CN110230602A - 一种碳化硅渣浆泵 - Google Patents

Abstract

一种碳化硅渣浆泵，解决现有技术存在的结构复杂、不利于维护，抗堵塞性能差，耐腐蚀性、耐磨蚀性弱，安全系数低的问题。包括由左泵壳和右泵壳构成的泵体，其特征在于：左泵壳的中部设置有进液口，右泵壳的中部设置有轴端孔；左泵壳和右泵壳围合构成的叶轮腔内转动设置的主叶轮与泵轴一端相连，叶轮腔的上侧设置有出液口；右泵壳外侧、泵轴的端部设置有副叶轮，副叶轮的外侧罩设有密封填料箱，密封填料箱与泵轴之间设置有填料密封组件；泵轴的中段设置在轴承托架内，泵轴远离泵体一端的驱动部位于轴承托架的外侧。其设计合理，结构紧凑，耐腐蚀性能和耐磨蚀性能可靠，输送效率高，水力性能好，使用寿命长，维护方便、快捷。

Description

一种碳化硅渣浆泵

技术领域

本发明属于工业泵技术领域，具体涉及一种耐腐蚀性能和耐磨蚀性能可靠，输送效率高，水力性能好，使用寿命长，维护方便快捷的碳化硅渣浆泵。

背景技术

目前，冶金、矿山、电力、石油精制、化工、海水淡化、环保等行业中的离心泵，在输送腐蚀、磨蚀性的介质时，普遍存在运行可靠性差、使用寿命短、备件更换频繁的问题，不但增加了离心泵的检修费用，而且，生产安全得不到保障。另外，现有的渣浆泵结构复杂、不利于维护，在输送腐蚀、磨蚀性介质的特殊工况下的密封可靠性不足，抗堵塞性能差，过流部件的耐腐蚀性、耐磨蚀性弱，安全系数低，难以满足使用需要。故有必要对现有技术的渣浆泵设备进行改进。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种耐腐蚀性能和耐磨蚀性能可靠，输送效率高，水力性能好，使用寿命长，维护方便快捷的碳化硅渣浆泵。

本发明所采用的技术方案是：该碳化硅渣浆泵包括泵体，其特征在于：所述泵体由左泵壳和右泵壳构成，左泵壳的中部设置有进液口，右泵壳的中部设置有轴端孔；所述左泵壳和右泵壳围合构成的叶轮腔内转动设置有主叶轮，主叶轮的中部与泵轴穿过轴端孔的一端相连，叶轮腔的上侧设置有出液口；所述泵体的右泵壳外侧、泵轴的端部设置有副叶轮，副叶轮的外侧罩设有密封填料箱，密封填料箱通过连接盘设置在右泵壳上，且密封填料箱与泵轴之间设置有填料密封组件；所述泵轴的中段设置在轴承托架内，泵轴远离泵体一端的驱动部位于轴承托架的外侧；所述泵轴位于轴承托架一侧的端部设置有端部轴承，泵轴位于轴承托架内的中部设置有中部轴承。

所述主叶轮由叶轮轮毂和若干个主叶片构成，主叶片包括叶片骨架，叶片骨架的外侧包裹有碳化硅层，各主叶片的中部、主叶轮的前侧设置有叶轮进口；所述各主叶片的叶片骨架的前后两侧，分别设置有前侧加强环形板和后侧加强环形板，且前侧加强环形板和后侧加强环形板分别与各叶片骨架的侧端部相连；前侧加强环形板和后侧加强环形板的外侧，分别包裹有前侧碳化硅层和后侧碳化硅层。以在增强主叶轮的耐腐蚀性能和耐磨蚀性能的同时，提升输送效率和水力性能，延长使用寿命。

