CN111102232B - 一种差动式旋喷泵 - Google Patents

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Abstract

一种差动式旋喷泵，主要包括叶轮转子装置、由旋壳转子部件和旋壳盖板转子部件组成的旋壳转子装置以及左轴承体，轴承压盖、右轴承体、轴承压盖、外壳、外壳盖板、集流管和进水弯管等部件。叶轮转子装置和旋壳转子装置分别由不同功率的电动机驱动，其中驱动旋壳转子装置的是一台变频调速电机，可改变旋壳转子装置转速，使得旋壳转子装置转速与叶轮转子装置转速产生了转速差。不同转速的旋壳转子装置对由旋壳盖板与旋壳形成的旋转腔体内的液体旋转效应是不同的。通过改变旋壳转子装置的转速，可得到不同形状转速的扬程、效率与流量的关系曲线的族，满足不同需要的流量和扬程。

Description

一种差动式旋喷泵
技术领域
本发明属于泵技术设计领域，具体涉及一种差动式旋喷泵的结构及工作方式。
背景技术
目前，公知的旋喷泵主要部件有三个：叶轮、旋壳和集流管。叶轮与旋壳盖板制作成一体，旋壳盖板通过螺栓固连在旋壳上，旋壳与叶轮的后盖板形成了一个旋转腔体，旋转腔体与叶轮是同步旋转的。集流管置于旋壳与旋壳盖板形成的旋转腔体内，是固定不动的。这种结构的旋喷泵工作时，液体经吸入管路流入叶轮，在叶轮内获得能量后，从叶轮出口流出后，然后进入旋转腔体，最后由集流管输出。由于旋转腔体的旋转速度对其内的液体有旋转效应，从叶轮出口流出的液体又获得了能量。因此这种结构的旋喷泵的扬程和效率较同低比转数离心泵的扬程和效率高。这种结构的旋喷泵不能实现旋转腔体和叶轮分别以不同的转速工作，为扩大旋喷泵使用范围，通常是通过变频调速来改变泵轴的转速，从而得到旋喷泵在不同转速下的扬程、效率与流量的关系曲线。这种结构的旋喷泵启动时，旋转腔体内的液体旋转导致旋喷泵启动功率较大。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种新型的差动式旋喷泵。
本发明的目的是这样实现的：
一种新型的差动式旋喷泵，主要包括叶轮转子装置、由旋壳转子部件和旋壳盖板转子部件组成的旋壳转子装置、左轴承体9，轴承压盖5、右轴承体14、轴承压盖21、外壳10、外壳盖板22、集流管12和进水弯管28。
泵轴2及其上的键35、轴套36、单端面机械密封的动环38、螺钉37、叶轮11、叶轮螺母33构成了叶轮转子装置。叶轮11安装在泵轴2及泵轴2上的键35上，并通过泵轴2上的轴肩、轴套36和叶轮螺母33轴向固定，其中轴套36的右端键槽对准泵轴2的键35上，轴套36与泵轴2一起旋转。单端面机械密封的动环38安装在轴套36的外径上，并通过轴套36的外径上的轴肩限制轴向右移，螺钉37安装在单端面机械密封的动环38上并深入到轴套36外径上的盲孔内，防止单端面机械密封的动环38周向转动。
旋壳13及其上的2个滚动轴承7、单端面机械密封的静环39、螺钉40、键4、三角皮带轮3构成了旋壳转子部件。2个滚动轴承7安装在旋壳13上，旋壳13上的轴肩限制2个滚动轴承7轴向右移；单端面机械密封的静环39安装在旋壳13内腔上，旋壳13内腔的侧面限制单端面机械密封的静环39轴向左移，螺钉40安装在旋壳13上并深入到单端面机械密封的静环39内，防止单端面机械密封的静环39周向转动。三角皮带轮3安装在旋壳13及旋壳13上的键4上，并通过旋壳13上的轴肩限制三角皮带轮3轴向右移。
