CN115059622A - 一种含有防砂功能的潜水排污泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种含有防砂功能的潜水排污泵，包括从上到下依次连接的潜水电泵、机械密封座和叶轮，机械密封座穿过潜水电泵的转子轴设置在潜水电泵端部，叶轮设置在潜水电泵的转子轴端部；叶轮上部设有第一阶梯状结构，机械密封座下部设有第二阶梯状结构；第一阶梯状结构和第二阶梯状结构间隙配合，形成由外向内且由下向上依次连接的第一密封间隙、第二密封间隙、第三密封间隙和第四密封间隙；第一密封间隙和第三密封间隙竖直布设，第二密封间隙和第四密封间隙水平布设。本发明提供的一种含有防砂功能的潜水排污泵，能够有效阻止砂粒进入到机械密封所在的腔体内，保证机械密封的长期安全使用。

Description

一种含有防砂功能的潜水排污泵

技术领域

本发明属于潜水泵技术领域，具体涉及一种含有防砂功能的潜水排污泵。

背景技术

潜水排污泵广泛应用于市政污(废)水的输送，由于生活污水和工业废水成分复杂，含有大量的不同密度和不同规格的砂粒，会影响机械密封的安全使用。

潜水排污泵立式安装在水池中，运行时，悬浮的砂粒会随水流进入到机械密封所在的腔体内，影响机械密封副的密封效果，从而使液体进入电机腔，造成电机损坏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种含有防砂功能的潜水排污泵，能够有效阻止砂粒进入到机械密封所在的腔体内，保证机械密封的长期安全使用。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种含有防砂功能的潜水排污泵，包括从上到下依次连接的潜水电泵、安装有机械密封的机械密封座和叶轮，所述机械密封座穿过潜水电泵的转子轴设置在潜水电泵端部，所述叶轮设置在潜水电泵的转子轴端部；所述叶轮上部设有第一阶梯状结构，机械密封座下部设有第二阶梯状结构；第一阶梯状结构和第二阶梯状结构间隙配合，形成由外向内且由下向上依次连接的第一密封间隙、第二密封间隙、第三密封间隙和第四密封间隙；第一密封间隙和第三密封间隙竖直布设，第二密封间隙和第四密封间隙水平布设。

作为本发明实施例的进一步改进，所述叶轮包括轮毂轴、盖板、环形的密封体和叶片，所述盖板同轴套设在轮毂轴上，密封体同轴设置在盖板上端，叶片设置在盖板下端；依次连接的密封体上端、密封体外圆周、盖板位于密封体外侧的上端和盖板外圆周形成第一阶梯状结构；

所述机械密封座包括本体，本体内从下向上依次设有第一密封槽、第二密封槽和密封腔；第一密封槽的直径大于第二密封槽的直径，第一密封槽和第二密封槽用于安装叶轮上部；依次连接的第二密封槽槽顶、第二密封槽槽壁、第一密封槽槽顶和第一密封槽槽壁形成第二阶梯状结构；

第一密封槽槽壁面与盖板外圆周面间隙配合形成第一密封间隙，第一密封槽槽顶面与盖板位于密封体外侧的上端面间隙配合形成第二密封间隙，第二密封槽槽壁面与密封体外圆周面间隙配合形成第三密封间隙，第二密封槽槽顶面与密封体上端面间隙配合形成第四密封间隙。

作为本发明实施例的进一步改进，第一密封间隙的宽度大于等于第二密封间隙的宽度，第二密封间隙的宽度大于等于第三密封间隙的宽度，第三密封间隙的宽度大于等于第四密封间隙的宽度。

作为本发明实施例的进一步改进，所述盖板外圆周面上设有第一螺纹，密封体外圆周面上设有第二螺纹，第一螺纹和第二螺纹旋转产生的水流流向均为从上向下。

作为本发明实施例的进一步改进，所述第一螺纹的螺距大于等于第二螺纹的螺距。

作为本发明实施例的进一步改进，所述第一密封槽槽壁面和第二密封槽槽壁面均倾斜设置，第一密封槽和第二密封槽的直径均从下向上依次减小；密封体外圆周面和盖板外圆周面均竖直设置；使得第一密封间隙和第三密封间隙的宽度均从下向上依次减小。

