一种立式单级管道离心泵
技术领域
本发明属于供水设备技术领域,具体的说是一种立式单级管道离心泵。
背景技术
管道泵是单吸单级离心泵的一种,属立式结构,因其进出口在同一直线上,且进出口口径相同,仿似一段管道,可安装在管道的任何位置故取名为管道泵,又名增压泵。结构特点:为单吸单级离心泵,进出口相同并在同一直线上,和轴中心线成直交,为立式泵。
在离心泵运行过程中,由于液体是在低压下进入叶轮,而在高压下流出,使叶轮两侧所受压力不等,产生了指向入口方向的轴向推力,会引起转子发生轴向窜动,产生磨和振动,因此应设置轴向推力轴承,以便平衡轴向力。离心泵的的转子不平衡与不对中。这个问题在离心泵的振动问题中所占比例较大,约为80%的比例。造成离心泵转子不平衡的原因:材料阻止不均匀、零件结构不合格,造成转子质量中心线与转轴中心线不重合产生偏心据形成的不平衡。校正离心泵的转子不平衡又可分为两。静平衡与动平衡,一般也称为单面平衡和双面平衡。其区别就是:单面平衡是在一个校正面进行校正平衡,而双面平衡是在两个校正面上进行校正。
现有技术中也出现了一些管道离心泵的技术方案,如申请号为2016210876702的一项中国专利公开了一种单级立式管道离心泵;涉及管道离心泵领域,包括:电机、转轴、连接端盖、叶轮和泵体,其中,所述电机和所述叶轮通过所述转轴连接在一起,所述泵体设置在所述叶轮外侧,并通过连接端盖与电机连接成一整体,所述泵体上设置有排气孔。
采用上述技术方案,由于将排气孔设置在泵体上,使得叶轮部分的残存空气可以完全排空,使得管道离心泵可以达到100%的设计值的工作效率;但是在该技术方案中还是存在以下几个问题:由于在离心泵运行过程中,由于液体是在低压下进入叶轮,而在高压下流出,使叶轮两侧所受压力不等,产生了指向入口方向的轴向推力,会引起转子发生轴向窜动,产生磨损和振动;离心泵在启动前,必须使泵壳和吸水管内充满水,然后启动电机。
发明内容
为了弥补现有技术的不足,本发明提供了一种立式单级管道离心泵,液体经过一号叶轮的推力再流向二号叶轮,使离心泵的流量更大、吸力更强,而且由于离心泵设有四个二号叶轮,使二号叶轮两侧所受压力平衡,抵消了指向入口方向的轴向推力,减小转子发生轴向窜动,减小产生磨损和振动。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种立式单级管道离心泵,包括泵体、泵盖、电机、法兰、螺塞,所述泵盖位于泵体上侧,泵盖与泵体固连;所述电机位于泵盖上侧,电机与泵体通过法兰固连;所述螺塞位于泵体上表面,螺塞与泵体固连;还包括主动锥齿轮、从动锥齿轮、从动轴、锥齿轮箱体、一号叶轮、二号叶轮、叶轮箱体、叶轮螺母、机械密封、挡水圈、浮块、进水口、出水口,所述一号叶轮位于电机轴轴端,一号叶轮与电机轴固连;所述主动锥齿轮位于电机轴中部且位于一号叶轮上部,主动锥齿轮与电机轴固连;所述从动锥齿轮与主动锥齿轮之间通过齿轮副连接,四个从动锥齿轮均匀分布在主动锥齿轮上;所述锥齿轮箱体位于主动锥齿轮与从动锥齿轮外侧,锥齿轮箱体与泵体固连,锥齿轮箱体将密封主动锥齿轮与从动锥齿轮;所述从动轴与锥齿轮固连,从动轴一端与二号叶轮通过叶轮螺母固连,从动轴上设置管道;所述叶轮箱体位于二号叶轮外侧,叶轮箱体与泵体固连,叶轮箱体将密封二号叶轮;所述机械密封与锥齿轮箱体轴孔上侧接触,机械密封与电机轴固连;所述挡水圈位于泵盖与电机轴之间,防水圈与泵盖固连;所述浮块与泵体通过柔绳连接;所述泵体右侧设有进水口,泵体左侧设有出水口。
