接，叶轮和泵盖之间的泵轴上设有副叶轮，叶轮和副叶轮之间设有前挡盖，泵轴与泵盖之间设有螺旋泵送环。与现有技术相比，本发明具有使用寿命长、安全可靠、适用范围广、密闭性能好等优点。

Description

适用于输送含颗粒杂质介质的二次气源保护磁力泵装置
技术领域
本发明涉及一种磁力泵，尤其是涉及一种适用于输送含颗粒杂质介质的二次气源保护磁力泵装置。
背景技术
磁力离心泵现有技术为磁力泵静密封替代原有动密封结构，杜绝跑冒滴漏，实现完全密封，磁力耦合器由内磁转子及外磁转子形成交变磁场实现电机到叶轮的扭矩传递，内磁转子及外磁转子之间由金属材质隔离套隔开，实现完全无泄漏的静密封，金属材质隔离套会切割磁感线，形成磁涡流热。过流部分由陶瓷材质滑动轴承进行承载。由于承载部分及磁隙部分的小配合间隙，磁力泵需要内部介质对其磁力耦合器部分及滑动轴承部分进行冷却，例如中国专利CN102954003A所公开的磁力泵，因此现有技术磁力泵只可输送不含颗粒、不含铁磁性杂质的清洁介质。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种适用于输送含颗粒杂质介质的二次气源保护磁力泵装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种适用于输送含颗粒杂质介质的二次气源保护磁力泵装置，包括水利过流单元和磁力驱动单元，所述的水利过流单元包括泵体、叶轮、泵盖和泵轴，泵体与泵盖之间形成泵腔，叶轮位于在泵腔中并连接在泵轴上，该装置还包括安装在泵轴上并位于叶轮和泵盖之间的副叶轮、设置在叶轮和副叶轮之间的前挡盖、设置在泵轴与泵盖之间的螺旋泵送环以及设置在泵盖与磁力驱动单元之间的二次气源保护单元，泵轴穿过泵盖和二次气源保护单元，与磁力驱动单元连接。
优选地，所述的二次气源保护单元包括中间架和后挡盖，中间架的一端连接泵盖，另一端连接后挡盖，所述的中间架、泵盖和后挡盖包围形成二次气源保护腔，泵盖上设有通向二次气源保护腔内的气源通道，所述的磁力驱动单元连接在后挡盖上，泵轴穿过泵盖和后挡盖与磁力驱动单元连接。
优选地，二次气源保护腔的供气压力比泵体进口的介质压力大0.2～0.5MPa。
优选地，所述的磁力驱动单元包括连接架、外磁转子、隔离套和内磁转子，隔离套设置在外磁转子和内磁转子之间，内磁转子连接在泵轴上，连接架连接在后挡盖上，隔离套与后挡盖之间形成内磁转子腔。
优选地，所述的隔离套采用由聚醚醚酮材料冲压成型的非金属隔离套。
本发明采用的聚醚醚酮材料为一种性能优异的特种公称塑料，属于芳香族结晶性热塑性聚合物，由聚芳醚酮的重复单元构成。耐正高温260°，机械性能优异，自润滑性好，具有优良的耐化学品腐蚀，阻燃，耐剥离性，耐磨性等特点。
优选地，所述的泵轴和泵盖之间还设有调心球轴承，泵轴和后挡盖之间还设有深沟球轴承。
优选地，所述的调心球轴承设置在螺旋泵送环朝向磁力驱动单元的一侧，气源通道通过设置在泵盖上并且位于螺旋泵送环和调心球轴承之间的开口，与二次气源保护腔连通。
优选地，所述的调心球轴承和深沟球轴承均采用封闭式脂润滑轴承。
优选地，所述的螺旋泵送环包括设置在泵轴上的外螺纹以及设置在泵盖上的静止件，所述的外螺纹随泵轴转动，并与静止件的内表面配合，用于在工作时隔绝介质与二次气源保护腔的接触。
优选地，所述的叶轮采用背叶片结构叶轮，工作时背叶片和副叶轮产生的密封压头之和大于泵体的出口压力，使泵体内的气液混合区处于副叶轮叶片中心处。
本发明通过泵体及叶轮对介质做功，靠副叶轮及螺旋泵送环来隔绝介质与气腔的接触，无需介质流入磁力耦合器及轴承部分进行冷却润滑，提高了磁力泵的效率，防止了含颗粒介质对内磁转子、隔离套、调心球轴承、深沟球轴承的冲刷破坏。
本发明利用了泵盖接通气源(一般使用氮气)，在中间架部分形成二次承压壳体，在磁力泵停止运转后仍能靠气体对泵腔内介质进行密封，防止了磁力泵停车后介质对非过流部件的腐蚀损坏。
本发明的气源与介质连通部分加设螺旋泵送环，隔绝介质与轴承的接触。
本发明利用了封闭式脂润滑轴承作为承载部件，无需保养维护，无需冷却润滑，解决磁力泵陶瓷轴承需要强制润滑的问题。
