CN111350656B - 一种高可靠密封的潜艇排污泵 - Google Patents

Abstract

本发明属于排污泵相关技术领域，其公开了一种高可靠密封的潜艇排污泵，所述潜艇排污泵包括入口壳体、定子钢套、浇注在所述定子钢套内壁上的橡胶定子、出口壳体及刀具，所述定子钢套的两端分别连接于所述入口壳体及所述出口壳体，所述刀具设置在所述入口壳体内；所述入口壳体呈喇叭状，其直径自所述入口壳体远离所述出口壳体的一端向所述入口壳体临近所述出口壳体的一端逐渐减小；所述出口壳体的中部设置有出口，所述出口与外部高压环境相通；所述入口壳体、所述橡胶定子及所述出口壳体相连通；本发明降低了噪声及成本，适用性较好，密封性较好。

Description

一种高可靠密封的潜艇排污泵

技术领域

本发明属于排污泵相关技术领域，更具体地，涉及一种高可靠密封的潜艇排污泵。

背景技术

潜艇自第一次世界大战后开始受到各国的重视，如今已成为各国探索海洋的重要工具和有力的海洋军事武器。随着科技和时代的发展，人们对于潜艇的安全性、隐蔽性和舒适度的要求大幅提高。

传统潜艇的排污方式是气体吹除排污法，其工作过程伴随着噪声大、产生的气泡降低了潜艇隐蔽性、操作程序复杂、工作过程可靠性较低、回收压缩气体过程产生噪声和气味会影响艇内生活环境等缺点。随着科技的发展和人们生活要求的提高，其缺点越发明显。故，现在世界各国都在对更隐蔽、更简单、更安静、更可靠的泵排放方式进行研究。对于潜艇泵排放方式，适应生理污水特点且满足高外压工作环境的排污泵是实现这种先进型排污方式的核心。

潜艇排污泵输送的介质为潜艇舱底生活污水，其密度约为ρ＝1.1× 10³kg/m³，污水粘度约为η＝3mpas～10mpas；因含有少量海水，故呈弱碱性，且腐蚀性较强，含多样化的悬浮颗粒，且厕纸等纤维物较多，其中悬浮物含量大约为50％～80％，磨损性能一般。

单螺杆式泵由于对介质的适应性强、流量平稳、压力脉动小、噪声小、自吸能力高、结构简单、成本低等特点，相较于其他类型的泵，更适用于此工况环境的需要。而常规的单螺杆泵，由于入口在泵体的中间位置，故不方便装配刀具对介质中的纤维物进行切割，导致纤维物可能缠绕在万向节上，影响其工作性能，若要进行切割则需要在入口处安装专门的切割机构，不仅增加成本还占据空间；采用油润滑轴承需要定期加油维护，且润滑油泄露会污染环境；采用机械密封，长时间运转后会造成磨损失败，且不能对气味做到完全密封。相应地，本领域存在着发展一种适应性较好的高可靠密封的潜艇排污泵的技术需求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种高可靠密封的潜艇排污泵，其基于潜艇生理污水的理化特性及泵的特殊工况环境，针对排污泵的结构及部件连接关系进行了设计。所述排污泵改变了入口及出口位置，且对入口处的形状进行了适应性设计，从而优化了传统的气体吹除排污方式存在的一些问题，也解决了常规单螺杆泵在此工况环境下存在的一些问题，提高了密封性，降低了噪声。

为实现上述目的，本发明提供了一种高可靠密封的潜艇排污泵，所述潜艇排污泵包括入口壳体、定子钢套、浇注在所述定子钢套内壁上的橡胶定子、出口壳体、刀具及转子，所述定子钢套的两端分别连接于所述入口壳体及所述出口壳体，所述刀具设置在所述入口壳体内，其用于切碎生理污水中的纤维物；

