CN114233684B - 一种高速高压离心泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速高压离心泵，涉及离心泵技术领域，解决了现有技术中离心泵输送效率低的问题。本发明包括增速箱，还包括泵体、叶轮、轮轴、进口法兰和密封组件，所述泵体包括外壳和涡壳，叶轮设置在涡壳内，涡壳上设有两个回流口；所述轮轴的一端与叶轮连接，轮轴的另一端通过联轴器与增速箱的输出轴相连接；所述叶轮上设有若干平衡孔，叶轮通过密封组件与进口法兰相连接，所述进口法兰上设有弧形挡流板。壳体采用双层设计，与叶轮配合实现自吸功能。叶轮上的平衡孔能够平衡轴向力，使叶轮两端面相通，压力平衡，消除了轴向力。采用两个回流口，可以在输送油液时产生流阻，加快叶轮的导流速度。

Description

一种高速高压离心泵

技术领域

本发明涉及离心泵技术领域，特别是指一种高速高压离心泵。

背景技术

泵是输送流体或使流体增压的机械，它将原动机的机械能或者其他外部能量传送给液体，使液体能量增加；泵主要用来输送液体。高速高压离心泵是一种比较典型的新型泵，主要应用于航空燃油加注，流量压力大、转速高。由于飞机油箱比较大，位置也比较高，要在短时间内加满燃油，就需要有大流量、高压力的泵来实现。现有的离心泵采用自吸式泵时，回流口在输送产生的泄流大，影响输送效果。在旋转输送时时，还需要克服叶轮产生的轴向力，影响叶轮的转速从而影响输送效率。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种高速高压离心泵，解决了现有技术中离心泵输送效率低的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种高速高压离心泵，包括增速箱，还包括泵体、叶轮、轮轴、进口法兰和密封组件，所述泵体包括外壳和涡壳，叶轮设置在涡壳内，涡壳上设有两个回流口；所述轮轴的一端与叶轮连接，轮轴的另一端通过联轴器与增速箱的输出轴相连接；所述叶轮上设有若干平衡孔，叶轮通过密封组件与进口法兰相连接，所述进口法兰上设有弧形挡流板。

优选地，还包括连接法兰，轮轴通过连接法兰与外壳相连接，连接法兰与进口法兰平行设置，进口法兰与涡壳连接。

优选地，所述叶轮包括轮盘、轮盖和若干均布的叶片，所述轮盖通过叶片与轮盘相连接，所述叶片为曲形叶片，相邻叶片的前部与后部平行设置且首尾相连在轮盘上形成若干导流腔，所述平衡孔设置在轮盘上。

优选地，所述轮轴上设有与叶轮配合的压紧螺母，所述压紧螺母与叶轮之间设有防松垫片。

优选地，所述涡壳的上部设有导流口，所述回流口包括第一回流口和第二回流口，第一回流口设置在涡壳的下部，第二回流口设置在第一回流口的一侧。

优选地，所述密封组件包括第一密封圈、第二密封圈、机封盖和机械密封，所述机封盖的一侧通过螺栓与涡壳连接，另一端与外壳连接并延伸出外壳，机封盖通过机械密封与轮轴连接；轮盖通过第一密封圈与进口法兰连接，轮盘通过第二密封圈与机封盖连接。

优选地，所述第一密封圈与第二密封圈均为连接面为齿形的密封圈。机封盖通过O型密封圈与外壳密封连接。

优选地，所述外壳上设有转轴连接口、注油口、出油口、进油口和放油口，注油口设置在外壳的上部，放油口设置在外壳的下部，出油口设置在外壳顶部；进油口设置在外壳的一侧且与涡壳相连通，进油口与进口法兰相连接；转轴连接口设置在外壳的另一侧，转轴连接口与连接法兰相连接。

高速高压离心泵的工作方法，其步骤为：S1：首次使用时将放油口封堵，从注油口灌入适量油液后，封堵注油口；

S2：原动力输入轴通过增速箱增速后，增速箱带动轮轴高速旋转，轮轴带动叶轮旋转，叶轮上设有平衡孔，平衡孔连通叶轮两端面；

S3：叶轮旋转带动油液从第一回流口和第二回流口进入导流腔并通过导流口流出，在外壳内部形成气液混合，气液混合物通过第一回流口和第二回流口回流，重复上述动作形成泵自吸；