作为本发明实施例的进一步改进，密封体上端面和盖板位于密封体外侧的上端面均水平设置，第一密封槽槽顶面和第二密封槽槽顶面均水平设置。

作为本发明实施例的进一步改进，所述第一密封间隙的顶端宽度和第三密封间隙的底端宽度均等于第二密封间隙的宽度，第三密封间隙的顶端宽度等于第四密封间隙的宽度。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：

(1)通过叶轮上部的第一阶梯状结构和机械密封座下部的第二阶梯状结构，两者间隙配合形成依次连接的四个密封间隙，加强了叶轮与机械密封座之间的密封效果，防止砂粒进入叶轮与机械密封座之间的腔体中，保护机械密封。

(2)竖直布设的第一密封间隙位于最外且最下方，且第一密封间隙的底端与腔体外连通，而砂粒密度大，想要进入第一密封间隙的开口并在第一密封间隙中从下向上运动是较困难的，能有效阻止砂粒进入腔体。

(3)由竖直布设的第一密封间隙、水平布设的第二密封间隙、竖直布设的第三密封间隙和水平布设的第四密封间隙依次连接构成的迷宫密封，具有三个垂直拐点，腔体外的砂粒在迷宫密封中需改变三次垂直方向才能进入腔体，而且还有两个密封间隙需从下向上运动，增加了砂粒进入腔体内的难度，能有效阻止砂粒进入腔体。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述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它的附图。

图1是本发明实施例的含有防砂功能的潜水排污泵的结构示意图；

图2是本发明实施例中迷宫密封结构示意图；

图3是本发明实施例中叶轮的结构示意图；

图4是本发明实施例中机械密封座的结构示意图。

图中有：潜水电泵1、机械密封座2、本体21、第一密封槽22、第二密封槽23、安装孔24、第一密封间隙3、第二密封间隙4、叶轮5、叶片51、盖板52、第一螺纹53、第二螺纹54、密封体55、轮毂轴56、涡壳6、底盖7、第三密封间隙8、第四密封间隙9。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：

以下的说明本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开、应用或用途。应当理解的是，在全部附图中，对应的附图标记表示相同或对应的部件和特征。

需要说明的是，本文中“细小砂粒”是指粒径为0.2-0.5mm的砂粒，“极细小砂粒”是指粒径为0.05-0.2mm的砂粒，“极极细小砂粒”是指粒径小于0.05mm的砂粒。

本发明实施例提供一种含有防砂功能的潜水排污泵，如图1所示，包括潜水电泵1、机械密封座2、叶轮5、涡壳6和底盖7，涡壳6的上端与潜水电泵1的下端连接，底盖7的上端与涡壳6的底部连接。机械密封座2穿过潜水电泵1的转子轴设置在潜水电泵1端部，叶轮5设置在潜水电泵1的转子轴端部，且位于机械密封座2的下方并位于涡壳6内。叶轮5与机械密封座2之间形成腔体，机械密封设置在机械密封座2上，且位于腔体内。

如图1所示，叶轮5上部与机械密封座2下部连接，叶轮5上部设有第一阶梯状结构，机械密封座2下部内设有第二阶梯状结构。如图2所示，第一阶梯状结构和第二阶梯状结构间隙配合，形成由外向内且由下向上依次连接的第一密封间隙3、第二密封间隙4、第三密封间隙8和第四密封间隙9。其中，第一密封间隙3和第三密封间隙8竖直布设，第二密封间隙4和第四密封间隙9水平布设。