旋壳盖板17及其上的滚动轴承19、单端面机械密封的动环30、螺钉29 构成了旋壳盖板转子部件。滚动轴承19安装在旋壳盖板17上，旋壳盖板17的轴肩限制滚动轴承19轴向左移；单端面机械密封的动环30安装在旋壳盖板17 的内腔，旋壳盖板17内腔的侧面限制单端面机械密封的动环30轴向右移，螺钉 29安装在旋壳盖板17上并深入到单端面机械密封的动环30内，防止单端面机械密封的动环30周向转动。
旋壳盖板17通过螺栓16固连在旋壳13上，使旋壳转子部件和旋壳盖板转子部件成为一个整体，构成了旋壳转子装置。其中旋壳盖板17与旋壳13形成了一个旋转腔体。旋壳转子部件通过旋壳13上的2个滚动轴承7安装在左轴承体9上，轴承压盖5通过螺栓6固连在左轴承体9上，轴承压盖5限制2个滚动轴承7轴向左移；泵轴2从旋壳13的内孔穿出，旋壳13与泵轴2形成的单边径向间隙为0.5～1mm；旋壳盖板转子部件通过旋壳盖板17上的滚动轴承19安装在右轴承体14上，轴承压盖21通过螺栓20固连在右轴承体14上，轴承压盖 21防止滚动轴承19轴向右移。实现了旋壳转子装置能做旋转运动。安装在旋壳 13的内腔的单端面机械密封的静环39与轴套36的外径上安装的单端面机械密封的动环38形成了完整的单端面机械密封，防止由旋壳盖板17与旋壳13形成的旋转腔体内的高压液体向外泄漏；安装在旋壳盖板17内腔的单端面机械密封的动环30与集流管12上安装的单端面机械密封的静环31形成了完整的单端面机械密封，防止由旋壳盖板17与旋壳13形成的旋转腔体内的高压液体向外泄漏。
集流管12的结构为水平直管段嵌入出水管的整体结构。单端面机械密封的静环31安装在集流管12的水平直管段的外径上，集流管12水平直管段的外径上的轴肩限制单端面机械密封的静环31轴向左移，螺钉32安装在单端面机械密封的静环31上并深入到集流管12的水平直管段的盲孔内，防止单端面机械密封的静环31周向转动；密封环34以过盈配合安装在集流管12上，密封环34 与叶轮11形成了一定的径向间隙；外壳盖板22安装在集流管12及集流管12 上的键23上，并通过集流管12的轴肩、圆螺母24轴向固定，由于外壳盖板22 是固定不动的，实现了集流管12是固定不动的。
进水弯管28的两端为螺纹，通过螺纹安装在集流管12上，进水弯管28 的右端的内孔装有填料25；填料压盖26通过螺栓27安装进水弯管28的右端；集流管12水平直管内嵌入的出水管从进水弯管28的填料25的内孔和填料压盖 26的内孔穿出，通过拧入螺栓27使填料压盖26压紧填料25，起到密封的效果。
叶轮转子装置和旋壳转子装置是两个独立的转子装置，分别由不同功率的电动机驱动，一台电动机通过联轴器带动泵轴2使叶轮转子装置工作，另一台变频调速电动机通过三角皮带带动旋壳13上的三角皮带轮3使旋壳转子装置工作。旋壳转子装置的旋转方向与叶轮转子装置的旋转方向一致，但旋壳转子装置和叶轮转子装置分别以不同的转速工作，实现了差动式旋喷泵的工作方式。安装在旋壳13的内腔的单端面机械密封的静环39与轴套36的外径上安装的单端面机械密封的动环38形成了完整的单端面机械密封，防止由旋壳盖板17与旋壳 13形成的旋转腔体内的高压液体向外泄漏；安装在旋壳盖板17内腔的单端面机械密封的动环30与集流管12上安装的单端面机械密封的静环31形成了完整的单端面机械密封，防止由旋壳盖板17与旋壳13形成的旋转腔体内的高压液体向外泄漏。置于由旋壳盖板17与旋壳13形成的旋转腔体内的集流管12收集并输出液体。
本发明的有益效果是：