所述主叶轮的叶轮轮毂包括轮毂主体，轮毂主体的中部设置有轴连接螺纹通孔，轴连接螺纹通孔内壁上设置有T型防松螺纹；所述轮毂主体的外侧壁上设置有碳化硅结合面，轮毂主体朝向叶轮进口的一端设置有环形板连接凸缘。以保证主叶轮与泵轴在运行时始终处于拧紧状态，并利用叶轮轮毂的碳化硅结合面来增加碳化硅层的结合牢固程度；后侧加强环形板通过环形板连接凸缘与叶轮轮毂相连。

所述叶轮轮毂的轴连接螺纹通孔朝向叶轮进口的一端，设置有孔端封闭盖，孔端封闭盖的外侧面上设置有碳化硅结合凸沿。以进一步提升碳化硅层与叶轮轮毂内侧端部的结合牢固程度。

所述主叶轮的后侧碳化硅层的外侧面上，设置有若干组绕叶轮旋转中心、等圆心角布置的后侧扰流凹槽。以防止泵体内渣浆的沉积，增加装置的使用可靠性。

所述主叶轮的前侧碳化硅层的外侧面上，设置有若干组绕叶轮旋转中心、等圆心角布置的前侧扰流凹槽。以提升防止泵体内渣浆沉积的效果。

所述泵体的左泵壳的内壁上，设置有左壳碳化硅层；泵体的右泵壳的内壁上、以及轴端孔内壁上设置的右壳加强环形板上，均包裹有右壳碳化硅层。以增强泵体的耐腐蚀性能和耐磨蚀性能，并利于泵体的加工和安装，且泵体的检修方便快捷。

所述密封填料箱由填料箱主体构成，填料箱主体的中部设置有安装轴孔，且填料箱主体朝向泵体的一侧设置有用于容置副叶轮的副轮腔，填料箱主体的另一侧、安装轴孔端部的外侧，设置有若干条绕安装轴孔中心、等圆心角布置的加强筋。以通过安装轴孔将密封填料箱套接在泵轴的端部，并对泵轴端部进行密封。

所述副叶轮由副轮主体构成，副轮主体的中部设置有连接轴孔，副轮主体朝向密封填料箱的一侧，设置有若干个绕连接轴孔中心、等圆心角布置的副叶片。以利用连接轴孔将副叶轮布置在泵轴端部、密封填料箱的内侧，进而对泵体的轴端孔处进行有效的密封。

所述泵体的左泵壳的下端设置有排液管组件，排液管组件由与叶轮腔底部相连通的纤维管体构成，纤维管体的外侧端部设置有排液法兰，排液法兰上可拆卸式设置有排液端盖。以在设备停止运行或检修维护的时候，通过排液管组件的纤维管体将泵体内残存的介质放空，避免对工作现场环境的污染。

本发明的有益效果：由于本发明采用由左泵壳和右泵壳构成的泵体，左泵壳的中部设置有进液口，右泵壳的中部设置有轴端孔；左泵壳和右泵壳围合构成的叶轮腔内转动设置有主叶轮，主叶轮的中部与泵轴穿过轴端孔的一端相连，叶轮腔的上侧设置有出液口；泵体的右泵壳外侧、泵轴的端部设置有副叶轮，副叶轮的外侧罩设有密封填料箱，密封填料箱通过连接盘设置在右泵壳上，且密封填料箱与泵轴之间设置有填料密封组件；泵轴的中段设置在轴承托架内，泵轴远离泵体一端的驱动部位于轴承托架的外侧；泵轴位于轴承托架一侧的端部设置有端部轴承，泵轴位于轴承托架内的中部设置中部轴承的结构形式，所以其设计合理，结构紧凑，与市场上现有结构的渣浆泵相比，整体重量轻，输送效率高，水力性能好，零件数量明显减少，生产加工、安装以及检修更为方便快捷。并且，对泵体和主叶轮上、容易磨损部位的结构进行了相应改进，从而有效提升了设备的耐腐蚀性、耐磨蚀性和力学性能，渣浆泵的运行寿命可增加3～5倍，安全使用系数高，无须频繁地更换零部件，显著降低设备长期运行的维护成本，能够创造巨大的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是图1中的泵体的一种结构示意图。

