CN109944803A - 一种低振动立式屏蔽泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低振动立式屏蔽泵，包括由下到上依次设置的底座、泵体、叶轮、下轴承组、转子组件和上轴承组，所述转子组件的外围设置有定子组件；所述泵体固定在底座上，所述叶轮设置在泵体内，且叶轮与转子组件同轴设置；所述转子组件的上下两端部分别对应卡设在下轴承组和上轴承组内，所述下轴承组固定在泵体上，所述转子组件的底部贯穿下轴承组设置，且转子组件的底部与叶轮固定连接；所述定子组件的上端部与上轴承组固定连接，定子组件的下端部分别与泵体、下轴承组固定连接。本发明降低了屏蔽泵的振动激励力，提高了屏蔽泵的运行可靠性和安全性。

Description

一种低振动立式屏蔽泵

技术领域

本发明属于离心泵减振技术领域，具体地讲涉及一种低振动立式屏蔽泵。

背景技术

立式屏蔽泵属于离心式无密封泵，因具有绝对无泄漏、结构紧凑、运行平稳、噪声低的特点，广泛应用于船舶、核电、石油、化工、制冷、制药以及国防军工等重要领域，用于输送贵重、易燃、易爆、高温、高压、腐蚀性、放射性的介质，因此保持屏蔽泵的正常运转十分重要。

长期以来对屏蔽泵的研究关注点仅是流量、扬程、效率等性能参数，对屏蔽泵的振动未给予足够重视。由于其自身结构特殊性，立式屏蔽泵振动不仅会影响其性能和寿命，严重时还会造成环境污染和威胁人身安全，因此立式屏蔽泵的振动成为影响其可靠性和安全性的关键因素。

发明内容

根据现有技术中存在的问题，本发明提供了一种低振动立式屏蔽泵，其降低了屏蔽泵的振动激励力，提高了屏蔽泵的运行可靠性和安全性。

本发明采用以下技术方案：

一种低振动立式屏蔽泵，包括由下到上依次设置的底座、泵体、叶轮、下轴承组、转子组件和上轴承组，所述转子组件的外围设置有定子组件；所述泵体固定在底座上，所述叶轮设置在泵体内，且叶轮与转子组件同轴设置；所述转子组件的上下两端部分别对应卡设在下轴承组和上轴承组内，所述下轴承组固定在泵体上，所述转子组件的底部贯穿下轴承组设置，且转子组件的底部与叶轮固定连接；所述定子组件的上端部与上轴承组固定连接，定子组件的下端部分别与泵体、下轴承组固定连接。

优选的，所述下轴承组包括下轴承座和固定在下轴承座内的下轴承；所述转子组件的下端部卡设在下轴承内，所述下轴承座固定在泵体上；所述定子组件的下端部与下轴承座固定连接。

进一步优选的，所述上轴承组包括上轴承座和固定在上轴承座内的上轴承；所述转子组件的上端部卡设在上轴承内，所述定子组件的上端部与上轴承座固定连接。

更进一步优选的，所述叶轮包括前盖板、叶片、后盖板；所述叶片卡设在前盖板与后盖板之间，且叶片分别与前盖板和后盖板固定连接；所述叶轮的进口设置在前盖板的中间位置处，叶轮的出口设置在叶片的径向方向，且叶轮的出口位于前盖板与后盖板之间；所述转子组件的底部与前盖板固定连接。

更进一步优选的，所述前盖板的底部，在叶轮的进口的外围设有前盖板凸部；所述后盖板的顶部设有后盖板凸部，后盖板凸部套设固定在转子组件上；所述泵体的底部的中间位置处设有泵进口，所述前盖板凸部与泵进口的口壁之间间隙配合，泵体的侧面设有泵出口；所述后盖板凸部与下轴承座之间间隙配合。

更进一步优选的，所述前盖板凸部的外围设置有呈螺旋状的密封槽；所述后盖板凸部在沿着叶轮的轴线方向上设有贯穿后盖板的平衡孔；所述后盖板在沿其径向的中间位置处设有密封环凸起，密封环凸起与下轴承座之间间隙配合。

更进一步优选的，所述转子组件包括由上到下依次设置的小直径段Ⅰ、大直径段、小直径段Ⅱ；所述小直径段Ⅰ卡设在上轴承内，小直径段Ⅱ卡设在下轴承内；所述上轴承与大直径段之间，小直径段Ⅰ在靠近大直径段的位置处固定有上推力盘；所述下轴承与大直径段之间，小直径段Ⅱ在靠近大直径段的位置处固定有下推力盘；所述转子组件内设有均贯穿小直径段Ⅰ、大直径段、小直径段Ⅱ的轴心孔。