工作时,离心泵启动前向泵内灌入引液,当液体超过一号叶轮后,浮块将浮起,此时电机将开始转动,电机转动将带动一号叶轮转动,一号叶轮会把液体推向泵体上方,液体经管道进入二号叶轮内;电机转动将通过锥齿轮副带动从动轴转动,从动轴将带动二号叶轮转动,当二号叶轮高速转动时,充满在泵体的液体在离心力的作用下,将从二号叶轮中心被抛向二号叶轮外缘,在此过程中,液体获得了能量,提高了静压能,同时流速增大,动能也增大了;液体离开二号叶轮进入叶轮箱体,由于液体的流道逐渐增宽,液体速度逐渐降低,便将其中部分动能转变为静压能,这样又进一步提高了液体的静压能,于是液体以较高的压强进入压出管道;当液体从二号叶轮叶片中抛出时,二号叶轮中心处就造成了低压而面外的压强较比为大,在压强差的推动下,液体就连续不断的从叶轮中心吸入,并以一定的压强连续不断的排出;液体经过一号叶轮的推力再流向二号叶轮,使离心泵的流量更大、吸力更强,而且由于离心泵设有四个二号叶轮,使二号叶轮两侧所受压力平衡,抵消了指向入口方向的轴向推力,减小转子发生轴向窜动,减小产生磨损和振动。
优选的,所述所述一号叶轮底部设置螺旋槽;所述螺旋槽的旋向和一号叶轮旋转方向相同,螺旋槽数量大于五道。工作时,泵体底部的液体将冲击一号叶轮,一号叶轮的底部的螺旋槽将带动一部分液体旋转,进而减少冲击,而且螺旋槽开口在一号叶轮外侧,螺旋槽将甩动液体流向二号叶轮下方,进而一号叶轮将能更有效率地将液体推向从动轴管道入口处,螺旋槽减少了液体对一号叶轮的冲击,使部分冲击转化为液体的动能,提高了离心泵的效率。
优选的,所述所述一号叶轮底部设置缓冲带;所述缓冲带呈环形分布在一号叶轮底部,缓冲带为波浪状,缓冲带的倾斜方向和一号叶轮旋转方向一致。工作时,液体流向一号叶轮底部时,冲击的液体沿着缓冲带波浪的倾斜方向导流向螺旋槽内,使液体更顺畅的流向二号叶轮内,并且液体冲击波浪带将增加一号叶轮的旋向速度,进一步减少液体对一号叶轮的冲击,进一步使部分冲击转化为液体的动能,更进一步加强了离心泵的效率。
优选的,所述进水口处设有预充水单元;所述预充水单元包括固定箱、电磁铁、水囊、磁铁、进水管道、出水管道、单向阀,所述固定箱内设有电磁铁,固定箱与电磁铁内壁固连;所述水囊位于固定箱内部,水囊外表面设有磁铁,水囊与磁铁固连,水囊上侧设有进水管道,水囊下侧设有出水管道;所述进水管道内设有单向阀;所述出水管道内设有单向阀。工作时,由于离心泵启动前要向泵内灌入引液,此过程费时费力,于是预充水单元将开始工作;电磁铁接通电源,电磁铁将吸引水囊上的异性磁铁,水囊将膨胀,进水管道会把液体吸进水囊内;当水囊膨胀到一定阶段时,电流反向,电磁铁磁性改变,电磁铁将排斥水囊上的同性磁铁,由于进水管道和出水管道都设有单向阀,所以水囊里的水将排到出水管道里,而无法排向进水管道;反复重复这两个过程直到液体漫过一号叶轮;采用预充水单元,降低了人为加水的工作,使离心泵的工作更自动化、机械化,并且水囊的加水过程更加方便,和离心泵使用同一个电源,与离心泵产生联动。
优选的,所述出水管道下侧设置有过滤单元;所述过滤单元包括积水道、毛刷、集污箱,所述积水道内表面设置有毛刷,毛刷方向向下倾斜;所述积水道底部设有集污箱;所述集污箱与积水道活动连接,集污箱为透明材料。
工作时,当液体流经过滤单元时,沙子、石子、污秽将流入积水道内,由于毛刷方向向下倾斜,污秽会被毛刷刷向下方,而无法流向上侧,底部的集污箱可以实时观察污秽程度,当污秽积满集污箱时,可以把集污箱从积水道上拆卸下来进行清理;过滤单元能适当清洁流进离心泵的污秽,而且清理污秽更方便,集污箱的拆装与观察更加方便、人性化。
优选的,所述固定箱设有自动单元;所述自动单元包括自动箱、限位开关、限位板、拉绳、复位弹簧,所述自动箱固连在固定箱内侧;限位开关对称固连在自动箱内侧;所述限位板滑动连接在自动箱内,限位板与水囊通过拉绳固连,限位板和自动箱间固连有复位弹簧。工作时,当预充水单元启动时,当水囊进行吸水时,自动箱内的限位板将向左移动,当水囊充满时,限位板将会触碰左侧的限位开关,电磁铁磁性将改变,水囊将被压缩;当水囊被压缩到一定程度时,拉绳将拉动限位板将触碰右侧的限位开关,电磁铁磁性将改变,水囊将膨胀,复位弹簧将拉动限位板进行复位;直至液体将浮块浮起后,预充水单元将停止工作;采用自动单元进一步提高了离心泵的自动化程度,使预充水过程和抽水过程之间的联动更加合理,提高了离心泵的工作能力。
