CN111594450A - 一种大流量氟塑料磁力泵 - Google Patents

Abstract

本发明的技术方案是这样实现的：一种大流量氟塑料磁力泵，包括泵体、叶轮、主轴、轴承、中轴座、转子体、外磁总成和隔总，其中，所述中轴座上设置有轴套，该轴套与轴承同轴安装；所述外磁总成上设有磁封环，所述转子体表面开设有槽体；本发明具有安装精度高，结构紧凑、设计合理、安装精度高、使用温度高等特点，且可承受大流量工作。

Description

一种大流量氟塑料磁力泵

技术领域

本发明涉及一种泵，尤其是一种大流量氟塑料磁力泵。

背景技术

目前国内化工行业耐高温、耐腐蚀氟塑料磁力泵属于空白，而一般的氟塑料离心泵(机械密封密封)采用外冷却水，使用寿命不到3个月，存在很多问题，例如：结构设计缺陷，存在密封面密封不稳定易变形,耐压性能低的问题，且一般使用温度在70℃以下；运转不平稳，使用寿命短，磁传动部件采用铁氧体，磁性能低，扭矩小，体积庞大；国外进口的氟塑料磁力泵虽然能满足用户要求，但因售价高，维修费用贵，进口部件供应周期长等原因不为国内厂家接受，用户很少选用。

而越来越多的生产厂家，对其输送的介质都要求无泄漏的工艺环境，在某些特殊的场合，如输送热油或带颗粒介质(如污水处理)，以及化工生产流程中，更迫切需要选择理想的无泄漏泵型。

国内目前的氟塑料磁力泵结构为：泵体上装配一个泵体静环；叶轮的入口端及背部装有叶轮动环，称为叶轮；转子体与主轴装配，称为转子总成；滑动轴承与隔离套装配，隔离套背面与加固套装配，称为隔总；滑动轴承与中轴座装配；支架与电机连接；外磁体与电机主轴装配；将转子总成与中轴座装配，叶轮、及叶轮螺母与转子总成的主轴装配；再将隔总要中轴座装配、泵体及密封圈与中轴座装配、中轴座与支架装配。

综上所述，并通多年的使用检测，发现现有的氟塑料磁力泵存在以下问题：

(1)由于转子体和隔离套的间隙很小一般都是1mm，当泵使用在介质温度70℃以上时，塑料膨胀，旋转的转子体会划破隔离套，影响磁力泵的正常工作。

(2)滑动轴承与中轴座、隔离套装配，隔离套为塑料件，装配在中轴座上，这样两个滑动轴承保证不了同轴度，造成转子体不在泵的中轴线上，增加泵的噪音及振动。

(3)国内市场上销售的磁力泵外磁的磁泄漏量在200～300高斯，高的达到400高斯以上，当电机启动，旋转的磁场被金属切割时，大量的磁泄漏会产生磁涡流，进而产生高温(做无用功)，既降低了磁力泵的效率，又缩短了磁力泵在高温工况条件下的使用寿命；且目前国内的磁力泵的转子体和外磁体的所使用的磁性材料均为铁氧体，传递扭矩能力小，输送介质的比重超过1.2以上就会打滑不能工作。

(4)叶轮螺母、叶轮与主轴装配，叶轮依靠叶轮螺母压牢，由于泵的意外反向旋转，会造成叶轮螺母松动，使得叶轮位移或脱离主轴。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种大流量氟塑料磁力泵。

本发明的技术方案是这样实现的：一种大流量氟塑料磁力泵，包括泵体、设于所述泵体上且供物料活动的泵腔、活动于所述泵腔内的叶轮以及用于驱动所述叶轮转动且具有与叶轮连接的转轴的驱动装置，其特征在于：包括与所述泵体安装且与所述转轴配合并与转轴之间至少具有两个配合点的中轴模块。

优选为：所述中轴模块包括中轴座、设于所述中轴座内且具有供所述转轴活动的传动腔以及至少一个安装于所述传动腔内且与所述转轴配合的轴承。

优选为：还包括设于所述轴承与所述传动腔的配合面上的轴套，所述轴套与轴承同轴安装；所述轴套和轴承的材质为无压烧结碳化硅(SSic)；轴套和轴承均为无压烧结碳化硅(SSic)在2100℃高温下烧结成型，其具有耐高温、耐强腐蚀，硬度极好、耐磨性能好的特点。