更进一步优选的，所述上推力盘和下推力盘均设置为圆盘状，且上推力盘和下推力盘的外围均匀设有多个用于导流的凹槽；所述上推力盘的凹槽与下推力盘的凹槽的开设方向相反设置。

更进一步优选的，所述下轴承座与泵体之间、下轴承座与定子组件之间、转子组件与定子组件之间、转子组件与上轴承之间、转子组件与上轴承座之间均设有用于流体流动的间隙；所述下轴承座与泵体间的空腔通过下轴承座上的通孔联通下轴承座与定子组件间的空腔。

优选的，所述底座包括上环部、下环部和支撑柱；所述支撑柱设置在上环部与下环部之间，且支撑柱分别与上环部、下环部固定连接；所述上环部与下环部所在的平面相平行，所述支撑柱分别垂直于上环部和下环部所在的平面设置；所述支撑柱设为多个，多个所述支撑柱均设置为空心状，支撑柱内填充有阻尼材料。

本发明的有益效果在于：

1)本发明的前盖板凸部的外围设置有密封槽，后盖板凸部设有平衡孔，后盖板设有密封环凸起。当转子组件带动叶轮旋转时，密封槽可以产生轴向力，也可以起到密封效果，防止了前盖板凸部与泵体之间由于回流产生的泄漏；同时，平衡孔和密封环凸起还可以通过间隙变化，自动调整叶轮承受的不平衡轴向力，与密封槽共同起作用，实现轴向力自平衡，从而降低了叶轮与转子组件承受的振动激励力，实现了低振动效果。

2)本发明的上推力盘和下推力盘均设置为圆盘状，且上推力盘和下推力盘的外围均匀设有多个用于导流的凹槽。当转子组件旋转时，带动上推力盘和下推力盘旋转，此时上推力盘和下推力盘上的凹槽会主动驱动附近流体介质流动，使得更多的流体介质进入上推力盘与上轴承之间、下推力盘与下轴承之间的端面间隙处，可以形成润滑液膜，减少动静部件的碰磨，从而降低振动；同时上推力盘和下推力盘上的凹槽通过增强流体介质流动，能够起到自清洁作用，使得上推力盘与上轴承之间、下推力盘与下轴承之间的端面间隙不容易结垢，间接的减少了动静部件的碰磨，进一步降低了振动；另外上推力盘和下推力盘上的凹槽结构设置还可以通过增强流体介质流动，减少内循环通道内死区，强化了冷却散热效果，提高了屏蔽泵运行可靠性。

3)本发明的底座包括上环部、下环部和支撑柱，且支撑柱均设置为空心状，支撑柱内填充有阻尼材料。与传统的底座相比，采用空心状的支撑柱作为支撑筋，不仅可以减轻自身重量，节约金属材料，同时可以保证底座强度和刚度不受影响，还可以优化其振动模态，有效避免叶频和轴频的激励力范围，降低了底座的振动响应；同时空心的支撑柱内填充阻尼材料，进一步吸收振动能量，从而被动的降低了屏蔽泵的振动。

附图说明

图1为本发明的屏蔽泵的剖视图。

图2为本发明的屏蔽泵的局部结构的剖视图一。

图3为本发明的屏蔽泵的局部结构的剖视图二。

图4为本发明的叶轮的结构示意图。

图5为本发明的叶轮的剖视图。

图6为本发明的底座的结构示意图。

图7a、图7b分别为本发明的上推力盘和下推力盘的结构示意图。

附图标记：1-底座，2-泵体，3-叶轮，4-下轴承组，5-转子组件，6-上轴承组，7-定子组件，11-上环部，12-下环部，13-支撑柱，21-泵进口，22-泵出口，31-前盖板，32-叶片，33-后盖板，34-前盖板凸部，35-后盖板凸部，41-下轴承座，42-下轴承，43-通孔，51-小直径段Ⅰ，52-大直径段，53-小直径段Ⅱ，54-上推力盘，55-下推力盘，56-轴心孔，57-凹槽，61-上轴承座，62-上轴承，331-密封环凸起，341-密封槽，351-平衡孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、图2、图3所示，一种低振动立式屏蔽泵，包括由下到上依次设置的底座1、泵体2、叶轮3、下轴承组4、转子组件5和上轴承组6，所述转子组件5的外围设置有定子组件7；所述泵体2固定在底座1上，所述叶轮3设置在泵体2内，且叶轮3与转子组件5同轴设置；所述转子组件5的上下两端部分别对应卡设在下轴承组4和上轴承组6内，所述下轴承组4固定在泵体2上，所述转子组件5的底部贯穿下轴承组4设置，且转子组件5的底部与叶轮3固定连接；所述定子组件7的上端部与上轴承组6固定连接，定子组件7的下端部分别与泵体2、下轴承组4固定连接。