上述实施例的潜水排污泵，通过叶轮5上部的第一阶梯状结构和机械密封座2下部的第二阶梯状结构，两者间隙配合形成依次连接的四个密封间隙，加强了叶轮5与机械密封座2之间的密封效果，防止砂粒进入叶轮与机械密封座之间的腔体中，保护机械密封。由第一密封间隙3、第二密封间隙4、第三密封间隙8和第四密封间隙9依次连接构成的迷宫密封，竖直布设的第一密封间隙3位于迷宫密封的最外且最下方，第一密封间隙3的底端与腔体外部连通，第四密封间隙9位于迷宫密封的最内且最上方，第四密封间隙的自由端与腔体内部连通。砂粒密度大，想要进入第一密封间隙3的开口并在第一密封间隙3中从下向上运动是较困难的，能有效阻止砂粒进入腔体。大部分砂粒会沉积在涡壳6中，并且随叶轮产生的高压流体流出涡壳，但是还会有不同密度或不同规格的砂粒悬浮在水中，甚至进入到第一密封间隙3中。进入到第一密封间隙3中的砂粒很难从下向上运动到第二密封间隙4中，即使有少数砂粒进入到第二密封间隙中，从水平方向很难变成竖直方向进入第三密封间隙8中，即使有极少数砂粒进入到第三密封间隙8中，也很难从下向上运动到第四密封间隙9中。由竖直布设的第一密封间隙3、水平布设的第二密封间隙4、竖直布设的第三密封间隙8和水平布设的第四密封间隙9依次连接构成的迷宫密封，具有三个垂直拐点，腔体外的砂粒在迷宫密封中需改变三次垂直方向才能进入腔体，而且还有两个密封间隙需从下向上运动，增加了砂粒进入腔体内的难度，能有效阻止砂粒进入腔体。

本实施例的潜水排污泵，如图3所示，叶轮5包括轮毂轴56、盖板52、环形的密封体55和叶片51。轮毂轴56设置在叶轮中心部位，轮毂轴56为包含轴孔的圆柱体，叶轮5通过轴孔装配在潜水电泵1转子轴的端部。盖板52同轴套设在轮毂轴56上，盖板52为带有与轮毂轴56适配轴孔的圆柱体。密封体55同轴设置在盖板52的上端。叶片51设置在盖板52的下端，叶片51对水体做功，产生所需的流量和扬程性能。依次连接的密封体55上端、密封体55外圆周、盖板52位于密封体外侧的上端和盖板52外圆周形成第一阶梯状结构。

如图4所示，机械密封座2包括本体21，本体21上部的中间位置设有安装孔24，机械密封座2通过安装孔24装配在潜水电机1端部，并且用于安装机械密封。本体21内从下向上依次设有第一密封槽22、第二密封槽23和密封腔，机械密封位于密封腔中。第一密封槽22的直径大于第二密封槽23的直径，叶轮上部安装在第一密封槽22和第二密封槽23中。依次连接的第二密封槽23槽顶、第二密封槽23槽壁、第一密封槽22槽顶和第一密封槽22槽壁形成第二阶梯状结构。

如图2所示，第一密封槽22槽壁面与盖板52外圆周面间隙配合形成竖直布设的第一密封间隙3，第一密封槽22槽顶面与盖板52位于密封体外侧的上端面间隙配合形成水平布设的第二密封间隙4，第二密封槽23槽壁面与密封体55外圆周面间隙配合形成竖直布设的第三密封间隙8，第二密封槽23槽顶面与密封体55上端面间隙配合形成水平布设的第四密封间隙9。