优选为：所述传动腔上设有供所述轴承安装的限位槽，在安装时将轴承与限位槽对应卡合安装。

优选为：所述叶轮包括设有内螺纹盲孔的叶轮本体，所述叶轮本体通过所述内螺纹盲孔与所述转轴的输出端连接，叶轮的外表面设有塑料层包覆，且在螺纹连接处不设有塑料层。

优选为：所述叶轮上的内螺纹盲孔与所述转轴的配合面上填充有胶水。

优选为：所述叶轮的受水面设为弧形。

优选为：所述驱动装置包括与所述转轴连接的转子体、用于驱动所述转子体转动且通过电机控制的外磁总成以及设于所述转子体与外磁总成之间的隔总，所述隔总包括隔离套与加固套。

优选为：所述转子体为氟塑料包裹磁钢，转子体表面为氟塑料包裹的塑料层，所述转子体表面开设有槽体，在转子体的嵌体表面即塑料层表面加工多道槽体，该槽体包括燕尾槽和贯穿孔，在不易加工艺槽处设置贯穿孔，通过槽体提高转子体的散热效果，减少塑料层的变形膨胀，同时提高塑料层侧向膨胀空间，减少塑料层向外膨胀。

优选为：所述外磁总成包括磁体安装架和设置在磁体安装架内侧壁上的外磁体，所述外磁总成上设有磁封环，所述磁封环可通过阻挡外磁体磁感线从而减少磁泄漏，所述磁封环设置在磁体安装架内侧并与外磁体相接触；所述转子体内的磁体和外磁体所使用的磁性材料均为稀土钐钴，其具有磁性强耐高温的特点，并且能够传递足够大的扭矩。

本发明的有益效果是：

(1)通过在转子体嵌件表面加工贯穿孔和工艺槽，在高温受热时，通过工艺槽和贯穿孔提高散热效果，同时提供塑料层侧向膨胀空间，避免塑料层受热向外部膨胀，减小转子体表面塑料层的变形，避免塑料层膨胀变形与隔离套接触划破隔离套，保证了磁力泵工作的稳定。

(2)通过在中轴座上装配两个滑动轴套，与两个轴承相对应，叶轮与转子体安装在主轴两端，并将中轴座与叶轮装配，隔总与中轴座连接，提高了安装精度，保证转子体的安装稳定；较现有的中轴座、滑动轴承以及隔总的三者装配不同，将多个支点的装配方式改为以同一主轴安装，以一个轴心为基准，提高同轴度，减少部件因同轴度不同产生偏移，提高安装精度，避免工作时两个滑动轴承保证不了同轴度造成转子体不在泵的中轴线上从而增加泵的噪音及振动。

(3)通过在外磁总成上设置磁封环，减少磁泄漏，杜绝漏磁产生磁涡流，保护隔总不受磁涡流影响而损坏。

(4)通过主轴与叶轮和转子的金属螺纹连接，并将其设置成非全包裹的塑料层，保证主轴和叶轮以及转子体的受力面不在塑料层上，避免出现旋转时连接处塑料层容易变形导致打滑和划破的现象；同时主轴与叶轮的连接不含叶轮螺母，并在金属螺纹处使用胶水加固，避免泵工作时的意外反向旋转导致叶轮螺母松动导致叶轮位移或脱离主轴，保证叶轮工作的稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施例的结构示意图；

图2为本发明具体实施例中传动总成的结构示意图；

图3为本发明具体实施例的总装配图；

图4为本发明具体实施例中外磁总成的结构示意图；

图5为本发明具体实施例中槽体在转子体上的位置图；

图6为本发明具体实施例中叶轮的结构示意图；

图7为本发明具体实施例中注胶槽的结构示意图；

图中示例为：1、泵体，2、叶轮，3、主轴，4、密封圈，5、轴承，6、轴套，7、中轴座，8、隔离套，9、加固套，10、压板，11、转子体，12、外磁总成，121、磁体安装架，122、外磁体，13、支架，14、调节环，15、O型圈，16、电机，17、磁封环，18、槽体，19、注胶孔，20、注胶槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，本发明公开了一种大流量氟塑料磁力泵，在本发明的具体实施例中，包括泵体1、叶轮2、主轴3、轴承5、中轴座7、转子体11、外磁总成12和隔总，所述隔总包括隔离套8和加固套9，所述中轴座7上设置有轴套6，该轴套6与轴承5同轴安装；所述主轴3上设有可与叶轮2装配的轴承5，所述轴承5可在主轴3上与叶轮2背面紧配合安装，中轴座7可与叶轮2紧配合安装。