本发明的有益效果是:
1.本发明所述的一种立式单级管道离心泵,液体经过一号叶轮的推力再流向二号叶轮,使离心泵的流量更大、吸力更强,而且由于离心泵设有四个二号叶轮,使二号叶轮两侧所受压力平衡,抵消了指向入口方向的轴向推力,减小转子发生轴向窜动,减小产生磨损和振动。
2.本发明所述的一种立式单级管道离心泵,液体流向一号叶轮底部时,冲击的液体沿着缓冲带波浪的倾斜方向导流向螺旋槽内,缓冲带与螺旋槽减少了液体对一号叶轮的冲击,使部分冲击转化为液体的动能,提高了离心泵的效率。
3.本发明所述的一种立式单级管道离心泵,采用预充水单元、过滤单元、自动单元,降低了人为加水的工作,使离心泵的工作更自动化、机械化,并且水囊的加水过程更加方便,和离心泵使用同一个电源,与离心泵产生联动;清理污秽更方便,集污箱的拆装与观察更加方便、人性化。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是本发明的主视图;
图2是本发明的一号叶轮的A处向视图;
图3是本发明的一号叶轮的剖视图;
图4是本发明的预充水单元的剖视图;
图5是本发明的过滤单元的剖视图;
图6是本发明的自动单元的剖视图;
图中:泵体1、泵盖2、电机3、法兰4、螺塞5、主动锥齿轮6、从动锥齿轮7、从动轴8、锥齿轮箱体9、一号叶轮10、螺旋槽101、缓冲带102、二号叶轮11、叶轮箱体12、叶轮螺母13、机械密封14、挡水圈15、浮块16、进水口17、出水口18、预充水单元19、固定箱191、电磁铁192、水囊193、磁铁194、进水管道195、出水管道196、单向阀197、过滤单元198、积水道1981、毛刷1982、集污箱1983、自动单元199、自动箱1991、限位开关1992、限位板1993、拉绳1994。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明,本发明所涉及前后左右方向均以图1为基准。
如图1至图6所示,本发明所述的一种立式单级管道离心泵,包括泵体1、泵盖2、电机3、法兰4、螺塞5,所述泵盖2位于泵体1上侧,泵盖2与泵体1固连;所述电机3位于泵盖2上侧,电机3与泵体1通过法兰4固连;所述螺塞5位于泵体1上表面,螺塞5与泵体1固连;还包括主动锥齿轮6、从动锥齿轮7、从动轴8、锥齿轮箱体9、一号叶轮10、二号叶轮11、叶轮箱体12、叶轮螺母13、机械密封14、挡水圈15、浮块16、进水口17、出水口18,所述一号叶轮10位于电机3轴轴端,一号叶轮10与电机3轴固连;所述主动锥齿轮6位于电机3轴中部且位于一号叶轮10上部,主动锥齿轮6与电机3轴固连;所述从动锥齿轮7与主动锥齿轮6之间通过齿轮副连接,四个从动锥齿轮7均匀分布在主动锥齿轮6上;所述锥齿轮箱体9位于主动锥齿轮6与从动锥齿轮7外侧,锥齿轮箱体9与泵体1固连,锥齿轮箱体9将密封主动锥齿轮6与从动锥齿轮7;所述从动轴8与锥齿轮固连,从动轴8一端与二号叶轮11通过叶轮螺母13固连,从动轴8上设置管道;所述叶轮箱体12位于二号叶轮11外侧,叶轮箱体12与泵体1固连,叶轮箱体12将密封二号叶轮11;所述机械密封14与锥齿轮箱体9轴孔上侧接触,机械密封14与电机3轴固连;所述挡水圈15位于泵盖2与电机3轴之间,防水圈与泵盖2固连;所述浮块16与泵体1通过柔绳连接;所述泵体1右侧设有进水口17,泵体1左侧设有出水口18。