作为优选例，第一密封间隙3的宽度大于等于第二密封间隙4的宽度，第二密封间隙4的宽度大于等于第三密封间隙8的宽度，第三密封间隙8的宽度大于等于第四密封间隙9的宽度。当第一密封间隙3、第二密封间隙4、第三密封间隙8和第四密封间隙9的宽度依次减小时，使得能进入第一密封间隙3、第二密封间隙4、第三密封间隙8和第四密封间隙9的砂粒的粒径逐渐减小。悬浮在水中的砂粒，只有部分粒径小于第一密封间隙3宽度的砂粒能进入第一密封间隙3中，当第一密封间隙3中的砂粒到达顶端时，由于要从竖直方向变成水平方向，且第二密封间隙4的宽度变小，只有少量粒径小于第二密封间隙4的砂粒进入第二密封间隙4。当第二密封间隙4中的砂粒到达末端时，由于第三密封间隙8的宽度变小，且要从水平方向变成竖直方向，只有极少量粒径小于第三密封间隙8的砂粒进入第三密封间隙8中。当第三密封间隙8中的砂粒到达顶端时，由于要从竖直方向变成水平方向，且第四密封间隙9的宽度变小，只有微量粒径小于第四密封间隙9的砂粒进入第四密封间隙9中。本优选实施例中，砂粒每到达迷宫密封的拐点处时，既有改变方向的难度，又有密封间隙宽度的限制，再有砂粒自身重量的影响，从而整体增加了砂粒进入内腔的难度。而且，迷宫密封的宽度变小，四个密封间隙对不同粒径砂粒进行分级阻碍，使得能够进入后段迷宫密封的砂粒越来越小，也越来越少，对砂粒的阻碍效果依次增强，有效防止砂粒进入内腔。因此，大大减少进入到迷宫密封后半段的砂粒数量和砂粒粒径，使进入到后续密封间隙中砂粒的数量非常少也非常小，以改善后续密封间隙的工作环境，从而有效提高后续密封间隙的阻碍效果，以防止不同密度和不同规格的砂粒进入到机械密封所在的腔体内，使机械密封长期安全使用。

优选的，盖板52外圆周面上设有第一螺纹53，密封体55外圆周面上设有第二螺纹54，第一螺纹53和第二螺纹54旋转产生的水流流向均为从上向下。第二螺纹54随叶轮5同步旋转，第二螺纹54产生从上向下流动的流体，该水流阻止砂粒在第三密封间隙8中向上移动，同时阻止第二密封间隙4中的砂粒进入第三密封间隙8中，并且将第三密封间隙8中的砂粒排向第二密封间隙4中。第一螺纹53随叶轮5同步旋转，第一螺纹53产生从上向下流动的流体，该水流阻止迷宫密封外的砂粒进入第一密封间隙3，阻止砂粒在第一密封间隙3中向上移动，并且将第一密封间隙3中的砂粒排出迷宫密封。

含有螺纹的第一密封间隙3和第三密封间隙8，用于阻止腔体外的砂粒进入到机械密封所在的腔体内，以防止破坏机械密封的密封面。由于第一密封间隙3中产生的流体与第三密封间隙8中产生的流体流动方向相同，并且第一密封间隙3中产生的流体位于第三密封间隙8中产生的流体下游，因此，第三密封间隙8中产生的流体有效提高第一密封间隙3中的流体压力，第一密封间隙3充分有效阻止腔体外侧的砂粒进入到腔体中，从而将更多的砂粒阻挡在迷宫密外，有效保护机械密封的可靠使用。

进一步优选，第一螺纹53的螺距大于等于第二螺纹54的螺距。第一螺纹53选择较大的螺距，从而使第一螺纹53高速旋转产生较大的流量及压力，首先，阻碍第一密封间隙3下方的砂粒进入到第一密封间隙3中；其次，使进入第一密封间隙3中的砂粒，随从上向下运动的流体一同流出第一密封间隙3。

作为优选例，第一密封槽22槽壁面和第二密封槽23槽壁面均倾斜设置，第一密封槽22和第二密封槽23的直径均从下向上依次减小，密封体55外圆周面和盖板52外圆周面均竖直设置，使得第一密封间隙3和第三密封间隙8的宽度均从下向上依次减小。