1.叶轮转子装置和旋壳转子装置分别由不同功率的电动机驱动，其中驱动旋壳转子装置的是一台变频调速电机，可改变旋壳转子装置的转速，使旋壳转子装置的转速与叶轮转子装置的转速产生了转速差。不同转速的旋壳转子装置对由旋壳盖板17与旋壳13形成的旋转腔体内的液体旋转效应是不同的。通过改变旋壳转子装置的转速，可得到不同形状的扬程、效率与流量的关系曲线的族，满足不同需要的流量和扬程。
2.一种差动式旋喷泵。首先启动驱动叶轮转子装置的电动机，使叶轮转子装置正常工作，然后通过变频调速启动旋壳转子装置的另一台电动机。因此，本发明的差动式旋喷泵具有启动功率小的优势。
3.本发明发明的差动式旋喷泵的结构紧凑、简单实用，安装拆卸方便。
附图说明
图1是本发明的结构及工作方式的示意图，
图2是图1中A—A及B—B的剖视图。
图1是本发明的结构及工作方式的示意图。包括的主要零件有：悬架1、泵轴2、三角皮带轮3、键4、轴承压盖5、螺栓6、2个滚动轴承7、螺栓8、左轴承体9、外壳10、叶轮11、集流管12、旋壳13、右轴承体14、螺栓15、螺栓16、旋壳盖板17、左轴承体18、滚动轴承19、螺栓20、轴承压盖21、外壳盖板22、键23、圆螺母24、填料25、填料压盖26、螺栓27、进水弯管28、螺钉29、单端面机械密封的动环30、单端面机械密封的静环31、螺钉32、叶轮螺母33、密封环34、键35、轴套36、螺钉37、单端面机械密封的动环38、单端面机械密封的静环39、螺钉40。
具体实施方式
如图1所示，一种新型的差动旋喷泵。所述的左轴承体9安装在悬架1 与外壳10之间，用螺栓8将悬架1、外壳10和左轴承体9固连在一起。
如图1所示，所述的旋壳13上装有2个滚动轴承7，旋壳13上的轴肩限制2个滚动轴承7轴向右移；所述的单端面机械密封的静环39安装在旋壳13 的内腔上，旋壳13内腔的侧面限制单端面机械密封的静环39轴向左移，螺钉 40安装在旋壳13上并深入到单端面机械密封的静环39内，防止单端面机械密封的静环39周向转动；在安装三角皮带轮3前，轴承压盖5套装在旋壳13上。三角皮带轮3安装在旋壳13及旋壳13上的键4上，并通过旋壳13上的轴肩限制三角皮带轮3轴向右移。旋壳13及其上的2个滚动轴承7、单端面机械密封的静环39、螺钉40、键4、三角皮带轮3构成了旋壳转子部件。
如图1所示，由旋壳13及其上的2个滚动轴承7、单端面机械密封的静环39、螺钉40、键4、三角皮带轮3构成的旋壳转子部件。旋壳转子部件通过旋壳13上的2个滚动轴承7安装在左轴承体9上，轴承压盖5通过螺栓6固连在左轴承体9上，轴承压盖5限制2个滚动轴承7轴向左移。泵轴2从旋壳13 的内孔穿出，旋壳13与泵轴2形成的单边径向间隙为0.5～1mm。
所述的单端面机械密封的动环38安装在轴套36的外径上，并通过轴套 36的外径上的轴肩限制单端面机械密封的动环38轴向右移，螺钉37安装在单端面机械密封的动环38上并深入到轴套36的盲孔内，防止单端面机械密封的动环38周向转动。
如图1所示，所述的轴套36及其上的单端面机械密封的动环38、螺钉 37安装在泵轴2上，泵轴2上的轴肩限制轴套36轴向左移，轴套36的右端键槽对准泵轴2的键35上，轴套36与泵轴2一起旋转；所述的叶轮11安装在泵轴2及泵轴2上的键35上，并通过泵轴2上的轴肩、轴套36和叶轮螺母33轴向固定。泵轴2及其上的键35、轴套36、叶轮11、叶轮螺母33构成了叶轮转子装置。
如图1所示，安装在旋旋壳13的内腔上的单端面机械密封的静环39与轴套36的外径上安装的单端面机械密封的动环38形成了完整的单端面机械密封，防止由旋壳盖板17与旋壳13形成的旋转腔体内的高压液体向外泄漏。