图3是图2的左视图。

图4是图1中的主叶轮的一种结构示意图。

图5是图4的左视图。

图6是图4的右视图。

图7是图4中的主叶片的一种截面结构示意图。

图8是图4中的叶轮轮毂的一种结构示意图。

图9是图1中的密封填料箱的一种结构示意图。

图10是图9的右视图。

图11是图1中的副叶轮的一种结构示意图。

图12是图11的右视图。

图13是本发明的主叶轮上的主叶片的一种结构参数图。

图14是本发明的主叶轮两侧的前侧扰流凹槽和后侧扰流凹槽的一种结构参数图。

图中序号说明：1泵体、2进液口、3主叶轮、4连接盘、5副叶轮、6密封填料箱、7填料密封组件、8轴承托架、9泵轴、10驱动部、11端部轴承、12水冷换热器、13中部轴承、14左泵壳、15右泵壳、16左壳碳化硅层、17右壳加强环形板、18右壳碳化硅层、19叶轮腔、20轴端孔、21连接螺栓、22密封胶条、23排液管组件、24出液口、25主叶片、26前侧加强环形板、27后侧加强环形板、28叶片骨架、29前侧碳化硅层、30后侧碳化硅层、31叶轮轮毂、32叶轮进口、33前侧扰流凹槽、34后侧扰流凹槽、35轮毂主体、36轴连接螺纹通孔、37 T型防松螺纹、38碳化硅结合面、39环形板连接凸缘、40孔端封闭盖、41碳化硅结合凸沿、42填料箱主体、43副轮腔、44安装轴孔、45填料冲洗孔、46加强筋、47副轮主体、48连接轴孔、49副叶片。

具体实施方式

根据图1～12详细说明本发明的具体结构。该碳化硅渣浆泵包括由左泵壳14和右泵壳15构成的泵体1，其中，左泵壳14与右泵壳15通过外侧周边上设置的若干组连接螺栓21可拆卸式连接；左泵壳14的中部设置有进液口2，右泵壳15的中部设置有轴端孔20。泵体1的左泵壳14的内壁上，通过真空浇筑的方式设置有左壳碳化硅层16；泵体1右泵壳15的内壁上、以及轴端孔20内壁上设置的右壳加强环形板17上，均浇筑包裹有右壳碳化硅层18，且左泵壳14和右泵壳15围合构成了叶轮腔19；左泵壳14的左壳碳化硅层16和右泵壳15的右壳碳化硅层18的结合面之间还设置有密封胶条22。进而在增强渣浆泵泵体1的耐腐蚀性能和耐磨蚀性能的同时，利于泵体1的加工和安装，且使泵体1的检修方便、快捷。

左泵壳14和右泵壳15围合构成的叶轮腔19内转动设置有主叶轮3，主叶轮3由叶轮轮毂31和若干个主叶片25构成。主叶片25包括叶片骨架28，叶片骨架28的外侧浇筑包裹有碳化硅层，各主叶片25的中部、主叶轮3的前侧，设置有叶轮进口32。各主叶片25的叶片骨架28的前后两侧，分别设置有前侧加强环形板26和后侧加强环形板27，且前侧加强环形板26和后侧加强环形板27分别与各叶片骨架28的两侧端部相连接。前侧加强环形板26和后侧加强环形板27的外侧，分别浇筑包裹有前侧碳化硅层29和后侧碳化硅层30；以增强主叶轮3的耐腐蚀性能和耐磨蚀性能，并提升输送效率和水力性能，延长使用寿命。为了提升所包裹的碳化硅层的附着牢固程度、确保设备的使用可靠性，主叶轮3上的前侧加强环形板26和后侧加强环形板27上，以及泵体1右泵壳15的轴端孔20内壁上的右壳加强环形板17上，均设置有若干个均匀布置的圆孔，且各加强环形板上的圆孔的直径可以在6～12mm之间，优选为10mm。