上述优选实施例中，第一密封槽22从下向上的直径逐渐减小，其槽壁面形成第一圆锥面，能够有效阻挡砂粒，并减少砂粒进入到后面的密封间隙中。具体的：

一是，如果有少量粒径小于第一密封间隙3底端宽度的砂粒进入到第一密封间隙3时，当砂粒上行到第一圆锥面时，第一圆锥面有效阻挡砂粒的继续上行，砂粒在重力作用下下沉。在第一密封间隙3中，越向上间隙越小，经第一圆锥面从下向上不断阻挡后逐渐上行的砂粒数量也越来越少，以提高阻挡效果。同时，在第一螺纹53旋转产生的向下流体的作用下加速下沉，逐渐脱离第一密封间隙3，最后随叶轮5产生的高压流体流出涡壳6。

二是，由于第一密封间隙3的宽度较小，并且从下向上宽度逐渐减小，能够通过的砂粒粒径从下向上越来越小。同时，越向上第一螺纹53旋转产生的流体压力就越大，阻止砂粒上行的功效就越好。所以，进入第一密封间隙3的砂粒中，粒径大于第一密封间隙3顶端宽度的所有砂粒和粒径小于第一密封间隙3顶端的大部分砂粒都会在第一圆锥面和第一螺纹53旋转产生的向下流体的共同作用下下沉，逐渐脱离第一密封间隙3，最后随叶轮5产生的高压流体流出涡壳6。只有极少量粒径小于第一密封间隙3顶端的砂粒会达到第一密封间隙3和第二密封间隙4的拐角处，从而有效减小进入后续密封间隙的砂粒粒径，以及减少进入后续密封间隙的极细小和极极细小砂粒数量。

第二密封槽23从下向上直径逐渐减小，其槽面形成第二圆锥面，能够有效阻挡砂粒，并减少砂粒进入到后面的密封间隙中。具体的：

一是，如果有极少量粒径小于第三密封间隙8的砂粒进入到竖向的第三密封间隙8中，当砂粒上行到第二圆锥面时，第二圆锥面有效阻挡砂粒的继续上行，砂粒在重力作用下下沉。同时，在第二螺纹54旋转产生的向下流体的作用下加速下沉，逐渐脱离第三密封间隙8，进入到水平方向的第二密封间隙4中。在第二螺纹54旋转产生的高压流体作用下再进入到竖向设置的第一密封间隙3内，然后，在重力及第一螺纹53旋转产生的向下流体作用下加速下沉，从而流出第一密封间隙3，最后随叶轮5产生的高压流体流出涡壳6。

二是，由于第三密封间隙8的宽度更小，并且从下向上宽度逐渐减小，能够通过的砂粒粒径从下向上也越来越小。在第三密封间隙8中，越向上间隙越小，经第二圆锥面从下向上不断阻挡后逐渐上行的砂粒数量也越来越少，以提高阻挡效果。同时，越向上第二螺纹54旋转产生的流体压力就越大，阻止砂粒上行的功效就越好。所以，进入第三密封间隙8的砂粒中，粒径大于第三密封间隙8顶端宽度的所有砂粒和粒径小于第三密封间隙8顶端的大部分砂粒都会在第二圆锥面和第二螺纹54旋转产生的向下流体的共同作用下下沉，逐渐脱离第三密封间隙8，随即在第二螺纹54旋转产生的高压流体作用下通过第二密封间隙4进入到竖向设置的第一密封间隙3内，然后，在重力及第一螺纹53旋转产生的向下流体作用下加速下沉，流出第一密封间隙3，最后随叶轮产生的高压流体流出涡壳。只有微量粒径小于第三密封间隙8顶端的砂粒会达到第三密封间隙8和第四密封间隙9的拐角处，从而有效减小进入后续密封间隙的砂粒粒径，以及减少进入后续密封间隙的砂粒数量。

考虑到叶轮和机械密封座之间能够方便安装，本实施例中，密封体55上端面和盖板52位于密封体外侧的上端面均水平设置，第一密封槽22槽顶面和第二密封槽23槽顶面均水平设置，使得第二密封间隙4和第四密封间隙9的宽度均从外向内不变。

