CN110836191A - 一种低振动循环水泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种低振动循环水泵，包括电机定子，泵体，泵轴，叶轮，上轴承压盖，上轴承，电机转子，下轴承，下轴承压盖，机械密封和密封箱体；所述泵体包括内部的电机壳体和外部的支撑壳体，所述电机壳体与支撑壳体之间充满流体介质；所述泵轴穿设在电机壳体内，所述泵轴与电机壳体间、自上而下依次设置有上轴承压盖、上轴承、电机转子、下轴承、下轴承压盖和密封箱体；所述电机转子固定在泵轴上，所述电机定子套设在电机转子外侧并固定在电机壳体上；所述泵轴底部穿出电机壳体，所述泵轴底部设置有叶轮；所述泵轴下部穿出电机壳体处设置有机械密封，所述机械密封设置在密封箱体内。该循环水泵具有低噪声性、高气蚀性和高寿命的优点。

Description

一种低振动循环水泵

技术领域

本发明涉及水泵技术，尤其涉及一种低振动循环水泵。

背景技术

轴流泵是世界上最早诞生的叶片泵，循环水泵早期的型式均为轴流泵。轴流泵自身的特点比较明显，产品型式单一、原理简单，制作生产容易，门槛低，其缺点也非常突出。我国部分行业大排量循环水泵技术基本来自原苏联(俄罗斯)，由于认识上存在偏差，加上国内水泵行业研究水平薄弱，部分行业大排量循环水泵技术上一直没有明显提高，在减振降噪、使用寿命方面等方面存在不足。目前，部分行业应用的循环水泵有明显缺点，具体如下：1.高能耗，现在采用的水力模型效率低，小于75％，尤其在偏离设计工况点时效率更低；2.汽蚀性能差，经常产生较大的振动和噪声；3.故障率高，泵组运行时经常发生故障，影响设备工作。

发明内容

本发明的目的在于，针对目前循环水泵在不同工况时发生的振动值高、易汽蚀、故障率高的问题，提出一种低振动循环水泵，该循环水泵具有低噪声性、高气蚀性和高寿命的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种低振动循环水泵，包括电机定子，泵体(含电机机壳)，泵轴，叶轮，上轴承压盖，上轴承，电机转子，下轴承，下轴承压盖，机械密封和密封箱体；

所述泵体包括内部的电机壳体和外部的支撑壳体，所述电机壳体与支撑壳体之间充满流体介质；所述泵轴穿设在电机壳体内，所述泵轴与电机壳体间、自上而下依次设置有上轴承压盖、上轴承、电机转子、下轴承、下轴承压盖和密封箱体；所述电机转子固定在泵轴上，所述电机定子套设在电机转子外侧并固定在电机壳体上；所述泵轴底部穿出电机壳体，所述泵轴底部设置有叶轮；所述泵轴下部穿出电机壳体处设置有机械密封，所述机械密封设置在密封箱体内。

进一步地，所述电机壳体底部呈倒锥形。

进一步地，所述叶轮上方的泵体内壁上，沿径向设置有多片空间导叶，其中只有一枚导叶加长加宽设计，目的为了减少水力损失，提高泵的效率，进而降低振动。

进一步地，所述空间导叶为五片。

本发明一种低振动循环水泵的工作原理：

电机定子和电机转子：产生旋转磁场并作用于转子形成磁电动力旋转扭矩。

泵体：泵组采用双壳体设计，内部为电机壳体，外部为支撑壳体，内外壳体之间充满流体介质。泵体不仅有引向、固定、导磁和散热作用，更重要的是电机工作时产生的振动通过内外壳体间的流动介质减弱后传递至外部壳体，起到消振效果。

泵轴：支撑并带动电机转子和叶轮旋转，将动力机的能量传递给叶轮。

叶轮：通过动力机带动旋转，使介质(水)受到离心力，按一定的流量和速度流动，将机械能传递给抽送的液体。

轴承压盖：用于固定轴承。

上轴承、下轴承：用以支撑转动部分的重量和承受转动部分在在运转中产生的轴向和径向载荷，并减小泵轴转动摩擦力。

机械密封：泵轴穿出泵壳处，旋转的泵轴和固定的泵壳之间必然存在间隙，机械密封是为了防止高压水通过此间隙大量流出和空气从该处进入泵体。

密封箱体：用于固定机械密封。

本发明低振动循环水泵，充分考虑泵组产生振动的因数，从这些因数对循环水泵进行设计开发，优化水力模型，采用新结构等，实现低噪声循环水泵研究开发。具体地，本发明与现有技术相比较具有以下优点：

1)优化水力模型。本发明低振动循环水泵通过改善进口条件和介质流动状态，降低流道内水流速度，确保流道内流场速度均匀分布，提高效率、减小汽蚀余量、振动和噪声。

2)泵与电机共轴设计。将驱动电机与水泵作为一个整体来设计，电机的转子和水泵的叶轮共轴。这样可以缩短电机轴伸，减小叶轮悬臂尺寸，提高轴的刚性，降低水泵产生的轴向力，使泵低噪声、高效可靠运行。