主叶轮3的叶轮轮毂31包括轮毂主体35，轮毂主体35的中部设置有轴连接螺纹通孔36，轴连接螺纹通孔36内壁上设置有用于与泵轴9前端外螺纹相连的T型防松螺纹37；轮毂主体35的外侧壁上，设置有用于增加碳化硅层结合牢固程度的阶梯状的碳化硅结合面38。轮毂主体35朝向主叶轮3的叶轮进口32的一端，设置有用于与后侧加强环形板27内环相连的环形板连接凸缘39。叶轮轮毂31中部的轴连接螺纹通孔36朝向叶轮进口32的一端，设置有孔端封闭盖40；孔端封闭盖40的外侧面上，设置有用于进一步提升碳化硅层与叶轮轮毂31内侧端部之间结合牢固程度的碳化硅结合凸沿41。从而保证主叶轮3与泵轴9在运行时始终处于拧紧状态，并利用叶轮轮毂31的碳化硅结合面38来增加碳化硅层的结合牢固程度；同时，后侧加强环形板27通过环形板连接凸缘39与叶轮轮毂31紧固相连。

主叶轮3的后侧碳化硅层30的外侧面上，设置有若干组绕叶轮旋转中心、等圆心角布置的后侧扰流凹槽34，从而防止泵体1内渣浆的沉积，增加装置的使用可靠性。能够理解的是，为了提升防止泵体1内渣浆沉积的效果，主叶轮3的前侧碳化硅层29的外侧面上，可以设置有与后侧扰流凹槽34数量相对应的绕叶轮旋转中心、等圆心角布置的前侧扰流凹槽33。根据具体的使用需要，主叶轮3的后侧碳化硅层30外侧面上的后侧扰流凹槽34由两条圆弧线构成（如图14的右半部所示），例如：在主叶轮3的直径为580mm时，后侧扰流凹槽34的两条圆弧线的半径以及圆弧线圆心相对于主叶轮3圆心的坐标，分别为：R=280mm，（X:-135,Y:198）；R=250mm，（X:-163,Y:116）；且后侧扰流凹槽34均布的数量为6个。主叶轮3的前侧碳化硅层29外侧面上的前侧扰流凹槽33也由两条圆弧线构成（如图14的左半部所示），例如：在主叶轮3的直径为580mm时，前侧扰流凹槽33的两条圆弧线的半径以及圆弧线圆心相对于主叶轮3圆心的坐标，分别为：R=280mm，（X:-45,Y:235）；R=250mm，（X:33,Y:200）；且前侧扰流凹槽33均布的数量同样为6个。同时，主叶轮3的主叶片25均布的数量为5片，且主叶片25截面的外侧弧线由三段圆弧线构成（如图13所示），例如：在主叶轮3的直径为580mm时，三段圆弧线的半径以及圆弧线圆心相对于主叶轮3圆心的坐标，分别为：R=266mm，（X:78.4,Y:64.4）；R=175mm，（X:-3.2,Y:104.8）；R=112mm，（X:-65.8,Y:98）；另外，主叶片25截面的内侧弧线由两段圆弧线构成（如图13所示），例如：在主叶轮3的直径为580mm时，两段圆弧线的半径以及圆弧线圆心相对于主叶轮3圆心的坐标，分别为：R=330.4mm，（X:174.6,Y:1.6）；R=184.8mm，（X:59.4,Y:90.6）。