进一步优选，第一密封间隙3的顶端宽度和第三密封间隙8的底端宽度均等于第二密封间隙4的宽度，第三密封间隙8的顶端宽度等于第四密封间隙9的宽度。第一密封间隙3的底端宽度为L1，第一密封间隙3的顶端宽度为h1，第二密封间隙4的宽度为h1，第三密封间隙8的底端宽度为L2，第三密封间隙8的顶端宽度为h2，第四密封间隙9的宽度为h2，且L1>h1＝L2>h2。从第一密封间隙3的底端至第一密封间隙3的顶端，其宽度逐渐减小，即由L1下降为hl。在第二密封间隙4中，其宽度保持为hl。第三密封间隙8的底端的间隙L2等于第二密封间隙4的间隙hl，从第三密封间隙8的底端至第三密封间隙8的顶端，其宽度逐渐减小，即由L2下降为h2。在第四密封间隙9中，其宽度保持为h2。

其中，L1＝0.5mm，h1＝0.2mm，h2＝0.05mm。悬浮在水中的砂粒，只有部分细小砂粒和极细小砂粒能进入第一密封间隙3中，砂粒在上行过程中会在第一圆锥面和第一螺纹53产生的向下流动的流体共同作用下，大部分细小砂粒和极细小砂粒会下沉而无法上行，且能上行的砂粒粒径逐渐减小，砂粒数量逐渐减少。只有极少量且极细小砂粒到达第一密封间隙3和第二密封间隙4的拐角。由于要从竖直方向变成水平方向，使得进入第二密封间隙4的极细小砂粒减少。当第二密封间隙4中的极细小砂粒到达末端时，由于要从水平方向变成竖直方向，只有上述数量中的极少量极细小砂粒进入第三密封间隙8中，进一步减少进入第三密封间隙8的砂粒数量。极细小砂粒在第三密封间隙8中上行过程中会在第二圆锥面和第二螺纹54产生的向下流动的流体以及重力共同作用下，大部分极细小砂粒会下沉而无法上行，且能上行的极细小砂粒粒径逐渐减小，砂粒数量逐渐减少。只有微量极极细小砂粒到达第三密封间隙8和第四密封间隙9的拐角。由于要从竖直方向变成水平方向，使得进入第四密封间隙9的极极细小砂粒减少。

上述优选实施例中，第一密封间隙3减小能进入后续密封间隙的砂粒粒径，以及减少进入后续密封间隙的不同规格的砂粒数量；第一密封间隙3和第二密封间隙4之间垂直设置，减少进入后续密封间隙的砂粒数量；第二密封间隙4和第三密封间隙8之间垂直设置，减少进入后续密封间隙的砂粒数量；第三密封间隙8减小能进入后续密封间隙的砂粒粒径，以及减少进入后续密封间隙的砂粒数量；第三密封间隙8和第四密封间隙9之间垂直设置，减少进入后续密封间隙的砂粒数量。

在叶轮5和机械密封座2形成的迷宫密封中，一方面，第一密封间隙3和第三密封间隙8的宽度从下向上逐渐减小，另一方面，在每个竖向的密封间隙中，螺纹旋转产生的流体压力逐渐增加。因此，在迷宫密封中，越向上阻挡砂粒的能力就越强，不断加强砂粒的沉降能力；越向上，能通过砂粒的规格逐渐减小，不断加大砂粒进入腔体中的难度，从而有效阻止不同规格的砂粒进入到机械密封所在的腔体内，以保护机械密封的密封副的长期安全使用。

