CN113236522A - 一种无轴封的耐受高入压力的水压柱塞泵设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无轴封的耐受高入压力的水压柱塞泵设备，包括安装底板、潜水电机、延长轴、柱塞泵以及承压筒，安装底板的表面从左至右依次设有潜水电机和柱塞泵，潜水电机与柱塞泵之间固定连接有延长轴，柱塞泵的表面固定连接有承压筒，承压筒包括进水端、筒体以及端盖，进水端与筒体的一端焊接连接，端盖位于筒体的另一端且与筒体可拆卸连接，进水端的内部固定连接有隔板，柱塞泵包括壳体、传动轴、回程盘、柱塞、回转体、配油盘以及后盖。本发明通过采用无轴封的结构设计，并在柱塞本体的外侧固定连接有不锈钢材质的承压筒，大大降低了柱塞泵维修时的方便性和安全性，利用不同厚度的承压筒更加方便提高柱塞泵的耐受压力。

Description

一种无轴封的耐受高入压力的水压柱塞泵设备

技术领域

本发明涉及柱塞泵技术领域，具体为一种无轴封的耐受高入压力的水压柱塞泵设备。

背景技术

随着经济社会的不断发展，水压驱动技术因具有环保、节能、安全等突出优点而成为人们广泛关注的新型驱动技术。水压柱塞泵使用过流水介质自润滑、工作压力高、效率高耗电少，在海水淡化、垃圾渗滤液处理和工业废水零排放等水处理领域有着广泛的应用。水压柱塞泵是一种容积式水泵，依靠抵在斜盘表面的柱塞沿轴向的往复运动产生的容积变化来达到输送介质的目的。这种泵的基本工作原理也与斜盘式柱塞泵相同。水压柱塞泵的轴密封一般采用泵用轻型机械密封，工作压力范围在1MPa以内。众所周知，机械密封是泵轴密封的常用关键零件，也是易损耗零件。当水中出现杂质的时候，机械密封会比较容易发生磨损，从而带来输送介质的泄露问题，给工作现场带来污染。在一些特殊应用场合，泵体的入口压力会比较高，达到4Mpa甚至更高，这时候工程技术人员可以选择泵用中型机械密封(工作压力达到4MPa以上)。这固然能够满足承受较高入口压力的要求，但是一旦机械密封发生失效，高压介质就有可能喷射出来，给人员或者其它设备造成伤害。如果介质温度较高或者有特别的腐蚀性、危害性，造成的伤害会更大。进一步的，如果入口压力达到6MPa以上，机械密封的选型会更加困难。

目前，市场中的无轴封水压柱塞泵设备直接利用外部的不锈钢金属管道承压，由于水压柱塞泵整体都浸没在不锈钢金属管道内部的介质当中，不再需要密封件进行防止泄漏的机械密封结构，但是由于潜水电机直接固定在不锈钢金属管道内，导致潜水电机需要具有较大的承压能力，否则容易导致潜水电机进水，给潜水电机的使用寿命造成较大的影响，同时也给潜水电机的选择带来困难。为此，需要设计一种新的技术方案给予解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无轴封的耐受高入压力的水压柱塞泵设备，解决了现有技术中潜水电机与柱塞泵同处于高压环境下缩短潜水电机的使用寿命以及对潜水电机防水性要求较高而选择不便的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无轴封的耐受高入压力的水压柱塞泵设备，包括安装底板、潜水电机、延长轴、柱塞泵以及承压筒，所述安装底板的表面从左至右依次设有潜水电机和柱塞泵，所述潜水电机与柱塞泵之间固定连接有延长轴，所述延长轴位于潜水电机与柱塞泵之间且两端分别潜水电机、柱塞泵固定连接，所述柱塞泵的表面固定连接有承压筒，所述承压筒包括进水端、筒体以及端盖，所述进水端与筒体的一端焊接连接，所述端盖位于筒体的另一端且与筒体可拆卸连接，所述进水端的内部固定连接有隔板，所述柱塞泵包括壳体、传动轴、回程盘、柱塞、回转体、配油盘以及后盖，所述壳体的内部设有转动连接的回程盘，所述回程盘的中心固定连接有传动轴，所述传动轴贯穿壳体且与壳体转动连接，所述回程盘的表面设有等距分布的柱塞，所述柱塞内嵌于回转体内且与回转体滑动连接，所述后盖固定安装在壳体的另一端且与壳体形成密闭空腔，所述后盖的内壁固定连接有配油盘，所述后盖的边缘处开设有进液口且中心处开设有排液口。