主叶轮3的中部与泵轴9穿过泵体1轴端孔20的一端相连接，泵体1叶轮腔19的上侧设置有出液口24。泵体1的右泵壳15外侧、泵轴9的前端部设置有副叶轮5，副叶轮5由副轮主体47构成，副轮主体47的中部设置有连接轴孔48；且副轮主体47远离泵体1（朝向密封填料箱6）的后侧，设置有若干个绕连接轴孔48中心、等圆心角布置的副叶片49。副叶轮5中部的连接轴孔48通过轴连接键与泵轴9的前端相连；进而将副叶轮5布置在泵轴9端部、密封填料箱6的内侧，以对泵体1的轴端孔20处进行有效的密封。副叶轮5的外侧罩设有密封填料箱6，密封填料箱6由填料箱主体42构成，填料箱主体42的中部设置有安装轴孔44，且填料箱主体42朝向泵体1的一侧设置有用于容置副叶轮5的副轮腔43；同时，填料箱主体42的另一侧、安装轴孔44端部的外侧，设置有若干条绕安装轴孔44中心、等圆心角布置的加强筋46；以通过安装轴孔44将密封填料箱6套接在泵轴9的端部，并通过连接盘4将密封填料箱6固定设置在泵体1的右泵壳15上。密封填料箱6与泵轴9外侧轴壁之间设置有填料密封组件7，填料密封组件7外端设置有填料压盖；填料密封组件7由油浸石棉绳构成，朝向副叶轮5的最内端设置有金属环，且金属环的中空腔体与密封填料箱6上的安装轴孔44端部外侧的填料冲洗孔45相连通，以在对泵轴9端部进行密封的同时，便于填料密封组件7的清洁。

泵轴9的中段设置在轴承托架8内，泵轴9远离泵体1一端的驱动部10位于轴承托架8的外侧。泵轴9位于轴承托架8远离泵体1一侧的端部，设置有端部轴承11，泵轴9位于轴承托架8内的中部设置有中部轴承13；且根据使用需要，端部轴承11可采用推力轴承，中部轴承13可采用加重圆柱滚子轴承。同时，轴承托架8位于泵轴9下方的侧部壳体上，设置有用于为轴承托架8腔体内润滑油降温的水冷换热器12。为了在设备停止运行或检修维护的时候，避免对工作现场的环境造成污染，泵体1的左泵壳14的下端设置有排液管组件23。排液管组件23由与叶轮腔19底部相连通的纤维管体构成，纤维管体的外侧端部设置有排液法兰，排液法兰上可拆卸式设置有排液端盖，进而通过排液管组件23的纤维管体将泵体1内残存的介质放空。

该碳化硅渣浆泵使用时，首先，通过与泵轴9驱动部10相连的驱动电机带动泵体1内的主叶轮3旋转；然后，介质从泵体1的进液口2进入到叶轮腔19内，并经由主叶轮3的叶轮进口32流入到各主叶片25之间。之后，随着泵轴9一同旋转的主叶轮3将介质从出液口24排出。所输送的腐蚀、磨蚀性介质在流经叶轮腔19和主叶轮3时，利用泵体1内壁上的左壳碳化硅层16和右壳碳化硅层18，以及主叶轮3主叶片25上的碳化硅层、前侧碳化硅层29和后侧碳化硅层30，来有效提升设备的耐腐蚀性、耐磨蚀性和力学性能，使得渣浆泵的运行寿命增加3～5倍，无须频繁地更换零部件，安全使用系数高，显著降低设备长期运行的维护成本。同时，主叶轮3的前、后两侧碳化硅层上设置的前侧扰流凹槽33和后侧扰流凹槽34，能够防止泵体1内渣浆的沉积，增加装置的使用可靠性。

Claims (10)

1.一种碳化硅渣浆泵，包括泵体（1），其特征在于：所述泵体（1）由左泵壳（14）和右泵壳（15）构成，左泵壳（14）的中部设置有进液口（2），右泵壳（15）的中部设置有轴端孔（20）；所述左泵壳（14）和右泵壳（15）围合构成的叶轮腔（19）内转动设置有主叶轮（3），主叶轮（3）的中部与泵轴（9）穿过轴端孔（20）的一端相连，叶轮腔（19）的上侧设置有出液口（24）；所述泵体（1）的右泵壳（15）外侧、泵轴（9）的端部设置有副叶轮（5），副叶轮（5）的外侧罩设有密封填料箱（6），密封填料箱（6）通过连接盘（4）设置在右泵壳（15）上，且密封填料箱（6）与泵轴（9）之间设置有填料密封组件（7）；所述泵轴（9）的中段设置在轴承托架（8）内，泵轴（9）远离泵体（1）一端的驱动部（10）位于轴承托架（8）的外侧；所述泵轴（9）位于轴承托架（8）一侧的端部设置有端部轴承（11），泵轴（9）位于轴承托架（8）内的中部设置有中部轴承（13）。