所述下轴承组4包括下轴承座41和固定在下轴承座41内的下轴承42；所述转子组件5的下端部卡设在下轴承42内，所述下轴承座41固定在泵体2上；所述定子组件7的下端部与下轴承座41固定连接。

所述上轴承组6包括上轴承座61和固定在上轴承座61内的上轴承62；所述转子组件5的上端部卡设在上轴承62内，所述定子组件7的上端部与上轴承座61固定连接。

如图4、图5所示，所述叶轮3包括前盖板31、叶片32、后盖板33；所述叶片32卡设在前盖板31与后盖板33之间，且叶片32分别与前盖板31和后盖板33固定连接；所述叶轮3的进口设置在前盖板31的中间位置处，叶轮3的出口设置在叶片32的径向方向，且叶轮3的出口位于前盖板31与后盖板33之间；所述转子组件5的底部与前盖板31固定连接。

所述前盖板31的底部，在叶轮3的进口的外围设有前盖板凸部34；所述后盖板33的顶部设有后盖板凸部35，后盖板凸部35套设固定在转子组件5上；所述泵体2的底部的中间位置处设有泵进口21，所述前盖板凸部34与泵进口21的口壁之间间隙配合，泵体2的侧面设有泵出口22；所述后盖板凸部35与下轴承座41之间间隙配合。

所述前盖板凸部34的外围设置有呈螺旋状的密封槽341；所述后盖板凸部35在沿着叶轮3的轴线方向上设有贯穿后盖板33的平衡孔351；所述后盖板33在沿其径向的中间位置处设有密封环凸起331，密封环凸起331与下轴承座41之间间隙配合。

所述转子组件5包括由上到下依次设置的小直径段Ⅰ51、大直径段52、小直径段Ⅱ53；所述小直径段Ⅰ51卡设在上轴承62内，小直径段Ⅱ53卡设在下轴承42内；所述上轴承62与大直径段52之间，小直径段Ⅰ51在靠近大直径段52的位置处固定有上推力盘54；所述下轴承42与大直径段52之间，小直径段Ⅱ53在靠近大直径段52的位置处固定有下推力盘55；所述转子组件5内设有均贯穿小直径段Ⅰ51、大直径段52、小直径段Ⅱ53的轴心孔56。

如图7a、图7b所示，所述上推力盘54和下推力盘55均设置为圆盘状，且上推力盘54和下推力盘55的外围均匀设有多个用于导流的凹槽57；所述上推力盘54的凹槽57与下推力盘55的凹槽57的开设方向相反设置。

所述下轴承座41与泵体2之间、下轴承座41与定子组件7之间、转子组件5与定子组件7之间、转子组件5与上轴承62之间、转子组件5与上轴承座61之间均设有用于流体流动的间隙；所述下轴承座41与泵体2间的空腔通过下轴承座41上的通孔43联通下轴承座41与定子组件7间的空腔。

如图6所示，所述底座1包括上环部11、下环部12和支撑柱13；所述支撑柱13设置在上环部11与下环部12之间，且支撑柱13分别与上环部11、下环部12固定连接；所述上环部11与下环部12所在的平面相平行，所述支撑柱13分别垂直于上环部11和下环部12所在的平面设置；所述支撑柱13设为多个，多个所述支撑柱13均设置为空心状，支撑柱13内填充有阻尼材料；所述泵体2固定在上环部11上。

本发明的屏蔽泵在工作时，定子组件7中的线圈产生旋转磁场，驱动转子组件5中的鼠笼旋转，进而带动叶轮3转动。流体介质由泵体2的泵进口21进入，旋转的叶轮3吸入低压流体介质，并对其作功，然后将较高压力的流体介质从泵体2的泵出口22输出。