工作时,离心泵启动前向泵内灌入引液,当液体超过一号叶轮10后,浮块16将浮起,此时电机3将开始转动,电机3转动将带动一号叶轮10转动,一号叶轮10会把液体推向泵体1上方,液体经管道进入二号叶轮11内;电机3转动将通过锥齿轮副带动从动轴8转动,从动轴8将带动二号叶轮11转动,当二号叶轮11高速转动时,充满在泵体1的液体在离心力的作用下,将从二号叶轮11中心被抛向二号叶轮11外缘,在此过程中,液体获得了能量,提高了静压能,同时流速增大,动能也增大了;液体离开二号叶轮11进入叶轮箱体12,由于液体的流道逐渐增宽,液体速度逐渐降低,便将其中部分动能转变为静压能,这样又进一步提高了液体的静压能,于是液体以较高的压强进入压出管道;当液体从二号叶轮11叶片中抛出时,二号叶轮11中心处就造成了低压而面外的压强较比为大,在压强差的推动下,液体就连续不断的从叶轮中心吸入,并以一定的压强连续不断的排出;液体经过一号叶轮10的推力再流向二号叶轮11,使离心泵的流量更大、吸力更强,而且由于离心泵设有四个二号叶轮11,使二号叶轮11两侧所受压力平衡,抵消了指向入口方向的轴向推力,减小转子发生轴向窜动,减小产生磨损和振动。
作为其中的一种实施方式,本发明所述的一种立式单级管道离心泵,所述一号叶轮10底部设置螺旋槽101;所述螺旋槽101的旋向和一号叶轮10旋转方向相同,螺旋槽101数量大于五道。工作时,泵体1底部的液体将冲击一号叶轮10,一号叶轮10的底部的螺旋槽101将带动一部分液体旋转,进而减少冲击,而且螺旋槽101开口在一号叶轮10外侧,螺旋槽101将甩动液体流向二号叶轮11下方,进而一号叶轮10将能更有效率地将液体推向从动轴8管道入口处,,螺旋槽101减少了液体对一号叶轮10的冲击,使部分冲击转化为液体的动能,提高了离心泵的效率。
作为其中的一种实施方式,本发明所述的一种立式单级管道离心泵,所述一号叶轮10底部设置缓冲带102;所述缓冲带102呈环形分布在一号叶轮10底部,缓冲带102为波浪状,缓冲带102的倾斜方向和一号叶轮10旋转方向一致。工作时,液体流向一号叶轮10底部时,冲击的液体沿着缓冲带102波浪的倾斜方向导流向螺旋槽101内,使液体更顺畅的流向二号叶轮11内,并且液体冲击波浪带将增加一号叶轮10的旋向速度,进一步减少液体对一号叶轮10的冲击,进一步使部分冲击转化为液体的动能,更进一步加强了离心泵的效率。
作为其中的一种实施方式,本发明所述的一种立式单级管道离心泵,所述进水口17处设有预充水单元19;所述预充水单元19包括固定箱191、电磁铁192、水囊193、磁铁194、进水管道195、出水管道196、单向阀197,所述固定箱191内设有电磁铁192,固定箱191与电磁铁192内壁固连;所述水囊193位于固定箱191内部,水囊193外表面设有磁铁194,水囊193与磁铁194固连,水囊193上侧设有进水管道195,水囊193下侧设有出水管道196;所述进水管道195内设有单向阀197;所述出水管道196内设有单向阀197。工作时,由于离心泵启动前要向泵内灌入引液,此过程费时费力,于是预充水单元19将开始工作;电磁铁192接通电源,电磁铁192将吸引水囊193上的异性磁铁194,水囊193将膨胀,进水管道195会把液体吸进水囊193内;当水囊193膨胀到一定阶段时,电流反向,电磁铁192磁性改变,电磁铁192将排斥水囊193上的同性磁铁194,由于进水管道195和出水管道196都设有单向阀197,所以水囊193里的水将排到出水管道196里,而无法排向进水管道195;反复重复这两个过程直到液体漫过一号叶轮10;采用预充水单元19,降低了人为加水的工作,使离心泵的工作更自动化、机械化,并且水囊193的加水过程更加方便,和离心泵使用同一个电源,与离心泵产生联动。