所述的单端面机械密封的静环31安装在集流管12的水平直管段的外径上，集流管12水平直管段的外径上的轴肩限制单端面机械密封的静环31轴向左移，螺钉32安装在单端面机械密封的静环31上并深入到集流管12的水平直管段的盲孔内，防止单端面机械密封的静环31周向转动；所述的密封环34以过盈配合安装在集流管12上，密封环34与叶轮11形成了一定的径向间隙。
如图1所示，所述的滚动轴承19安装在旋壳盖板17上，并通过旋壳盖板17的轴肩限制滚动轴承19轴向右移动；所述的单端面机械密封的动环30安装在旋壳盖板17的内腔上，旋壳盖板17内腔的侧面限制单端面的动环30轴向右移，螺钉29安装在旋壳盖板17上并深入到单端面机械密封的动环30内，防止单端面机械密封的动环30周向转动。旋壳盖板17及其上的滚动轴承19、单端面机械密封的动环30、螺钉29构成了旋壳盖板转子部件。
如图1所示，由旋壳盖板17及其上的滚动轴承19、单端面机械密封的动环30、螺钉29构成的旋壳盖板转子部件。旋壳盖板转子部件通过旋壳盖板17 并用螺栓16固连在旋壳13上，使旋壳转子部件和旋壳盖板转子部件成为一个整体，旋壳盖板17与旋壳13形成了一个旋转腔体，构成了旋壳转子装置。
旋壳盖板17内腔上的单端面机械密封的动环30与集流管12上安装的单端面机械密封的静环31形成了完整的单端面机械密封，防止由旋壳盖板17与旋壳13形成的旋转腔体内的高压液体向外泄漏。
如图1所示，所述的右轴承体14安装在旋壳盖板17上的滚动轴承19上，右轴承体14上装有轴承压盖21，通过螺栓20将轴承压盖21与右轴承体14固连，轴承压盖21防止滚动轴承19轴向右移。所述的右轴承体14位居于外壳10 与外壳盖板22之间，并用螺栓15将外壳10、外壳盖板22和右轴承体14固连在一起。
如图1所示，所述的外壳盖板22安装在集流管12及集流管12上的键23 上，并通过集流管12的轴肩、圆螺母24轴向固定。由于外壳盖板22是固定不动的，实现了集流管12是固定不动的。
如图1所示，所述的进水弯管28的两端为螺纹，通过螺纹安装在集流管 12上，进水弯管28的右端的内孔装有填料25；填料压盖26通过螺栓27安装进水弯管28的右端；集流管12水平直管段嵌入的出水管从进水弯管28的填料25 的内孔和填料压盖26的内孔穿出，通过拧螺栓27使填料压盖26压紧填料25，起到密封的效果。
本发明的工作过程如下：
差动式旋喷泵运行前，必须给差动式旋喷泵注满需输送的液体。
差动式旋喷泵启动程序，如图2所示，首先启动驱动叶轮转子装置的电动机，使叶轮转子装置正常工作，然后启动驱动旋壳转子装置的另一台变频调速的电动机，使旋壳转子装置的旋转方向与叶轮转子装置的旋转方向一致。根据需要的流量和扬程通过变频调速调节驱动旋壳转子装置的电动机的转速，使旋壳转子装置在某一转速下工作。
差动式旋喷泵工作时，如图1所示。安装在旋壳13的内腔的单端面机械密封的静环39与轴套36的外径上安装的单端面机械密封的动环38形成了完整的单端面机械密封，防止由旋壳盖板17与旋壳13形成的旋转腔体内的高压液体向外泄漏；安装在旋壳盖板17内腔的单端面机械密封的动环30与集流管12上安装的单端面机械密封的静环31形成了完整的单端面机械密封，防止由旋壳盖板17与旋壳13形成的旋转腔体内的高压液体向外泄漏。
差动式旋喷泵工作时，如图1所示，液体从进水弯管28进入叶轮11，在叶轮内获得能量后，从叶轮出口流出后，然后进入由旋壳盖板17与旋壳13 形成了的旋转腔体。由于旋转腔体的旋转速度对其内的液体有旋转效应，从叶轮出口流出的液体又获得了能量。置于旋转腔体的集流管12的进口收集液体并从其出口输出。
差动式旋喷泵停止工作时，如图1所示，首先停止驱动旋壳转子装置的的电动机，然后停止驱动叶轮转子装置的电动机。