本发明是一种内循环屏蔽泵，输送的流体介质流经下轴承座41与泵体2之间的间隙、下轴承座41的通孔43、下轴承座41与定子组件7之间的间隙、下轴承座41与转子组件5之间的间隙、下轴承座41与下推力盘55之间的间隙、转子组件5与定子组件7之间的间隙、上轴承62与上推力盘54之间的间隙、转子组件5与上轴承62之间的间隙、转子组件5与上轴承座61之间的间隙，最后流体介质通过转子组件5的轴心孔56流入叶轮3的入口低压侧，实现了冷却转子组件5和定子组件7的功能，同时对下轴承42和上轴承62进行了润滑。

日常工作中，屏蔽泵运行时，叶轮3和转子组件5连接在一起，在泵内高速旋转，并可轴向窜动。当叶轮3受到流体激励力时，会带动转子组件5一起振动，与下轴承42、上轴承62产生碰撞摩擦，经过泵体2的传导，使得底座1发生振动。

而本发明的屏蔽泵通过对指定结构进行设计，能够有效的降低屏蔽泵的振动激励力，提高了屏蔽泵的运行可靠性和安全性。具体如下：

本发明的前盖板凸部34的外围设置有密封槽341，后盖板凸部35设有平衡孔351，后盖板33设有密封环凸起331。当转子组件5带动叶轮3旋转时，密封槽341可以产生轴向力，也可以起到密封效果，防止了前盖板凸部34与泵体之间由于回流产生的泄漏；同时，平衡孔351和密封环凸起331还可以通过间隙变化，自动调整叶轮3承受的不平衡轴向力，与密封槽341共同起作用，实现轴向力自平衡，从而降低了叶轮3与转子组件5承受的振动激励力，实现了低振动效果。

本发明的上推力盘54和下推力盘55均设置为圆盘状，且上推力盘54和下推力盘55的外围均匀设有多个用于导流的凹槽57。当转子组件旋转时，带动上推力盘54和下推力盘55旋转，此时上推力盘54和下推力盘55上的凹槽57会主动驱动附近流体介质流动，使得更多的流体介质进入上推力盘54与上轴承62之间、下推力盘55与下轴承42之间的端面间隙处，可以形成润滑液膜，减少动静部件的碰磨，从而降低振动；同时上推力盘54和下推力盘55上的凹槽57通过增强流体介质流动，能够起到自清洁作用，使得上推力盘54与上轴承62之间、下推力盘55与下轴承42之间的端面间隙不容易结垢，间接的减少了动静部件的碰磨，进一步降低了振动；另外上推力盘54和下推力盘55上的凹槽57结构设置还可以通过增强流体介质流动，减少内循环通道内死区，强化了冷却散热效果，提高了屏蔽泵运行可靠性。

本发明的底座1包括上环部11、下环部12和支撑柱13，且支撑柱13均设置为空心状，支撑柱13内填充有阻尼材料。与传统的底座相比，采用空心状的支撑柱13作为支撑筋，不仅可以减轻自身重量，节约金属材料，同时可以保证底座1强度和刚度不受影响，还可以优化其振动模态，有效避免叶频和轴频的激励力范围，降低了底座1的振动响应；同时空心的支撑柱13内填充阻尼材料，进一步吸收振动能量，从而被动的降低了屏蔽泵的振动。

综上所述，本发明提供了一种低振动立式屏蔽泵，其降低了屏蔽泵的振动激励力，提高了屏蔽泵的运行可靠性和安全性。

Claims (10)