同时，外磁总成12外部设置有支架13，支架13上远离叶轮2的一端设置有与电机16装配的螺栓孔，支架13上还设有与中轴座7连接的以及与泵体1连接的大凹止口。

如图2所示，所述轴承5为两个，所述中轴座上的限位槽对应设置有两个，在安装时，先将轴套安装在限位槽内然后轴承与轴套以及限位槽配合安装，两个滑动轴承5之间设有调节环14；所述轴承5上设置有轴套6，所述轴套6可与中轴座7契合装配，在装配时，主轴安装好后，将轴承5与叶轮装配，然后安装调节环14，再将装好滑动轴套6的中轴座7与叶轮安装，此时轴套6与轴承贴合，然后插入安装第二只轴承，最后安装转子体11；所述中轴座通过两个轴承和轴套的安装形成配合点，保证中轴座与主轴的同轴安装；后续的隔总直接装配在中轴座上，减少与主轴的安装配合，将隔总的安装点从现有的两端安装变成只与中轴座配合，减少安装配合点，保证隔总的同轴度。

所述轴套6和轴承5的材质为无压烧结碳化硅(SSic)；轴套6和轴承5均为无压烧结碳化硅(SSic)在2100℃高温下烧结成型，其具有耐高温、耐强腐蚀，硬度极好、耐磨性能好的特点。

所述叶轮的受水面设为弧形，将叶轮的受水面设置为弧面，增强了叶轮的结构强度，增强了叶轮的抗压能力，在受到水的冲击时，叶轮的弧面将水的作用力均匀分散，保证叶轮的正常运行，延长叶轮的使用寿命。

在本实施例中，所述叶轮2和转子体11上均采用非全包裹塑料层，所述叶轮2与主轴采用螺纹连接，且该连接处在叶轮2未包裹塑料层处，叶轮2与主轴3之间采用金属螺纹连接，叶轮2由金属基体包裹氟塑料，直接将主轴3与叶轮2的金属基体采用螺纹连接，在该连接处不含塑料层，避免主轴与叶轮装配的受力面在塑料层上导致叶轮旋转时变形打滑或划破，且金属螺纹连接的方式随着转动叶轮与主轴之间的连接愈发紧固，稳定性加强；叶轮与主轴之间设置有密封圈4。

所述叶轮2与主轴3的连接处还采用粘接，在螺纹连接的同时采用326结构胶水进行粘接加固；较之间的采用叶轮螺母将叶轮与主轴装配的方式不同，通过主轴与叶轮的金属螺纹连接加上胶水粘接，避免泵出现意外反转时叶轮螺母松动导致叶轮偏移或脱离主轴的现象，同时叶轮的正面就可采用全塑料层包裹并采用曲面设置，加强叶轮受力面的结构强度，提高泵工作的稳定性。

所述主轴3与转子体11采用金属螺纹连接，并在转子体11表面采用非全包裹塑料层，同主轴与叶轮的安装方式一致都采用金属螺纹连接，通过叶轮上的螺纹盲孔与主轴连接，在主轴的两端均设置有外螺纹，分别与叶轮和转子体11连接；转子体11和主轴之间设置有O型圈15。

如图4所示，在本实施例中，所述外磁总成12上设有磁封环17，所述外磁总成12与隔总之间设有压板10，通过压板与中轴座以及外部的支架对隔总形成固定，外磁总成12包括磁体安装架121和设置在磁体安装架121内侧壁上的外磁体122，所述磁体安装架121的内侧壁上开设有用于安装外磁体122的安装槽，外磁体122安装在安装槽内，所述磁封环17设置在磁体安装架121靠近压板的一端且与外磁体122相接触，且所述磁封环17的内环直径小于相对外磁体122的直线距离，通过磁封环17的设置，在外磁体122的泄漏面增加磁封环17，在工作时，阻挡磁感线向外部发散，大幅度减少外磁体的磁泄漏，避免产生磁涡流对隔总产生影响，保证磁力泵工作的稳定性；其外磁磁泄漏量在20～30高斯，于现有的磁力泵的磁泄漏量相比，降低了90％的外磁磁泄漏量。