所述入口壳体呈喇叭状，其直径自所述入口壳体远离所述出口壳体的一端向所述入口壳体临近所述出口壳体的一端逐渐减小；所述出口壳体的中部设置有出口，所述出口与外部高压环境相通；所述入口壳体、所述橡胶定子及所述出口壳体相连通；所述转子设置在所述橡胶定子的定子腔内，其连接于所述刀具，以用于带动所述刀具转动；所述转子在所述定子腔内做行星轮运动，继而带动所述刀具转动。

进一步地，所述排污泵还包括轴承腔壳体及磁性联轴器，所述轴承腔壳体连接所述出口壳体及所述磁性联轴器。

进一步地，所述排污泵还包括滤网及第一密封圈，所述滤网及所述第一密封圈设置在所述出口壳体与所述轴承腔壳体之间。

进一步地，所述排污泵还包括两个污水润滑轴承，两个所述污水润滑轴承设置在所述轴承腔壳体内。

进一步地，所述排污泵还包括连接于所述磁性联轴器的电机、传动轴及万向节，所述电机的输出轴连接于所述磁性联轴器的一端，所述磁性联轴器的另一端连接于所述传动轴的一端，所述转动轴的另一端连接于所述万向节的一端，所述万向节的另一端连接于所述转子。

进一步地，所述传动轴设置在所述污水润滑轴承上，其收容于所述轴承腔壳体及所述磁性联轴器内。

进一步地，所述万向节收容于所述出口壳体内。

进一步地，所述排污泵还包括第二密封圈，所述第二密封圈设置在所述磁性联轴器与所述轴承腔壳体之间。

进一步地，所述磁性联轴器包括遮蔽罩、外转子及内转子，所述内转子设置在所述外转子内，所述遮蔽罩连接于所述轴承腔壳体，所述外转子连接于电机的输出轴。

进一步地，所述遮蔽罩呈U型，其两端分别连接于所述轴承腔壳体，且所述遮蔽罩的中部收容于所述外转子内。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明提供的高可靠密封的潜艇排污泵主要具有以下有益效果：

1.所述定子钢套的两端分别连接于所述入口壳体及所述出口壳体，所述出口壳体的中部设置有出口，所述出口与外部高压环境相通，所述刀具设置在所述入口壳体内，如此设计入口及出口的布置形式，方便了在入口处的转子端安装有刀具，降低了成本，且提高了空间利用率。

2.所述入口壳体呈喇叭状，以防刀具末端触碰到入口壳体的内壁面，同时使介质能够充足及时的进入泵内，避免出现介质输送不连续而混有空气的现象，减少了气蚀的可能性。

3.所述排污泵采用整体连通的轴承腔体，在轴承腔体中安装两个污水润滑轴承，一端安装滤网过滤介质中较大的悬浮颗粒，一端与磁性联轴器相连，传递动力的同时还可承受出口处的高压，这种结构可以完全避免原本机械密封可能产生的密封磨损失效，从而实现高可靠密封和零泄漏；同时磁性联轴器的使用可以做到液体和气味的绝对密封，从而杜绝常规单螺杆泵中存在的动密封问题，实现绝对静密封；采用磁性联轴器，相较于普通联轴器，还可以提高机械效率，降低振动噪声。

4.在所述入口壳体内安装刀具，以切碎介质中的纤维物，从而降低堵塞的可能性。

附图说明

图1是本发明提供的高可靠密封的潜艇排污泵的局部剖视图。

图2是图1中的高可靠密封的潜艇排污泵沿一个角度的示意图。

图3是图2中的高可靠密封的潜艇排污泵的局部剖视图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中： 1-入口壳体，2-刀具，3-定子钢套，4-橡胶定子，5-转子，6-出口壳体，7- 万向节，8-第一密封圈，9-滤网，10-轴承腔壳体，11-污水润滑轴承，12- 底座，13-传动轴，14-第二密封圈，15-内转子，16-磁极，17-遮蔽套，18- 外转子，19-电机。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