作为上述技术方案的改进，所述承压筒体的底部固定连接有安装座，所述安装座的表面开设有条形的安装槽，所述安装槽内设有用于连接安装底板的固定螺栓。

作为上述技术方案的改进，所述进水端呈锥形渐收状分布，所述进水端的中心开设有进水口一，所述隔板的中心开设有进水口二，所述进水口一的直径大于进水口二的直径，所述进水口二的开口直径大于传动轴的直径。

作为上述技术方案的改进，所述承压筒采用不锈钢材质焊接制成，所述隔板与筒体的连接处焊接连接有加固衬圈，所述加固衬圈的横截面呈三角状。

作为上述技术方案的改进，所述端盖与筒体的连接处固定连接有法兰，所述法兰的内表面开设有密封槽，所述密封槽内嵌入连接有密封胶圈。

作为上述技术方案的改进，所述端盖的中心固定连接有排液管，所述排液管与端盖的连接处采用焊接连接，所述排液管的左端固定连接有阶梯套圈，所述阶梯套圈与排液口扣合连接。

作为上述技术方案的改进，所述外壳与承压筒之间固定连接有支撑块，所述支撑块呈环形均匀分布。

所述延长轴的两端分别固定连接有万向节，所述延长轴的左端与潜水电机的输出端轴固定连接，所述延长轴的右端与传动轴固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过采用无轴封的结构设计，并在柱塞本体的外侧固定连接有不锈钢材质的承压筒，大大降低了柱塞泵维修时的方便性和安全性，同时柱塞泵所能承受的最大压力为承压筒的承受压力，利用不同厚度的承压筒更加方便提高柱塞泵的耐受压力。

2、本发明通过在柱塞泵的表面固定连接有承压筒，使柱塞泵整体浸入介质内，利用锥形的进水端配合其内部的隔板，能够在承压筒的端口处形成高压水环，有效对传动轴处的漏液进行封堵，不再需要使用轴封进行密封，提高设计和维修的方便性。

3、本发明通过使用延长轴连接潜水电机与柱塞泵，使潜水电机脱离高压区域，避免潜水电机在使用中承受高压而漏水，提高了潜水电机摸使用寿命，同时更加方便不同需求下对潜水电机的选择。

附图说明

图1为本发明所述无轴封的耐受高入压力的水压柱塞泵设备侧面剖视结构示意图；

图2为本发明所述承压筒外观结构示意图；

图3为本发明所述A-A剖视结构示意图。

图中：安装底板-1，潜水电机-2，延长轴-3，柱塞泵-4，承压筒-5，进水端-6，筒体-7，端盖-8，隔板-9，壳体-10，传动轴-11，回程盘-12，柱塞-13，回转体-14，配油盘-15，后盖-16，进液口-17，排液口-18，安装座-19，安装槽-20，固定螺栓-21，进水口一-22，进水口二-23，加固衬圈-24，法兰-25，密封槽-26，密封胶圈-27，排液管-28，阶梯套圈-29，支撑块-30，万向节-31。

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。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种无轴封的耐受高入压力的水压柱塞泵设备，包括安装底板1、潜水电机2、延长轴3、柱塞13泵4以及承压筒5，所述安装底板1的表面从左至右依次设有潜水电机2和柱塞13泵4，所述潜水电机2与柱塞13泵4之间固定连接有延长轴3，所述延长轴3位于潜水电机2与柱塞13泵4之间且两端分别潜水电机2、柱塞13泵4固定连接，所述柱塞13泵4的表面固定连接有承压筒5，所述承压筒5包括进水端6、筒体7以及端盖8，所述进水端6与筒体7的一端焊接连接，所述端盖8位于筒体7的另一端且与筒体7可拆卸连接，所述进水端6的内部固定连接有隔板9，所述柱塞13泵4包括壳体10、传动轴11、回程盘12、柱塞13、回转体14、配油盘15以及后盖16，所述壳体10的内部设有转动连接的回程盘12，所述回程盘12的中心固定连接有传动轴11，所述传动轴11贯穿壳体10且与壳体10转动连接，所述回程盘12的表面设有等距分布的柱塞13，所述柱塞13内嵌于回转体14内且与回转体14滑动连接，所述后盖16固定安装在壳体10的另一端且与壳体10形成密闭空腔，所述后盖16的内壁固定连接有配油盘15，所述后盖16的边缘处开设有进液口17且中心处开设有排液口18，本发明通过在柱塞13泵4的表面固定连接有承压筒5，使柱塞13泵4整体浸入介质内，利用锥形的进水端6配合其内部的隔板9，能够在承压筒5的端口处形成高压水环，有效对传动轴11处的漏液进行封堵，不再需要使用轴封进行密封，提高设计和维修的方便性。

