CN200961584Y - 超大型水环真空泵 - Google Patents

Abstract

超大型水环真空泵，属于叶片式流体机械。包括：泵盖(1)、轴(4)、叶轮(10)、前分配板(9)、后分配板(13)、泵体(11)、前轴承座(2)、后承轴座(14)、轴承(5)、轴套(8)，其特征在于：叶片曲率半径与叶轮参数的比例关系为Φ₁/Φ=0.831－0.833，R₁/Φ₁=0.833－0.884，R₂/Φ₁=0.866－0.924，其中：Φ为叶轮的外圆直径，Φ₁为叶片圆弧R1、R2圆心点所在圆的直径。增大了排气孔的面积，改善了密封效果，降低了排气阻力，减少了能耗，提高了效率。

Description

超大型水环真空泵

技术领域

超大型水环真空泵，属于叶片式流体机械。适用于化工、煤矿、冶金、造纸、轻工等行业的真空浓缩、真空脱水、真空干燥、真空抽瓦斯气体、真空制氧、真空输送等工艺过程。

背景技术

目前国内外水环真空泵生产企业虽然较多，但技术水平普遍较低，这主要表现在：规格较小，不能适应大型、特大型真空系统的需要。我国目前最大的规格为600m³/min，根据查最新资料，国外最大也为600m³/min。而我国冶金、化工、造纸、煤矿等行业急需800～1000m³/min的特大型水环真空泵。又因叶轮叶片型线设计达不到最优，致使泵技术水平不高，效率较低，最高仅达到42-45％。现有产品的排气角度和排气孔面积的设计也不太合理，导致气体产生过压缩现象，能耗加大。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：设计效率高、节能，规格在800～1000m³/min以上，能够满足冶金、化工、造纸、煤矿等行业的需求的超大型水环真空泵。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该超大型水环真空泵，包括：泵盖、轴、叶轮、前分配板、后分配板、泵体、前轴承座、后承轴座、轴承、轴套，叶轮安装在轴上，叶轮与轴偏心的安装在泵体内，并支撑在两端的轴承上，两泵盖及前后分配板、通过拉紧螺栓拉紧在一起，并用压盖压紧，其特征在于：叶片曲率半径与叶轮参数的比例关系为

$\frac{{\mathrm{\φ}}_1}{\mathrm{\φ}}=0.831-0.833,$ $\frac{R_1}{{\mathrm{\φ}}_1}=0.883-0.884,$ $\frac{R_2}{{\mathrm{\φ}}_1}=0.866-0.924,$

其中：Φ为叶轮的外圆直径，Φ₁为叶片曲率半径R1、R2圆心点所在圆的直径。

叶轮的曲率半径和叶片端部的切向角度为35°。

叶轮的排气孔距叶轮10圆心的起始角度为5°，终止角度为20°。

工作原理是：利用偏心安装在泵壳中的叶轮的旋转，线片端部的线速度为18～21m/s产生的离心力使工作液——水紧帖壳体内壁形成水环，从而在叶轮叶片的根部产生变化的空腔，达到吸、排气的目的。

与现有技术相比，本实用新型超大型水环真空泵所具有的有益效果是：利用优化设计理论对叶轮的外径、宽度、叶片数、叶片厚度、轮毂比、偏心距等尺寸参数及泵转速这些影响泵效率的因素建立数字模型，找出约束条件，进行了优化设计，达到了提高效率的目的。

由于叶轮的曲率半径和叶片端部的切向角度、排气孔的起始角度和排气孔外界线的曲率半径、圆心的合理设计，增大了排气孔的面积，改善了密封效果，降低了排气阻力，减少了能耗，提高了效率。

经国家真空泵权威检测单位——国家真空设备质量监督检验中心检测：效率为51.2％，抽气量668m³/min～1000m³/min，其效率指标高于目前的40-50％，节能效果显著。

附图说明

图1是本实用新型实施例的主视结构剖示示意图；

图2是图1的A-A剖示示意图；

图3是排气孔起始、终止角度示意图；

图4是排气工作原理图。

图1-4是本实用新型的最佳实施例，其中：1泵盖  2前轴承座  3前轴承压盖  4轴  5轴承  6轴承挡盖  7填料压盖  8轴套  9前分配板  10叶轮  11泵体  12拉紧螺栓  13后分配板  14后轴承座  15后轴承压盖  16排气阀板。