1.一种低振动立式屏蔽泵，其特征在于：包括由下到上依次设置的底座(1)、泵体(2)、叶轮(3)、下轴承组(4)、转子组件(5)和上轴承组(6)，所述转子组件(5)的外围设置有定子组件(7)；所述泵体(2)固定在底座(1)上，所述叶轮(3)设置在泵体(2)内，且叶轮(3)与转子组件(5)同轴设置；所述转子组件(5)的上下两端部分别对应卡设在下轴承组(4)和上轴承组(6)内，所述下轴承组(4)固定在泵体(2)上，所述转子组件(5)的底部贯穿下轴承组(4)设置，且转子组件(5)的底部与叶轮(3)固定连接；所述定子组件(7)的上端部与上轴承组(6)固定连接，定子组件(7)的下端部分别与泵体(2)、下轴承组(4)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种低振动立式屏蔽泵，其特征在于：所述下轴承组(4)包括下轴承座(41)和固定在下轴承座(41)内的下轴承(42)；所述转子组件(5)的下端部卡设在下轴承(42)内，所述下轴承座(41)固定在泵体(2)上；所述定子组件(7)的下端部与下轴承座(41)固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种低振动立式屏蔽泵，其特征在于：所述上轴承组(6)包括上轴承座(61)和固定在上轴承座(61)内的上轴承(62)；所述转子组件(5)的上端部卡设在上轴承(62)内，所述定子组件(7)的上端部与上轴承座(61)固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种低振动立式屏蔽泵，其特征在于：所述叶轮(3)包括前盖板(31)、叶片(32)、后盖板(33)；所述叶片(32)卡设在前盖板(31)与后盖板(33)之间，且叶片(32)分别与前盖板(31)和后盖板(33)固定连接；所述叶轮(3)的进口设置在前盖板(31)的中间位置处，叶轮(3)的出口设置在叶片(32)的径向方向，且叶轮(3)的出口位于前盖板(31)与后盖板(33)之间；所述转子组件(5)的底部与前盖板(31)固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种低振动立式屏蔽泵，其特征在于：所述前盖板(31)的底部，在叶轮(3)的进口的外围设有前盖板凸部(34)；所述后盖板(33)的顶部设有后盖板凸部(35)，后盖板凸部(35)套设固定在转子组件(5)上；所述泵体(2)的底部的中间位置处设有泵进口(21)，所述前盖板凸部(34)与泵进口(21)的口壁之间间隙配合，泵体(2)的侧面设有泵出口(22)；所述后盖板凸部(35)与下轴承座(41)之间间隙配合。

6.根据权利要求5所述的一种低振动立式屏蔽泵，其特征在于：所述前盖板凸部(34)的外围设置有呈螺旋状的密封槽(341)；所述后盖板凸部(35)在沿着叶轮(3)的轴线方向上设有贯穿后盖板(33)的平衡孔(351)；所述后盖板(33)在沿其径向的中间位置处设有密封环凸起(331)，密封环凸起(331)与下轴承座(41)之间间隙配合。

7.根据权利要求6所述的一种低振动立式屏蔽泵，其特征在于：所述转子组件(5)包括由上到下依次设置的小直径段Ⅰ(51)、大直径段(52)、小直径段Ⅱ(53)；所述小直径段Ⅰ(51)卡设在上轴承(62)内，小直径段Ⅱ(53)卡设在下轴承(42)内；所述上轴承(62)与大直径段(52)之间，小直径段Ⅰ(51)在靠近大直径段(52)的位置处固定有上推力盘(54)；所述下轴承(42)与大直径段(52)之间，小直径段Ⅱ(53)在靠近大直径段(52)的位置处固定有下推力盘(55)；所述转子组件(5)内设有均贯穿小直径段Ⅰ(51)、大直径段(52)、小直径段Ⅱ(53)的轴心孔(56)。

8.根据权利要求7所述的一种低振动立式屏蔽泵，其特征在于：所述上推力盘(54)和下推力盘(55)均设置为圆盘状，且上推力盘(54)和下推力盘(55)的外围均匀设有多个用于导流的凹槽(57)；所述上推力盘(54)的凹槽(57)与下推力盘(55)的凹槽(57)的开设方向相反设置。

9.根据权利要求3所述的一种低振动立式屏蔽泵，其特征在于：所述下轴承座(41)与泵体(2)之间、下轴承座(41)与定子组件(7)之间、转子组件(5)与定子组件(7)之间、转子组件(5)与上轴承(62)之间、转子组件(5)与上轴承座(61)之间均设有用于流体流动的间隙；所述下轴承座(41)与泵体(2)间的空腔通过下轴承座(41)上的通孔(43)联通下轴承座(41)与定子组件(7)间的空腔。

10.根据权利要求1所述的一种低振动立式屏蔽泵，其特征在于：所述底座(1)包括上环部(11)、下环部(12)和支撑柱(13)；所述支撑柱(13)设置在上环部(11)与下环部(12)之间，且支撑柱(13)分别与上环部(11)、下环部(12)固定连接；所述上环部(11)与下环部(12)所在的平面相平行，所述支撑柱(13)分别垂直于上环部(11)和下环部(12)所在的平面设置；所述支撑柱(13)设为多个，多个所述支撑柱(13)均设置为空心状，支撑柱(13)内填充有阻尼材料；所述泵体(2)固定在上环部(11)上。