CN208845369U - 一种塑料离心泵 - Google Patents

Abstract

一种塑料离心泵，包括泵壳、泵盖、泵壳内的叶轮、主轴、用于将主轴与泵壳穿出孔进行密封的轴密封，叶轮包括叶轮幅板、叶轮幅板正面的叶轮叶片以及叶轮幅板中心的安装孔，叶轮幅板背面为不含有放射状辐条的水平面，且围绕圆心设置有至少一圈凸环，最靠近圆心的凸环内侧开设有若干个凹槽或一圈环形槽，叶轮幅板曲面壁厚内从外侧壁向圆心开设有若干个减压流道，减压流道与凹槽一一对应贯通或与环形槽贯通，泵壳上开设有与凸环耦合配设的环状凹部。有效防止泵壳产生挖凿性磨损的同时可降低轴密封部位腔体的流体压力。

Description

一种塑料离心泵

技术领域

本发明涉及塑料离心泵，属机械行业，尤其涉及离心泵的叶轮与泵体的装配结构。

背景技术

塑料离心泵的轴密封有动力密封、填料密封、机械密封，但这些轴密封均有一个使用要求，就是要对密封部位的流体进行减压，通过降低密封部位流体的压力，从而保证密封的安全运行。

在传统技术中，为密封部位减压的方法是在叶轮幅板的一侧设置背叶片。在泵工作时，叶轮旋转运动，背叶片产生离心力，使密封部位的流体朝泵壳方向运动，使轴密封部位腔体的流体压力下降，达到为轴密封降压的目的。

但这种为密封部位腔体的流体降压的方法存在以下不足：

一、叶轮的背叶片做功效率低、功耗大，如果要达到密封部位腔体的流体压力降至-0.04~0.04MPa之间，背叶片的功耗达到整个泵机功耗的7~12%（根据泵扬程高低而不同，扬程高的背叶片功耗就偏高）；

二、叶轮的背叶片为裸露结构，叶轮旋转时，背叶片与所输送的料浆动态运动冲击，会在叶轮外周部位的流体高低压力交会处产生对冲性涡流，这种涡流以极高的速度旋转，会对泵壳产生挖凿性磨损，使输送料浆的泵体损坏，缩短了泵机组件的使用寿命。

中国专利公开号CN105257548B，公开了一种泵，它包括：泵体、泵盖、前盖板、前保险板、叶轮、后盖板、后保险板、密封盒、轴承、主轴。主轴前端延伸至泵体内腔，在主轴前端固定有叶轮，主轴上套有挡酸片、轴套，轴套置于挡酸片与叶轮的之间，所述轴套外壁从内向外依次套有K型密封圈、密封盒，所述密封盒右端盖有密封盒盖，所述密封盒盖内侧与K型密封圈之间设置有顶圈，在K型密封圈上开有一圆孔，在该圆孔上设置冷却水嘴，冷却水嘴穿过密封盒，其端部露出于密封盒外部。本发明的泵的叶轮分为二级，二级叶片之间有凸起台阶，与之相匹配的泵体也有凹进的台阶，设置叶轮台阶的目的是阻断泵出口流体压力对轴密封的返流压力，保证和延长轴密封的使用寿命。其叶轮通过通过设置凸起的台阶与泵本凹进的台阶配合从而降低轴密封的返流压力，但其依旧设置有背叶片，故依旧存在对冲性涡流会对泵壳产生挖凿性磨损，使用寿命短，并且背叶片的能耗依旧较大。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提高了一种有效防止泵壳产生挖凿性磨损的同时可降低轴密封部位腔体的流体压力的塑料离心泵。

为实现本发目的，提供了以下技术方案：一种塑料离心泵，包括泵壳、泵盖、泵壳内的叶轮、主轴、用于将主轴与泵壳穿出孔进行密封的轴密封，其特征在于叶轮包括叶轮幅板、叶轮幅板正面的叶轮叶片以及叶轮幅板中心的安装孔，叶轮幅板背面为不含有放射状辐条的水平面，且围绕圆心设置有至少一圈凸环，最靠近圆心的凸环内侧开设有若干个凹槽或一圈环形槽，叶轮幅板曲面壁厚内从外侧壁向圆心开设有若干个减压流道，减压流道与凹槽一一对应贯通或与环形槽贯通，泵壳上开设有与凸环耦合配设的环状凹部。