请参阅图1、图2及图3，本发明提供的高可靠密封的潜艇排污泵，所述排污泵包括入口壳体1、刀具2、定子钢套3、橡胶定子4、转子5、出口壳体6、万向节7、密封圈8、滤网9、轴承腔壳体10、污水润滑轴承11、底座12、传动轴13、密封圈14、内转子15、磁极16、遮蔽套17、外转子 18及电机19。所述入口壳体1、所述轴承腔壳体10及所述电机19分别设置在所述底座12上，且所述轴承腔壳体10位于所述入口壳体1与所述电机19之间。所述定子钢套3的两端分别连接于所述入口壳体1及所述出口壳体6的一端，所述轴承腔壳体10的两端分别连接所述出口壳体6的另一端及所述磁性联轴器的一端，所述电机19连接于所述磁性联轴器的另一端。

所述入口壳体1呈喇叭状，其直径自自身远离所述定子钢套3的一端向临近所述定子钢套3的一端逐渐减小。所述入口壳体1临近所述定子钢套3的一端开设有第一凹槽，所述第一凹槽用于收容所述橡胶定子4的一端。

所述橡胶定子4的另一端收容于所述出口壳体6内，其呈圆筒状。所述定子钢套3套设在所述橡胶定子4上，本实施方式中，所述橡胶定子4 是浇注在所述定子钢套3上的。

所述出口壳体6临近所述定子钢套3的一端开设有第二凹槽，所述橡胶定子4的一端收容于所述第二凹槽内。所述出口壳体6的另一端连接于所述轴承腔壳体10，且所述轴承腔壳体10与所述出口壳体6之间设置有所述第一密封圈8及所述滤网9。所述出口壳体6的中部设置有出口，所述出口与外部高压环境相通。本实施方式中，所述入口壳体1、所述橡胶定子4 及所述出口壳体6相连通。

所述轴承腔壳体10连接于所述底座12，其形成有收容空间。所述收容空间内设置有两个所述污水润滑轴承11，两个所述污水润滑轴承11分别位于所述轴承腔壳体10相背的两端。

所述磁性联轴器包括所述第二密封圈14、内转子15、磁极16、遮蔽罩 17及外转子18，所述遮蔽罩17基本呈U型，其两端连接于所述轴承腔壳体10。所述遮蔽罩17部分地收容于所述外转子18内，所述外转子18连接于所述电机19的输出轴。所述内转子15及所述磁极16设置在所述外转子 18内，且所述磁极16临近所述遮蔽罩17设置。所述第二密封圈14设置在所述遮蔽套17与所述轴承腔壳体10之间。

所述传动轴13的一端连接于所述内转子15，另一端穿过所述轴承腔壳体10后连接于所述万向节7的一端，且所述传动轴13套设在所述污水润滑轴承11内。所述万向节7收容于所述出口壳体6内，其另一端连接于所述转子5的一端。所述转子5收容于所述橡胶定子4内，其另一端连接于所述刀具2，以用于带动所述刀具2进行转动，进而将生活污水中的纤维物切碎以降低堵塞的可能性。

所述排污泵工作时，固液混合的输送介质经所述入口壳体1进入泵体汇总，在所述入口壳体1内经所述刀具2的切割细化后进入所述橡胶定子4 的定子腔内，其中，所述入口壳体1的喇叭状可以使得介质充分进入泵体，避免介质的输送不连续而混有空气，从而减少气蚀的可能性。所述电机19 的输出轴与所述磁性联轴器的外转子18相连接，其动力依次经由所述外转子18、所述内转子15、所述传动轴13、所述万向节7传递给所述转子5。所述转子5在所述橡胶定子4的定子腔内由于所述定子腔的约束，其自转的同时也绕着所述橡胶定子4的中心轴线公转，即所述转子5在所述橡胶定子4的定子腔内做行星运动，所述橡胶定子4与所述转子5形成的定子转子副就连续地啮合形成密封腔，这些密封腔容积不断地做匀速轴向运动，把输送介质从吸入端经定子转子副输送至压出端。