上述优选实施例的潜水排污泵的工作流程如下：

启动潜水排污泵的潜水电泵1，污水通过底盖7的下方进入到涡壳6中，高速旋转的叶轮5对液体做功，将液体排出。旋转的叶轮5与静止状态的机械密封座2形成由外向内并从下向上连续构成的第一密封间隙3、第二密封间隙4、第三密封间隙8和第四密封间隙9的迷宫密封，各相邻密封间隙依次相互垂直。在迷宫密封外侧的流体中含有一定的不同密度和不同规格的砂粒悬浮在水中。

处于迷宫密封中的最下端且为最外端的第一密封间隙3，由于第一密封间隙3竖直设置，对砂粒进行阻挡，悬浮在水中的砂粒很难从第一密封间隙3底端的开口进入第一密封间隙3中。如果有少量细小砂粒和极细小砂粒进入第一密封间隙3中，第一密封间隙3的宽度从下到上由L1逐渐减小至L2，当细小砂粒和极细小砂粒上行时，第一圆锥面有效阻挡砂粒的继续上行，细小砂粒和极细小砂粒在重力作用下开始下沉。同时第一螺纹53随叶轮旋转产生向下流体，流体阻止迷宫密封外的砂粒进入第一密封间隙3，同时阻止第一密封间隙3中的细小砂粒和极细小砂粒上行，并且带动第一密封间隙3中的细小砂粒和极细小砂粒下沉。由于第一密封间隙3的宽度较小，并且从下向上宽度逐渐减小，能够通过的砂粒粒径从下向上也越来越小。同时，越向上第一螺纹53旋转产生的流体压力就越大，阻止细小砂粒和极细小砂粒上行的功效就越好。细小砂粒和极细小砂粒受到第一圆锥面的阻挡以及向下水流的阻挡，在重力及向下流体共同作用下加速下沉，直至流出第一密封间隙3，最后随叶轮5产生的高压流体流出涡壳6。只有极少量且极细小砂粒能够达到第一密封间隙3和第二密封间隙4的连接处。

如果上述数量中有极少量且极细小砂粒进入到水平布设的第二密封间隙4中，在第二密封间隙4与第三密封间隙8的拐点处，也很难从水平方向运动变成竖直运动，而进入到竖向设置的第三密封间隙8中。

如果有极少量极细小砂粒进入到竖向的第三密封间隙8中，第三密封间隙8的宽度从下到上由L2逐渐减小至h2，当极细小砂粒上行时，第二圆锥面有效阻挡极细小砂粒的继续上行，极细小砂粒在重力作用下开始下沉。同时第二螺纹54随叶轮旋转产生向下流体，流体阻止第二密封间隙4中的极细小砂粒进入到第三密封间隙8中，且阻止第三密封间隙8中的极细小砂粒上行，以及带动第三密封间隙8中的极细小砂粒下沉。由于第三密封间隙8的宽度小于第一密封间隙3的宽度，并且从下向上宽度逐渐减小，能够通过的极细小砂粒的粒径从下向上也越来越小，而粒径略大于极极细小砂粒的砂粒不会进入到第三密封间隙8的顶端。同时，越向上第二螺纹54旋转产生的流体压力就越大，阻止极细小砂粒和极极细小砂粒上行的功效就越好。极细小砂粒和极极细小砂粒受到第二圆锥面的阻挡以及向下水流的阻挡，在重力及向下流体共同作用下加速下沉，极细小砂粒流出第三密封间隙8而流到第二密封间隙4中。由于第三密封间隙8的宽度小于第一密封间隙3的宽度，第二螺纹54旋转产生的流体压力较大，第二密封间隙4中的极细小砂粒能够被第二螺纹54旋转产生的流体带动到第一密封间隙3中。再在重力及第一螺纹53旋转产生的向下流体作用下加速下沉，流出第一密封间隙3，最后随叶轮5产生的高压流体流出涡壳6。只有微量极极细小砂粒可能到达第三密封间隙8和第四密封间隙9的连接处。从而高效阻止砂粒进入到机械密封所在的腔体内，有效保护机械密封的长期可靠使用。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种含有防砂功能的潜水排污泵，其特征在于，包括从上到下依次连接的潜水电泵(1)、安装有机械密封的机械密封座(2)和叶轮(5)，所述机械密封座(2)穿过潜水电泵(1)的转子轴设置在潜水电泵(1)端部，所述叶轮(5)设置在潜水电泵(1)的转子轴端部；所述叶轮(5)上部设有第一阶梯状结构，机械密封座(2)下部设有第二阶梯状结构；第一阶梯状结构和第二阶梯状结构间隙配合，形成由外向内且由下向上依次连接的第一密封间隙(3)、第二密封间隙(4)、第三密封间隙(8)和第四密封间隙(9)；第一密封间隙(3)和第三密封间隙(8)竖直布设，第二密封间隙(4)和第四密封间隙(9)水平布设。