进一步改进地，所述承压筒5体的底部固定连接有安装座19，所述安装座19的表面开设有条形的安装槽20，所述安装槽20内设有用于连接安装底板1的固定螺栓21，通过在承压筒5的底部固定连接有安装座19，方便将柱塞13泵4连同承压筒5一起固定连接在底板的表面，同时便于调节柱塞13泵4的安装位置。

进一步改进地，所述进水端6呈锥形渐收状分布，所述进水端6的中心开设有进水口一22，所述隔板9的中心开设有进水口二23，所述进水口一22的直径大于进水口二23的直径，所述进水口二23的开口直径大于传动轴11的直径，通过采用锥形渐收状的进水端6口设计，方便在承压筒5内形成较大的压力，减少水压向外扩散，同时保证进水端6口承受较大压力时不发生形变，由于进水口一22的直径大于进水口二23的直径，从而在进水端6与隔板9之间形成高压积水，有效对传动轴11处向外溢出的高压液体进行封堵。

进一步改进地，所述承压筒5采用不锈钢材质焊接制成，所述隔板9与筒体7的连接处焊接连接有加固衬圈24，所述加固衬圈24的横截面呈三角状，通过采用不锈钢材质制成承压筒5，一方面保证承压筒5具有足够的稳定性，另一方面有效避免承压筒5长时间沉浸在液体内发生锈蚀，延长使用寿命。

进一步改进地，所述端盖8与筒体7的连接处固定连接有法兰25，所述法兰25的内表面开设有密封槽26，所述密封槽26内嵌入连接有密封胶圈27，通过在端盖8与筒体7的连接处设有带密封胶圈27的法兰25，一方面提高端盖8与筒体7连接的稳定性，另一方面提高端盖8与筒体7之间的密封性。

进一步改进地，所述端盖8的中心固定连接有排液管28，所述排液管28与端盖8的连接处采用焊接连接，所述排液管28的左端固定连接有阶梯套圈29，所述阶梯套圈29与排液口18扣合连接，通过在端盖8的中心焊接连接有排液管28，方便柱塞13泵4将高压液体向外排出，同时避免承压筒5内的高压向外扩散。

进一步改进地，所述外壳与承压筒5之间固定连接有支撑块30，所述支撑块30呈环形均匀分布，通过在外壳与承压筒5之间固定连接有支撑块30，方便在外壳与筒体7之间留有空隙，方便水流从进水端6口流入进水口内。

具体改进地，所述延长轴3的两端分别固定连接有万向节31，所述延长轴3的左端与潜水电机2的输出端轴固定连接，所述延长轴3的右端与传动轴11固定连接，通过在延长轴3的两端分别固定连接有万向节31，方便电动机带动柱塞13泵4进行转动，便于将潜水电机2移出承压筒5的外侧。

本发明通过采用无轴封的结构设计，并在柱塞13本体的外侧固定连接有不锈钢材质的承压筒5，大大降低了柱塞13泵4维修时的方便性和安全性，同时柱塞13泵4所能承受的最大压力为承压筒5的承受压力，利用不同厚度的承压筒5更加方便提高柱塞13泵4的耐受压力