S4：泵自吸带动油液通过进口法兰吸入，吸入时经过曲形挡油板，油液进入叶轮并通过导流口流出，油液通过出油口流出，完成油液输送；

S5：再次使用时驱动原动力输入轴，重复S2、S3、S4操作；

S6：更换油液时将放油口打开，放出原有油液，将装置清洗后，重复S1~S5，进行新油液的输送。

本发明的有益效果为：本装置壳体采用外壳与涡壳一体式的双层设计，与叶轮配合实现自吸功能。进口法兰增加弧形挡流板设计，可以有效阻止泵进口预旋的产生，防止气蚀，减小回流损失，避免壳体振动，同时减小进口阻力，提高泵的总效率。采用齿形密封圈，有效减少油液回流，降低能量损失。叶轮上的平衡孔能够平衡轴向力，使叶轮两端面相通，压力平衡，消除了轴向力。采用两个回流口，可以在输送油液时产生流阻，加快叶轮的导流速度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例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为本发明的结构示意图。

图2为叶轮的剖视图。

图3为进口法兰的剖视图。

图4为壳体的结构示意图。

图5为本发明连接示意图。

图中：1.外壳；11.出油口；12.注油口；13.放油口；14.进油口；15.转轴连接口；2.涡壳；21.第一回流口；22第二回流口；23.导流口；3.机封盖；4.机械密封；5.轮轴；6. 连接法兰；7.叶轮；71.轮盘；72.轮盖；73.叶片；74.通槽；8.进口法兰；81.挡流板;9.压紧螺母；91.防松垫片；101.第一密封圈；102.第二密封圈。

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付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。

如图1和图5所示，实施例1，一种高速高压离心泵，包括增速箱，还包括泵体、叶轮7、轮轴5、进口法兰8和密封组件，所述泵体包括外壳1和涡壳2，外壳1和涡壳2为一体式结构的双层结构，泵体内设有泵腔，涡壳设置在泵腔内，涡壳内部设有涡轮腔，叶轮7设置在涡壳2的涡轮腔内，涡壳2上设有两个回流口。两个回流口相较于传统的回流口较小，两个回流口能够保证自吸时回流口的回流速度，同时避免泵输送油液时产生的大量内漏情况的发生。所述轮轴5的一端与叶轮7连接，轮轴5的另一端通过联轴器与增速箱的输出轴相连接；采用增速箱，这样有两方面的作用：动力输出轴的转速可以通过该增速箱增速，达到需要的更高转速；可以把原动力输出转换为多个动力输出，满足该泵动力需求的同时还可以分配动力供其它需力设备取力；增速箱的箱体外表面设有加强筋，增加强度的同时，可以更好的散热；箱体内部充液态润滑油，润滑的同时可以带走杂质，同时把热量带到箱体任何部位，更好的促进散热；箱体前端开有观察窗，方便查看内部油量，以及污染程度，及时补油及换油；开设有注油口和放油口，在不拆卸箱盖，齿轮、轴承的情况下方便注油放油，可以避免增速箱对本装置的影响。

在本实施例中，叶轮7上设有若干平衡孔，叶轮两端面由于压力不同，会产生轴向力，轴向力的存在会对原动力和轴承造成负担，增大摩擦力，缩短系统寿命，叶轮上设计平衡孔，使叶轮两端面相通，压力平衡，消除了轴向力。叶轮7通过密封组件与进口法兰8相连接，所述进口法兰8上设有弧形挡流板81。弧形挡流板81与进口法兰为一体式结构，可以有效阻止泵进口预旋的产生，防止气蚀，减小回流损失，避免壳体振动，采用一体式的弧形挡流板可以防止长时冲击振动工况下开裂掉落，给泵造成安全隐患，采用弧形挡流板还可以减小进口阻力，提高本装置的总效率。

如图3所示，实施例2，一种高速高压离心泵，还包括连接法兰6，轮轴5通过连接法兰6与外壳1相连接，连接法兰6与进口法兰8平行设置，进口法兰8与涡壳2连接。连接法兰和进口法兰均通过螺栓连接在外壳上，保证本装置的密封，同时连接法兰内连接轮轴，便于轮轴带动叶轮转动，提高泵装置的工作效率。