2.根据权利要求1所述的潜水排污泵，其特征在于，所述叶轮(5)包括轮毂轴(56)、盖板(52)、环形的密封体(55)和叶片(51)，所述盖板(52)同轴套设在轮毂轴(56)上，密封体(55)同轴设置在盖板(52)上端，叶片(51)设置在盖板(52)下端；依次连接的密封体(55)上端、密封体(55)外圆周、盖板(52)位于密封体外侧的上端和盖板(52)外圆周形成第一阶梯状结构；

所述机械密封座(2)包括本体(21)，本体(21)内从下向上依次设有第一密封槽(22)、第二密封槽(23)和密封腔；第一密封槽(22)的直径大于第二密封槽(23)的直径，第一密封槽(22)和第二密封槽(23)用于安装叶轮上部；依次连接的第二密封槽(23)槽顶、第二密封槽(23)槽壁、第一密封槽(22)槽顶和第一密封槽(22)槽壁形成第二阶梯状结构；

第一密封槽(22)槽壁面与盖板(52)外圆周面间隙配合形成第一密封间隙(3)，第一密封槽(22)槽顶面与盖板(52)位于密封体外侧的上端面间隙配合形成第二密封间隙(4)，第二密封槽(23)槽壁面与密封体(55)外圆周面间隙配合形成第三密封间隙(8)，第二密封槽(23)槽顶面与密封体(55)上端面间隙配合形成第四密封间隙(9)。

3.根据权利要求2所述的潜水排污泵，其特征在于，第一密封间隙(3)的宽度大于等于第二密封间隙(4)的宽度，第二密封间隙(4)的宽度大于等于第三密封间隙(8)的宽度，第三密封间隙(8)的宽度大于等于第四密封间隙(9)的宽度。

4.根据权利要求2所述的潜水排污泵，其特征在于，所述盖板(52)外圆周面上设有第一螺纹(53)，密封体(55)外圆周面上设有第二螺纹(54)，第一螺纹(53)和第二螺纹(54)旋转产生的水流流向均为从上向下。

5.根据权利要求4所述的潜水排污泵，其特征在于，所述第一螺纹(53)的螺距大于等于第二螺纹(54)的螺距。

6.根据权利要求2所述的潜水排污泵，其特征在于，所述第一密封槽(22)槽壁面和第二密封槽(23)槽壁面均倾斜设置，第一密封槽(22)和第二密封槽(23)的直径均从下向上依次减小；密封体(55)外圆周面和盖板(52)外圆周面均竖直设置；使得第一密封间隙(3)和第三密封间隙(8)的宽度均从下向上依次减小。

7.根据权利要求6所述的潜水排污泵，其特征在于，密封体(55)上端面和盖板(52)位于密封体外侧的上端面均水平设置，第一密封槽(22)槽顶面和第二密封槽(23)槽顶面均水平设置。

8.根据权利要求7所述的潜水排污泵，其特征在于，所述第一密封间隙(3)的顶端宽度和第三密封间隙(8)的底端宽度均等于第二密封间隙(4)的宽度，第三密封间隙(8)的顶端宽度等于第四密封间隙(9)的宽度。

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