本发明采用所述污水润滑轴承11及所述磁性联轴器以杜绝泵运行过程中的动密封，实现液体和气味的绝对密封。同时，所述滤网9用于将介质中含有的固体颗粒物过滤掉，以保证所述污水润滑轴承11的工作性能和延长所述污水润滑轴承11的寿命。

本发明提供的高可靠密封的潜艇排污泵，所述排污泵采用单螺杆式泵可以满足潜艇生理污水的理化特性要求，减少堵塞，并利用单螺杆泵的脉动低的特性来降低噪声；入口处采用喇叭口可以提高泵的吸入性能，并减少气蚀的可能性；入口出口调换便于在入口处装配旋转刀具，以切碎介质中的纤维物，从而降低堵塞可能性；采用污水润滑轴承可避免使用润滑油，可以去除机械密封，减小轴向尺寸；采用磁性联轴器可以完全杜绝动密封，从而保证介质和气味的绝对密封。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高可靠密封的潜艇排污泵，其特征在于：

所述潜艇排污泵包括入口壳体、定子钢套、浇注在所述定子钢套内壁上的橡胶定子、出口壳体、刀具及转子，所述定子钢套的两端分别连接于所述入口壳体及所述出口壳体，所述刀具设置在所述入口壳体内，其用于切碎生理污水中的纤维物；

所述入口壳体呈喇叭状，其直径自所述入口壳体远离所述出口壳体的一端向所述入口壳体临近所述出口壳体的一端逐渐减小；所述出口壳体的中部设置有出口，所述出口与外部高压环境相通；所述入口壳体、所述橡胶定子及所述出口壳体相连通；所述转子设置在所述橡胶定子的定子腔内，其连接于所述刀具，以用于带动所述刀具转动；所述转子在所述定子腔内做行星轮运动，继而带动所述刀具转动；

所述排污泵采用整体连通的轴承腔壳体，在轴承腔壳体中设置两个污水润滑轴承，轴承腔壳体一端安装滤网过滤介质中较大的悬浮颗粒，一端与磁性联轴器相连；

所述轴承腔壳体连接所述出口壳体；

所述排污泵还包括第一密封圈，所述滤网及所述第一密封圈设置在所述出口壳体与所述轴承腔壳体之间；

两个所述污水润滑轴承设置在所述轴承腔壳体相背的两端。

2.如权利要求1所述的高可靠密封的潜艇排污泵，其特征在于：所述排污泵还包括连接于所述磁性联轴器的电机、传动轴及万向节，所述电机的输出轴连接于所述磁性联轴器的一端，所述磁性联轴器的另一端连接于所述传动轴的一端，所述传动轴的另一端连接于所述万向节的一端，所述万向节的另一端连接于所述转子。

3.如权利要求2所述的高可靠密封的潜艇排污泵，其特征在于：所述传动轴设置在所述污水润滑轴承上，其收容于所述轴承腔壳体及所述磁性联轴器内。

4.如权利要求2所述的高可靠密封的潜艇排污泵，其特征在于：所述万向节收容于所述出口壳体内。

5.如权利要求1所述的高可靠密封的潜艇排污泵，其特征在于：所述排污泵还包括第二密封圈，所述第二密封圈设置在所述磁性联轴器与所述轴承腔壳体之间。

6.如权利要求1所述的高可靠密封的潜艇排污泵，其特征在于：所述磁性联轴器包括遮蔽罩、外转子及内转子，所述内转子设置在所述外转子内，所述遮蔽罩连接于所述轴承腔壳体，所述外转子连接于电机的输出轴。

7.如权利要求6所述的高可靠密封的潜艇排污泵，其特征在于：所述遮蔽罩呈U型，其两端分别连接于所述轴承腔壳体，且所述遮蔽罩的中部收容于所述外转子内。

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