Claims (4)

1.一种差动式旋喷泵，其特征在于：泵轴(2)及其上的键(35)、轴套(36)、叶轮(11)、叶轮螺母(33)构成了叶轮转子装置；旋壳(13)及其上的2个滚动轴承(7)、单端面机械密封的静环(39)、螺钉(40)、键(4)、三角皮带轮(3)构成了旋壳转子部件；旋壳盖板(17)及其上的滚动轴承(19)、单端面机械密封动环(30)、螺钉(29)构成了旋壳盖板转子部件；旋壳盖板(17)通过螺栓(16)固连在旋壳(13)上，使旋壳转子部件和旋壳盖板转子部件成为一个整体，构成了旋壳转子装置；旋壳转子部件通过旋壳(13)上的2个滚动轴承(7)安装在左轴承体(9)上，轴承压盖(5)通过螺栓(6)固连在左轴承体(9)上，轴承压盖(5)限制2个滚动轴承(7)轴向左移；旋壳盖板转子部件通过旋壳盖板(17)上的滚动轴承(19)安装在右轴承体(14)上，轴承压盖(21)通过螺栓(20)固连在右轴承体(18)上，轴承压盖(21)防止滚动轴承(19)轴向右移，实现了旋壳转子装置能做旋转运动；安装在旋壳(13)内腔的单端面机械密封的静环(39)与轴套(36)外径上安装的单端面机械密封的动环(38)形成了完整的单端面机械密封，防止由旋壳盖板(17)与旋壳(13)形成的旋转腔体内的高压液体向外泄漏；安装在旋壳盖板(17)内腔的单端面机械密封的动环(30)与集流管(12)上安装的单端面机械密封的静环(31)形成了完整的单端面机械密封，防止由旋壳盖板(17)与旋壳(13)形成的旋转腔体内的高压液体向外泄漏；旋壳转子装置的旋转方向与叶轮转子装置的旋转方向一致，但旋壳转子装置和叶轮转子装置分别以不同的转速工作，实现了差动式旋喷泵的工作方式。
2.根据权利要求1所述的一种差动式旋喷泵，其特征在于：旋壳(13)及其上的2个滚动轴承(7)、单端面机械密封的静环(39)、螺钉(40)、键(4)、三角皮带轮(3)构成了旋壳转子部件；2个滚动轴承(7)安装在旋壳(13)上，旋壳(13)上的轴肩限制2个滚动轴承(7)轴向右移；单端面机械密封的静环(39)安装在旋壳(13)内腔上，旋壳(13)内腔的侧面限制单端面机械密封的静环(39)轴向左移，螺钉(40)安装在旋壳(13)上并深入到单端面机械密封的静环(39)内，防止单端面机械密封的静环(39)周向转动；三角皮带轮(3)安装在旋壳(13)及旋壳(13)上的键(4)上，并通过旋壳(13)上的轴肩限制三角皮带轮(3)轴向右移。
3.根据权利要求1所述的一种差动式旋喷泵，其特征在于：旋壳盖板(17)及其上的滚动轴承(19)、单端面机械密封的动环(30)、螺钉(29)构成了旋壳盖板转子部件；滚动轴承(19)安装在旋壳盖板(17)上，旋壳盖板(17)的轴肩限制滚动轴承(19)轴向左移；单端面机械密封的动环(30)安装在旋壳盖板(17)的内腔，旋壳盖板(17)内腔的侧面限制单端面机械密封的动环(30)轴向右移，螺钉(29)安装在旋壳盖板(17)上并深入到单端面机械密封的动环(30)内，防止单端面机械密封的动环(30)周向转动。
4.根据权利要求1所述的一种差动式旋喷泵，其特征在于：单端面机械密封的静环(31)安装在集流管(12)的水平直管段的外径上，集流管(12)水平直管段的外径上的轴肩限制单端面机械密封的静环(31)轴向左移，螺钉(32)安装在单端面机械密封的静环(31)上并深入到集流管(12)的水平直管段的盲孔内，防止单端面机械密封的静环(31)周向转动。
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