所述转子体11和外磁总成12所使用的磁性材料为稀土钐钴，其具有磁性强耐高温的特点，并且能够传递足够大的扭矩。

如图5所示，在本实施例中，所述转子体11表面开设有槽体18，所述转子体11为氟塑料包裹磁钢，在转子体11的嵌体表面加工多道燕尾槽和贯穿孔，在转子体受热时，通过燕尾槽和贯穿孔提供散热空间，加强散热效果，同时转子体表面的氟塑料受热膨胀，槽体和贯穿孔的设置提供氟塑料侧向膨胀的空间，减少氟塑料层向外变形膨胀划破隔离套，隔总包括隔离套与加固套；同时配的转子与主轴的金属螺纹设计，解决了氟塑料在高温下膨胀和变形难题，保证氟塑料磁力离心泵在高温工况条件下性能稳定，把氟塑料磁力泵的使用温度从70℃提高到165℃左右。

滑动轴套和滑动轴承的材质为SSic无压烧结碳化硅在2100℃高温下烧结成型，具有耐高温、耐强腐蚀，硬度极好、耐磨性能好的特点；在安装过程中，将轴承紧配合安装在叶轮背面，在轴承前端再安装一只材质为聚四氟乙烯的调节环，先将轴套与中轴座安装装配，然后把装配好轴套的中轴座安装在叶轮上，紧接着将第二只轴承紧配合安装，最后将转子体的螺纹与叶轮的螺纹拧紧；金属螺纹的连接保证了足够扭矩传递，完成主要传动部件的装配，保证其轴向串动在0.1mm～0.05mm之间；中轴座上的轴套安装尺寸是固定的，轴向串动间隙是靠调节环来控制所需的间隙；同时轴承和轴套两个端面相配合起到了摩擦副的作用，取消了动环和静环的设置。

综上所述，叶轮在泵壳里的位置完全取决于中轴座的安装位置，同时叶轮旋转所需的径向间隙和轴向串动在装配叶轮时已经得到控制，不再受其他部装影响到叶轮的间隙，减少不稳定因素；所述转子体表面开设有槽体，所述转子体为氟塑料包裹磁钢，在转子体的嵌体表面加工多道燕尾槽减少塑料层的变形膨胀，在氟塑料受热时容易膨胀从而导致转子体表面变形刮破隔离套，通过开设燕尾槽提供氟塑料的侧向膨胀空间，同时提高散热效果，减少转子体表面的变形；超大的中轴座铁芯正反两个平面加工了多道燕尾槽，在不易加工燕尾槽处加工工艺孔，通过加工工艺孔和燕尾槽来保证PFA塑料受到高温不易膨胀变形与铁芯分离，且叶轮、转子体以及外磁总成中的外磁体都经过动平衡机试验，达到动平衡品质精度G2.5级要求，保证了各个部件安装的稳定性和安全性。

中轴座与滑动轴套装配，叶轮和密封圈组装，转子体和O型圈组装，叶轮背面与主轴、滑动轴承、调节环装配，叶轮背面与中轴座装配，再与转子体装配，称为传动总成；隔离套背面与加固套装配，称为隔总；支架与电机驱动端装配；将压板、隔总依次与支架装配，将传动总成与支架装配，再将泵体和密封平垫与中轴座装配；将传动总成的送入隔离套中，利用中轴座的大外径与支架大凹止口配合，然后将密封垫与泵体安装在传动总成的中轴座上，螺栓连接后拧紧；如此，该泵的主要部件都是依靠支架的铁止口定位，确保了泵装配的同心度还保证了泵部件安装的稳定性和强度要求。

本发明的总装配如图3所示，将外磁总成与电机的轴端相配合，拧紧紧定螺钉，将支架与电机联板通过螺栓安装好，再有支架的大凹止口定位，将压板和隔总依次装配；如此装配排除了各个部件互为装配基准使得加工误差累计，将以支架大凹止口为装配基准，装配精度提高保证了部件同心度。