作为其中的一种实施方式,本发明所述的一种立式单级管道离心泵,所述出水管道196下侧设置有过滤单元198;所述过滤单元198包括积水道1981、毛刷1982、集污箱1983,所述积水道1981内表面设置有毛刷1982,毛刷1982方向向下倾斜;所述积水道1981底部设有集污箱1983;所述集污箱1983与积水道1981活动连接,集污箱1983为透明材料。工作时,当液体流经过滤单元198时,沙子、石子、污秽将流入积水道1981内,由于毛刷1982方向向下倾斜,污秽会被毛刷1982刷向下方,而无法流向上侧,底部的集污箱1983可以实时观察污秽程度,当污秽积满集污箱1983时,可以把集污箱1983从积水道1981上拆卸下来进行清理;过滤单元198能适当清洁流进离心泵的污秽,而且清理污秽更方便,集污箱1983的拆装与观察更加方便、人性化。
作为其中的一种实施方式,本发明所述的一种立式单级管道离心泵,所述固定箱191设有自动单元199;所述自动单元199包括自动箱1991、限位开关1992、限位板1993、拉绳1994、复位弹簧,所述自动箱1991固连在固定箱191内侧;限位开关1992对称固连在自动箱1991内侧;所述限位板1993滑动连接在自动箱1991内,限位板1993与水囊193通过拉绳1994固连,限位板1993和自动箱1991间固连有复位弹簧。工作时,当预充水单元19启动时,当水囊193进行吸水时,自动箱1991内的限位板1993将向左移动,当水囊193充满时,限位板1993将会触碰左侧的限位开关1992,电磁铁192磁性将改变,水囊193将被压缩;当水囊193被压缩到一定程度时,拉绳1994将拉动限位板1993将触碰右侧的限位开关1992,电磁铁192磁性将改变,水囊193将膨胀,复位弹簧将拉动限位板1993进行复位;直至液体将浮块16浮起后,预充水单元19将停止工作;采用自动单元199进一步提高了离心泵的自动化程度,使预充水过程和抽水过程之间的联动更加合理,提高了离心泵的工作能力。
工作时,预充水单元19将开始工作,电磁铁192接通电源,电磁铁192将吸引水囊193上的异性磁铁194,水囊193将膨胀,进水管道195会把液体吸进水囊193内;当水囊193膨胀到一定阶段时,电流反向,电磁铁192磁性改变,电磁铁192将排斥水囊193上的同性磁铁194,由于进水管道195和出水管道196都设有单向阀197,所以水囊193里的水将排到出水管道196里,而无法排向进水管道195;反复重复这两个过程直到液体漫过一号叶轮10;当液体超过一号叶轮10后,浮块16将被顶起,此时电机3将开始转动,电机3转动将带动一号叶轮10转动,一号叶轮10会把液体推向泵体1上方,液体经管道进入二号叶轮11内;电机3转动将通过锥齿轮副带动从动轴8转动,从动轴8将带动二号叶轮11转动,当二号叶轮11高速转动时,充满在泵体1的液体在离心力的作用下,将从二号叶轮11中心被抛向二号叶轮11外缘,在此过程中,液体获得了能量,提高了静压能,同时流速增大,动能也增大了;液体离开二号叶轮11进入叶轮箱体12,由于液体的流道逐渐增宽,液体速度逐渐降低,便将其中部分动能转变为静压能,这样又进一步提高了液体的静压能,于是液体以较高的压强进入压出管道;当液体从二号叶轮11叶片中抛出时,二号叶轮11中心处就造成了低压而面外的压强较比为大,在压强差的推动下,液体就连续不断的从叶轮中心吸入,并以一定的压强连续不断的排出;液体经过一号叶轮10的推力再流向二号叶轮11,使离心泵的流量更大、吸力更强,而且由于离心泵设有四个二号叶轮11,使二号叶轮11两侧所受压力平衡,抵消了指向入口方向的轴向推力,减小转子发生轴向窜动,减小产生磨损和振动。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。