本发明的隔离套采用非金属材质冲压结构，强度高、承压能力强，在磁力耦合器旋转过程中不会产生磁涡流热，彻底解决了金属材料隔离套在运转工程中需要冷却的问题。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)使用寿命长：除轴承外，其他部件均无接触，可空载运行、可断液运行、可小流量运行，不会由于使用者操作不当而造成部件损坏。
(2)安全可靠：磁力泵内部由动密封+气密封+静密封配合使用，运行中动密封将含颗粒介质封于副叶轮气液混合区，停车后由氮气对泵送环处介质进行气封，若出现特殊情况，即动密封、气密封其中之一失效或同时失效，由转子部静密封对介质进行密封，为使用者争取维修时间，保证现场人员生命财产安全。
(3)使用范围广：由于泵内部件无摩擦、无需润滑，运行中介质处于叶轮及副叶轮气液混合区，因此在确保泵性能的基础上，可输送苛刻工况介质，如含颗粒介质、易汽化介质、高温介质、低温介质等。
(4)密闭性能好：本发明在动密封、气密封其中之一失效或同时失效时，不会出现泄漏。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的螺旋泵送环的结构示意图。
图中，1为泵体，2为叶轮，3为前挡盖，4为副叶轮，5为泵盖，6为螺旋泵送环，7为调心球轴承，8为泵轴，9为中间架，10为后挡盖，11为隔离套，12为深沟球轴承，13为内磁转子，14为外磁转子，15为连接架，16为电机端，17为气源通道，18为外螺纹。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
适用于输送含颗粒杂质介质的二次气源保护磁力泵装置，如图1所示，包括水利过流单元、磁力驱动单元及位于二者之间的二次气源保护单元，水利过流单元包括泵体1、叶轮2、泵盖5和泵轴8，泵体1与泵盖5之间形成泵腔，叶轮2位于在泵腔中并连接在泵轴8上，泵轴8穿过泵盖5和二次气源保护单元，与磁力驱动单元连接，叶轮2和泵盖5之间的泵轴8上设有副叶轮4，叶轮2和副叶轮4之间设有前挡盖3(本实施例中，前挡盖3以环形挡盖的形式固定在泵体1和泵盖5之间)，泵轴8与泵盖5之间设有螺旋泵送环6。
本实施例中，二次气源保护单元包括中间架9和后挡盖10，中间架9的一端连接泵盖5，另一端连接后挡盖10，中间架9、泵盖5和后挡盖10包围形成二次气源保护腔，泵盖5上设有与二次气源保护腔相连通的气源通道17，磁力驱动单元连接在后挡盖10上，泵轴8穿过泵盖5和后挡盖10与磁力驱动单元连接。二次气源保护腔的供气压力比泵体1进口的介质压力稍大，一般情况下控制二次气源保护腔的供气压力比泵体1进口的介质压力大0.2～0.5MPa。
在泵启动后，气源不起作用，只在启停泵或前端副叶轮动力密封失效时起作用，可以理解为前端无叶轮驱动时起作用或可理解为此气源作为停车密封使用，即保证在叶轮停止旋转时防止介质进入后端驱动轴及磁力驱动单元。
本实施例的泵轴8和泵盖5之间还设有调心球轴承7，泵轴8和后挡盖10之间还设有深沟球轴承12。调心球轴承7和深沟球轴承12均采用封闭式脂润滑轴承。调心球轴承7设置在螺旋泵送环6朝向磁力驱动单元的一侧，气源通道17通过设置在泵盖上并且位于螺旋泵送环6和调心球轴承7之间的开口，与二次气源保护腔连通。
本实施例的磁力驱动单元包括连接架15、外磁转子14、隔离套11和内磁转子13，隔离套11设置在外磁转子14和内磁转子13之间，内磁转子13连接在泵轴8上，外磁转子14的电机端16用于连接电机，连接架15连接在后挡盖10上，隔离套11与后挡盖10之间形成内磁转子腔。本实施例中，隔离套采用由聚醚醚酮材料冲压成型的非金属隔离套。聚醚醚酮材料为一种性能优异的特种公称塑料，属于芳香族结晶性热塑性聚合物，由聚芳醚酮的重复单元构成，本实施例中选择的聚醚醚酮材料熔点为334℃，玻璃化转变温度143℃，可能达到的最大结晶度约为48％，通常为20％～30％，它在无定形状态下的密度为1.265g/cm3,而在最大结晶度下的密度为1.32g/cm3。耐正高温260°，机械性能优异，自润滑性好，具有优良的耐化学品腐蚀，阻燃，耐剥离性，耐磨性等特点。