作为优选，叶轮由金属预埋件和包裹在金属预埋件外周的塑料件整体模压而成，安装孔开设于金属预埋件上，塑料件包括叶轮幅板、叶轮叶片。

作为优选，离心泵的泵壳、泵盖的材质为塑料、橡胶、陶瓷、金属的一种或几种的组合

作为优选，轴密封为带动静环的机械密封、K型橡胶圈动力密封的一种或二种密封的复合。

作为优选，减压流道的内径从外侧向圆心逐渐缩小。

作为优选，叶轮为开式、闭式或带口环的半开式。开式叶轮使叶轮能输送高浓度的浆液；闭式叶轮是输送清液时效率较高；带口环的半开式叶轮是为了提升叶片内冲角处的强度。

作为优选，塑料件材质为超高分子量聚乙烯。

作为优选，减压流道的孔截面为圆孔形、方孔形、椭圆孔形。

作为优选，安装孔为通孔或带螺纹的通孔或带螺纹的闷孔。

作为优选，减压流道的成型工艺为钻或铣，也可以模压、浇注等其它工艺获得，优选为圆孔，方便加工。

本发明有益效果：

1、通过在泵壳与叶轮幅板之间增设凹凸环，并偶合安装，缩小了叶轮与泵壳之间的间隙，阻止了泵腔中高压流体向密封部低压区的返流，提升了局部的容积效率；

2、通过把原有技术中能起到减压作用的敞开式背叶片，改良成封闭式减压流道，提升了减压功能的工作效率，也同样降低了功率消耗，能节约能耗5~8%；

3、通过本发明改良减少了液体尤其是浆体的涡流，同时避免了液体的挖凿性磨损，提升了泵壳的使用寿命一倍以上。

附图说明

图1为本发明塑料离心泵的结构简图。

图2为图1中A部的局部放大图。

图3为本发明中开式叶轮的结构简图。

图4为图3的右视图。

图5为本发明中闭式叶轮的结构简图。

图6为本发明中半开式叶轮的结构简图。

图7为图2的另一种表现形式（多道凹凸环）。

图8为K型动力密封的结构简图。

图9为叶轮减压流道的过流面积内小外大的结构简图。

图10为实施例二的泵结构简图。

具体实施方式

实施例1：参照如图1~7所示，一种离心耐腐耐磨料浆泵，选定进口直径100mm，出口80mm的泵型，包括泵壳1、泵盖2、叶轮3、主轴4、轴密封5、轴承支架6、底板7、电机8等。所述泵壳1、泵盖2为钢衬超高分子量聚乙烯，钢部件选用铸铁或铸钢件，衬塑材料选500万分子量以上的超高分子量聚乙烯，用常规的钢衬超高分子量聚乙烯泵壳、泵盖的模压及机加工工艺获取制品，并在泵壳1与叶轮3的配合部加工环状凹部1.2。

所述叶轮3采用金属预埋件3.7外包超高分子量聚乙烯的复合结构，成型工艺与原有的超高分子量聚乙烯叶轮热压制工艺无区别。与原有技术不同的是在叶轮幅板3.1的后侧加工设置凸环3.2，在叶轮凸环3.2内侧设置一圈环形槽3.3，叶轮幅板3.1曲面壁厚内从外侧壁向圆心开设有若干个减压流道3.4，减压流道3.4与环形槽3.3贯通。

如图8，所述轴密封5选用常规的K型动力密封，密封由密封盒5.1、K型橡胶圈5.2、密封压盖5.3、轴套5.4等组成。

上述泵组件加工完成后，即可按常规的防腐耐磨离心泵的安装要求进行组装各部件，并测试、油漆，即可得到本发明所述的能节约功率5~8%，同时又能满足轴密封减压要求的离心泵。

在安装过程中，叶轮3上的凸环3.2应与泵壳1上的环状凹部1.2错位偶合配合安装，这样安装的目的是增加轴密封部位腔体5.1与泵壳流道1.1之间的流体隔断能力，促使泵机在最少消耗功耗的前提下，也能满足密封的减压要求。

本实施例中所述的泵壳1、泵盖2的结构可全塑结构，也可选用钢衬陶瓷结构。

本实施例中所述的泵壳1、泵盖2、叶轮3的过流部件的材质可以是塑料、橡胶、金属、陶瓷的一种或多种的复合结构。

本实施例中所述的叶轮是包裹有金属预埋件的塑料叶轮。

本实施例中所述的叶轮的形式，可设计为开式叶轮（如图3）、闭式叶轮（如图5）、带口环的半开式叶轮（如图6），在本实施例中不作限定。

本实施例中所述的叶轮幅板3.1后侧的凸环3.2，可以为一道或多道设置。如图7，当多道设置时，泵壳1对应部位的环状凹部1.2也应对应设置，呈迷宫状组合安装。这样的设置，有更好的节能效果。