通过上述技术方案：叶轮在装配时，通过装配的调节环控制叶轮的周向串动，并且与主轴采用金属螺纹安装，较现有的叶轮安装方式去除了泵体静环、叶轮动环以及叶轮螺母，在装配时叶轮间隙直接进行控制不受限于叶轮动环和泵体静环的设置，减少了其他部件对叶轮的影响，保证了叶轮工作的稳定性，进而保证泵体工作的稳定；本发明的转子体直接与主轴装配然后配合轴承即可，转子体不需与中轴座配合安装，并且两个轴承与轴套配合，而轴套与中轴座的安装位置时固定的，再将隔离套安装在中轴座上通过压板压合，较现有的隔离套需要与轴承配合不同，减少轴承的安装支点，保证同轴度以及各部件安装的稳定性。

本发明和现有的氟塑料磁力泵相比具有结构紧凑、设计合理、安装精度高、使用温度高等特点；目前设计可承受大流量的高效工作，可达到400立方每小时的流量，填补了国内耐高温氟塑料磁力泵的大流量空白。

实施例2

如图6～7所示，本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：所述主轴3与叶轮2连接的一端的螺纹头上开设有注胶槽20，所述叶轮2上开设有注胶孔19；所述注胶槽20包括与主轴3轴向平行的主槽以及若干在主轴3上均匀间隔设置且与主槽连接的通孔。

在安装叶轮与主轴时，先在叶轮的内螺纹和主轴的外螺纹上涂抹少量结构胶，然后将叶轮与主轴通过金属螺纹拧紧，然后通过叶轮上的注胶孔向主轴与叶轮的连接处充分注胶，使结构胶填满螺纹缝隙和注胶槽内，并在注胶完成后封闭注胶孔；将主轴与叶轮充分固定，保证主轴与叶轮之间连接的稳定，避免叶轮意外反向旋转导致叶轮脱落或者偏移，保证叶轮工作的稳定，从而保证泵体工作的稳定。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大流量氟塑料磁力泵，包括泵体、设于所述泵体上且供物料活动的泵腔、活动于所述泵腔内的叶轮以及用于驱动所述叶轮转动且具有与叶轮连接的转轴的驱动装置，其特征在于：包括与所述泵体安装且与所述转轴配合并与转轴之间至少具有两个配合点的中轴模块。

2.根据权利要求1所述的一种大流量氟塑料磁力泵，其特征在于：所述中轴模块包括中轴座、设于所述中轴座内且具有供所述转轴活动的传动腔以及至少一个安装于所述传动腔内且与所述转轴配合的轴承。

3.根据权利要求2所述的一种大流量氟塑料磁力泵，其特征在于：还包括设于所述轴承与所述传动腔的配合面上的轴套。

4.根据权利要求2或3所述的一种大流量氟塑料磁力泵，其特征在于：所述传动腔上设有供所述轴承安装的限位槽。

5.根据权利要求1～3任意一项所述的一种大流量氟塑料磁力泵，其特征在于：所述叶轮包括设有内螺纹盲孔的叶轮本体，所述叶轮本体通过所述内螺纹盲孔与所述转轴的输出端连接。

6.根据权利要求5所述的一种大流量氟塑料磁力泵，其特征在于：所述内螺纹盲孔与所述转轴的配合面上填充有胶水。

7.根据权利要求6所述的一种大流量氟塑料磁力泵，其特征在于：所述叶轮的受水面设为弧形。

8.根据权利要求1～3或6～7任意一项所述的一种大流量氟塑料磁力泵，其特征在于：所述驱动装置包括与所述转轴连接的转子体、用于驱动所述转子体转动且通过电机控制的外磁总成以及设于所述转子体与外磁总成之间的隔总。

9.根据权利要求8所述的一种大流量氟塑料磁力泵，其特征在于：所述转子体表面设有塑料层，所述转子体表面开设有供转子体散热且可供转子体表面塑料层侧向膨胀的槽体。

10.根据权利要求8所述的一种大流量氟塑料磁力泵，其特征在于：所述外磁总成包括外磁体，所述外磁总成上设置有可减少外磁体磁泄露的磁封环。

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