本发明在使用时，将潜水电机2和柱塞13泵4分别固定连接在安装底板1的表面，调节潜水电机2与柱塞13泵4之间的间距，使用延长轴3对潜水电机2的输出轴以及柱塞13泵4的传动轴11进行固定连接，完成水压柱塞13泵4设备的安装工作，在柱塞13泵4设备进行工作时，潜水电机2通过延长轴3带动柱塞13泵4进行工作，液体通过承压筒5的进水端6进入承压筒5内，沿承压筒5与壳体10之间的间隙流动至后盖16的进液口17，并在柱塞13的工作下沿进液口17吸入，最后筒过排液口18排出至排液管28，在柱塞13泵4高压工作时，由于水压柱塞13泵4整体都浸没在承压筒5内部的介质当中，传动轴11处不再需要密封件进行防止泄漏的机械密封结构，液体高速吸入承压筒5端部的进水端6时，由于进水端6口径与隔板9中心的口径存在差异，导致液体的流速发生改变，并在进液端与隔板9之间形成高压水环，对传动轴11处溢出的高压液体进行封堵，只要承压筒5的承压能力是足够的，就不用担心水压柱塞13泵4入口压力过高带来的泄漏及其可能带来的风险，同时利用延长轴3将潜水电机2移出承压筒5内，避免潜水电机2持续承受高压，提高水压柱塞13泵4设备使用、维修和设计的方便性。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种无轴封的耐受高入压力的水压柱塞泵设备，包括安装底板(1)、潜水电机(2)、延长轴(3)、柱塞(13)泵(4)以及承压筒(5)，其特征在于：所述安装底板(1)的表面从左至右依次设有潜水电机(2)和柱塞(13)泵(4)，所述潜水电机(2)与柱塞(13)泵(4)之间固定连接有延长轴(3)，所述延长轴(3)位于潜水电机(2)与柱塞(13)泵(4)之间且两端分别潜水电机(2)、柱塞(13)泵(4)固定连接，所述柱塞(13)泵(4)的表面固定连接有承压筒(5)，所述承压筒(5)包括进水端(6)、筒体(7)以及端盖(8)，所述进水端(6)与筒体(7)的一端焊接连接，所述端盖(8)位于筒体(7)的另一端且与筒体(7)可拆卸连接，所述进水端(6)的内部固定连接有隔板(9)，所述柱塞(13)泵(4)包括壳体(10)、传动轴(11)、回程盘(12)、柱塞(13)、回转体(14)、配油盘(15)以及后盖(16)，所述壳体(10)的内部设有转动连接的回程盘(12)，所述回程盘(12)的中心固定连接有传动轴(11)，所述传动轴(11)贯穿壳体(10)且与壳体(10)转动连接，所述回程盘(12)的表面设有等距分布的柱塞(13)，所述柱塞(13)内嵌于回转体(14)内且与回转体(14)滑动连接，所述后盖(16)固定安装在壳体(10)的另一端且与壳体(10)形成密闭空腔，所述后盖(16)的内壁固定连接有配油盘(15)，所述后盖(16)的边缘处开设有进液口(17)且中心处开设有排液口(18)。

2.根据权利要求1所述的一种无轴封的耐受高入压力的水压柱塞泵设备，其特征在于：所述承压筒(5)体的底部固定连接有安装座(19)，所述安装座(19)的表面开设有条形的安装槽(20)，所述安装槽(20)内设有用于连接安装底板(1)的固定螺栓(21)。

3.根据权利要求1所述的一种无轴封的耐受高入压力的水压柱塞泵设备，其特征在于：所述进水端(6)呈锥形渐收状分布，所述进水端(6)的中心开设有进水口一(22)，所述隔板(9)的中心开设有进水口二(23)，所述进水口一(22)的直径大于进水口二(23)的直径，所述进水口二(23)的开口直径大于传动轴(11)的直径。

4.根据权利要求1所述的一种无轴封的耐受高入压力的水压柱塞泵设备，其特征在于：所述承压筒(5)采用不锈钢材质焊接制成，所述隔板(9)与筒体(7)的连接处焊接连接有加固衬圈(24)，所述加固衬圈(24)的横截面呈三角状。

5.根据权利要求1所述的一种无轴封的耐受高入压力的水压柱塞泵设备，其特征在于：所述端盖(8)与筒体(7)的连接处固定连接有法兰(25)，所述法兰(25)的内表面开设有密封槽(26)，所述密封槽(26)内嵌入连接有密封胶圈(27)。

6.根据权利要求1所述的一种无轴封的耐受高入压力的水压柱塞泵设备，其特征在于：所述端盖(8)的中心固定连接有排液管(28)，所述排液管(28)与端盖(8)的连接处采用焊接连接，所述排液管(28)的左端固定连接有阶梯套圈(29)，所述阶梯套圈(29)与排液口(18)扣合连接。

7.根据权利要求1所述的一种无轴封的耐受高入压力的水压柱塞泵设备，其特征在于：所述外壳与承压筒(5)之间固定连接有支撑块(30)，所述支撑块(30)呈环形均匀分布。

8.根据权利要求1所述的一种无轴封的耐受高入压力的水压柱塞泵设备，其特征在于：所述延长轴(3)的两端分别固定连接有万向节(31)，所述延长轴(3)的左端与潜水电机(2)的输出端轴固定连接，所述延长轴(3)的右端与传动轴(11)固定连接。

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