2.根据权利要求1所述的碳化硅渣浆泵，其特征在于：所述主叶轮（3）由叶轮轮毂（31）和若干个主叶片（25）构成，主叶片（25）包括叶片骨架（28），叶片骨架（28）的外侧包裹有碳化硅层，各主叶片（25）的中部、主叶轮（3）的前侧设置有叶轮进口（32）；所述各主叶片（25）的叶片骨架（28）的前后两侧，分别设置有前侧加强环形板（26）和后侧加强环形板（27），且前侧加强环形板（26）和后侧加强环形板（27）分别与各叶片骨架（28）的侧端部相连；前侧加强环形板（26）和后侧加强环形板（27）的外侧，分别包裹有前侧碳化硅层（29）和后侧碳化硅层（30）。

3.根据权利要求2所述的碳化硅渣浆泵，其特征在于：所述主叶轮（3）的叶轮轮毂（31）包括轮毂主体（35），轮毂主体（35）的中部设置有轴连接螺纹通孔（36），轴连接螺纹通孔（36）内壁上设置有T型防松螺纹（37）；所述轮毂主体（35）的外侧壁上设置有碳化硅结合面（38），轮毂主体（35）朝向叶轮进口（32）的一端设置有环形板连接凸缘（39）。

4.根据权利要求3所述的碳化硅渣浆泵，其特征在于：所述叶轮轮毂（31）的轴连接螺纹通孔（36）朝向叶轮进口（32）的一端，设置有孔端封闭盖（40），孔端封闭盖（40）的外侧面上设置有碳化硅结合凸沿（41）。

5.根据权利要求2所述的碳化硅渣浆泵，其特征在于：所述主叶轮（3）的后侧碳化硅层（30）的外侧面上，设置有若干组绕叶轮旋转中心、等圆心角布置的后侧扰流凹槽（34）。

6.根据权利要求5所述的碳化硅渣浆泵，其特征在于：所述主叶轮（3）的前侧碳化硅层（29）的外侧面上，设置有若干组绕叶轮旋转中心、等圆心角布置的前侧扰流凹槽（33）。

7.根据权利要求1所述的碳化硅渣浆泵，其特征在于：所述泵体（1）的左泵壳（14）的内壁上，设置有左壳碳化硅层（16）；泵体（1）的右泵壳（15）的内壁上、以及轴端孔（20）内壁上设置的右壳加强环形板（17）上，均包裹有右壳碳化硅层（18）。

8.根据权利要求1所述的碳化硅渣浆泵，其特征在于：所述密封填料箱（6）由填料箱主体（42）构成，填料箱主体（42）的中部设置有安装轴孔（44），且填料箱主体（42）朝向泵体（1）的一侧设置有用于容置副叶轮（5）的副轮腔（43），填料箱主体（42）的另一侧、安装轴孔（44）端部的外侧，设置有若干条绕安装轴孔（44）中心、等圆心角布置的加强筋（46）。

9.根据权利要求1所述的碳化硅渣浆泵，其特征在于：所述副叶轮（5）由副轮主体（47）构成，副轮主体（47）的中部设置有连接轴孔（48），副轮主体（47）朝向密封填料箱（6）的一侧，设置有若干个绕连接轴孔（48）中心、等圆心角布置的副叶片（49）。

10.根据权利要求1所述的碳化硅渣浆泵，其特征在于：所述泵体（1）的左泵壳（14）的下端设置有排液管组件（23），排液管组件（23）由与叶轮腔（19）底部相连通的纤维管体构成，纤维管体的外侧端部设置有排液法兰，排液法兰上可拆卸式设置有排液端盖。