其他结构均与实施例1相同。

如图2所示，实施例3，一种高速高压离心泵的叶轮7包括轮盘71、轮盖72和若干均布的叶片73，所述轮盖72通过叶片73与轮盘71相连接，所述叶片73为曲形叶片73，相邻叶片73的前部与后部平行设置且首尾相连在轮盘71上形成若干导流腔，所述平衡孔设置在轮盘71上。轮盘71为侧面为弧形的圆台型结构，内部设有与轮轴配合的通孔，通孔内设有与轮轴配合的通槽，通槽与轮轴配合，可保证轮轴带动轮盘旋转。叶片为前部宽、后部窄，且倾斜连接在轮盘弧形面上的不规则曲形叶片，叶片的另一端与轮盖配合，轮盘与轮盖与不规则曲形叶片组合成若干导流腔，导流腔为不规则曲形结构。叶轮7整合了诱导轮的功能，把诱导轮和叶轮合二为一组合成不规则曲形叶片73，节省了空间，减少了零部件的生产使用，节约了成本，降低了产品重量。

在本实施例中，轮轴5上设有与叶轮7配合的压紧螺母9，所述压紧螺母9与叶轮7之间设有防松垫片91。压紧螺母上设有与防松垫片配合的卡边，轮盘与防松垫片配合的部位上设有与防松垫片配合的凹槽，防松垫片分别与卡边和凹槽配合，可靠的保证了叶轮的紧固，防止压紧螺母松动导致叶轮松脱，避免泵破坏。

其他结构均与实施例2相同。

如图4所示，实施例4，一种高速高压离心泵的涡壳2的上部设有导流口23，所述回流口包括第一回流口21和第二回流口22，第一回流口21设置在涡壳2的下部，第二回流口22设置在第一回流口21的一侧。导流口设置在涡壳的上部，与出油口对应设置，可通过泵装置进行油液的输送。第一回流口21均设置在涡壳的下部并与外壳相连接，第一回流口为上下有错位的回流口，第二回流口22设置在第一回流口21的上方一侧，且不与第一回流口21相连通，在满足自吸的同时兼顾了能量损失减少的功能。第一回流口21和第二回流口22配合保证在泵自吸过程中液体的回流从而保证本装置的回流效果，小于常规回流的第一回流口21和第二回流口22在本装置输送液体时，对从第一回流口21和第二回流口22经过的液体产生一定的阻流，从而保证本装置的输送效果。

其他结构均与实施例3相同。

如图1所示，实施例5，一种高速高压离心泵的密封组件包括第一密封圈101、第二密封圈102、机封盖3和机械密封4，所述机封盖3的一侧通过螺栓与涡壳2连接，另一端与外壳1连接并延伸出外壳1，机封盖3通过机械密封4与轮轴5连接；轮盖72通过第一密封圈101与进口法兰8连接，轮盘71通过第二密封圈102与机封盖3连接。通过机封盖和机械密封保证本装置的密封性，且不影响转轴的转动效果。第一密封圈101与第二密封圈102均为连接面为齿形的密封圈。叶轮通过齿形的第一密封圈101与第二密封圈102与涡壳连接，能够形成多层阻隔，有效减少油液回流，降低能量损失，提高泵效率。

其他结构均与实施例4相同

如图4所示，实施例6，一种高速高压离心泵的机封盖3通过O型密封圈与外壳1密封连接。采用O型密封圈性好，能够防止油液渗出。外壳1上设有转轴连接口15、注油口12、出油口11、进油口14和放油口13，注油口12设置在外壳1的上部，放油口13设置在外壳1的下部，出油口11设置在外壳1顶部；进油口14设置在外壳1的一侧且与涡壳2相连通，进油口14与进口法兰8相连接；转轴连接口15设置在外壳1的另一侧，转轴连接口15与连接法兰6相连接。注油口与放油口上均设有通过螺栓连接的密封挡板，便于使用时打开，同时也保证了本装置的密封性。

其他结构均与实施例5相同。

实施例7，一种高速高压离心泵的工作方法，其步骤为：S1：首次使用时将放油口13封堵，从注油口12灌入适量油液后，封堵注油口12，为离心泵自吸提供原始物料。S2：原动力输入轴通过增速箱增速后，增速箱带动轮轴5高速旋转，轮轴5带动叶轮7旋转，叶轮7上设有平衡孔，平衡孔连通叶轮7两端面，平衡孔可平衡两端面的压力，消除轴向力；S3：叶轮7旋转带动油液从第一回流口21和第二回流口22进入导流腔并通过导流口23流出，在外壳1内部形成气液混合，气液混合物通过第一回流口21和第二回流口22回流，重复上述动作形成泵自吸；S4：泵自吸带动油液通过进口法兰8吸入，吸入时经过曲形挡油板81，曲形挡油板81减小阻力，油液进入叶轮7并通过导流口23流出，此过程中第一回流口21和第二回流口22有少量泄流，两个回流口的泄流量相较于传统单口泄流的泄流量小，油液通过出油口11流出，完成油液输送；S5：再次使用时驱动原动力输入轴，重复步骤S2、S3、S4操作；S6：更换油液时将放油口13打开，放出原有油液，将装置清洗后，重复步骤S1~S5，进行新油液的输送。