具体实施方式

下面结合图1-4对本实用新型的超大型水环真空泵作进一步说明：

如图1所示：该超大型水环真空泵由泵盖1、轴4、叶轮10、前分配板9、后分配板13、泵体11、前轴承座2、后承轴座14、轴承5、轴套8、前分配板9、拉紧螺栓12、、后轴承压盖15、排气阀板16组成。叶轮10与轴4的配合为过盈配合，用过盈配合传递扭矩。叶轮10与轴4组成的部件偏心地安装在泵体11中并支撑在两端的双列圆锥滚子轴承5上，而2个双列圆锥滚子轴承5分别安装在前、后轴承座2、14中，两泵盖1及前后分配板9、13用8条拉紧螺栓12拉紧在一起，轴4动密封采用软填料，并用填料压盖7压紧。

如图2所示：

叶片曲率半径与叶轮参数的比例关系为

$\frac{{\mathrm{\φ}}_1}{\mathrm{\φ}}=0.831-0.833,$ $\frac{R_1}{{\mathrm{\φ}}_1}=0.883-0.884,$ $\frac{R_2}{{\mathrm{\φ}}_1}=0.866-0.924,$

其中：Φ为叶轮的外圆直径，Φ₁为叶片曲率半径R1、R2圆心点所在圆的直径。

抽气量600m³/min～800m³/min，

$\frac{R_2}{{\mathrm{\φ}}_1}=0.866-0.867$

抽气量800m³/min～1000m³/min，

$\frac{R_2}{{\mathrm{\φ}}_1}=0.923-0.924$

叶轮10的曲率半径和叶片端部的切向角度为35°。

如图3所示：

叶轮10的排气孔距叶轮10圆心的起始角度为5°，终止角度为20°。

如图4所示：

工作过程如下：当驱动机通过键带动轴4与叶轮10旋转时，泵体11中的水在叶轮10旋转产生的离心力的作用下被叶片甩向泵体11的内壁，形成近似的等厚的圆环，随叶轮10一起旋转的液环内表面与叶轮10轮毂之间形成一个月牙形空间，当叶轮10由A点旋转到达B点时，两相邻叶片之间包围的容腔逐渐增大，气体由外界吸入。当叶轮10由C点旋转到达A点时，相应的容腔由大变小，使原先吸入的气体受到压缩，当压力达到大气压力时，气体被排出。

水环真空泵是属于叶片式流体机械的一种，因而叶轮叶片的几何尺寸、角度的设计选择的合理与否将直接影响到泵的性能，特别是泵的效率。为了提高泵的效率，降低能耗，在理论分析计算的基础上进行了多种叶片曲率半径的试验，关键零件的几何尺寸优化组合。最终确定了最优的曲率半径和叶片端部的切向角度。

Claims (3)

1、超大型水环真空泵，包括：泵盖(1)、轴(4)、叶轮(10)、前分配板(9)、后分配板(13)、泵体(11)、前轴承座(2)、后承轴座(14)、轴承(5)、轴套(8)，叶轮(10)安装在轴(4)上，叶轮(10)与轴(4)偏心的安装在泵体(11)内，并支撑在两端的轴承(5)上，两泵盖(1)及前后分配板(9)、(13)通过拉紧螺栓拉紧在一起，并用压盖(7)压紧，其特征在于：叶片曲率半径与叶轮参数的比例关系为

$\frac{{\mathrm{\φ}}_1}{\mathrm{\φ}}=0.831-0.833,$ $\frac{R_1}{{\mathrm{\φ}}_1}=0.883-0.884,$ $\frac{R_2}{{\mathrm{\φ}}_1}=0.866-0.924,$

其中：Φ为叶轮的外圆直径，Φ₁为叶片曲率半径R1、R2圆心点所在圆的直径。

2、根据权利要求1所述的超大型水环真空泵，其特征在于：叶轮(10)的曲率半径和叶片端部的切向角度为35°，

3、根据权利要求1所述的超大型水环真空泵，其特征在于：叶轮(10)的排气孔距叶轮10圆心的起始角度为5°，终止角度为20°。

Images