3)新结构设计

应用阻尼振动理论，泵组振动大小主要由振幅决定的，振动振幅值大则振动高，振动振幅值小则振动低，流动液体作为阻尼使振幅幅值不断衰减，从而实现减少振动。

泵组采用双壳体设计，内部为电机壳体，外部为支撑壳体，内外壳体之间充满流体介质。电机工作时产生的振动通过内外壳体间的流动介质减弱后传递至外部壳体，达到消振效果。

电机散热设计为水冷方式，通过泵体实现，水冷路线：泵进口-电机外壳-泵出口。这样设计不仅可以解决电机散热问题，更重要的是可以通过液体的流动来吸收电机产生的振动。

综上，本发明由于采用了多种低噪声技术，泵组振动值显著下降。泵组在全工况下运行工作效率明显提高。泵组工作曲线平顺，无驼峰，小流量区域，性能稳定。汽蚀性能显著提高。本发明低振动循环水泵能广泛适用于振动噪声有较高要求的场合。本发明通过采用水力模型优化、新结构设计等思路，突破原有技术瓶颈，实现循环水泵低噪声性、高气蚀性和高寿命。

附图说明

图1为本发明低振动循环水泵轴向剖视图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进一步说明：

实施例1

本实施例公开了一种低振动循环水泵，其结构如图1所示，包括电机定子1，泵体2(含电机机壳)，泵轴3，叶轮4，上轴承压盖5，上轴承6，电机转子7，下轴承8，下轴承压盖9，机械密封10，密封箱体11和空间导叶12；

所述泵体2包括内部的电机壳体和外部的支撑壳体，所述电机壳体底部呈倒锥形。所述电机壳体与支撑壳体之间充满流体介质；所述泵轴3穿设在电机壳体内，所述泵轴3与电机壳体间、自上而下依次设置有上轴承压盖5、上轴承6、电机转子7、下轴承8、下轴承压盖9和密封箱体11；所述电机转子7固定在泵轴3上，所述电机定子1套设在电机转子7外侧并固定在电机壳体上；所述泵轴3底部穿出电机壳体，所述泵轴3底部设置有叶轮4；所述叶轮4上方的泵体内壁上，沿径向设置有五片空间导叶12，其中只有一枚导叶加长加宽设计，目的为了减少水力损失，提高泵的效率，进而降低振动。所述泵轴3下部穿出电机壳体处设置有机械密封10，所述机械密封10设置在密封箱体11内。

本实施例低振动循环水泵的工作原理：

液体从泵体下端入水口进入，经过叶轮和泵体中间部分，再经过双壳体，由泵体上端出口流出。

电动机带动泵轴和叶轮旋转时，液体一方面随叶轮作圆周运动，一方面在离心力的作用下自叶轮中心向外周抛出，液体从叶轮获得了压力能和速度能。当液体流经泵体出口时，部分速度能将转变为静压力能。在液体自叶轮抛出时，叶轮中心部分造成低压区，与吸入液面的压力形成压力差，于是液体不断地被吸入，并以一定的压力排出。电机定子1和电机转子7：产生旋转磁场并作用于转子形成磁电动力旋转扭矩。

泵体2(含电机机壳)：泵组采用双壳体设计，内部为电机壳体，外部为支撑壳体，内外壳体之间充满流体介质。泵体不仅有引向、固定、导磁和散热作用，更重要的是电机工作时产生的振动通过内外壳体间的流动介质减弱后传递至外部壳体，起到消振效果。

泵轴3：支撑并带动电机转子和叶轮旋转，将动力机的能量传递给叶轮。

叶轮4：通过动力机带动旋转，使介质(水)受到离心力，按一定的流量和速度流动，将机械能传递给抽送的液体。

上轴承压盖5、下轴承压盖9：用于固定轴承。

上轴承6、下轴承8：用以支撑转动部分的重量和承受转动部分在在运转中产生的轴向和径向载荷，并减小泵轴转动摩擦力。

机械密封10：泵轴穿出泵壳处，旋转的泵轴和固定的泵壳之间必然存在间隙，机械密封是为了防止高压水通过此间隙大量流出和空气从该处进入泵体。

密封箱体11：用于固定机械密封。

空间导叶12：引导液体流动方向，把动能转换势能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种低振动循环水泵，其特征在于，包括电机定子，泵体，泵轴，叶轮，上轴承压盖，上轴承，电机转子，下轴承，下轴承压盖，机械密封和密封箱体；

所述泵体包括内部的电机壳体和外部的支撑壳体，所述电机壳体与支撑壳体之间充满流体介质；所述泵轴穿设在电机壳体内，所述泵轴与电机壳体间、自上而下依次设置有上轴承压盖、上轴承、电机转子、下轴承、下轴承压盖和密封箱体；所述电机转子固定在泵轴上，所述电机定子套设在电机转子外侧并固定在电机壳体上；所述泵轴底部穿出电机壳体，所述泵轴底部设置有叶轮；所述泵轴下部穿出电机壳体处设置有机械密封，所述机械密封设置在密封箱体内。

2.根据权利要求1所述低振动循环水泵，其特征在于，所述电机壳体底部呈倒锥形。

3.根据权利要求1所述低振动循环水泵，其特征在于，所述叶轮上方的泵体内壁上，沿径向设置有多片空间导叶，其中只有一枚导叶加长加宽。

4.根据权利要求3所述低振动循环水泵，其特征在于，所述空间导叶为五片。

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