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 (8)

1.一种高速高压离心泵，包括增速箱，其特征在于：还包括泵体、叶轮（7）、轮轴（5）、进口法兰（8）和密封组件，所述泵体包括外壳（1）和涡壳（2），叶轮（7）设置在涡壳（2）内，涡壳（2）上设有两个回流口；所述轮轴（5）的一端与叶轮（7）连接，轮轴（5）的另一端通过联轴器与增速箱的输出轴相连接；所述叶轮（7）上设有若干平衡孔，叶轮（7）通过密封组件与进口法兰（8）相连接，所述进口法兰（8）上设有弧形挡流板（81）；

所述叶轮（7）包括轮盘（71）、轮盖（72）和若干均布的叶片（73），所述轮盖（72）通过叶片（73）与轮盘（71）相连接，所述叶片（73）为曲形叶片（73），相邻叶片（73）的前部与后部平行设置且首尾相连在轮盘（71）上形成若干导流腔，所述平衡孔设置在轮盘（71）上；

所述涡壳（2）的上部设有导流口（23），所述回流口包括第一回流口（21）和第二回流口（22），第一回流口（21）设置在涡壳（2）的下部，第二回流口（22）设置在第一回流口（21）的上侧。

2.根据权利要求1所述的高速高压离心泵，其特征在于：还包括连接法兰（6），轮轴（5）通过连接法兰（6）与外壳（1）相连接，连接法兰（6）与进口法兰（8）平行设置，进口法兰（8）与涡壳（2）连接。

3.根据权利要求1或2所述的高速高压离心泵，其特征在于：所述轮轴（5）上设有与叶轮（7）配合的压紧螺母（9），所述压紧螺母（9）与叶轮（7）之间设有防松垫片（91）。

4.根据权利要求3所述的高速高压离心泵，其特征在于：所述密封组件包括第一密封圈（101）、第二密封圈（102）、机封盖（3）和机械密封（4），所述机封盖（3）的一侧通过螺栓与涡壳（2）连接，另一端与外壳（1）连接并延伸出外壳（1），机封盖（3）通过机械密封（4）与轮轴（5）连接；轮盖（72）通过第一密封圈（101）与进口法兰（8）连接，轮盘（71）通过第二密封圈（102）与机封盖（3）连接。

5.根据权利要求4所述的高速高压离心泵，其特征在于：所述第一密封圈（101）与第二密封圈（102）均为连接面为齿形的密封圈。

6.根据权利要求5所述的高速高压离心泵，其特征在于：所述机封盖（3）通过O型密封圈与外壳（1）密封连接。

7.根据权利要求2、4、6任一项所述的高速高压离心泵，其特征在于：所述外壳（1）上设有转轴连接口（15）、注油口（12）、出油口（11）、进油口（14）和放油口（13），注油口（12）设置在外壳（1）的上部，放油口（13）设置在外壳（1）的下部，出油口（11）设置在外壳（1）顶部；进油口（14）设置在外壳（1）的一侧且与涡壳（2）相连通，进油口（14）与进口法兰（8）相连接；转轴连接口（15）设置在外壳（1）的另一侧，转轴连接口（15）与连接法兰（6）相连接。

8.一种权利要求1~7所述的高速高压离心泵的工作方法，其特征在于，其步骤为：

S1：首次使用时将放油口（13）封堵，从注油口（12）灌入适量油液，封堵注油口（12）；

S2：原动力输入轴通过增速箱增速后，增速箱带动轮轴（5）高速旋转，轮轴（5）带动叶轮（7）旋转，叶轮（7）上设有平衡孔，平衡孔连通叶轮（7）两端面；

S3：叶轮（7）旋转带动油液从第一回流口（21）和第二回流口（22）进入导流腔并通过导流口（23）流出，在外壳（1）内部形成气液混合，气液混合物通过第一回流口（21）和第二回流口（22）回流，重复上述动作形成泵自吸；

S4：泵自吸带动油液通过进口法兰（8）吸入，吸入时经过曲形挡油板（81），油液进入叶轮（7）并通过导流口（23）流出，油液通过出油口（11）流出，完成油液输送；

S5：再次使用时驱动原动力输入轴，重复S2、S3、S4操作；

S6：更换油液时将放油口（13）打开，放出原有油液，将装置清洗后，重复S1~S5，进行新油液的输送。