如图2所示，本实施例中，螺旋泵送环6包括设置在泵轴8上的外螺纹18以及设置在泵盖5上的静止件，所述的外螺纹18随泵轴8转动，并与静止件的内表面配合，用于在工作时隔绝介质与二次气源保护腔的接触。静止件可以是泵盖5本身，也可以是与泵盖可分离的部件。外螺纹根据泵旋向设计，从电机端看泵顺时针旋转时，外螺纹左旋，从电机端看泵逆时针旋转时，外螺纹右旋。
本实施例中，叶轮2采用背叶片结构叶轮，工作时背叶片和副叶轮4产生的密封压头之和大于泵体1的出口压力，使泵体1内的气液混合区处于副叶轮4的叶片中心处。若背叶片及副叶轮4产生的密封压头无法抵消出口压力，可另继续增加副叶轮4。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于输送含颗粒杂质介质的二次气源保护磁力泵装置，包括水利过流单元和磁力驱动单元，所述的水利过流单元包括泵体(1)、叶轮(2)、泵盖(5)和泵轴(8)，泵体(1)与泵盖(5)之间形成泵腔，叶轮(2)位于在泵腔中并连接在泵轴(8)上，其特征在于，该装置还包括安装在泵轴(8)上并位于叶轮(2)和泵盖(5)之间的副叶轮(4)、设置在叶轮(2)和副叶轮(4)之间的前挡盖(3)、设置在泵轴(8)与泵盖(5)之间的螺旋泵送环(6)以及设置在泵盖(5)与磁力驱动单元之间的二次气源保护单元，泵轴(8)穿过泵盖(5)和二次气源保护单元，与磁力驱动单元连接。
2.根据权利要求1所述的适用于输送含颗粒杂质介质的二次气源保护磁力泵装置，其特征在于，所述的二次气源保护单元包括中间架(9)和后挡盖(10)，中间架(9)的一端连接泵盖(5)，另一端连接后挡盖(10)，所述的中间架(9)、泵盖(5)和后挡盖(10)包围形成二次气源保护腔，泵盖(5)上设有与二次气源保护腔相连通的气源通道(17)，所述的磁力驱动单元连接在后挡盖(10)上，泵轴(8)穿过泵盖(5)和后挡盖(10)与磁力驱动单元连接。
3.根据权利要求2所述的适用于输送含颗粒杂质介质的二次气源保护磁力泵装置，其特征在于，二次气源保护腔的供气压力比泵体(1)进口的介质压力大0.2～0.5MPa。
4.根据权利要求2所述的适用于输送含颗粒杂质介质的二次气源保护磁力泵装置，其特征在于，所述的磁力驱动单元包括连接架(15)、外磁转子(14)、隔离套(11)和内磁转子(13)，隔离套(11)设置在外磁转子(14)和内磁转子(13)之间，内磁转子(13)连接在泵轴(8)上，连接架(15)连接在后挡盖(10)上，隔离套(11)与后挡盖(10)之间形成内磁转子腔。
5.根据权利要求4所述的适用于输送含颗粒杂质介质的二次气源保护磁力泵装置，其特征在于，所述的隔离套(11)采用由聚醚醚酮材料冲压成型的非金属隔离套。
6.根据权利要求2所述的适用于输送含颗粒杂质介质的二次气源保护磁力泵装置，其特征在于，所述的泵轴(8)和泵盖(5)之间还设有调心球轴承(7)，泵轴(8)和后挡盖(10)之间还设有深沟球轴承(12)。
7.根据权利要求6所述的适用于输送含颗粒杂质介质的二次气源保护磁力泵装置，其特征在于，所述的调心球轴承(7)设置在螺旋泵送环(6)朝向磁力驱动单元的一侧，气源通道(17)通过设置在泵盖上并且位于螺旋泵送环(6)和调心球轴承(7)之间的开口，与二次气源保护腔连通。
8.根据权利要求6或7所述的适用于输送含颗粒杂质介质的二次气源保护磁力泵装置，其特征在于，所述的调心球轴承(7)和深沟球轴承(12)均采用封闭式脂润滑轴承。
9.根据权利要求2所述的适用于输送含颗粒杂质介质的二次气源保护磁力泵装置，其特征在于，所述的螺旋泵送环(6)包括设置在泵轴(8)上的外螺纹(18)以及设置在泵盖(5)上的静止件，所述的外螺纹(18)随泵轴(8)转动，并与静止件的内表面配合，用于在工作时隔绝介质与二次气源保护腔的接触。
10.根据权利要求1所述的适用于输送含颗粒杂质介质的二次气源保护磁力泵装置，其特征在于，所述的叶轮(2)采用背叶片结构叶轮，工作时背叶片和副叶轮(4)产生的密封压头之和大于泵体(1)的出口压力，使泵体(1)内的气液混合区处于副叶轮(4)的叶片中心处。
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