本实施例中所述的叶轮幅板3.1后侧的凸环3.2，也可以在叶轮侧设凹环，在泵壳侧设凸环。

本实施例中所述的叶轮幅板3.1中设置的减压流道3.4的形态，可以是圆孔，也可以是方孔，或和其它形状，优选为圆孔，方便加工。

本实施例中所述的叶轮幅板3.1中设置的减压流道3.4的数量从2~32个不作限定，孔数多少的就量依据为泵型的大小和输送压力的高低。

一般来说，泵型大则减压流道数量就多，输送流体压力高则减压流道数量就多。

本实施例中所述的减压流道3.4为均布状态，但也可以非均布设置，非均布设置的目的是为了与叶轮金属预埋件3.7的增强筋位置错开，以方便加工制作。

本实施例中所述叶轮幅板3.1中设置的减压流道3.4的加工方法可以是机械加工获得，也可以是用模具模压获得，还可以用浇注击碎型模获得。

如图9，所述叶轮减压流道的过流面积为内小外大。

本实施例中所述的离心泵的轴密封5可采用机械密封、K型动力密封、K型动力密封与机械密封的复合密封或其它形式的密封，本发明中不作限定。

本实施例中所述离心泵的叶轮3既能为轴密封5减压，又能节约功耗，还能提升泵壳1的抗磨性能。

实施例2：（参见图10）

参照实施例1所述的离心泵，为了提升泵的密封效果，在泵的密封部位增设有副叶轮9。

本发明通过在泵壳与叶轮之间设置耦合配设的环状凹部1.2和凸环3.2，利用环状凹凸易加工、匹配精度易掌控的优势，提升叶轮幅板上的凸环3.2与泵壳1上的环状凹部之间的配合精度，进而提升轴密封部位腔体与泵壳流道之间的流体隔断能力。这种隔断能力不仅来自于凹凸之间的匹配的精度，还来自于叶轮旋转运动时凹凸环之间因流体旋转产生的液环，进而产生自封能力，封闭隔断了轴密封部位腔体5.1与泵壳流道1.1的压力差。而设置在叶轮幅板3.1内的径向减压流道3.4，在叶轮的旋转作用下产生离心力，将密封部位腔体5.1的流体通过径向流道3.4甩入泵壳流道1.1内，进而降低密封部位腔体5.1的流体的压力，保证了轴密封在压力-0.05~0.1MPa运行，从而提升轴密封的运行安全性。

在本技术方案中，降低轴密封部位腔体5.1的流体压力的方法是靠凹凸环动态偶合，再叠加叶轮幅板3.1中设置的减压流道3.4产生离心力所起的作用。由于该结构中凹凸环部内外侧的隔断能力好，和叶轮减压流道3.4的做功能力充分，就产生了比原有技术少消耗50%的功耗，就能获得满意的减压效果。例如原有技术中进口直径150mm、流量150m³/h、扬程40米的离心泵，所采取的减压背叶片所消耗的功率为整个功率45kW的10%左右，即4.5kW左右，采用本技术方案减压后，在同样的效果下，消耗功率可降止2kW左右，降低50%以上，但减压效果不变。

Claims (10)

1.一种塑料离心泵，包括泵壳、泵盖、泵壳内的叶轮、主轴、用于将主轴与泵壳穿出孔进行密封的轴密封，其特征在于叶轮包括叶轮幅板、叶轮幅板正面的叶轮叶片以及叶轮幅板中心的安装孔，叶轮幅板背面为不含有放射状辐条的水平面，且围绕圆心设置有至少一圈凸环，最靠近圆心的凸环内侧开设有若干个凹槽或一圈环形槽，叶轮幅板曲面壁厚内从外侧壁向圆心开设有若干个减压流道，减压流道与凹槽一一对应贯通或与环形槽贯通，泵壳上开设有与凸环耦合配设的环状凹部。

2.根据权利要求1所述的一种塑料离心泵，其特征在于叶轮由金属预埋件和包裹在金属预埋件外周的塑料件整体模压而成，安装孔开设于金属预埋件上，塑料件包括叶轮幅板、叶轮叶片。

3.根据权利要求1所述的一种塑料离心泵，其特征在于离心泵的泵壳、泵盖的材质为塑料、橡胶、陶瓷、金属的一种或几种的组合。

4.根据权利要求1所述的一种塑料离心泵，其特征在于轴密封为带动静环的机械密封、K型橡胶圈动力密封的一种或二种密封的复合。

5.根据权利要求1所述的一种塑料离心泵，其特征在于减压流道的内径从外侧向圆心逐渐缩小。

6.根据权利要求1所述的一种塑料离心泵，其特征在于叶轮为开式、闭式或带口环的半开式。

7.根据权利要求1所述的一种塑料离心泵，其特征在于塑料件材质为超高分子量聚乙烯。

8.根据权利要求1所述的一种塑料离心泵，其特征在于减压流道的孔截面为圆孔形、方孔形、椭圆孔形。

9.根据权利要求1所述的一种塑料离心泵，其特征在于安装孔为通孔或带螺纹的通孔或带螺纹的闷孔。

10.根据权利要求1所述的一种塑料离心泵，其特征在于减压流道的成型工艺为钻或铣。